磁気シールド
【課題】磁気シールドの磁場の遮蔽率が軸方向に均一と見なせる領域を広くする。
【解決手段】磁気シールド９は、両端に開口部を備える筒状の第１シールド１と、第１シールド１の軸方向において磁場の遮蔽率が最も高い部位を除いた領域の外周を覆う筒状の第２シールド２とを具備する。磁場の遮蔽率が最も高い部位から第２シールド２が配置された領域までにおける第１シールド１および第２シールド２による磁場の遮蔽率の勾配が、第１シールド１のみによる磁場の遮蔽率の勾配よりも緩やかになるように、第１シールド１および第２シールド２の長さや厚みおよび配置は決められている。
【解決手段】磁気シールド９は、両端に開口部を備える筒状の第１シールド１と、第１シールド１の軸方向において磁場の遮蔽率が最も高い部位を除いた領域の外周を覆う筒状の第２シールド２とを具備する。磁場の遮蔽率が最も高い部位から第２シールド２が配置された領域までにおける第１シールド１および第２シールド２による磁場の遮蔽率の勾配が、第１シールド１のみによる磁場の遮蔽率の勾配よりも緩やかになるように、第１シールド１および第２シールド２の長さや厚みおよび配置は決められている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気センサーを用いた生体磁気計測システム等に用いられる磁気シールドに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気センサーを用いた生体磁気計測システム等に用いられる様々な磁気シールドが開発されている。特許文献１には、超電導体の壁面からの磁場の染み込み量を減らすために、間隔を開けて磁気シールド体の所望領域の外部を高透磁率部材によって囲んだ磁気シールド構造が開示されている。特許文献２には、両端に開口をもつ円筒形強磁性体と、円筒形強磁性体の両開口端の近傍内部に配置された超電導閉ループ容器とを有することで、円筒形強磁性体の軸方向及びこの軸に垂直方向の外部磁場を遮蔽する磁気シールド装置が開示されている。特許文献３には、両端が開放の筒型に形成された第１の磁気遮蔽装置と、両端もしくは計測対象物に近い方の１方向が開放の筒型に形成され、筒軸方向が第１の磁気遮蔽装置の筒軸方向と略直交するように第１の磁気遮蔽装置内に配置された第２の磁気遮蔽装置とにより、筒軸方向に略平行な磁場検出方向を有し第２の磁気遮蔽装置内に配置された磁気センサーに対する磁場成分を遮蔽することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２９９８６９号公報
【特許文献２】特開２００４−１７７３６３号公報
【特許文献３】特開２００６−３４０９３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これらの磁気シールドは内部空間を外部空間の磁気から遮蔽するものであるが、磁気シールドの内部空間における遮蔽率は軸方向に分布しており、均一と見なせる領域は比較的狭かった。例えば、特許文献１に開示された技術では、磁気シールド体の所望領域の外部が高透磁率部材によって囲まれるが、この所望領域では開口から近い両端から、開口から遠い中央付近までの間に磁気遮蔽率の勾配がある。また、特許文献２に開示された技術では、開口端近傍に届く外部磁場を遮蔽するために、円筒形強磁性体の開口端近傍の内部に超電導閉ループ容器を配置するので、円筒形強磁性体の内部空間のうち利用できる領域が限定される。特許文献３の技術では、第２の磁気遮蔽装置が第１の磁気遮蔽装置の内部に、互いの筒軸方向が直交するように配置しなければならないので、第１の磁気遮蔽装置に比べて第２の磁気遮蔽装置は小さく、第１の磁気遮蔽装置の内部空間は、その大部分が有効に使用することができない。
【０００５】
本発明は、磁気シールドの磁場の遮蔽率が軸方向に均一と見なせる領域を広くすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するため、本発明に係る磁気シールドは、両端に開口部を備える筒状の第１シールドと、前記第１シールドの軸方向において磁場の遮蔽率が最も高い部位よりも前記各開口部のいずれか一方に近い当該第１シールドの領域の外周または内周を覆う筒状の第２シールドとを具備し、前記部位から前記領域までにおける前記第１シールドおよび前記第２シールドによる磁場の遮蔽率の勾配は、当該部位から当該領域までにおける前記第１シールドのみによる磁場の遮蔽率の勾配よりも緩やかであることを特徴とする。
この構成によれば、第２シールドを具備しない場合に比べて、磁気シールドの磁場の遮蔽率が軸方向に均一と見なせる領域を広くすることができる。
【０００７】
別の好ましい態様において、前記第２シールドは、前記部位よりも前記各開口部に近い各領域にそれぞれ配置されているとよい。
