(57)【要約】【課題】複数のセルの各領域における磁場の影響を低減する。【解決手段】複数のセル１１には、それぞれ補正コイル体１３が設けられる。電流供給部は、補正コイル体１３に電流を供給する。制御装置は、セルアレイ１０を用いて複数のセル１１の各領域の磁場を測定し、測定した磁場を打ち消す交流磁場が複数の補正コイル体１３から発生するように、電流供給部による電流の供給を制御する。【選択図】図４
2013217690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光により励起されスピン偏極する原子が内部に封入された複数のセルに対して単一のセル又は隣り合うセル毎に設けられる複数のコイル体と、
前記複数のコイル体に電流を供給する電流供給部と、
磁気センサーを用いて前記複数のセルの各領域の磁場を測定し、当該測定した磁場を打ち消す交流磁場が前記複数のコイル体から発生するように、前記電流供給部による電流の供給を制御する制御部と
を備えることを特徴とする磁場補正装置。
【請求項２】
前記複数のコイル体はそれぞれ、前記単一のセルを挟んで第１の軸上に配置された一対の第１のコイルと、前記単一のセルを挟んで前記第１の軸と交わる第２の軸上に配置された一対の第２のコイルと、前記単一のセルを挟んで前記第１の軸及び前記第２の軸と交わる第３の軸上に配置された一対の第３のコイルとを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の磁場補正装置。
【請求項３】
前記複数のセルは、２次元配列されており、
透磁率が閾値よりも高い材料で形成され、前記複数のセルにおける隣り合うセルの間に設けられる複数の仕切り板を備える
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の磁場補正装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記複数のセルの領域の磁場を一度に測定し、当該測定した磁場を打ち消す交流磁場が発生するような電流を前記複数のセルに設けられた前記複数のコイル体に供給させる
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の磁場補正装置。
【請求項５】
前記複数のセルは、２次元配列されており、
前記制御部は、前記複数のセルを一つずつ順番に選択し、当該選択したセルの領域の磁場を測定し、当該測定した磁場を打ち消す磁場が発生するような電流を当該選択したセルに設けられたコイル体に供給させる
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の磁場補正装置。
【請求項６】
前記複数のセルは、マトリクス状に配列されており、
前記制御部は、前記複数のセルを一列又は一行ずつ順番に選択し、当該選択したセルの領域の磁場を測定し、当該測定した磁場を打ち消す磁場が発生するような電流を当該選択したセルに設けられたコイル体に供給させる
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の磁場補正装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の磁場補正装置と、
光により励起されスピン偏極する原子が内部に封入された複数のセルと、
前記複数のセルに光を照射する照射部と、
前記複数のセルを透過した前記光の偏光面の回転角を検出する検出部とを備え、
前記制御部は、前記検出部により検出された前記回転角に基づいて、前記複数のセルの各領域の磁場を測定する
