(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性材料で形成される全体略板状の試料ホルダ本体部と、
前記試料ホルダ本体部の一の面側に凹状の溝として形成される試料配置部と、
前記試料配置部の形成面上から視たときに前記試料配置部と重ならない位置で前記試料ホルダ本体部に配されるとともに前記試料ホルダ本体部と視別可能とされる磁気点源と、
を有することを特徴とする試料ホルダ。
【請求項２】
試料ホルダ本体部に磁気点源が少なくとも２つ配される請求項１に記載の試料ホルダ。
【請求項３】
試料ホルダ本体部の厚み方向に対する磁気点源の磁化方向の傾斜角が大きくとも２０°以内である請求項１から２のいずれかに記載の試料ホルダ。
【請求項４】
試料本体部がアクリル樹脂で形成される請求項１から３のいずれかに記載の試料ホルダ。
【請求項５】
試料配置部に試料を配置したときに前記試料の位置を規制し、非磁性材料で形成される弾性部材が配される請求項１から４のいずれかに記載の試料ホルダ。
【請求項６】
試料配置部の形成面上から視たときに前記試料配置部の溝形状が四角形であり、前記四角形の一角の位置にその対角を成す２辺に試料を押付けるように付勢する弾性部材が配される請求項５に記載の試料ホルダ。
【請求項７】
試料配置部の形成面上から視たときに前記試料配置部の溝形状が四角形であり、前記四角形の一辺及びその延長線からみて前記一辺と向かい合う他の辺及びその延長線と反対側の位置に磁気点源が配される請求項１から６のいずれかに記載の試料ホルダ。
【請求項８】
四角形の対角線の略延長方向の位置で、かつ、前記対角線で結ばれる一の角の外方の位置及び他の角の外方の位置にそれぞれ１つずつ磁気点源が配される請求項７に記載の試料ホルダ。
【請求項９】
同一試料に対して請求項１から８のいずれかに記載の試料ホルダを用いて撮像された磁気画像と光学画像との合成画像を取得する合成画像取得方法であって、
前記磁気画像に表示される磁気点源の磁化ピーク位置と、前記光学画像に表示される前記磁気点源の位置とを位置合わせして前記合成画像を取得することを特徴とする合成画像取得方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気顕微鏡及び光学顕微鏡に用いられる試料ホルダ、並びに、前記試料ホルダを用いた磁気画像及び光学画像の合成画像を取得する合成画像取得方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
試料の磁気特性を測定するため、走査型ＳＱＵＩＤ顕微鏡、走査型磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）、走査型ホール素子顕微鏡（ＳＨＰＭ）等の磁気画像を取得する走査型の磁気顕微鏡が用いられている。
前記磁気顕微鏡で取得された磁気画像は、同一試料に対して光学顕微鏡により取得される光学画像と位置合わせすることで、前記試料のどの部分がどのような磁気特性を有するかの判断資料として用いることができる。
【０００３】
ところで、前記試料上を走査して取得された前記磁気画像は、前記磁気顕微鏡中の磁気センサの感度範囲における積分処理の影響、前記試料と前記磁気センサとの間の測定距離が離れることによる前記磁気顕微鏡の分解能の低下、前記試料に含まれる磁性体の磁化方位により、実際の磁気分布パターンからの変位及び変形を受ける。そのため、前記磁気顕微鏡のＸ−Ｙステージ上に前記試料が保持された試料ホルダを配して前記磁気画像を取得した場合、実際の前記試料が有する磁気分布パターンと、前記磁気画像の磁気分布パターンとの間にズレが生じる。
このようなズレは、撮影対象が、例えば、シリコン基板上にパターニングされた磁性材料、半導体、超伝導体等の人工物である場合には、構造物中の磁場を生じる位置が予め人為的に設定されているため、光学画像中の前記位置を目印として前記磁気画像と照らし合わせることにより、補正することができる。
【０００４】
