(57)【要約】      （修正有）【課題】磁界が補償されなければならない動作領域（粒子ビーム）に設置される磁界センサを用いて磁界の補償を行うこと。【解決手段】  動作領域内のいくつかの磁界センサＳ１、Ｓ２および、上記動作領域を囲む補償コイルＨｈ機構が使用され、磁界は、動作領域の外の異なる位置、好ましくは、動作領域の対称軸に対して対向する位置にあり、それぞれのセンサ信号ｓ１、ｓ２を生成する少なくとも２つのセンサＳ１、Ｓ２によって測定され、上記センサのセンサ信号が、フィードバック信号ｍｓ、ｆｓになるように重ね合わされ、フィードバック信号ｍｓ、ｆｓは、制御手段によって駆動信号ｄ１に変換され、駆動信号は、少なくとも１つの補償コイル（Ｈｈ）の磁界方向を制御するのに使用される構成である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
動作領域内の磁界を補償する方法において、磁界センサおよび、前記動作領域を囲む補償コイル機構を用いて補償する方法であって、
前記磁界が、前記動作領域の外の異なる位置にあり、複数のセンサ信号を生成する少なくとも２つの磁界センサによって測定されるステップと、
前記磁界センサのセンサ信号が、フィードバック信号になるように重ね合わされるステップと、
前記フィードバック信号が、制御手段によって駆動信号に変換されるステップと、
前記駆動信号が、少なくとも１つの補償コイルの磁界方向を制御するのに使用されるステップと、
を含み、前記駆動信号はさらに、前記フィードバック信号を生成する前記重ね合わせるステップのための付加的な入力信号を引き出すのに使用されることを特徴とする動作領域内の磁界補償方法。
【請求項２】
前記駆動信号は、増幅器によって第２駆動信号に変換され、該第２駆動信号から、前記付加的な入力信号が較正手段によって引き出されることを特徴とする請求項１に記載の動作領域内の磁界補償方法。
【請求項３】
外部信号は、前記フィードバック信号との重ね合わせのための付加的な設定点信号として使用されることを特徴とする請求項１に記載の動作領域内の磁界補償方法。
【請求項４】
前記磁界センサは、前記動作領域の対称軸に対して互いに対称な位置で、前記動作領域の付近に設置されることを特徴とする請求項１に記載の動作領域内の磁界補償方法。
【請求項５】
前記対称に設置される磁界センサのセンサ信号は、平均信号になるように前記センサ信号を平均することによって重ね合わされることを特徴とする請求項４に記載の動作領域内の磁界補償方法。
【請求項６】
前記補償は、互いに独立に、異なる空間方向に対応する２つの磁界成分について行われ、所定位置に設置される前記磁界センサはフィードバック信号を引き出すようになっており、それぞれのフィードバック信号は、１つの磁界成分に対応し、他の磁界成分によって妨害されないことを特徴とする請求項１に記載の動作領域内の磁界補償方法。
【請求項７】
前記補償は、互いに独立に、異なる空間方向に対応する３つの磁界成分について行われ、所定位置に設置される前記磁界センサはフィードバック信号を引き出すようになっており、それぞれのフィードバック信号は、１つの磁界成分に対応し、他の磁界成分によって妨害されないことを特徴とする請求項１に記載の動作領域内の磁界補償方法。
【請求項８】
前記磁界成分用の補償ループ間の相互結合は、計算され、前記フィードバック信号に付加される請求項６または請求項７に記載の動作領域内の磁界補償方法。
【請求項９】
動作領域内の磁界補償システムであって、磁界センサおよび、前記動作領域を囲む補償コイル機構を用いて補償するシステムであって、
前記動作領域の外の異なる位置にあり、局所磁界を測定してそれぞれのセンサ信号を生成する少なくとも２つのセンサと、
前記磁界センサのセンサ信号を、フィードバック信号になるように重ね合わすようになっている重畳手段と、
−前記フィードバック信号を駆動信号に変換するようになっている制御手段と、
−前記駆動信号によって磁界方向を制御される補償コイルと、