ことを特徴とする磁場測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁場を補正する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気センサーを用いて生体が発する微弱な磁場を計測する場合には、外部磁場の影響を低減するために、磁気シールドが用いられる。例えば、特許文献１には、磁気遮蔽室の外壁と内壁の間に設けられ、３軸方向に３組のコイルを配置した磁気シールドが記載されている。特許文献２には、シールドルームを覆うように設けられ、３軸方向に３組のコイルを配置した磁気遮蔽装置が記載されている。特許文献３には、対象空間の内面を分割した各領域にコイルを配置した磁気シールドにおいて、対象空間内の磁場分布を領域毎に制御する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２３２１８２号公報
【特許文献２】特許２８６４０９５号公報
【特許文献３】特開２０１１−８２４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光ポンピング式の磁気センサーでは、複数の小型のセルが用いられる場合がある。特許文献１〜３に記載の技術では、部屋等の広範囲の空間の磁場分布の均一性を向上させることはできても、各セルの微小な領域における磁場を完全に均一にすることはできない。
本発明は、複数のセルの各領域における磁場の影響を低減することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る磁場補正装置は、光により励起されスピン偏極する原子が内部に封入された複数のセルに対して単一のセル又は隣り合うセル毎に設けられる複数のコイル体と、前記複数のコイル体に電流を供給する電流供給部と、磁気センサーを用いて前記複数のセルの各領域の磁場を測定し、当該測定した磁場を打ち消す交流磁場が前記複数のコイル体から発生するように、前記電流供給部による電流の供給を制御する制御部とを備えることを特徴とする。
この構成によれば、複数のセルの各領域における磁場の影響を低減することができる。
【０００６】
前記複数のコイル体はそれぞれ、前記単一のセルを挟んで第１の軸上に配置された一対の第１のコイルと、前記単一のセルを挟んで前記第１の軸と交わる第２の軸上に配置された一対の第２のコイルと、前記単一のセルを挟んで前記第１の軸及び前記第２の軸と交わる第３の軸上に配置された一対の第３のコイルとを有してもよい。
この構成によれば、複数のセルの各領域における磁場の３軸成分を打ち消すことができる。
【０００７】
前記複数のセルは、２次元配列されており、前記磁場測定装置は、透磁率が閾値よりも高い材料で形成され、前記複数のセルにおける隣り合うセルの間に設けられる複数の仕切り板を備えてもよい。
この構成によれば、磁場の影響を低減する処理を短時間で行うことができる。
【０００８】
前記制御部は、前記複数のセルの領域の磁場を一度に測定し、当該測定した磁場を打ち消す交流磁場が発生するような電流を前記複数のセルに設けられた前記複数のコイル体に供給させてもよい。
この構成によれば、隣り合うセルのコイル体から発生する磁場の影響を補正することができる。
【０００９】
前記複数のセルは、２次元配列されており、前記制御部は、前記複数のセルを一つずつ順番に選択し、当該選択したセルの領域の磁場を測定し、当該測定した磁場を打ち消す磁場が発生するような電流を当該選択したセルに設けられたコイル体に供給させてもよい。
この構成によれば、隣り合うセルのコイル体から発生する磁場の影響を補正することができる。
【００１０】
前記複数のセルは、マトリクス状に配列されており、前記制御部は、前記複数のセルを一列又は一行ずつ順番に選択し、当該選択したセルの領域の磁場を測定し、当該測定した磁場を打ち消す磁場が発生するような電流を当該選択したセルに設けられたコイル体に供給させてもよい。
この構成によれば、隣り合うセル間の磁場の干渉を抑制することができる。
【００１１】