この構成によれば、一方の開口部に近い側にのみ第２シールドを配置した場合に比べて、磁気シールドの磁場の遮蔽率が軸方向に均一と見なせる領域を広くすることができる。
【０００８】
また、別の好ましい態様において、前記第２シールドは、前記軸方向に沿って前記部位から離れるほど径方向の厚みが厚くなるように形成されているとよい。
この構成によれば、第２シールドの径方向の厚みが均一である場合に比べて、磁気シールドの軸方向における遮蔽率が均一と見なせる領域を広くすることができる。
【０００９】
また、別の好ましい態様において、前記第１シールドと前記第２シールドとの間に空気層を有するとよい。
この構成によれば、第１シールドとの間に空気層を設けない場合に比べて、第２シールドを配置した領域の遮蔽率を向上させることができる。
【００１０】
また、本発明に係る磁気シールドは、両端に開口部を備える筒状の磁気シールドであって、軸方向の中央部を含む第１領域と、前記第１領域よりも前記各開口部のいずれか一方に近く、かつ、当該第１領域よりも径方向の厚みが厚い第２領域とを有することを特徴とする。
この構成によれば、第２領域を有しない場合に比べて、磁気シールドの磁場の遮蔽率が軸方向に均一と見なせる領域を広くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る磁気シールド９の構成を示す図である。
【図２】磁気シールド９を、その軸を含む平面で切断した断面図である。
【図３】磁気シールド９のシールドファクターを説明するための概念図である。
【図４】磁気シールド９に係るシミュレーションを説明するための図である。
【図５】変形例における磁気シールド９Ａの一例を示した図である。
【図６】変形例における磁気シールド９Ｂの一例を示した図である。
【図７】変形例における磁気シールド９Ｃの一例を示す図である。
【図８】変形例における磁気シールド９Ｄの一例を示す図である。
【図９】変形例における磁気シールド９Ｅの一例を示す図である。
【図１０】変形例における磁気シールド９Ｆの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施形態）
（１）構成
図１は、本発明の実施形態に係る磁気シールド９の構成を示す図である。図２は、磁気シールド９を、その軸を含む平面で切断した断面図である。ここで、磁気シールド９の各構成が配置される空間をｘｙｚ右手系座標空間として表す。また、以下の図に示す座標記号のうち、内側が白い円の中に黒い円を描いた記号は、紙面奥側から手前側に向かう矢印を表している。空間においてｘ軸に沿う方向をｘ軸方向という。また、ｘ軸方向のうち、ｘ成分が増加する方向を＋ｘ方向といい、ｘ成分が減少する方向を−ｘ方向という。同様に、ｙ、ｚ成分についても、ｙ軸方向、＋ｙ方向、−ｙ方向、ｚ軸方向、＋ｚ方向、−ｚ方向を定義する。
【００１３】
図１に示すように、磁気シールド９は、１つの第１シールド１と２つの第２シールド２ａ，２ｂ（以下、特に区別の必要がない場合は、これらを総称して「第２シールド２」と記す）を有する。第１シールド１および第２シールド２は、いずれもｙ軸を中心軸とする円筒状の部材である。
【００１４】
第１シールド１の内径はＤである。第１シールド１の厚みはｔである。したがって、第１シールド１の外径は（Ｄ＋２ｔ）である。第２シールド２は、第１シールド１の外周を密着して囲うように配置される。したがって、第２シールド２の内径Ｄ2は、第１シールド１の外径（Ｄ＋２ｔ）に等しい。第２シールド２の厚みはｔ2である。
第１シールド１のｙ軸方向の長さは２Ｌ（Ｌの２倍）である。第２シールド２のｙ軸方向の長さＬ2はＬよりも短い（Ｌ2＜Ｌ）。
【００１５】
ここで、図２に示すように、第１シールド１のｙ軸上の中央に原点Ｏを定めると、磁気シールド９は、この原点Ｏを含みｘ軸およびｚ軸に平行な平面に関して面対称である。第２シールド２ａは、原点Ｏよりも−ｙ方向に配置され、第２シールド２ｂは、原点Ｏよりも＋ｙ方向に配置されている。第２シールド２ａの＋ｙ側の端は、原点ＯからＬ1（Ｌ1＜Ｌ）だけ−ｙ方向に進んだ位置にある。第２シールド２ｂの−ｙ側の端は、原点ＯからＬ1（Ｌ1＜Ｌ）だけ＋ｙ方向に進んだ位置にある。
【００１６】
ここで、第１シールド１および第２シールド２の長さ、厚みおよび配置は、原点Ｏから第２シールド２が配置された領域までにおける第１シールド１および第２シールド２による磁場の遮蔽率の勾配が、第１シールド１のみによる磁場の遮蔽率の勾配よりも緩やかになるように、決められている。
【００１７】
第１シールド１および第２シールド２の材料は、パーマロイ、鉄・クロム・コバルト系の各アモルファス材、フェライト焼結体、などの各磁性体材料のうち、磁気シールド９が配置される環境の磁場の強さにおける比透磁率が比較的高いものが選定される。第１シールド１および第２シールド２の材料は、同じ材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。