を備え、記駆動信号は、前記重畳手段に供給する付加的なフィードバック分岐に供給されることを特徴とする動作領域内の磁界補償システム。
【請求項１０】
前記駆動信号を、較正手段を介して、前記付加的なフィードバック分岐に供給される第２駆動信号に変換する増幅器を備えることを特徴とする請求項９に記載の動作領域内の磁界補償システム。
【請求項１１】
外部信号もまた、前記フィードバック信号との重ね合わせのための付加的な設定点信号として前記制御手段に供給されることを特徴とする請求項９に記載の動作領域内の磁界補償システム。
【請求項１２】
前記磁界センサは、前記動作領域の対称軸に対して互いに対称な位置で、前記動作領域の付近に設置されることを特徴とする請求項９に記載の動作領域内の磁界補償システム。
【請求項１３】
前記重畳手段は、平均信号になるように前記対称的に設置された磁界センサのセンサ信号を平均することによって、前記信号を重ね合わせるようになっていることを特徴とする請求項１２に記載の動作領域内の磁界補償システム。
【請求項１４】
前記補償は、互いに独立に、異なる空間方向に対応する３つの磁界成分を補償する３つのサブシステムを備え、所定位置に設置される前記磁界センサはフィードバック信号を引き出すようになっており、それぞれのフィードバック信号は、１つの磁界成分に対応し、他の磁界成分によって妨害されないことを特徴とする請求項９に記載の動作領域内の磁界補償システム。
【請求項１５】
前記補償は、互いに独立に、異なる空間方向に対応する２つの磁界成分を補償する２つのサブシステムを備え、所定位置に設置される前記センサはフィードバック信号を引き出すようになっており、それぞれのフィードバック信号は、１つの磁界成分に対応し、他の磁界成分によって妨害されないことを特徴とする請求項９に記載の動作領域内の磁界補償システム。
【請求項１６】
前記磁界成分用の補償ループ間に相互結合手段を備えることを特徴とする請求項１４または請求項１５に記載の動作領域内の磁界補償システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィードバック制御を用いた所定の動作領域内の磁界の補償において、磁界センサおよび上記動作領域を囲むように配置した補償コイル機構を用いた磁界補償方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの技術的応用は、外部磁界から十分に遮蔽された環境を必要としている。磁界の良好な補償を必要とする装置の一例は、電子顕微鏡などの粒子−光学システムまたはイオンビーム露光装置である。この種のシステムまたは装置において、特定の経路に沿って移動する粒子（電子またはイオン）ビームが使用され、粒子（電子またはイオン）ビームが、イメージングされるか、構造化されるターゲットに対して当てられ、任意の外部磁界が、粒子ビームをその経路から変位させる場合があり、そのため、デバイスの性能が低下することになった。そのため磁界の補償が必要となる理由である。アルミニウムまたは他の高導電率の金属で通常造られている真空ハウジングは、約５０Ｈｚを超える周波数について、高周波磁界に対する充分な遮蔽を提供している。しかし、低周波、特に、静磁界の補償は、ヘルムホルツコイルのセットを用いるなどの、能動的遮蔽法を必要としている。
【０００３】
図１は、円筒形状ハウジング内に閉囲された粒子−光学システムなどの磁界に敏感に反応する外囲装置内部の領域を保護する典型的な構成を示す。外囲装置ＰＯは、３対のヘルムホルツコイルからなる、いわゆる、ヘルムホルツケージＨＣ内に配置される。各コイルは、ヘルムホルツケージＨＣを表す矩形フレームの面のうちの１つの面の縁部に沿って延びる。補償コイルは、コイル内に誘導される磁界が外部磁界を補償するように選択された電流を供給される。理想的には、補償される磁界は、磁界被補償領域の外囲装置ＰＯ内に配置される磁界センサＳｎによって測定される。磁界センサＳｎは、それぞれの位置で、磁界の３つのベクトル成分を測定する。外部磁界を、ヘルムホルツコイルが生成した磁界で補償するために、ヘルムホルツケージＨＣ内の有効磁界を最小にするための、図２に示すフィードバックループが実現される。磁界センサＳｎが生ずる信号ｓｎは、それぞれのヘルムホルツコイルを駆動する（適切な方法で増幅される）フィードバック信号ｆｓ０を生成するのに使用される。
