(57)【要約】【課題】  環境磁場の影響を受けることなく正確に、計測対象物体からの磁界を検出する。【解決手段】  環境磁場検出用の常電導コイル（２４）により環境磁場を検出し、磁気センサ（ＳＱＵＩＤ）およびＦＬＬ回路を含む磁界計測部（２５）へ、補償調整回路（８）により検出環境磁場に対応する信号をフィードバックして、計測磁場に対して環境磁場を補償する。【選択図】        図４
2006184116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁界を検出する磁気センサ、
前記磁気センサと別に配置される常電導コイル、
前記常電導コイルの検出出力に従って前記磁気センサの検出磁界に対する補償磁界を生成して前記磁気センサに供給する磁気補償回路、および
前記磁気センサの出力信号に従って検出磁界に対応する信号を生成する検出回路を備える、磁気検出装置。
【請求項２】
前記検出回路は、前記磁気センサの出力信号を前記磁気センサに負帰還する磁束ロックトループ回路を備え、
前記磁気補償回路は、前記磁束ロックトループ回路の生成する帰還磁界に前記常電導コイルの出力信号に対応する磁界を重畳する、請求項１記載の磁気検出装置。
【請求項３】
前記磁気補償回路は、
前記磁気センサに対応して配置され、前記磁気センサに磁気結合される補償コイルと、
前記常電導コイルの検出信号に対応する電気信号を生成して前記補償コイルに印加する回路とを備える、請求項１記載の磁気検出装置。
【請求項４】
前記常電導コイルは、透磁率の高い材料に巻回される、請求項１記載の磁気検出装置。
【請求項５】
前記磁気センサは磁気シールド内に配置され、
前記常電導コイルは、前記磁気シールド外に配置される、請求項１記載の磁気検出装置。
【請求項６】
前記磁気シールドは高透磁率の材料で構成され、
前記常電導コイルは、前記磁気遮蔽シールドの外周に巻回される、請求項５記載の磁気検出装置。
【請求項７】
前記磁気センサの検出対象の物体は、両端に開口部を有する高透磁率の材料でシールドされた搬送路を転送され、
前記磁気センサは、前記搬送路途中の所定位置に前記高透磁率の材料で磁気遮蔽されて配置される計測部内に配置され、
前記常電導コイルは、前記計測部を囲む外部磁界遮蔽用の高透磁率材料の外周に巻回される、請求項１記載の磁気検出装置。
【請求項８】
前記高透磁率の材料は、パーマロイまたはアモルファス金属である、請求項１記載の磁気検出装置。
【請求項９】
前記磁気センサは、超電導量子干渉素子を備える、請求項１記載の磁気検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は検出対象物体からの磁界を検出する磁気検出装置に関し、特に、磁気センサとして超電導量子干渉素子（ＳＱＵＩＤ：Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｉｎｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｄｅｖｉｃｅ）を利用する磁気検出装置に関する。より特定的には、この発明は、簡易な磁気シールドで環境磁場の影響を抑制して正確に検出対象物体からの磁界を検出するための構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
量子磁気干渉素子（以下、ＳＱＵＩＤと称す）は、高感度の磁気センサとして知られている。ＳＱＵＩＤは、ジョセフソン接合を介して電圧差を生じさせることなく電流を流すことができる現象を利用する。ＳＱＵＩＤに、超電導臨界電流よりも大きなバイアス電流を流した状態で、外部から磁界を印加した場合、ＳＱＵＩＤ両端には、外部印加磁界で変調された電圧が現われる。このＳＱＵＩＤの電圧を外部で検出することにより、外部印加磁界を検出することができる。通常、液体窒素温度で超伝導体となる高温超伝導体を利用するＳＱＵＩＤは、１０＾（−１３）テスラ／√Ｈｚの感度を有し、液体ヘリウム温度で超伝導体となる低温超伝導体を利用するＳＱＵＩＤは、１０＾（−１４）テスラ／√Ｈｚの感度を有する。ここで、符号“＾”は、べき乗を示す。