しかしながら、撮影対象が、天然物のように構造物中の磁場を生じる位置が未知である試料である場合には、このような補正を行うことができず、前記磁気画像と前記光学画像との対応付けを行うことが困難である。例えば、年代測定等のため地質を薄く切り出して測定に供される地質薄片試料は、雑多で構成が未知の造岩鉱物から構成されており、磁化を帯びない斜長石等の非磁性鉱物と、磁化を帯びる磁鉄鉱等の磁性鉱物とで構成されることがある。この時、前記非磁性鉱物中に小さな前記磁性鉱物が混在し、前記光学画像で、前記非磁性鉱物と前記磁性鉱物と視別できない場合には、前記非磁性鉱物と前記磁性鉱物との特徴的な分布パターンを目印化したり、前記地質薄片試料の輪郭を目印化することができず、前記光学画像に対して、前記磁気画像を高精度に位置合わせすることが困難となる。
【０００５】
こうした問題を解決するため、試料ホルダ上に直交する２本の電線を配置し、交流電流を流したときに前記電線の交点位置において磁場がゼロとなることを利用して、前記磁気画像と前記光学画像との位置合わせを行う方法が提案されている（非特許文献１参照）。以下、具体的に説明をする。
前記試料ホルダには、試料配置面（上面）に直交する２本の電線を配置するための溝が４ヶ所に切削されている。
（１）先ず、前記試料ホルダに前記試料を配置し、磁気顕微鏡により第１の磁気画像を取得する。
（２）次に、前記磁気顕微鏡に配された前記試料ホルダの位置を変更せずに、前記試料ホルダから前記試料を取り外し、直交する電線２本を配置する。この状態で交流電流を流し交流磁場成分を発生させ、前記磁気顕微鏡により前記（１）と同じ条件で、第２の磁気画像を取得する。前記第２の磁気画像では、２本の電線の交点が磁場ゼロとして撮像される。
（３）次に、前記試料ホルダに前記試料を配置し、光学顕微鏡により第１の光学画像を取得する。
（４）次に、前記光学顕微鏡に配された前記試料ホルダの位置を変更せず、前記試料ホルダから前記試料を取り外し、直交する電線２本を配置して、前記光学顕微鏡により前記（３）と同じ条件で第２の光学画像を取得する。前記第２の光学画像では、２本の電線の交点の位置が撮像される。
（５）前記（１）で撮像された前記第１の磁気画像に対して前記（２）で撮像された前記第２の磁気画像の前記磁気ゼロの位置を関連付けた磁気画像を取得するとともに、前記（３）で撮像された前記第１の光学画像に対して前記（４）で撮像された前記第２の光学画像の前記交点の位置を関連付けた光学画像を取得し、これら磁気画像及び光学画像の前記磁気ゼロの位置と前記交点の位置とを位置合わせすることで、両画像を重ね合わせることができる。
【０００６】
しかし、この方法では、前記（１）〜（４）で４度の撮像が必要となり、前記磁気画像と前記光学画像との位置合わせを効率的に行うことができない問題がある。特に、前記磁気画像の取得は、用いる磁気顕微鏡にもよるが、一般に１度の撮像に長時間の時間を要することから、前記（１）、（２）で２度の磁気画像を取得することは効率的ではない。また、前記試料ホルダに対する前記電線の付け外しと交流電流による交流磁場成分の測定のためのセットアップなどに多くの手間を要するため効率的ではない。
また、前記試料ホルダに対して前記試料の付け外しを行うため、前記第１の磁気画像取得時における前記試料ホルダに対する前記試料の取付け位置と、前記第１の光学画像取得時における前記試料ホルダに対する前記試料の取付け位置とにズレが生じることがあり、再現性が十分に確保されない問題がある。例えば、前記地質薄片試料に対する測定が前記非磁性鉱物中に存在するナノスケールの前記磁性鉱物の存在位置を確認することを目的とする場合、前記試料ホルダに対する前記試料の取付け位置の再現性は、無視できない条件となるが、前記方法では、このような再現性が十分に確保されない問題がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】L.E.Fong et al. REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS, 76, 053703 (2005)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、従来技術における前記諸問題を解決し、同一試料に対して取得される磁気画像及び光学画像を高精度かつ効率的に位置合わせ可能な試料ホルダ、及び前記試料ホルダを用いて前記磁気画像及び前記光学画像の合成画像を取得する合成画像取得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】
【０００９】
