(57)【要約】【課題】磁場測定に関するガウスメータなどの従来技術では、磁場の空間分布を瞬時に計測するには不十分であった。本発明は３色画像表示装置等を用いて、磁場の観測を瞬時に行いうる手段を提供する。【手段】観測しようとする磁場によって真空中を飛来する電子ビームに働くローレンツ力によるビームの偏向を利用する。磁場による電子ビームの偏向による発生する３原色発光を利用したカソードルミネッセンスディスプレイにおけるカラーバランスからのずれが、磁場強度およびその空間分布に依存するため、その空間的な分布を画像のパターンとして同時に観測可能にする。【選択図】図１
2013200292.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁場を観測するに当たり、電子ビームに対するローレンツ力によるビームの偏向を利用し、その偏向があらかじめ特定の色で一様に発光するように調整した３原色の画素によるカソードルミネッセンスの発光色が磁場に応じて当初の色からずれることを利用した磁場観測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明はさまざまな応用領域で重要である磁場の簡便な可視化に関する方法と、その装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  磁性体、磁場は動機械、電子機器、記録装置などさまざまな分野で応用されており、磁場の測定方法に関しても多岐に亘る技術が開発されている。例えば、ホール効果を利用したガウスメータでは、ホール素子を磁場中に挿入し発生する電圧から磁場を計測するものであり広く用いられている。
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  しかしながら、上に述べたガウスメータによる磁場計測はで基本的に空間の１点の測定を行なうものであり、磁場の空間分布を瞬時に計測するには不十分である。そのため、より簡便かつ迅速な観測方法が強く求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  本発明者は、このような状況に鑑み鋭意研究に努めた結果、電子ビームによるカソードルミネッセンスを利用した３色画像表示装置においてあらかじめ全面が均一に特定の色で発光するよう調整したのち、測定対象たる磁場近傍に装着することにより、磁場強度およびその勾配に応じたもとの色からのずれが画像に反映され、磁場の観測を瞬時に行ないうることを見出した。
【０００５】  本発明は磁場分布を観測する手段を以下の方法で提供する。
１）観測しようとする磁場によって真空中を飛来する電子ビームに働くローレンツ力によるビームの偏向を利用する。
２）電子ビームは２次元的に走査するものとし、走査部位には電子ビームによるカソードルミネッセンスによる３原色発光の画素を装着しているものを用意し、あらかじめ特定の色で一様な発光を示すようにカラーバランスを調整する。
３）磁場による電子ビームの偏向によるカラーバランスからのずれが、磁場強度およびその空間分布に依存して発生し、その空間的な分布を画像のパターンとして同時に観測可能にする。
【発明の効果】
【０００６】  本発明は磁場の空間的な分布の観測において、通常用いられるガウスメータ等を利用する場合に比較し、迅速性および視認性に大きな改善が達成され、広く磁場分布観測装置として利用することが可能になる。
【発明の形態】
【０００７】  本発明において用いられる電子ビームとカソードルミネッセンスによる発光を利用した観測表示装置については、電子ビームを２次元的に走査できるものであれば特に制限はなく、簡便には市販のパーソナルコンピュータ用ＣＲＴディスプレイを用いることも可能であり、またより自在な操作を行うために、筐体に若干の改良を施してもよい。以下これを表示装置と記す。表示装置として用いる受像機の大きさにも特に制限はなく、測定対象によって最適な大きさが決まってくるが、磁場の空間分解能はおおむね、画素の大きさと磁場強度との比で決定されることを考慮すると弱い磁場には小さな受像機、強い磁場には大きな受像機を用いるのが合理的である。計測された磁場分布は目視でも確認できることから、記録装置は必須ではないが、用途によっては装着することが求められる。その場合は受像機の後方にディジタルカメラ、またはコンピュータ等に接続したビデオレコーダを用いることが可能である。装置本体は、表示装置、磁場発生部位、および記録装置から構成されこれらが一体となって操作を行うことが基本であるが、各構成部位の一部のみを用いて可搬装置としてたとえば屋外で用いることも可能である。
【０００８】  図１に示した本発明の概略図によって、装置の形態を以下に記す。表示装置は筐体６に収納される。電子ビーム発生装置１により発生した電子線２はカソードルミネッセンス表示板３に向かって飛行する。その際、走査用電源５によって制御された電界発生装置４によって変調を受け、その結果３上に均一色の発光を生ずるように調整を行う。また３は筐体６の透明部分を通して外部より視認できるものとする。ここで、筐体外の磁場発生装置１１により電子線２は擾乱を受け、結果として３上の色バランスが崩れ、磁場分布に応じた多彩なパターンを発生する。磁場発生装置１１を固定するにあたってはアクリル樹脂のような非磁性かつ透明な構造材を用いて固定することが望ましいが、必ずしも限定されるわけではない。観測結果は記録装置１２によって記録することが可能である。また１１に可動性を付与すれば１２においてその時間変化まで含めた克明な記録が可能となり、本装置によって磁場分布を瞬時に観測、記録することが可能である。また、外部の天然または人工の磁場が存在する場所であれば、１１をとりはずすことにより同様の観測が可能である。