本発明に係る磁場測定装置は、前記磁場補正装置と、光により励起されスピン偏極する原子が内部に封入された複数のセルと、前記複数のセルに光を照射する照射部と、前記複数のセルを透過した前記光の偏光面の回転角を検出する検出部とを備え、前記制御部は、前記検出部により検出された前記回転角に基づいて、前記複数のセルの各領域の磁場を測定することを特徴とする。
この構成によれば、磁場の測定精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】磁場測定装置の構成を示す図
【図２】制御装置の構成を示すブロック図
【図３】セルアレイの平面図
【図４】セルの斜視図
【図５】磁場の補正処理を示すフローチャート
【図６】補正テーブルを示す図
【図７】変形例に係るセルに割り当てられたＩＤを示す図
【図８】変形例に係る第１のセルアレイ及び第２のセルアレイの正面図
【図９】変形例に係る第１のセル及び第２のセルの斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、実施形態に係る磁場測定装置１の構成を示す図である。磁場測定装置１は、生体が発する磁場を測定する光ポンピング式の磁気センサーである。磁場測定装置１は、例えば心臓から発生する磁場（心磁）を測定する心磁計や、脳から発生する磁場（脳磁）を測定する脳磁計に用いられる。
【００１４】
磁場測定装置１は、セルアレイ１０と、ポンプ光照射部２０と、プローブ光照射部３０（照射部の一例）と、検出部４０と、制御装置５０（制御部の一例）と、電流供給部６０とを備える。セルアレイ１０は、複数のセル１１を備える。セル１１は、例えばガラス等の光透過性を有する材料で形成された立方体の容器である。セル１１内には、原子が封入される。原子は、例えばアルカリ金属原子（セシウム等）である。
【００１５】
ポンプ光照射部２０は、円偏光成分を有するポンプ光Ｌ１を各セル１１に照射する。ポンプ光Ｌ１が照射されると、セル１１内の原子の最外殻電子が励起され、スピン偏極が生じる。スピン偏極した原子は、磁場によって歳差運動をする。プローブ光照射部３０は、直線偏光成分を有するプローブ光Ｌ２を各セル１１に照射する。このとき、プローブ光照射部３０は、プローブ光Ｌ２をポンプ光Ｌ１と直交するように照射する。プローブ光Ｌ２の偏光面は、セル１１を透過するときに、セル１１内の原子により回転させられる（ファラデー効果）。この偏光面の回転角は、磁場に応じた大きさになる。セル１１を透過したプローブ光Ｌ２は、検出部４０に入射する。検出部４０は、入射したプローブ光Ｌ２の偏光面の回転角を検出する。
【００１６】
図２は、制御装置５０の構成を示すブロック図である。制御装置５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５１と、メモリー５２と、操作部５３と、表示部５４とを備える。ＣＰＵ５１は、メモリー５２に記憶されたプログラムを実行することにより、磁場測定装置１の各部を制御する。また、ＣＰＵ５１は、検出部４０によって検出された回転角に基づいて、磁場の大きさを算出する。これにより、磁場が測定される。操作部５３は、例えばキーボードとマウスとを備える。操作部５３は、磁場測定装置１の操作に用いられる。表示部５４は、例えば液晶ディスプレイである。表示部５４は、ＣＰＵ５１による制御の下、磁場の測定結果を表示する。
【００１７】
図３は、セルアレイ１０の平面図である。セルアレイ１０は、５行５列のマトリクス状に配列された２５個のセル１１を備える。隣り合うセル１１の間には、高透磁率の材料で形成された仕切り板１２が設けられる。この「高透磁率」とは、透磁率が閾値よりも高いことをいう。
【００１８】
図４は、セル１１の斜視図である。図４に示すｘ軸（第１の軸の一例）、ｙ軸（第２の軸の一例）及びｚ軸（第３の軸の一例）は、互いに直交する。セルアレイ１０に含まれるセル１１は、いずれも同様の構成を有する。セル１１には、補正コイル体１３（コイル体の一例）が設けられる。この補正コイル体１３は、ｘ軸補正コイル１４（第１のコイル１４の一例）と、ｙ軸補正コイル１５（第２のコイル１４の一例）と、ｚ軸補正コイル１６（第３のコイル１５の一例）とを備える。