【０００４】
米国特許第５,０７３,７４４号明細書は、それぞれ４つの制御ループを有する４つの磁気センサを用いて、指定された容積内の磁界値を制御する方法および装置を開示する。制御ループは、磁界によって相互に結合される。減結合は、ループ間に設けられた抵抗によって達成される。同様に、英国特許第１,２８５,６９４号公報において、２つ以上の磁気センサの使用が開示されている。すなわち、２つのポールピース間の間隙の磁束を制御するために閉ループ制御によって補償電流を生成するためである。また、間隙の異なる磁束密度を反映するために、異なるセンサが使用され、そのセンサ信号が重ね合わされる。
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５,０７３,７４４号明細書
【特許文献２】英国特許第１,２８５,６９４号公報
【特許文献３】英国特許第２,１５４,０３１Ａ号公報
【０００６】
磁気物体が生ずる漏れ磁界を補償するために、自己消磁制御ループが「特許文献３」に開示されている。直接測定することができない磁気物体の磁化を反映するために、派生量、すなわち、補償に必要な電流が使用される。電流信号は、磁気センサによって測定される差の磁界情報と組み合わされる。本発明の教示から、電流信号を含むことは、動作領域に存在する磁化の補償に役立つだけであることに留意すべきである。動作領域が空の時、電流信号の使用は不必要であろう。
【０００７】
上述の方法および装置は全て、磁界が補償されなければならない動作領域に設置される磁界センサを用いることによって磁界の補償を行う。他の応用と同様に、粒子−光学システム（図１）は、磁気シールドおよび高電圧電極などの種々の部品を有し、その部品によって、フィードバック制御を用いた能動的磁界補償のために、たとえその位置が実際の磁界を測定するのに最適であっても、実際には動作領域に磁界センサを置くことが可能でない。さらに、粒子ビームは、ビーム用の占有領域が必要であり(reserved for the beam)、磁束または磁界センサの存在を許さない。特に、磁界が補償されなければならず、また、磁界センサの存在によって、装置全体の動作に必要とされるビームの通過が妨げられるため、磁界を測定することが不可能である場所が粒子ビームのエリアである。もちろん、磁界センサは、補償される装置の外の位置、たとえば、図１の磁界センサＳ１に移される。しかしながら、そのため、磁界センサによって測定される磁界は一般に、装置（外囲装置）内の磁界、特に、粒子ビームが伝搬する場から逸脱するであろう。この逸脱は、磁界が均一でなく、空間的に変化しているという事実の結果である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、現状の技術水準の上述した欠点を克服しようとする。一般に、医療機器等装置の付近の妨害磁界を排除することは難し過ぎることはないが、医療機器装置の操作者が、高圧供給電線、電車給電線、発電エンジン、および同様なものなどの、遠く離れた発生源からの侵入を回避することは不可能であることが多く、侵入は、数百ｍ以上の距離にわたって、明瞭な磁界を引き起こす可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明はこの課題を、冒頭に述べたような種類の磁界を補償する方法により解決し、本方法の課題は、
−動作領域の外の異なる位置にあり、それぞれのセンサ信号を生成する少なくとも２つの磁界センサによって前記磁界が測定されるステップと、
−磁界センサのセンサ信号が、フィードバック信号になるように重ね合わされるステップと、