【０００３】
ＳＱＵＩＤにおける電圧が、外部印加磁界に従って量子化磁束（磁束量子）単位で周期的に変化するため、極めて微弱な磁界を検出することができる。
【０００４】
このようなＳＱＵＩＤを磁気センサとして利用する応用として、生体磁場を検出する医療機器、磁性異物を検出する非破壊検査装置などにおいて用いられている。
【０００５】
前述のように、ＳＱＵＩＤ磁気センサの出力電圧は、量子化磁束単位で周期的に変化するため、電圧Ｖと磁界φとの対応関係を示す特性曲線は、多値関数で表される。従って、計測対象物体からの磁界の絶対値を検出するために、ＳＱＵＩＤ磁気センサの動作点をロックさせる必要があり、このために、ＦＬＬ（磁束ロックトループ）回路と呼ばれる駆動回路が利用される。このようなＦＬＬ回路を備えるＳＱＵＩＤ磁気センサを用いた磁気検出装置の構成の一例は、特許文献１（特開２０００−２９２５１１号公報）に示されている。
【０００６】
また、微弱磁界を正確に検出するためには、環境磁場などの外部ノイズ磁界の影響をなくすことが要求される。このような外部ノイズ磁界の影響を抑制するための磁気遮蔽の構成が、特許文献２（米国特許公開２００３−０２１８８７２号公報）および非特許文献１（栗城、「高温超伝導体ＳＱＵＩＤをめぐる研究」、電子科学研究、第８号、第１８ページ−第２３ページ、平成１２年）に示されている。
【特許文献１】特開２０００−２９２５１１号公報
【特許文献２】米国特許公開２００３−０２１８８７２号公報
【非特許文献１】「高温超伝導体ＳＱＵＩＤをめぐる研究」、栗城、電子科学研究、第８号、第１８ページ−第２３ページ、平成１２年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に示される構成においては、ＦＬＬ回路の動作点として、電圧−磁界特性曲線（Ｖ−Φ特性曲線）の傾斜の最も大きい位置を動作点として設定する構成が示されている。しかしながら、この特許文献１に示される構成においては、検出対象からの磁界（信号磁界）と外部磁界（環境磁場などのノイズ磁界）とを識別することは困難であり、また、この特許文献１においては、環境磁場が測定に及ぼす影響については検討していない。
【０００８】
また特許文献２においては、磁気遮蔽の構成の従来技術として、フラックスゲートまたはＳＱＵＩＤを用いて外部磁界（環境磁場）を検出し、コイルを介してこの検出外部磁界と逆相の磁界を生成して外部磁界を打消すアクティブフィルタ型磁気遮蔽の構成を記載している。このアクティブフィルタ型磁気遮蔽の構成の一例として、磁気遮蔽室外部に大型のヘルムホルツコイルを設け、このヘルムホルツコイルと磁気遮蔽室の磁気遮蔽層のパーマロイとを結合してアクティブシールドを実現する構成が記載されている。
【０００９】
この特許文献２は、また、磁気遮蔽室全体を利用する場合、外部磁界を検出するセンサの出力により逆相の磁界を生成するまでの時間遅れにより遮蔽磁界の位相遅れが生じ、正確に外部磁界を補償することができないことを述べている。特許文献２においては、検出対象の磁界を検出する計測コイルに対する外部ノイズ磁界を、別に設けられたコイルを利用して、外部磁界に対する補償磁界を生成して外部磁界を相殺して、計測コイルへ外部磁界が影響を及ぼさないようにすることを図る。このアクティブシールド方式では、しかしながら、全体として磁気遮蔽室を想定しており、設備の価格が高くなり、また設備の規模も大きくなる。
【００１０】