【００１９】
ｘ軸補正コイル１４は、一対の第１のコイル１４ｈと第２のコイル１４ｉにより構成される。第１のコイル１４ｈと第２のコイル１４ｉとは、セル１１を挟んでｘ軸上に配置される。第１のコイル１４ｈと第２のコイル１４ｉとは、そのコイル面が平行になるように設けられる。ｙ軸補正コイル１５は、一対の第３のコイル１５ｈと第４のコイル１５ｉにより構成される。第３のコイル１５ｈと第４のコイル１５ｉとは、セル１１を挟んでｙ軸上に配置される。第３のコイル１５ｈと第４のコイル１５ｉとは、そのコイル面が平行になるように設けられる。ｚ軸補正コイル１６は、一対の第５のコイル１６ｈと第６のコイル１６ｉにより構成される。第５のコイル１６ｈと第６のコイル１６ｉとは、セル１１を挟んでｚ軸上に配置される。第５のコイル１６ｈと第６のコイル１６ｉとは、そのコイル面が平行になるように設けられる。第１のコイル１４ｈ〜第６のコイル１６ｉは、いずれも中空の矩形形状を有する。ポンプ光Ｌ１、プローブ光Ｌ２は、第１のコイル１４ｈ〜第６のコイル１６ｉのいずれかの中空部分を通ってセル１１に照射される。
【００２０】
磁場測定装置１は、磁気シールド２内に配置される。磁気シールド２は、磁性材料で形成されており、外部からの磁場の侵入を抑制する。しかし、磁気シールド２が設けられていても、磁気シールド２の性能や磁場環境によっては、外部からの磁場が磁気シールド２内に侵入することがある。以下の説明では、外部から磁気シールド２内に侵入した磁場を「侵入磁場」という。侵入磁場が存在すると、セルアレイ１０の領域の磁場が不均一になり、磁場測定装置１の磁場の測定精度が悪くなってしまう。
【００２１】
電流供給部６０は、制御装置５０の制御の下、補正コイル体１３に電流を供給し、侵入磁場を打ち消すキャンセル磁場を発生させる。具体的には、電流供給部６０は、第１のコイル１４ｈと第２のコイル１４ｉとに同じ方向の電流を供給し、侵入磁場のｘ軸成分を打ち消すキャンセル磁場を発生させる。電流供給部６０は、第３のコイル１５ｈと第４のコイル１５ｉとに同じ方向の電流を供給し、侵入磁場のｙ軸成分を打ち消すキャンセル磁場を発生させる。電流供給部６０は、第５のコイル１６ｈと第６のコイル１６ｉとに同じ方向の電流を供給し、侵入磁場のｚ軸成分を打ち消すキャンセル磁場を発生させる。
【００２２】
図５は、磁場の補正処理を示すフローチャートである。この処理は、磁場測定装置１を用いて、生体の磁場を測定する前に行われる。また、この処理を行う場合、セルアレイ１０は、磁気シールド２内の磁場環境下に置かれる。オペレーターは、操作部５３を用いて、侵入磁場を補正する動作の実行を指示する操作を行う。この操作が行われると、制御装置５０は、セルアレイ１０を用いて、複数のセル１１の各領域における侵入磁場を測定する（ステップＳ１１）。
【００２３】
具体的には、制御装置５０は、ポンプ光照射部２０を制御して、ポンプ光Ｌ１を各セル１１に照射させ、原子をスピン偏極させる。制御装置５０は、プローブ光照射部３０を制御して、ポンプ光Ｌ１と直交するようにプローブ光Ｌ２を各セル１１に照射させる。プローブ光照射部３０からプローブ光Ｌ２が照射されると、検出部４０は、各セル１１を透過したプローブ光Ｌ２の偏光面の回転角を検出する。制御装置５０は、検出部４０により検出された回転角に基づいて、各セル１１の領域における侵入磁場の大きさを算出する。これにより、各セル１１の領域における侵入磁場が測定される。
【００２４】
制御装置５０は、ステップＳ１１で測定した侵入磁場に基づいて、各セル１１の領域の侵入磁場を打ち消すキャンセル磁場を算出する（ステップＳ１２）。このキャンセル磁場は、侵入磁場と同じ大きさで逆方向の交流磁場である。制御装置５０は、算出したキャンセル磁場をセル１１毎に補正テーブルＴに格納して、メモリー５２に記憶させる。