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞  非磁性材料で形成される全体略板状の試料ホルダ本体部と、前記試料ホルダ本体部の一の面側に凹状の溝として形成される試料配置部と、前記試料配置部の形成面上から視たときに前記試料配置部と重ならない位置で前記試料ホルダ本体部に配されるとともに前記試料ホルダ本体部と視別可能とされる磁気点源と、を有することを特徴とする試料ホルダ。
＜２＞  試料ホルダ本体部に磁気点源が少なくとも２つ配される前記＜１＞に記載の試料ホルダ。
＜３＞  試料ホルダ本体部の厚み方向に対する磁気点源の磁化方向の傾斜角が大きくとも２０°以内である前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の試料ホルダ。
＜４＞  試料本体部がアクリル樹脂で形成される前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の試料ホルダ。
＜５＞  試料配置部に試料を配置したときに前記試料の位置を規制し、非磁性材料で形成される弾性部材が配される前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の試料ホルダ。
＜６＞  試料配置部の形成面上から視たときに前記試料配置部の溝形状が四角形であり、前記四角形の一角の位置にその対角を成す２辺に試料を押付けるように付勢する弾性部材が配される前記＜５＞に記載の試料ホルダ。
＜７＞  試料配置部の形成面上から視たときに前記試料配置部の溝形状が四角形であり、前記四角形の一辺及びその延長線からみて前記一辺と向かい合う他の辺及びその延長線と反対側の位置に磁気点源が配される前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の試料ホルダ。
＜８＞  四角形の対角線の略延長方向の位置で、かつ、前記対角線で結ばれる一の角の外方の位置及び他の角の外方の位置にそれぞれ１つずつ磁気点源が配される前記＜７＞に記載の試料ホルダ。
＜９＞  同一試料に対して前記＜１＞から＜８＞のいずれかに記載の試料ホルダを用いて撮像された磁気画像と光学画像との合成画像を取得する合成画像取得方法であって、前記磁気画像に表示される磁気点源の磁化ピーク位置と、前記光学画像に表示される前記磁気点源の位置とを位置合わせして前記合成画像を取得することを特徴とする合成画像取得方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、従来技術における前記諸問題を解決することができ、同一試料に対して取得される磁気画像及び光学画像を高精度かつ効率的に位置合わせ可能な試料ホルダ、及び前記試料ホルダを用いて前記磁気画像及び前記光学画像の合成画像を取得する合成画像取得方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る試料ホルダの斜視図である。
【図２（ａ）】本発明の一実施形態に係る試料ホルダの上面図である。
【図２（ｂ）】試料を配した状態の試料ホルダを示す上面図である。
【図３】磁気点源の配置を拡大して示す部分拡大上面図である。
【図４】試料ホルダを用いた磁気画像の取得状況を示す図である。
【図５】試料ホルダの好適な特徴を説明するための説明図である。
【図６（ａ）】磁気点源と磁気センサとの間の距離を１００μｍとしたときの磁化分布の計算結果を示す図である。
【図６（ｂ）】磁気点源と磁気センサとの間の距離を３００μｍとしたときの磁化分布の計算結果を示す図である。
【図６（ｃ）】磁気点源と磁気センサとの間の距離を１，０００μｍとしたときの磁化分布の計算結果を示す図である。
【図７（ａ）】試料ホルダ本体部の厚み方向（鉛直方向）に対する磁気点源の磁化方向の傾斜角を０°としたときの磁場分布の計算結果を示す図である。
【図７（ｂ）】試料ホルダ本体部の厚み方向（鉛直方向）に対する磁気点源の磁化方向の傾斜角を５°としたときの磁場分布の計算結果を示す図である。
【図７（ｃ）】試料ホルダ本体部の厚み方向（鉛直方向）に対する磁気点源の磁化方向の傾斜角を１０°としたときの磁場分布の計算結果を示す図である。
【図７（ｄ）】試料ホルダ本体部の厚み方向（鉛直方向）に対する磁気点源の磁化方向の傾斜角を２０°としたときの磁場分布の計算結果を示す図である。