この特許文献２は、このような問題を解釈するために、両端に開口端を有する円筒形磁気遮蔽の両端に超電導リングをそれぞれ配置し、計測用磁気センサを、この超電導リング対の中間位置に配置する構成を示す。これらの超電導リングの軸方向と平行となるように磁気センサの表面を配置し、超電導リングのマイスナー効果により外部磁界の侵入を抑制することを図る。しかしながら、この構成においては、外部磁界の影響を相殺するために専用の超電導リングを用いており、装置価格が高くなり、また装置規模も大きくなる。特に、計測対象物体が食肉などのような大型の場合、計測用磁気センサの磁気シールドの開口部が大きくなり、このような大きな開口部に対して、超電導リングを配置してマイスナー効果により外部磁界の侵入を抑制するのは困難である。
【００１１】
また、非特許文献１においては、磁気シールドに対して上部、中央部および下部にコイルを巻回し、中央のコイルの出力信号を上部および下部のコイルに対して印加することにより、外部磁界を相殺して、磁気シールド内に外部ノイズ磁界が侵入することを防止する構成が示される。この非特許文献１の構成では、磁気シールドとして、大型の磁気シールド室を想定しており、設備が大型となる。
【００１２】
それゆえ、この発明の目的は、簡易磁気シールド環境下で正確に外部磁場（環境磁場）の影響を抑制して計測対象からの磁界（信号磁界）を測定することのできる磁気検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明に係る磁気検出装置は、計測対象の磁界を検出する磁気センサと、この磁気センサと別に配置される常電導コイルと、この常電導コイルの検出出力に従って磁気センサの検出磁界に対する補償磁界を生成して磁気センサに供給する磁気補償回路と、この磁気センサの出力信号に従って計測対象の磁界に対応する信号を生成する検出回路とを備える。
【発明の効果】
【００１４】
安価な常電導コイルを用いて環境磁場（外部ノイズ磁場）を検出し、その検出された環境磁場に対応する補償磁界を磁気センサに供給しており、ほぼ時間遅れなく、磁気センサにおいて環境磁場を補償することができ、計測対象の磁界を正確に検出することができる。また環境磁場を検出するために常電導コイルを利用しており、装置価格を安価にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１に従う磁気検出装置の全体の構成を概略的に示す図である。図１において、磁気検出装置は、計測対象（図示せず）の物体からの磁界を検出する磁気センサ１と、磁気センサ１に一定の大きさのバイアス電流Ｉｂを供給するバイアス電流源２と、磁気センサ１の両端の電圧を増幅する増幅器３と、増幅器３の出力信号を積分して検出出力電圧Ｖｏｕｔを生成する積分器４と、積分器４の出力電圧を電流に変換するフィードバック抵抗素子５と、フィードバック抵抗素子５からの電流に従って補償磁界を生成する変調コイル６を含む。
【００１６】
磁気センサ１は、一例として、２つのジョセフソン接合１ａおよび１ｂを有するＤＣ−ＳＱＵＩＤで構成される。この磁気センサ１は、他の１つのジョセフソン接合を有するＲＦ−ＳＱＵＩＤであってもよく、またＭＩ（磁気インピーダンス）効果を利用するＭＩセンサなどの他の磁気センサであってもよい。
【００１７】
超電導電流は、超電導状態を作り出すクーパ対が、ジョセフソン結合をトンネル現象により移動することにより流れる。ＳＱＵＩＤにバイアス電流Ｉｂを流した場合、そのジョセフソン接合で制限される超電導電流の臨界値（超電導臨界電流値）を超えたところで常電導電流が発生し、ＳＱＵＩＤの両端に電圧Ｖｓが発生する。一方、このＳＱＵＩＤに磁界が印加されると、内部への磁界の侵入を禁止するように、超電導リングに遮蔽電流が発生する。このとき、外部から印加される磁界の強さにより、ジョセフソン接合におけるクーパー対の位相差Δφが変化する。超電導臨界電流値をＩｃとすると、遮蔽電流Ｉｓは、ジョセフソン接合で制限され、次式で与えられる。
【００１８】
Ｉｓ＝Ｉｃ・ｓｉｎΔφ
超電導体中では、磁場が量子化され、その最小単位が、量子化磁束（磁束量子）φ０と呼ばれる。位相差Δφは、外部印加磁界φと量子化磁束（磁束量子）φｃとを用いて次式で表わされる。
【００１９】
Δφ＝２・ｎ・π＋２・π・（φ／φ０）