【００２５】
図６は、補正テーブルＴを示す図である。セルアレイ１０に含まれる複数のセル１１には、予め１〜２５の番号がＩＤとして割り当てられている。補正テーブルＴには、セル１１のＩＤとキャンセル磁場とが対応付けて格納されている。例えば、ＩＤ「１」のセル１１の領域について、キャンセル磁場Ｍ１が算出された場合には、このＩＤ「１」とキャンセル磁場Ｍ１とが対応付けて格納される。
【００２６】
制御装置５０は、ステップＳ１２で算出したキャンセル磁場に基づいて、電流供給部６０から各セル１１の補正コイル体１３に電流を供給させる（ステップＳ１３）。例えば、図６に示す補正テーブルＴでは、ＩＤ「１」とキャンセル磁場Ｍ１とが対応付けられている。この場合、制御装置５０は、電流供給部６０を制御して、ＩＤ「１」のセル１１の補正コイル体１３にキャンセル磁場Ｍ１を発生するための電流を供給させる。制御装置５０は、他のセル１１に設けられた補正コイル体１３についても同様に、電流供給部６０を制御して、キャンセル磁場を発生させるための電流を供給させる。
【００２７】
電流供給部６０から電流が供給されると、各セル１１の補正コイル体１３は、キャンセル磁場を発生する。これにより、各セル１１の領域における侵入磁場が打ち消される。なお、「打ち消す」とは、侵入磁場が０とみなせる範囲内の値になることをいう。この範囲は、例えば０を中心とした±数ナノテスラ（ｎＴ）の範囲である。
【００２８】
また、図３に示すように、隣り合うセル１１の間には、透磁率の高い材料で形成された仕切り板１２が設けられている。これにより、各セル１１の補正コイル体１３がキャンセル磁場を発生するときに、隣り合うセル１１間の磁場の干渉を抑制することができる。
【００２９】
本実施形態では、補正コイル体１３と電流供給部６０と制御装置５０とが協働して磁場補正装置として機能する。本実施形態では、各セル１１に補正コイル体１３が設けられているため、複数のセル１１の各領域における侵入磁場の影響を低減することができる。これにより、磁場測定装置１の磁場の測定精度を向上させることができる。また、本実施形態では、複数のセル１１の各領域の侵入磁場が一度に測定されているため、磁場の補正処理を短時間で行うことができる。
【００３０】
本発明は上述した実施形態に限定されず、以下のように変形してもよい。また、以下の変形例を相互に組み合わせてもよい。
【００３１】
（１）変形例１
上述した実施形態では、セルアレイ１０に含まれる全てのセル１１について、まとめて磁場の補正処理が行われていた。しかし、この補正処理は、単一のセル１１又は複数のセル１１毎に行われてもよい。
【００３２】
図７は、この変形例に係るセル１１に割り当てられたＩＤを示す図である。１列目のセル１１には、上から順に１〜５の番号がＩＤとして割り当てられている。２列目のセル１１には、上から順に６〜１０の番号がＩＤとして割り当てられている。３列目〜５列目のセル１１についても同様に、１１〜２５の番号がＩＤとして割り当てられている。
【００３３】
例えば、磁場の補正処理は、セル１１毎に行われてもよい。このとき、制御装置５０は、セルアレイ１０に含まれる複数のセル１１を一つずつ順番に選択する。この順番は、例えばＩＤの番号が小さい順又は大きい順であってもよい。制御装置５０によりセル１１が選択されると、この選択されたセル１１について上述したステップＳ１１〜Ｓ１３の処理が行われる。ここでは、ＩＤの番号が小さい順にセル１１が選択される場合を想定する。この場合、まずＩＤ「１」のセル１１が選択され、ＩＤ「１」のセル１１の領域の侵入磁場が測定され（ステップＳ１１）、この侵入磁場のキャンセル磁場が算出され（ステップＳ１２）、ＩＤ「１」のセル１１の補正コイル体１３に電流が供給される（ステップＳ１３）。次に、ＩＤ「２」のセル１１が選択され、ＩＤ「２」のセル１１の領域の侵入磁場が測定され（ステップＳ１１）、この侵入磁場のキャンセル磁場が算出され（ステップＳ１２）、ＩＤ「２」のセル１１の補正コイル体１３に電流が供給される（ステップＳ１３）。ＩＤ「３」〜「２５」のセル１１についても、同様の処理が順番に行われる。また、この処理を、全てのセル１１の領域の磁場が０とみなせる範囲内の値になるまで繰り返してもよい。