−フィードバック信号が、制御手段によって駆動信号に変換されるステップと、
−駆動信号が、少なくとも１つの補償コイルの磁界方向を制御するのに使用されるステップと、
を含み、さらに前記駆動信号は、フィードバック信号を生成する重ね合わせるステップのための付加的な入力信号を引き出すのに供給される構成によって達成できる。
【００１０】
上記課題は同様に、いくつかの磁界センサおよび、上記動作領域を囲む補償コイル機構を用いるシステムによって解決され、本システムは、
−動作領域の外の異なる位置にあり、局所磁界を測定してそれぞれのセンサ信号を生成する少なくとも２つのセンサと、
−上記センサのセンサ信号を、フィードバック信号になるように重ね合わすようになっている重畳手段と、
−フィードバック信号を駆動信号に変換するようになっている制御手段と、
−駆動信号によって磁界方向を制御される補償コイルと、
を備え、駆動信号は、重畳手段の付加的なフィードバック分岐に供給される。
【００１１】
この解決策は、磁界センサが動作領域内にないにもかかわらず、フィードバックループへ驚くほど簡単に付加することによって、ゆっくりした空間的変動（遮蔽ケージの全体の寸法を十分に超える波長）の静磁界または低周波磁界の補償の向上を可能にする。センサ信号、および、ヘルムホルツコイルの電流に比例する信号は、スケーリングされ、ミキサユニット（すなわち、重畳手段）で加算されて、補償されるデバイスのちょうど内側（たとえば、粒子ビームの経路内）に設置された磁界センサが生ずることになる信号に直接対応する信号が得られる。そのため、磁界センサの平均値と外囲装置の磁界の系統的な差を、簡単で、信頼性のある方法で補正することができる。英国特許第２,１５４,０３１Ａ号公報と同様に何らかの磁化物体の漏れ磁界ではなく、動作領域（の中心）から磁界センサ位置までの距離を反映するのに電流信号が使用されることに留意する価値がある。
【００１２】
好ましくは、駆動信号は、増幅器によって第２駆動信号に変換され、第２駆動信号から、付加的な入力信号が較正手段によって引き出されてもよい。第２駆動信号は、その後、較正手段を介して付加的なフィードバック分岐に供給される。
【００１３】
静磁界傾斜またはゼロ点オフセットの補償を可能にするために、外部信号を、フィードバック信号との重ね合わせのための付加的な設定点信号として用いてもよい。
【００１４】
磁界センサを動作領域の外に設置しなければならないが、磁界センサを動作領域の周辺またはその近くに設置することが適当であろう。この磁界センサは、動作領域の対称軸に対して互いに対称な位置で、動作領域の付近に設置される場合に有利である。この場合、上記対称に設置される磁界センサのセンサ信号は、平均信号になるように上記複数のセンサ信号を平均することによって重ね合わされることができ、平均信号は、その後、フィードバック信号として処理される。
【００１５】
磁界はベクトル成分であり、一般に、遮蔽は、３つのベクトル成分全てについて行われることが理解されるべきである。したがって、補償は、互いに独立に、異なる空間方向に対応する、それぞれ３つの磁界成分についての３つのサブシステムとして実施され、所定位置に設置されるセンサはフィードバック信号を引き出すようになっており、それぞれのフィードバック信号は、１つの磁界成分に対応し、他の磁界成分によって妨害されない。磁界が２次元として扱われる、ある場合には、２つの成分のみが補償される。
【００１６】
磁界成分間の結合のために、１つの磁界成分の補償が、１つの補償磁界成分のみを調整することによって可能でない状況が発生する場合がある。考えられる理由は、強磁性材料または高い磁気異方性を有する他の材料が存在すること、あるいは、補償されるシステムの主軸と整列していないセンサ位置が選択されていることである。そのため、関連する結合行列に従って、３（または２）軸に関連する補償信号の混合物を提供する相互結合手段が、成分間の結合を反映するのに必要であろう。相互結合は、構成パラメータによってパラメータ化され、構成パラメータは、異なる成分間の結合を記述し、補償ループの効率的な減結合を達成するために調整可能である。