すなわち、遮蔽電流Ｉｓは、量子化磁束φ０（２・１０＾（−１５）Ｗｂ）単位で周期的に変化する。ここで、符号“＾”は、べき乗を示す。したがって、ＳＱＵＩＤに磁界を印加した場合、遮蔽電流により超電導状態を保持することのできるバイアス電流値が変化し、電流−電圧曲線が、Δφ＝２・ｎ・πとΔφ＝（２ｎ＋１）・φの間を移動する。このとき、バイアス電流Ｉｂが一定値であれば、このＳＱＵＩＤの両端に発生する電圧Ｖｓも周期的に変化する。
【００２０】
このＳＱＵＩＤ１の両端に発生する電圧Ｖｓは、μＶ程度の大きさであり、増幅器３を用いて増幅し、積分器４により、高周波成分を除去して、計測磁界に対応する検出出力電圧Ｖｏｕｔを生成する。
【００２１】
電圧−磁界特性曲線（Ｖ−φ特性曲線）は、上述のように、量子化磁束φ０を単位として周期的に変化するため、特性曲線の線形領域は狭い。したがって、検出電圧のダイナミックレンジを大きくするために、積分器４、フィードバック抵抗素子５および変調コイル６を用いて、負帰還をかけて、いわゆる「零点検出法（零位法）」に従って磁界検出を行なう。この変調コイル６からは、ＳＱＵＩＤ１に印加される外部磁界を打消すように磁界が生成される。変調コイル６とＳＱＵＩＤの磁気結合係数（相互コンダクタンス）をＭｆとし、フィードバック抵抗素子５の抵抗値をＲｆとすると、フィードバック抵抗素子５の両端の電圧、すなわち検出出力電圧Ｖｏｕｔは、（Ｒｆ／Ｍｆ）・φとなり、信号磁束φに比例する。
【００２２】
なお、図１において、変調コイル６に印加されるバイアス電流を調整し、このＳＱＵＩＤの動作点を設定する動作点設定回路が設けられるが、図１においては、この変調コイル６に対しバイアス電流を供給する回路は示していない。このＳＱＵＩＤの動作点を固定することにより、磁界−電圧の対応関係を一意的に設定することができ、検出電圧Ｖｏｕｔに従って信号磁界を検出することができる。
【００２３】
ＳＱＵＩＤの磁界−電圧特性曲線が、量子化磁束を単位として周期的に変化しており、量子化磁束φ０よりも弱い磁界を検出することができる。高温超電導体を利用するＳＱＵＩＤで、１０＾（−１３）テスラ／√Ｈｚ、低温超電導体を利用するＳＱＵＩＤは、１０＾（−１４）テスラ／√Ｈｚの感度を有しており、微弱磁界を計測することができる。
【００２４】
この計測対象からの微弱磁界に対する外来磁界（環境磁場）の影響を抑制するために、環境磁場を検出する環境磁場検出コイル７と、環境磁場検出コイル７の出力信号に従って増幅、積分、減衰、および位相調整などの必要な処理を行なって電流信号を生成する補償調整回路８と、この補償調整回路８の出力信号に従って補償磁界を生成して磁気センサ（ＳＱＵＩＤ）１へ供給する補償コイル９が設けられる。
【００２５】
常電導コイル７は、たとえばエナメル線または銅線などの常電導材料で構成される。
【００２６】
環境磁場検出コイル７の出力信号は、環境磁場の微分信号である。補償調整回路８においては、この微分信号の増幅動作および積分動作を行って、検出環境磁場に対応する電圧信号を生成し、次いで、補償コイル９と変調コイル１との相互結合を考慮した信号振幅の減衰動作および正確に逆相の磁場が変調コイル１に印加されるように位相調整が行われる。これにより、環境磁場検出コイル７により検出された環境磁場と逆相の磁界が補償コイル９により生成されて、磁気センサ１へ供給される。応じて、磁気センサ１において、この環境磁場が相殺され、正確に、計測対象物体からの磁界を検出することができる。
【００２７】
特に、この図１に示すように、環境磁場と逆相の負帰還磁場を補償コイル９により生成して、直接、磁気センサ１に印加しており、確実に、磁気センサ１において、環境磁場の影響を抑制することができる。また、補償調整回路８により、この環境磁場検出コイル７で検出された磁場と逆相の磁場を補償コイル９により生成させており、環境磁場の変化に追随した補償磁場を生成して、磁気センサ１に供給することができ、ほぼ応答の遅れなく、正確に環境磁場の影響を磁気センサ１において抑制することができる。