【００３４】
図７に示すように、ＩＤ「１」のセル１１とＩＤ「２」のセル１１とは隣接しているため、ＩＤ「２」のセル１１は、ＩＤ「１」のセル１１の補正コイル体１３から発生するキャンセル磁場の影響を受ける。しかし、この変形例では、ＩＤ「１」のセル１１の領域の磁場が補正された後に、ＩＤ「２」のセル１１の領域の磁場の補正が行われる。そのため、ＩＤ「２」のセル１１については、ＩＤ「１」のセル１１の補正コイル体１３から発生するキャンセル磁場の影響を受けた侵入磁場が測定され、この侵入磁場を打ち消すキャンセル磁場が算出される。したがって、ＩＤ「２」のセル１１の領域の磁場を補正するときに、隣り合うＩＤ「１」のセル１１の補正コイル体１３から発生する磁場の影響も併せて補正することができる。
【００３５】
また、磁場の補正処理は、一列毎又は一行毎に行われてもよい。このとき、制御装置５０は、複数のセル１１を一列又は一行ずつ順番に選択する。この順番は、例えば図７中の左端、右端、上端又は下端に近い順であってもよい。制御装置５０によりセル１１が選択されると、この選択されたセル１１について上述したステップＳ１１〜Ｓ１３の処理が行われる。ここでは、図７中の左端に近い順に一列ずつセル１１が選択される場合を想定する。この場合、まず１列目のセル１１が選択され、１列目のセル１１の領域の侵入磁場が測定され（ステップＳ１１）、この侵入磁場のキャンセル磁場が算出され（ステップＳ１２）、１列目のセル１１の補正コイル体１３に電流が供給される（ステップＳ１３）。次に、２列目のセル１１が選択され、２列目のセル１１の領域の侵入磁場が測定され（ステップＳ１１）、この侵入磁場のキャンセル磁場が算出され（ステップＳ１２）、２列目のセル１１の補正コイル体１３に電流が供給される（ステップＳ１３）。３列目〜５列目のセル１１についても、同様の処理が順番に行われる。また、この処理を、全てのセル１１の領域の磁場が０とみなせる範囲内の値になるまで繰り返してもよい。
【００３６】
図７に示すように、１列目のセル１１と２列目のセル１１とはｘ軸方向に隣接しているため、２列目のセル１１は、１列目のセル１１の補正コイル体１３から発生するキャンセル磁場の影響を受ける。しかし、この変形例では、１列目のセル１１の領域の磁場が補正された後に、２列目のセル１１の領域の磁場の補正が行われる。そのため、２列目のセル１１については、１列目のセル１１の補正コイル体１３から発生するキャンセル磁場の影響を受けた侵入磁場が測定され、この侵入磁場を打ち消すキャンセル磁場が算出される。したがって、２列目のセル１１の領域の磁場を補正するときに、隣り合う１列目のセル１１の補正コイル体１３から発生する磁場の影響も併せて補正することができる。
【００３７】
（２）変形例２
磁場測定装置１は、グラジオメータ型の構成を備えていてもよい。例えば、１次グラジオメータ型の構成を備える場合、磁場測定装置１は、第１のセルアレイ１０Ａと第２のセルアレイ１０Ｂとを備える。
【００３８】
図８は、この変形例に係る第１のセルアレイ１０Ａ及び第２のセルアレイ１０Ｂの正面図である。第１のセルアレイ１０Ａと第２のセルアレイ１０Ｂとは、ｚ軸方向に重ねて配置される。第１のセルアレイ１０Ａは、複数の第１のセル１１Ａを備える。第２のセルアレイ１０Ｂは、複数の第２のセル１１Ｂを備える。第１のセル１１Ａ及び第２のセル１１Ｂの構成は、上述した実施形態で説明したセル１１と同様である。このグラジオメータ型の構成では、第１のセルアレイ１０Ａと第２のセルアレイ１０Ｂにおける測定結果の差分をとることによって、環境磁場の影響を除去することができる。