【図７（ｅ）】試料ホルダ本体部の厚み方向（鉛直方向）に対する磁気点源の磁化方向の傾斜角を４５°としたときの磁場分布の計算結果を示す図である。
【図７（ｆ）】試料ホルダ本体部の厚み方向（鉛直方向）に対する磁気点源の磁化方向の傾斜角を７５°としたときの磁場分布の計算結果を示す図である。
【図７（ｇ）】試料ホルダ本体部の厚み方向（鉛直方向）に対する磁気点源の磁化方向の傾斜角を９０°としたときの磁場分布の計算結果を示す図である。
【図８（ａ）】磁気点源が配されない状態の試料ホルダを用いて取得した光学画像、磁気画像、及びこれらの合成画像を示す図である。
【図８（ｂ）】磁気点源が配された状態の試料ホルダを用いて取得した光学画像、磁気画像、及びこれらの合成画像を示す図である。
【図９】合成画像取得の際に行う位置合わせの状況を説明する説明図である。
【図１０（ａ）】試料が配されない状態の光学画像を示す図である。
【図１０（ｂ）】試料が配されない状態の磁気画像を示す図である。
【図１０（ｃ）】試料が配された状態の光学画像を示す図である。
【図１０（ｄ）】試料が配された状態の磁気画像を示す図である。
【図１０（ｅ）】光学画像と磁気画像とにより合成された合成画像を示す図である。
【図１１（ａ）】磁気点源の磁気画像を示す図（１）である。
【図１１（ｂ）】標準偏差が１００ｎＴのホワイトノイズ情報追加後の磁気画像を示す図である。
【図１１（ｃ）】図１１（ｂ）の磁気画像のフィッティング後の磁気画像を示す図である。
【図１１（ｄ）】磁気点源の磁気画像を示す図（２）である。
【図１１（ｅ）】標準偏差が３００ｎＴのホワイトノイズ情報追加後の磁気画像を示す図である。
【図１１（ｆ）】図１１（ｅ）の磁気画像のフィッティング後の磁気画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１、図２（ａ）を主として参照しつつ、本発明の一実施形態に係る試料ホルダを説明する。なお、図１は、本発明の一実施形態に係る試料ホルダの斜視図であり、図２は、その上面図である。
これらの図に示すように、試料ホルダ１は、主として試料ホルダ本体部２、試料配置部３、磁気点源６ａ，６ｂにより構成される。
【００１３】
試料ホルダ本体部２は、全体略板状の部材として構成され、非磁性材料で形成される。
前記非磁性材料としては、特に制限はなく、公知の非磁性体から構成される材料を適用することができるが、光学顕微鏡で撮像したときに試料及び磁気点源６ａ，６ｂとの視別可能であるように、透明樹脂が好ましく、中でも成型し易さ等の観点から、アクリル樹脂がより好ましい。
なお、試料ホルダ本体部２は、四角板状に形成されているが、本実施形態は、好適な例を示すものであり、このような形状に限定されることなく、磁力顕微鏡の構成に合せて、他の角板状、円板状等の形状で形成されていてもよい。
また、本明細書において、「視別」とは、目視、光学顕微鏡視及び光学画像の解析により、ある部と他の部を見分けることを意味する。
【００１４】
試料配置部３は、試料ホルダ本体部２の一の面側（撮像面側）に凹状の溝として形成される。
前記溝の形成方法としては、特に制限はなく、公知の切削加工、金型加工等による形成方法が挙げられる。
試料配置部３では、該試料配置部３の形成面上から視たときに試料配置部３の溝形状が四角形とされる（図２（ａ）参照）が、本実施形態は、好適な例を示すものであり、このような形状に限定されることなく、配置される前記試料の形状に合せて、他の角形状、円形状等の形状で形成されていてもよい。
【００１５】
試料配置部３には、前記試料を配置したときに前記試料の位置を規制し、非磁性材料で形成される弾性部材７が配される。弾性部材７を配することで、試料配置部３に対して前記試料を容易に位置決めすることができる。
弾性部材７の形成材料としては、前記非磁性材料であれば、特に制限はなく公知の非磁性体から構成される材料を適用することができ、例えば、シリコーンゴム等を挙げることができる。
【００１６】
本実施形態では、溝形状が四角形とされた試料配置部３の一角の位置に弾性部材７が配され、弾性部材７は、弾性部材７が配された前記一角の対角を成す２辺に前記試料を押付けように付勢する。
この様子を図２（ｂ）に示す。なお、図２（ｂ）は、試料を配した状態の試料ホルダを示す上面図であり、符号Ａは、試料を示し、符号Ｂは、試料を固定させたガラス板である。