【００２８】
以上のように、この発明の実施の形態１に従えば、常電導コイルを用いて環境磁場を検出し、その検出環境磁場に対応する負帰還補償磁場を生成して磁気センサに印加しており、不十分な磁気シールド環境下においても環境磁場の影響を抑制して正確に計測検出対象体からの磁界を検出することができる。
【００２９】
［実施の形態２］
図２は、この発明の実施の形態２に従う磁気検出装置の構成を概略的に示す図である。この図２に示す磁気検出装置は、以下の点で、図１に示す磁気検出装置とその構成が異なる。すなわち、常電導コイルで構成される環境磁場検出コイル７の磁心として、透磁率の高いコアを挿入する。高透磁率のコア材料としては、パーマロイ（Ｎｉ−Ｆｅ合金）またはアモルファス金属またはアモルファス合金を利用することができる。高透磁率の軟磁性アモルファス合金材料としては、Ｆｅ−Ｂ−Ｓｉ−Ｃｕ、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｎｉ−Ｓｉ−ＢまたはＦｅ−Ｃｕ−Ｎｂ−Ｓｉ−Ｂを利用することができる。
【００３０】
この図２に示す磁気検出装置の他の構成は、図１に示す磁気検出装置の構成と同じであり、対応する部分には同一参照番号を付し、その詳細説明は省略する。
【００３１】
超電導コイルで構成される環境磁場検出コイル７のコアとして、高透磁率材料を利用することにより、この環境磁場検出コイル７における検出磁束を大きくすることができ、環境磁場検出コイル７およびコア１０で構成される環境磁場検出センサの感度を高くすることができ、より正確に、環境磁場の影響を抑制して、計測対象物体からの磁界を検出することができる。
【００３２】
以上のように、この発明の実施の形態２に従えば、環境磁場検出センサとして、常電導コイルのコアに高透磁率材料を用いており、環境磁場検出センサの感度を高くすることができ、確実に、環境磁場の影響を抑制して、計測対象磁場を検出することができる。
【００３３】
［実施の形態３］
図３は、この発明の実施の形態３に従う磁気検出装置の全体の構成を概略的に示す図である。この図３に示す磁気検出装置においては、補償調整回路８の出力信号（電流）が、フィードバック抵抗素子５からの電流と加算されて変調コイル６へ供給される。
【００３４】
補償調整回路８は、環境磁場検出コイル７の検出電圧を増幅する増幅器１２と、増幅器１２の出力信号を積分する積分器１３と、積分器１３の出力信号を所定の割合で減衰する減衰器１４と、減衰器１４の出力信号の位相を調整する位相調整器１６と、位相調整器１６の出力信号を電流信号に変換して変調コイル６へ供給する補償抵抗素子１８を含む。
【００３５】
この図３に示す磁気検出装置の他の構成は、図１に示す磁気検出装置の構成と同じであり、対応する部分には同一参照番号を付し、その詳細説明は省略する。
【００３６】
この図３に示す磁気検出装置の構成においては、環境磁場補償用コイルと、計測磁場相殺用コイルとが共用される。したがって、変調コイル６と別に設けられた環境磁場補償コイルの配置位置調整を行なう必要がなく、環境磁場補償のための調整が簡略化される。
【００３７】
また、この補償調整回路８において、増幅器１２と減衰器１４を用いることにより、環境磁場検出コイル７の出力電圧に従って、ＳＱＵＩＤで構成される磁気センサ１における環境磁場の大きさに対応する磁場を生成するように変調コイル７へ供給する電流量を調整することができる。また位相調整器１６を利用することにより、この環境磁場検出コイル７の検出磁場と逆相の補償磁場を生成することができ、正確に環境磁場を補償する磁場を、変調コイル６において生成することができる。
【００３８】
また、環境磁場検出コイル７の出力電圧が増幅器１２により増幅されており、増幅器１２の出力信号は、環境磁場の時間微分成分に対応する。従って、環境磁場に対応する電圧を生成するために、増幅器１２の次段に、微分処理と反対の積分処理を行う積分器１３が配置される。これにより、正確に検出された環境磁場に対応する信号を生成することができる。