【００１７】
以下において、本発明は、図面で示す好ましい実施形態を参照して、より詳細に述べられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下で説明される本発明の好ましい実施形態は、粒子−光学システム用の磁界補償を参照する。しかしながら、本発明は、この特定の応用に制限されないことが留意されるべきである。
【００１９】
本発明による磁界補償システムは、２つの磁界センサＳ１、Ｓ２を有する。磁界センサは、粒子−光学システムＰＯの光学軸ｃｘに対称で、かつ、ケージＨＣ（図１）のヘルムホルツコイルに対称に取り付けられる。各磁界センサは、デカルト座標系の３つの磁界成分（Ｂｘ、Ｂｙ、Ｂｚ）の磁束を測定し、その軸は、ヘルムホルツケージＨＣの主軸と一致する。変形において、磁界成分Ｂｘ、Ｂｙ、およびＢｚについて、３つの磁界センサの２倍のセンサを使用することも可能である。
【００２０】
図３は、磁界成分のうちの１つ、たとえば、垂直磁界成分Ｂｘについて使用される、本発明によるフィードバックループＦＬを示す。補償システム全体は、３つのループを使用し、図４に１つが示される。システムの各軸についての各磁界センサＳ１、Ｓ２は、センサ信号ｓ１、ｓ２を生じ、この信号は、
１．外部からの妨害磁界、たとえば、地球磁界、同様に、磁界センサの周波数範囲内の任意の人工磁界、
２．それぞれの軸の方向の磁界を補償することを意図される、ヘルムホルツコイルＨｈによって生成する磁界、
３．他の軸の方向の磁界を補償しなければならないヘルムホルツコイルの磁界、
のそれぞれを測定する。この部分は、Ｂｘ、Ｂｙ、およびＢｚについて、制御ループ間の結合につながるため、好ましくない。
【００２１】
この結合を回避するために、各磁界成分に使用される２つの磁界センサにおいて、コイルから得られるセンサ信号ｓ１、ｓ２の部分が、異なる成分について、同じ大きさで、かつ、反対符号を有するように磁界センサＳ１、Ｓ２が取り付けられる。２つの磁界センサの平均値ｍｓを作成することによって、３つの成分についての信号が分離され、互いに影響しない。平均は、プラス符号を有する円で表される加算デバイスによって行われる。加算は入力信号の平均に対応する信号を生成する。同様に機能する他の変形において、加算は、２つの信号の足し算、または、任意の他の種類の、入力信号の線形重ね合わせを実現してもよい。
【００２２】
磁界センサＳ１、Ｓ２は、ビームの動作領域（外囲装置）ＰＯの磁界に、できる限りよく対応する磁界値を得るために、できる限りビームの近くに取り付けられる。しかしながら、ビームの領域の磁界が完全に均一でない場合、磁界センサＳｎは、ビームの場所の磁界と異なる磁界値を測定するであろう。したがって、２つの磁界センサＳ１、Ｓ２は、ビームに対称に置かれて使用され、センサ信号ｓ１、ｓ２から、平均値ｍｓが生成され、制御システムのための主フィードバック信号（ｆｓＯ）として使用される。特に、妨害磁界が、ほぼ一定の傾斜を有する場合、２つの磁界センサＳ１，Ｓ２の平均値は、これら磁界センサ間の中間位置における磁界についての良好な近似値である。
【００２３】
しかしながら、平均値ｍｓを形成する方法は、通常、磁界傾斜の補償に十分に役立つが、全ての構成において、磁界センサの場所と磁界補償が所望される場所との間の全ての偏差を補償することができるわけではない。上述のシステムにおいて、補償コイルから得られる磁束部分は、粒子−光学軸ｃｘで、また、磁界センサＳ１、Ｓ２において同じではない。配置の対称性のために、差は、同じ磁界成分（Ｂｘ、Ｂｙ、またはＢｚ）に属する両方の磁界センサで同じである。この誤差は平均値を計算することによって補償することができない。
【００２４】
この影響を補正するために、制御ループのフィードバックに、さらなる分岐ＢＣ（「コイルフィードバック分岐」）が導入される。この分岐は、補償コイルを動作させる電流Ｉｃに比例する信号ｃｓを生じる。信号ｃｓと磁界センサ分岐ＢＭからの信号（平均値）ｍｓは、足し算されて、向上したフィードバック信号ｆｓが得られる。