該図２（ｂ）に示すように、ガラス板Ｂは、溝形状が四角形とされた試料配置部３の一角の位置に埋設された円柱状の弾性部材７により、前記一角の対角を成す２辺に押付けられ、試料配置部３中の位置が確実に位置決めされる。したがって、ガラス板Ｂ（及び試料Ａ）を再現性よく試料配置部３に配置させることができる。
【００１７】
磁気点源６ａ，６ｂは、試料配置部３の形成面上から視たときに試料配置部３と重ならない位置で試料ホルダ本体部２に配されるとともに試料ホルダ本体部２と視別可能とされる（図２（ａ）参照）。これにより、磁気画像における磁気点源６ａ，６ｂの磁気ピーク位置と、光学画像における磁気点源６ａ，６ｂの位置とを目印として、両画像の位置合わせを行うことができる。
【００１８】
本実施形態では、試料配置部３の形成面に円柱状の凹部として形成される磁気点源配置部４ａ，４ｂの底面に、下地層５ａ，５ｂ上に磁気点源６ａ，６ｂを配した構造体を固着させている。
この様子を図３に拡大して示す。なお、図３は、磁気点源の配置を拡大して示す部分拡大上面図である。
ここで、下地層５ａ，５ｂは、非磁性材料であり、磁気点源６ａ，６ｂとの視別のため、例えば、公知のシリコン基板が用いられる。
また、磁気点源６ａ，６ｂは、磁性材料で形成され、例えば、下地層５ａ，５ｂ上に蒸着させたＦｅＣｏ薄膜等で構成されるが、磁気点源６ａ，６ｂは、磁気画像中に自身による磁気ピークを生じさせるものであれば、このような構成に限定されない。
また、磁気点源６ａ，６ｂの形状としては、磁気ダイポールと見做せる磁気源の態様であれば特に制限はないが、磁気ピーク位置を把握し易いことから、上面視で円形であることが好ましい。
なお、磁気点源６ａ，６ｂの大きさとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、試料Ａ（サンプル）の大きさの１／１０以下程度であればよく、具体的には、最大径で１００ｎｍ以上１０ｍｍ以下が好ましく、最大径で１μｍ以上１ｍｍ以下がより好ましい。
【００１９】
このように構成される試料ホルダ１は、図４に示すように、ＳＱＵＩＤ顕微鏡等の走査型磁気顕微鏡の支持台１０（Ｘ−Ｙステージ）上に配され、撮像部２０により試料ホルダ１における磁気分布が磁気画像として取得される。なお、図４は、試料ホルダ１を用いた磁気画像の取得状況を示す図である。
また、試料ホルダ１は、同様に光学顕微鏡の支持台に配され、前記光学顕微鏡による光学画像の取得に供される（不図示）。
【００２０】
以下では、試料ホルダ１の好適な特徴を図５を参照しつつより詳細に説明する。なお、図５は、試料ホルダ１の好適な特徴を説明するための説明図である。
前記走査型の磁気顕微鏡で取得される前記磁気画像は、前記磁気顕微鏡の電子回路等の測定系のゼロ点の時間的変化、及び、外部磁場環境の時間的変化（地磁気の日変化等）の２つのドリフトの影響を受ける。
こうしたドリフトの影響を低減させるため、図５の矢印で示した測線に沿って走査させて行うことが好ましい。
即ち、上面視で四角形状の試料配置部３の短辺方向を測線とすることで、１本の測線に対する走査時間を長辺方向を測線とする場合よりも短くし、外部磁場環境の時間的変化の影響を低減させることができる。
また、試料ホルダ本体部２における、試料配置部３の短辺方向外方の領域（図５中、点線で囲った領域）を磁場ゼロの基準磁場領域８ａ，８ｂとして確保し、当該領域を１本の測線の始点と終点とすることで、測定系のゼロ点の時間的変化の影響を低減させることができる。
【００２１】
基準磁場領域８ａ，８ｂに前記磁気点源を配すると、このような測線での磁気画像の取得を行うことができないため、試料配置部３の形成面上から視たときに（上面視）、試料配置部３の溝形状が四角形であり、前記四角形の一辺及びその延長線からみて前記一辺と向かい合う他の辺及びその延長線と反対側の位置に磁気点源６ａ，６ｂを配することとしている。
【００２２】
また、前記磁気点源は、磁気点源６ａ，６ｂのいずれか１つ配することとしてもよいが、２つとも配されることが好ましい。即ち、磁気点源６ａ，６ｂのいずれかの１つだけで構成すると、１つの磁気ピークと１つの磁気点源との一致点を中心として、磁気画像と光学画像のいずれかを他方の画像に位置合わせするように回転させる必要があり、これらの合成画像中にずれが生じたり、位置合わせ操作が煩雑となることがある。また、磁気点源６ａ，６ｂの２つを配する場合、２つの磁気点源６ａ，６ｂの幾何学的距離をあらかじめ前記光学画像から正確に求めておくことで、前記磁気画像（磁気ピーク）から前記磁気点源の位置を推定する際の誤差を減らすことができる。