【００３９】
また、この図３に示す磁気検出装置の構成において、環境磁場検出コイル７においても、コアとして、高透磁率材料が利用されてもよい。
【００４０】
また、位相調整器１６の構成としては、変調コイル６において、正確に検出された環境磁場と逆相の磁場が生成されるように信号の位相を調整することができる構成であれば、任意の構成を利用することができる。
【００４１】
以上のように、この発明の実施の形態３に従えば、ＳＱＵＩＤの磁気センサに対するＦＬＬ回路を利用して、環境磁場に対応する磁場を補償しており、回路規模を低減することができ、また環境磁場補償用コイルと検出磁場相殺用変調コイルとを共用することができ、効率的に、環境磁場補償の調整を行なうことができる。
【００４２】
［実施の形態４］
図４は、この発明の実施の形態４に従う磁気検出装置の構成を概略的に示す図である。図４において、磁気シールド体２０内に、ＳＱＵＩＤを含む磁気検測部２５が配置される。この磁気検測部２５は、たとえばデュアに充填された液体窒素により冷却されるＳＱＵＩＤと、このＳＱＵＩＤに対するＦＬＬ回路と、変調コイル６と、ＳＱＵＩＤに対するバイアス電流を供給する回路、および積分器３２等を含む。
【００４３】
磁気シールド体２０は、計測対象物体が搬送される中空矩形形状の搬送路遮蔽部２１と、この搬送路遮蔽部２１のほぼ中央部に配置されて、内部に磁気計測部２５が配置される計測部遮蔽部２２を含む。
【００４４】
搬送路遮蔽部２１は、その両端に開口部２３ａおよび２３ｂが設けられており、比較的大きな形状の被計測物体が、この搬送路遮蔽部２１内を搬送される。このほぼ逆Ｔ字形の磁気シールド２０は、たとえばパーマロイまたはアモルファス金属またはアモルファス合金などの高透磁率の材料で構成され、磁気計測部２５に対する磁気シールド機能を実現する。
【００４５】
しかしながら、搬送路遮蔽部２１においては、比較的大きな開口部２３ａおよび２３ｂが設けられており、これらの両端に設けられた開口部２３ａおよび２３ｂにより、環境磁場が内部へ侵入し、磁界計測に対し影響を及ぼす。
【００４６】
この環境磁場の影響を抑制するために、計測部遮蔽部２２のほぼ根元部分に、常電導コイルで構成される環境磁場検出コイル２４が巻回される。常電導コイル２４は、エナメル線または銅線を用いて構成される。この環境磁場検出コイル２４は、その巻き数は、この磁気シールド体２０の形状および大きさならびに計測部遮蔽部２２のサイズに応じて適当な数（例えば５０ターン）に定められる。この環境磁場検出コイル２４により、磁気シールド体２０において生じた環境磁場に起因する磁場を検出する。
【００４７】
環境磁場検出コイル２４は、増幅器３０に結合され、この増幅器３０により増幅された信号が、積分器３２を介して磁気計測部２５に含まれるＦＬＬ回路部へ供給される。積分器３２の出力信号の供給形態としては、フィードバック抵抗素子と別に設けられる環境磁場補償用抵抗素子を介して図３に示す変調コイル６へ電流が供給される形態であってもよく、また、この積分器３２の出力信号が環境磁場補償用抵抗素子を介して変調コイルと別に設けられる補償コイルに供給される形態であってもよい。ただし、いずれの形態であっても、実施の形態１から３と同様、減衰処理および位相調整動作が必要に応じて行われる（図１から３に示す構成参照）。
【００４８】
磁気シールド体２０は、高透磁率の材料で構成されており、外部磁場（環境磁場）に応じた磁界を生成する。この磁気シールド体２０において生じた磁場が、環境磁場検出コイル２４により検出され、増幅器３０および積分器３２により、検出環境磁場に応じた信号が生成され、磁気計測部２５のＦＬＬ回路へ与えられる。これにより、外部環境磁場は、磁気計測部２５のＦＬＬ回路により補償され、正確に、磁気計測部２５は、計測対象物体からの磁界を検出することができる。これにより、両端に開口部が設けられ、磁気計測部に対する磁気シールドが不十分であっても、正確に計測対象の磁界を計測することができる。