【００２５】
換言すれば、２つのセンサＳ１、Ｓ２、および、ヘルムホルツコイルＨｈの電流に比例する信号ｃｓを生成する外囲装置は、加算デバイス（複数可）と共に、向上したフィードバック信号を生成する「仮想磁界センサ」を表す。向上したフィードバック信号は、粒子ビームの動作領域（外囲装置）内部の位置に取り付けられる（しかし、粒子ビームの伝搬を妨げるため、デバイスの動作を妨害する）ことになる実際の磁界センサの信号に非常に良く似ている。
【００２６】
さらに、フィードバック信号は、補償される他の静磁界の寄与を表す設定点信号ｓ０と組み合わされてもよい。好ましくは、これは、加算デバイスによって、フィードバック信号ｆｓについて負の重みを用いて行われて（減算器）、フィードバックループＦＬの全体的な抑制作用に必要な負のフィードバックが得られる。
【００２７】
結果として得られる全信号ｔｓは、制御器ＣＲ、たとえば、ＰＩまたはＰＩＤ制御器への入力信号として供給され、そのパラメータは、ヘルムホルツコイルＨｈおよびループＦＬの特定の構成および時定数に適合する。制御器ＣＲは、ヘルムホルツコイルＨｈの電流Ｉｃの大きさを決める主駆動信号ｄ１を生成する。増幅器ＡＭは、制御器ＣＲによって出力された駆動信号ｄ１を増幅して、コイルＨｈ用の駆動電流として使用される第２駆動信号ｄ２にする。
【００２８】
図４に示す実施形態において、第２駆動信号ｄ２は、たとえば、ヘルムホルツコイルＨｈの電流Ｉｃのほんの少しだが、比例する部分を分岐させることによって、コイルフィードバック分岐ＢＣにおいて使用される。別法として、増幅器ＡＭが十分に高速である場合、増幅器の入力信号ｄ１は、フィードバック信号ｆｓに足される分岐ＢＣのフィードバック成分として使用されることができる。
【００２９】
図３に示すタイプの磁界補償システムは、地球磁界、および、電車、地下鉄、およびその他などの人工発生源によって生成される磁界の寄与の影響を減らすように、イオン−光学投影システムにおいて使用された。図１は、機械の円筒真空ハウジングを示す。真空ハウジング内部に磁界センサを置くことが可能でなかったため、磁界センサは、イオン光学軸から離れたところになった。第１の磁界センサＳ１は、ハウジングの上部に置かれ、第２の磁界センサＳ２は、底部に置かれた。
【００３０】
磁界補償の較正のために、第３の磁界センサ（確認センサ）が、イオン光学軸上に置かれた。もちろん、これは、ハウジングがガス抜きされている間、可能であるだけである。
【００３１】
図４は、発明された付加的なフィードバックの分岐ＢＣなしで機能する磁界補償の結果を示す。磁束制御に使用された、磁界センサＳ１、Ｓ２における磁束は、約１０μＧ内で一定であった。同時に、光学軸の確認センサは、０．７ｍＧの振幅までの磁界の変動を測定した。
【００３２】
付加的なフィードバックの分岐ＢＣの実施および較正後の結果が図５に示される。もちろん、磁界センサＳ１、Ｓ２は、もはや一定信号をもたらさないが、確認センサ（制御ループの一部ではない）は、測定を通して、約４０μＧの振幅だけ変わる信号をもたらした。信号の垂直目盛りが、図４と図５でそれぞれ異なることに留意されたい。そのため、本発明によるフィードバックループＦＬは、このイオン投影システムの光学軸ｃｘの磁束の安定性の１７倍の改善をもたらす。
【００３３】