【００２３】
また、前記２つの磁気点源を配する場合、磁気点源６ａ，６ｂのように、上面視で前記四角形状の試料配置部３の対角線の略延長方向の位置で、かつ、前記対角線で結ばれる一の角の外方の位置及び他の角の外方の位置にそれぞれ１つずつ前記磁気点源が配されることが好ましい。前記２つの磁気点源をこのように配置すれば、前記２つの磁気点源間の距離を最大化することができ、前記２つの磁気点源の位置を用いた角度の誤差を最小化させることができる。
【００２４】
ここで、磁気点源６ａ，６ｂの磁化強度について説明をする。
磁気点源６ａ，６ｂの磁化強度が強すぎる場合には、試料Ａの磁気画像に影響を与えることがある。また、磁気点源６ａ，６ｂ中心近辺での発生磁場が磁気顕微鏡の許容する磁場測定範囲をオーバースケールして正しいデータが得られなくなることがある。
逆に、磁気点源６ａ、６ｂの磁化強度が弱すぎる場合には、磁気点源６ａ、６ｂによる位置合わせを精度良く行うことができないことがある。
したがって、磁気点源６ａ，６ｂは、それぞれ中心における磁場の大きさが、測定しようとする試料Ａが発生させる磁場と同程度〜１０倍程度の大きさとなる磁化強度であることが好ましい。
【００２５】
次に、磁気点源６ａ，６ｂと磁気センサとの間の距離と、得られる磁化分布との関係について説明する。
図６（ａ）〜（ｃ）は、磁気点源と磁気センサとの間の距離を変更（１００μｍ〜１，０００μｍ）としたときの磁化分布の計算結果を示す図である。なお、当該計算においては、磁気点源と磁気センサとの間の距離を変更すること以外は、いずれも同一の磁性体（磁気モーメント）で、同一の磁化方向（鉛直上向き）であるとして磁化分布を計算している。また、図６（ａ）〜（ｃ）に示す磁気分布の計算は、市販の計算ソフト「ＩＧＯＲ」を用いて磁気点源６ａ，６ｂの設定に沿って磁気ダイポールを計算することで行った。
図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、ピークの磁場の値は、距離の３乗に反比例して減少し、 半値幅（磁気信号がピーク位置の値から半分になるまでの距離）は、距離に比例して大きくなることが分る。
【００２６】
次に、磁気点源６ａ，６ｂの磁化方向について説明をする。
ある磁気点源の磁気ピーク位置は、磁化方位がいずれの向きでも磁気ダイポールが発生する磁場の理論分布とのマッチングを行うことで求めることができる。
図７（ａ）〜図７（ｇ）に、試料ホルダ本体部２の厚み方向（鉛直方向）に対する磁気点源の磁化方向の傾斜角を変更（０°〜９０°）したときの磁場分布の計算結果を示す。なお、当該計算においては、傾斜角を変更すること以外は、いずれも同一の磁性体で、同一の距離（３００ｎｍ）だけ離れているとして磁化分布を計算している。また、図７（ａ）〜（ｇ）に示す磁気分布の計算は、市販の計算ソフト「ＩＧＯＲ」を用いて磁気点源６ａ，６ｂの設定に沿って磁気ダイポールを計算することで行った。
図７（ａ）〜図７（ｇ）に示すように、それぞれの図の中心（Ｘ＝１ｍｍ，Ｙ＝１ｍｍ）の十文字で示した位置に磁気点源の磁気ピーク位置を確認することができる。
【００２７】
しかしながら、試料ホルダ本体部の厚み方向（鉛直方向）に対する前記磁気点源の磁化方向の前記傾斜角が大きくなると、こうした計算なしでは（例えば、磁気画像を観察するだけでは）、前記磁気ピーク位置を判断することができにくくなり、４５°を超えると、鉛直上向きと鉛直下向きの双方の磁場が分れて現れ、磁気ピーク位置を判断することができなくなる。
一方、前記傾斜角が０°か、０°に近ければ、磁気画像を目視するだけで、前記磁気点源の位置を直感的に把握することができる。前記傾斜角が２０°の場合は、磁気点源とセンサとの距離が３００μｍとすると、前記磁気ピーク位置が前記磁気点源の位置から３０μｍずれることになるが、地質薄片試料に要求される磁気画像の分解能が５０μｍ程度であることを考慮すると、十分実用的である。
前記試算は、前記磁気点源の大きさ、使用する磁気顕微鏡の分解能、前記磁気点源と前記磁気センサと間の距離の影響を受けるものの、これらを好適に調整した場合において、試料ホルダ本体部の厚み方向（鉛直方向）に対する前記磁気点源の磁化方向の傾斜角は、２０°以内であることが好ましい。