【００４９】
搬送路遮蔽部２１の両端の開口部２３ａおよび２３ｂ両端に環境磁場検出コイルを設けた場合、これらの環境磁場検出コイルの検出磁界が、計測対象磁界に対して及ぼす影響の度合いを調整するのが困難となり、正確に環境磁場を相殺するのが困難となる。しかしながら、計測部遮蔽部２２が搬送路遮蔽部２１のほぼ中央部に配置されており、この部分において、外部環境磁場を検出することにより、ほぼ正確に、計測位置における外部環境磁場の相対強度を検出することができ、正確に環境磁場に対する補償を行なうことができる。
【００５０】
また、環境磁場検出コイル２４は、高透磁率材料で構成される磁気シールド体２０に巻回されており、この磁気シールド体２０の計測部遮蔽部２２がコアとして機能するため、その検出感度が高くされ、高感度で、環境磁場を検出することができる。
【００５１】
なお、この図４に示す磁気検出装置の構成において、計測部遮蔽部２２が矩形形状に形成されている。しかしながら、この計測部遮蔽部２２の形状は、楕円形状または円筒形状などの他の形状であってもよく、内部に、磁気計測部が配置されるとともに、内部の磁気計測部に対する磁気シールド機能を有していれば、その形状は任意である。
【００５２】
また、搬送路遮蔽部２１の形状としても、この搬送部分を搬送される計測対象物体の形状により適当な形に定められればよく、たとえば楕円形状に形成されてもよい。
【００５３】
また、積分器３２の次段に位相調整器が設けられてもよい。
【００５４】
以上のように、この発明の実施の形態４に従えば、計測部の静電シールドを実現する高透磁率の材料部分に、常電導コイルを巻回して環境磁場検出コイルとして利用し、この常電導コイルの出力信号を増幅器および積分器または位相調整器を介して磁気シールド内の磁気計測部のＦＬＬ回路にフィードバックしている。したがって、磁気シールドが不十分な環境下であっても、正確に環境磁場を検出して、環境磁場を相殺する磁場を生成することができ、計測対象物体の磁界に対する環境磁場の補償を確実に行なうことができる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
この発明は、生体磁場検出および磁性物検出などの磁界計測を行なう装置に適用することができる。また、ＳＱＵＩＤとして、ＲＦ−ＳＱＵＩＤに対しても、本発明は適用可能であり、また、高温超電導ＳＱＵＩＤおよび低温ＳＱＵＩＤいずれに対しても本発明は適用することができる。また、磁気センサとしては、フラックスゲートおよびＭＩ（磁気インピーダンス）センサなどの他の磁気センサに対しても、本発明は適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】この発明の実施の形態１に従う磁気検出装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】この発明の実施の形態２に従う磁気検出装置の全体の構成を概略的に示す図である。
【図３】この発明の実施の形態３に従う磁気検出装置の構成を概略的に示す図である。
【図４】この発明の実施の形態４に従う磁気計測装置の構成を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  磁気センサ（ＳＱＵＩＤ）、３  増幅器、４  積分器、５  フィードバック抵抗素子、６  変調コイル、７  環境磁場検出コイル、８  補償調整回路、１２  増幅器、１４  減衰器、１６  位相調整器、１８  補償用抵抗素子、２０  磁気シールド体、２１  搬送路遮蔽部、２２  計測部遮蔽部、２３ａ，２３ｂ  開口部、２４  環境磁場検出コイル、２５  磁気計測部、３０  増幅器、３２  積分器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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