【実施例】
【０００９】以下に、本発明を実施するための最良の形態を実施例として示す。しかしながら、本発明は実施例の記載内容に限定されるわけではない。【００１０】＜実施例＞
表示装置は電子線発生装置とカソードルミネッセンスによる平面上の発光部分、および交流電場を発生する部分からなる。その三者を図１に示すように筐体の内外に設置した。磁場発生装置の位置は特に制限はないが、本実施例においては、上記平面の前方もしくは側方に配置した。記録装置は表示装置のカソードルミネッセンスの発光パターンが観測可能な位置である後方部に装着した。【００１１】  動作の詳細は以下のとおりである。図１に示されるように、表示装置は筐体に収納されている。筐体中に電子ビーム発生装置を装着し、発生した電子線をカソードルミネッセンス表示板に向かって飛行させた。その際、走査用電源によって制御された電界発生装置によって電子線を変調した結果、カソードルミネッセンス基板上に均一色の発光が観測された。ここで、筐体外の磁場発生装置により磁場を発生させたところ電子線は擾乱を受け、結果としてカソードルミネッセンス基板上の色バランスが崩れ、磁場分布に応じた多彩なパターンを発生した。その結果を記録装置１２によって記録を行った。【００１２】  次に本発明によって観測された磁場分布の映像を示す。【００１３】＜観測例１＞
実施例によって作製した当該装置の磁場発生装置の部分に永久磁石を装着した際の観測例を写真１に示す。【００１４】＜観測例２＞
観測例１と同じ永久磁石を磁場発生装置として用い、距離をより表示装置側に近接させた場合の観測例を写真２に示す。磁場が強くなった影響により、表示パターンにおける色のピッチが狭くなっている。これは相対的な磁場強度およびその分布を観測していることになる。【００１５】＜観測例３＞
本観測例では、観測例１，２の場合とは無磁場の際のカラーバランスを調整し、背景色が白色になる場合の磁場観測例である。写真３に示す。【００１６】＜観測例４＞
形態の異なる永久磁石を用いた場合の観測例を写真４に示す。電子線発生装置の調整は観測例３と同じ条件である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明にかかる磁場分布観測装置の構成図
【写真１】
観測例１
【写真２】
観測例２
【写真３】
観測例３
【写真４】
観測例４
【符号の説明】
【００１８】１  電子線発生装置
２  電子線
３  カソードルミネッセンス基板
４  交流電場発生器
５  電流変調器
６  筐体
１１  磁場発生装置
１２  磁場分布観測装置
【図１】
2013200292.tif 000003
2013200292.tif 000004
2013200292.tif 000005
2013200292.tif 000006
2013200292.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成24年5月18日(2012.5.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】＜観測例１＞
実施例によって作製した当該装置の磁場発生装置の部分に永久磁石を装着した際の観測例を図２に示す。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】＜観測例２＞
観測例１と同じ永久磁石を磁場発生装置として用い、距離をより表示装置側に近接させた場合の観測例を図３に示す。磁場が強くなった影響により、表示パターンにおける色のピッチが狭くなっている。これは相対的な磁場強度およびその分布を観測していることになる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】＜観測例３＞
本観測例では、観測例１，２の場合とは無磁場の際のカラーバランスを調整し、背景色が白色になる場合の磁場観測例である。図４に示す。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
＜観測例４＞
形態の異なる永久磁石を用いた場合の観測例を図５に示す。電子線発生装置の調整は観測例３と同じ条件である。
【図面の簡単な説明】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
【図１】本発明にかかる磁場分布観測装置の構成図
【図２】観測例１
【図３】観測例２
【図４】観測例３
【図５】観測例４
【符号の説明】
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2013200292.tif 000008
【図２】
2013200292.tif 000009
【図３】
2013200292.tif 000010
【図４】
2013200292.tif 000011
【図５】
2013200292.tif 000012