【００２８】
図８（ａ）に、磁気点源が配されない状態の試料ホルダを用いて取得した光学画像、磁気画像、及びこれらの合成画像を示す。図８（ａ）では、上段に示す光学画像３０ａと中段に示す磁気画像３０ｂとを用いて取得した合成画像３０ｃが示されている。
この合成画像３０ｃでは、光学画像３０ａで得られた試料の輪郭情報と、磁気画像３０ｂで得られた試料の磁化分布情報とを目印に試料の位置合わせを行って得ることとしている。
しかしながら、試料の磁化分布情報は、試料の輪郭情報と対応しておらず、得られた合成画像３０ｃは、不確定性を伴う。また、このような位置合わせは、画像の移動、拡大、縮小等の作業を試行錯誤の中で進める他なく、多くの時間と手間を要する。
【００２９】
図８（ｂ）に、磁気点源が配された状態の試料ホルダを用いて取得した光学画像、磁気画像、及びこれらの合成画像を示す。図８（ｂ）では、上段に示す光学画像４０ａと中段に示す磁気画像４０ｂとを用いて取得した合成画像４０ｃが示されている。
この合成画像４０ｃでは、図９に示すように、磁気点源６ａ（６ｂ）の位置に、磁気点源６ａ（６ｂ）の磁気ピークの位置を一致させるように位置合わせを行って得ることとしている。なお、図９は、合成画像取得の際に行う位置合わせの状況を説明する説明図である。
したがって、得られた合成画像４０ｃでは、光学画像４０ａと磁気画像４０ｂとを高精度に位置合わせすることができているといえる。
【００３０】
次に、本発明の試料ホルダを用いた合成画像の取得方法について、図１０（ａ）〜図１０（ｅ）を参照しつつ説明する。なお、図１０（ａ）は、試料が配されない状態の光学画像を示し、図１０（ｂ）は、試料が配されない状態の磁気画像を示し、図１０（ｃ）は、試料が配された状態の光学画像を示し、図１０（ｄ）は、試料が配された状態の磁気画像を示し、図１０（ｅ）は、光学画像と磁気画像とにより合成された合成画像を示す。また、図１０（ａ）、図１０（ｃ）において、符号１０１は、試料ホルダを示し、１０２は、試料ホルダ本体部を示し、１０３は、試料配置部を示し、１０４ａ，ｂは、磁気点源配置部を示し、１０５ａ，ｂは、下地層を示し、１０６ａ，ｂは、磁気点源を示し、１０７は、弾性部材を示す。また、試料ホルダ１０１は、試料ホルダ１と略同様の構成で実際に作製した試料ホルダである。
【００３１】
先ず、合成画像の取得に先立ち、予め試料が配されない状態の光学画像と磁気画像とをそれぞれ取得する（図１０（ａ），（ｂ））。これらの操作は、合成画像を取得するための必須の操作ではないが、得られた光学画像及び磁気画像は、試料ホルダの基本情報として、別の測定にも供用させることができる。
【００３２】
次に、前記試料が配された状態の光学画像と磁気画像とをそれぞれ取得する（図１０（ｃ），（ｄ））。磁気画像には、必要に応じて、先に得られた光学画像と磁気画像（図１０（ａ），（ｂ）参照）から得られる情報による磁気ピーク位置の補正と、基準磁場領域の磁場情報及び外部磁場環境の時間的変化情報に基づくドリフト補正を行う。
最後に、光学画像（図１０（ｃ）参照）と、必要に応じて補正を行った磁気画像（図１０（ｄ））とを、図９に示したように、磁気画像に表示される磁気点源の磁化ピーク位置と、光学画像に表示される磁気点源の位置とを位置合わせして合成画像を取得する（図１０（ｅ）参照）。
以上の試料ホルダ１０１による合成画像の取得方法によれば、測定毎に磁気画像及び光学画像を複数取得する必要がなく、測定毎に磁気画像及び光学画像を複数取得する方法に比べて、合成画像の取得に要する時間と手間を大幅に減らすことができる。
【００３３】
最後に、磁気画像から磁気点源の位置を推定する状況について説明する。
先ず、ＳＱＵＩＤ顕微鏡を用いて（Ｘ，Ｙ）＝（１ｍｍ，１ｍｍ）の位置に、鉛直上向きに磁化した１つの磁気点源を配置し、磁気点源とセンサとを３００μｍ離し、解像度を４０μｍとする条件で磁気画像の取得のシミュレーション試験を行った。なお、取得される磁気画像のピーク磁場の磁場強度は、７４１ｎＴであった。
現実に取得された磁気画像から磁気点源の位置を推定することを想定し、ホワイトノイズ情報を追加して現実に取得される磁気画像を模擬する形で磁気画像を再取得することとし、この再取得された磁気画像から、磁気点源の位置を推定する方法の検討を行った。