【００３９】
図９は、この変形例に係る第１のセル１１Ａ及び第２のセル１１Ｂの斜視図である。グラジオメータ型の構成では、ｚ軸方向に隣り合う第１のセル１１Ａと第２のセル１１との間の距離が小さいため、第１のセル１１Ａの領域と第２のセル１１Ｂの領域においては、侵入磁場の大きさが同一であるとみなせる。そのため、この変形例では、第１のセル１１Ａ及び第２のセル１１Ｂに対して１個の補正コイル体１３Ａが設けられる。つまり、この変形例では、ｚ軸方向に隣り合う第１のセル１１Ａ及び第２のセル１１Ｂに対して１個の補正コイル体１３Ａが設けられる。この補正コイル体１３Ａは、第１のｘ軸補正コイル１７Ａと、第２のｘ軸補正コイル１７Ｂと、第１のｙ軸補正コイル１８Ａと、第２のｙ軸補正コイル１８Ｂと、ｚ軸補正コイル１９とを備える。
【００４０】
第１のｘ軸補正コイル１７Ａは、一対の第１のコイル１７ｈと第２のコイル１７ｉとにより構成される。第１のコイル１７ｈと第２のコイル１７ｉとは、第１のセル１１Ａを挟んでｘ軸上に配置される。第２のｘ軸補正コイル１７Ｂは、一対の第１のコイル１７ｊと第２のコイル１７ｋとにより構成される。第１のコイル１７ｊと第２のコイル１７ｋとは、第２のセル１１Ｂを挟んでｘ軸上に配置される。
【００４１】
第１のｙ軸補正コイル１８Ａは、一対の第３のコイル１８ｈと第４のコイル１８ｉとにより構成される。第３のコイル１８ｈと第４のコイル１８ｉとは、第１のセル１１Ａを挟んでｙ軸上に配置される。第２のｙ軸補正コイル１８Ｂは、一対の第３のコイル１８ｊと第４のコイル１８ｋとにより構成される。第３のコイル１８ｊと第４のコイル１８ｋとは、第２のセル１１Ｂを挟んでｙ軸上に配置される。
【００４２】
ｚ軸補正コイル１９は、一対の第５のコイル１９ｈと第６のコイル１９ｉにより構成される。第５のコイル１９ｈと第６のコイル１９ｉとは、第１のセル１１Ａ及び第２のセル１１Ｂを挟んでｚ軸上に配置される。第１のセル１１Ａと第２のセル１１Ｂの間には、コイルは設けられない。これにより、ｚ軸方向に隣り合うセル１１の間で磁場が干渉するのを抑制することができる。なお、図９では、第１のセル１１Ａと第２のセル１１Ｂとの間にコイルが設けられていない構成を例示しているが、第１のセル１１Ａと第２のセル１１Ｂとの間にコイルが設けられてもよい。この場合には、第１のセル１１Ａと第２のセル１１Ｂとの間隔を十分に確保することにより、磁場の干渉を抑制することができる。
【００４３】
また、グラジオメータ型の構成を採用した場合、磁場の補正処理は、セルアレイ毎に行われてもよい。このとき、制御装置５０は、生体の磁場を測定するときに生体の近くに配置される順にセルアレイ１０を選択する。図８の例では、まず第１のセルアレイ１０Ａが選択され、次に第２のセルアレイ１０Ｂが選択される。制御装置５０によりセルアレイ１０が選択されると、上述した変形例１と同様に、選択されたセルアレイ１０についてステップＳ１１〜Ｓ１３の処理が行われる。
【００４４】
図８に示すように、第１のセルアレイ１０Ａと第２のセルアレイ１０Ｂとはｚ軸方向に隣接しているため、第２のセルアレイ１０Ｂは、第１のセルアレイ１０Ａの補正コイル体１３から発生するキャンセル磁場の影響を受ける。しかし、この変形例では、第１のセルアレイ１０Ａの領域の磁場が補正された後に、第２のセルアレイ１０Ｂの領域の磁場の補正が行われる。そのため、第２のセルアレイ１０Ｂについては、第１のセルアレイ１０Ａの補正コイル体１３から発生するキャンセル磁場の影響を受けた侵入磁場が測定され、この侵入磁場を打ち消すキャンセル磁場が算出される。したがって、第２のセルアレイ１０Ｂの領域の磁場を補正するときに、隣り合う第１のセルアレイ１０Ａの補正コイル体１３から発生する磁場の影響も併せて補正することができる。
【００４５】
（３）変形例３