ある場合、たとえば、強磁性材料が存在する場合、測定された磁界成分およびＸ、Ｙ、およびＺコイルによって生成された磁界成分は、互いに直交しない。この理由は、たとえば、Ｘコイルが生ずる磁界は、図６に示すように、磁気センサでも受信される(pick up)と思われる一部の透磁性材料によって歪む、かつ／または、回転する場合があるからである。透磁性材料の影響により、Ｘヘルムホルツコイルによって生じ、元々Ｘ軸を向いた磁界は、一部の垂直磁界成分によって変更される場合がある。これは、磁界がある程度回転するかのように見えることがある。結果として、Ｘ軸磁界の擾乱の補償が影響を受けるだけでなく、生成した磁界の「回転」によって、他の軸の付加的な磁界成分が引き起こされる。図６に、Ｘ軸とＹ軸の結合が示される。そのため、３軸間の結合が結果として起こる。軸を減結合させる１つの可能な解決策は、１つのセンサ軸がコイルのうちの１つだけに応答するようにする、磁界センサのＸ、Ｙ、Ｚ軸の回転アライメントである。これは、原理的には可能であるが、敏感な形で存在する磁気材料の構成に依存するため、多くの場合、実施するのが非常に面倒である。
【００３４】
したがって、軸を減結合させる別の解決策を使用することができる。基本構成から電子的に独立なＸＹＺフィードバックループを有する上記例と対照的に、３つのループは、以下の方法で一緒に組み合わされる。
【００３５】
図７に示すように、Ｘセンサ信号、たとえば、ＸコイルへのＸセンサ信号は、３つの並列な信号ｘ１、ｘ２、ｘ３に分割され、各信号は、元の信号ｘを、ある調整可能係数によって個々にスケーリングされた値ｘｔ１、ｘｔ２、ｘｔ３に等しく、したがって、信号ｘ１＝ｋｘ１・ｘ、ｘ２＝ｋｘ２・ｘ、ｘ３＝ｋｘ３・ｘをもたらす。ＹおよびＺ信号について、同様に、信号ｙ１、ｙ２、ｙ３およびｚ１、ｚ２、ｚ３が得られる。コイル側で、コイル入力の直前に足し算回路が挿入される。この回路は、３入力を有して、信号ｘ１、ｙ１、ｚ１を合計し、Ｘコイル入力について、実際の制御信号ｘｔ＝ｘ１＋ｙ１＋ｚ１をもたらす。同様に、回路が合計して、Ｙコイルにおいてｙｔ＝ｘ２＋ｙ２＋ｚ２、Ｚコイルにおいてｚｔ＝ｘ３＋ｙ３＋ｚ３になるであろう。
【００３６】
係数ｘｔ１、ｘｔ２、ｘｔ３を注意深く調整することによって、残りのＹおよびＺ軸に任意の誤った補償を導入することなく、１つの成分のみに関し、たとえば、Ｘ軸における擾乱を磁気センサにおいて補償するための、Ｘ、Ｙ、およびＺ方向の非ゼロ成分を有する磁界を生成することがここで可能である。
【００３７】
図７の３つの足し算回路は、磁界の異なる方向の結合（または混合）を考慮するための相互結合手段を表す。相互結合手段は、フィードバック分岐の任意の場所、好ましくは、それぞれ信号ｔｓ、ｄ１またはｄ２を有する、制御器ＣＲの前または後ろに、あるいは、コイルＨｈの前に挿入される。変形において、相互結合を、制御器ＣＲにおける（デジタルまたはアナログの）行列計算を使用して、数値的に行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】ヘルムホルツケージ内で磁気遮蔽される粒子−光学デバイスを概略的に示す図である。
【図２】現状の技術水準の補償ループを概略的に示す図である。
【図３】本発明による補償ループを示す概略的に図である。
【図４】本発明による、フィードバック無しの簡単な補償ループを有するシステムの磁界を概略的に示す図である。
【図５】本発明によるシステムの磁界を概略的に示す図である。
【図６】主軸間の補償の磁気結合を概略的に示す図である。
【図７】３つの主軸間の相互影響（図６）を減結合させる回路を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
ＰＯ  外囲装置
ｃｘ  粒子光学軸
Ｈｈ  ヘルムホルツコイル
ＨＣ  ヘルムホルツケージ
Ｓ1  Ｓ2  Ｓｎ  磁界センサ
ｓ1  ｓ2  ｓｎ  センサ信号
ｆｓ  ｆｓ0    フィードバック信号
Ｂｘ  Ｂｙ  Ｂｚ  磁界成分（ベクトル）
ｍｓ    平均値
ＢＣ    分岐（フィードバック）
Ｉｃ    電流
ｃｓ    信号
ＢＭ    磁界センサ分岐
ＦＬ    フィードバックループ
ＡＭ    増幅器
ＣＲ    制御器
【図１】
2005252254.tif 000003
【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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