具体的には、標準偏差が１００ｎＴのホワイトノイズ情報を追加し、理論曲面によるフィッティングを行った。フィッティング後の磁気画像から磁気点源の磁気ピーク位置を確認し、磁気点源の位置を（Ｘ，Ｙ）＝（１．０１０±０．０１０ｍｍ，１．０１１±０．０１０ｍｍ）と推定した（以下、第１の推定）。
これらの様子を図１１（ａ）〜（ｃ）に示す。なお、図１１（ａ）は、磁気画像を示し、図１１（ｂ）は、ホワイトノイズ情報追加後の磁気画像を示し、図１１（ｃ）は、フィッティング後の磁気画像を示す。
【００３４】
次に、標準偏差が１００ｎＴのホワイトノイズ情報に代えて標準偏差が３００ｎＴのホワイトノイズ情報を追加したこと以外は、同様の条件での操作を行い、磁気点源の位置を（Ｘ，Ｙ）＝（１．０１６±０．０２８ｍｍ，１．０４４±０．０２８ｍｍ）と推定した（以下、第２の推定）。
これらの様子を図１１（ｄ）〜（ｆ）に示す。なお、図１１（ｄ）は、磁気画像を示し、図１１（ｅ）は、ホワイトノイズ情報追加後の磁気画像を示し、図１１（ｆ）は、フィッティング後の磁気画像を示す。
なお、図１１（ａ）〜（ｆ）に示すシミュレーション結果は、市販の計算ソフト「ＩＧＯＲ」を用いて磁気点源の設定に沿って磁気ダイポールを計算し、同ソフト内蔵の関数を用いてホワイトノイズを加えることで得られたものである。
【００３５】
前記第１の推定結果及び前記第２の推定結果によれば、標準偏差を１００ｎＴ、３００ｎＴとした比較的多量のホワイトノイズ情報を加えても、磁気点源の位置を精度良く推定することができており、よって、ホワイトノイズ情報の標準偏差がピーク磁場の磁場強度の１／３程度以下であれば、５０μｍ程度以下の誤差で磁気点源の位置を推定することができるといえる。
【符号の説明】
【００３６】
１，１０１    試料ホルダ
２，１０２    試料ホルダ本体部
３，１０３    試料配置部
４ａ，４ｂ，１０４ａ，１０４ｂ  磁気点源配置部
５ａ，５ｂ，１０５ａ，１０５ｂ  下地層
６ａ，６ｂ，１０６ａ，１０６ｂ  磁気点源
７，１０７    弾性部材
８ａ，８ｂ    基準磁場領域
３０ａ，４０ａ  光学画像
３０ｂ，４０ｂ  磁気画像
３０ｃ，４０ｃ  合成画像
１０    支持台
２０    撮像部
【図１】
0006421396.tif 000002
【図２（ａ）】
0006421396.tif 000003
【図２（ｂ）】
0006421396.tif 000004
【図３】
0006421396.tif 000005
【図４】
0006421396.tif 000006
【図５】
0006421396.tif 000007
【図６（ａ）】
0006421396.tif 000008
【図６（ｂ）】
0006421396.tif 000009
【図６（ｃ）】
0006421396.tif 000010
【図７（ａ）】
0006421396.tif 000011
【図７（ｂ）】
0006421396.tif 000012
【図７（ｃ）】
0006421396.tif 000013
【図７（ｄ）】
0006421396.tif 000014
【図７（ｅ）】
0006421396.tif 000015
【図７（ｆ）】
0006421396.tif 000016
【図７（ｇ）】
0006421396.tif 000017
【図８（ａ）】
0006421396.tif 000018
【図８（ｂ）】
0006421396.tif 000019
【図９】
0006421396.tif 000020
【図１０（ａ）】
0006421396.tif 000021
【図１０（ｂ）】
0006421396.tif 000022
【図１０（ｃ）】
0006421396.tif 000023
【図１０（ｄ）】
0006421396.tif 000024
【図１０（ｅ）】
0006421396.tif 000025
【図１１（ａ）】
0006421396.tif 000026
【図１１（ｂ）】
0006421396.tif 000027
【図１１（ｃ）】
0006421396.tif 000028
【図１１（ｄ）】
0006421396.tif 000029
【図１１（ｅ）】
0006421396.tif 000030
【図１１（ｆ）】
0006421396.tif 000031