補正コイル体１３は、侵入磁場の３軸成分を補正するものに限定されない。補正コイル体１３は、侵入磁場の２軸成分又は１軸成分だけを補正するものであってもよい。例えば、侵入磁場のｚ成分だけを補正する場合、補正コイル体１３は、ｚ軸補正コイル１６のみで構成される。
補正コイル体１３の形状は、図４に示す立方体の形状に限定されない。例えば、補正コイル体１３は、直方体や球体の形状を有していてもよい。
第１のコイル１４ｈ〜第６のコイル１６ｉの形状は、矩形に限定されない。例えば、第１のコイル１４ｈ〜第６のコイル１６ｉは、円形、楕円形、多角形等の形状を有していてもよい。
【００４６】
（４）変形例４
上述した実施形態では、複数のセル１１の各領域の侵入磁場を測定する磁気センサーとして、セルアレイ１０が用いられていた。しかし、この磁気センサーは、セルアレイ１０に限定されない。例えば、フラックスゲート磁束計を用いて複数のセル１１の各領域の侵入磁場が測定されてもよい。この場合、複数のセル１１の近傍には、それぞれフラックスゲート磁束計が設けられる。
【００４７】
（５）変形例５
磁場測定装置１は、各セル１１の領域における侵入磁場のｘ軸成分、ｙ軸成分及びｚ軸成分を測定してもよい。この場合、ポンプ光Ｌ１及びプローブ光Ｌ２は、それぞれ３軸方向から照射される。
磁場測定装置１は、ポンプ光Ｌ１とプローブ光Ｌ２を用いた２ビーム方式の磁気センサーに限定されない。例えば、磁場測定装置１は、単一の光をポンプ光とプローブ光に兼用する１ビーム方式の磁気センサーであってもよい。この場合、磁場測定装置１は、実施形態で説明した構成のうち、ポンプ光照射部２０以外の構成を備える。
【００４８】
（６）変形例６
磁気シールド２は、必ずしも設けられていなくてもよい。例えば、補正コイル体１３だけで各セル１１の領域の磁場を十分に補正できる場合には、磁気シールド２を設けなくてもよい。
【００４９】
（７）変形例７
複数のセル１１の配列は、マトリクス状に限定されない。複数のセル１１は、マトリクス状以外の形状で２次元配列されていてもよい。例えば、複数のセル１１は、放射線状に２次元配列されていてもよい。また、複数のセル１１は、一列に配列されていてもよい。或いは、複数のセル１１は、生体の表面の形状に沿って配列されていてもよい。
セル１１の形状は、立方体に限定されない。例えば、セル１１は、直方体、多面体、球体、円柱等の形状を有していてもよい。
また、セル１１内の原子は、固体、液体、または気体のうち、どの状態でセル１１に導入されてもよい。原子は、少なくとも測定時にガス化していればよく、常にガス状態である必要はない。
【００５０】
（８）変形例８
ＣＰＵ５１により実行されるプログラムは、磁気テープ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、光磁気ディスク、メモリーなどの記録媒体に記録した状態で提供され、制御装置５０にインストールされてもよい。また、このプログラムは、インターネット等の通信回線を介して制御装置５０にダウンロードされてもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１…磁場測定装置、１０…セルアレイ、１１…セル、１２…仕切り板、１３…補正コイル体、２０…ポンプ光照射部、３０…プローブ光照射部、４０…検出部、５０…制御装置、６０…電流供給部
【図１】
2013217690.tif 000003
【図２】
2013217690.tif 000004
【図３】
2013217690.tif 000005
【図４】
2013217690.tif 000006
【図５】
2013217690.tif 000007
【図６】
2013217690.tif 000008
【図７】
2013217690.tif 000009
【図８】
2013217690.tif 000010
【図９】
2013217690.tif 000011