【００１８】
（２）シールドファクター
シールドによる磁場の遮蔽率とは、そのシールドの内部空間において、外部空間の磁場がどの程度遮蔽されたかを表す割合であり、外部空間の磁場の強さに対する内部空間の磁場の強さの割合で表される。シールドファクターは、上記の遮蔽率や、この遮蔽率を対数で表したものなどである。遮蔽率が高くなるほど、シールドファクターは高くなるため、シールドファクターが最大となる点において、遮蔽率は最大となる。
【００１９】
無限の長さを有する磁性体材料で形成された円筒のシールドファクターは、径方向（軸に垂直な方向）のシールドファクターをＳT、軸方向のシールドファクターをＳLとすると、以下の式（１）、（２）でそれぞれ表される。
【００２０】
【数１】
【００２１】
【数２】
【００２２】
上述の式（１）および式（２）における各記号の意味はそれぞれ以下のとおりである。
μ：磁性体材料の透磁率［Ｈ／ｍ］
μ0：真空透磁率＝４π×１０-7［Ｈ／ｍ］
μr＝μ／μ0：磁性体材料の比透磁率
ｔ：円筒の磁性体材料厚み［ｍ］
Ｄ：円筒の内直径［ｍ］
Ｎ：反磁場係数
【００２３】
すなわち、径方向のシールドファクターをＳTは、比透磁率μrおよび材料厚みｔにそれぞれ比例し、内直径Ｄに反比例する項と、定数である「１」との和である。したがって、径方向のシールドファクターをＳTは、比透磁率μrや材料厚みｔが大きくなるほど大きくなり、内直径が大きくなるほど小さくなる。また、軸方向のシールドファクターをＳLは、径方向のシールドファクターをＳTに比例する項と、定数である「１」との和である。したがって、軸方向のシールドファクターをＳLは、径方向のシールドファクターをＳTが大きくなるほど大きくなる。なお、式（１）は、円筒の磁性体材料厚みｔが円筒の内直径Ｄよりも極めて小さく、且つ、磁性体材料の透磁率μが１よりも極めて大きい場合に成り立つと見なせる式である。また、式（２）は、径方向のシールドファクターＳTが１よりも極めて大きい場合に成り立つと見なせる式である。
【００２４】
実際の磁気シールド９は、長さが有限である。そのため、磁気シールド９の中央部と両端とではシールドファクターが異なる。
図３は、磁気シールド９のシールドファクターを説明するための概念図である。図３において、横軸は原点Ｏから＋ｙ方向の距離を表しており、縦軸は、横軸で表された距離の点における磁場のシールドファクターを表している。図３では、原点Ｏを中心として＋ｙ方向と−ｙ方向とは面対称であるため、原点Ｏよりも−ｙ方向におけるシールドファクターを省略する。
【００２５】
図３（ａ）には、磁気シールド９を構成する第１シールド１と、第２シールド２のそれぞれによるシールドファクターが別々に記載されている。図３（ａ）に示すように、原点Ｏは、第１シールド１の軸方向における磁場のシールドファクターの分布が最も高い点である。第２シールド２は、ｙ＝Ｌ1からｙ＝Ｌ1＋Ｌ2までの範囲に配置されている。したがって、第２シールド２によるシールドファクターのピークは、この範囲の中に存在する。図３（ｂ）には、磁気シールド９によるシールドファクターが記載されている。磁気シールド９によるシールドファクターは、第１シールド１および第２シールド２の各シールドファクターを合成したものとなるから、第２シールド２が配置されているｙ＝Ｌ1からｙ＝Ｌ1＋Ｌ2までの範囲において、磁気シールド９全体におけるシールドファクターは、第１シールド１によるシールドファクターに第２シールド２によるシールドファクターが加わったものとなる。その結果、原点Ｏから第２シールド２が配置されている範囲までにおける第１シールド１および第２シールド２による磁場の遮蔽率の勾配は、第１シールド１のみによる磁場の遮蔽率の勾配よりも緩やかになっている。そして、磁気シールド９においてシールドファクターが、その最大値から決められた閾値までの範囲にあるために、均一と見なせる領域（以下、均一領域という）は、第１シールド１のみにおける均一領域よりも広くなる。
【００２６】
言い換えると、原点Ｏにおいて、第１シールド１によるシールドファクターは最も高く、原点Ｏから第１シールド１の両端に向かうに連れて、それぞれシールドファクターは低下する。第２シールド２は、第１シールド１の軸方向において磁場の遮蔽率が最も高い部位である原点Ｏよりも、第１シールド１の両端にある各開口部に近い第１シールド１の領域を覆う。つまり、第２シールド２は、原点Ｏおよびその近傍の第１シールド１を覆っておらず、原点Ｏから距離Ｌ1だけ離れた位置から距離Ｌ2にわたり、第１シールド１を覆う。
【００２７】
仮に、第２シールド２が原点Ｏも覆っているとすると、第２シールド２によって、第１シールド１の原点Ｏを含んだ領域におけるシールドファクターを一様に押し上げてしまう。すなわち、第２シールド２が原点Ｏも覆っているとすると、第１シールド１と第２シールド２とを合わせたシールド全体における均一領域の大きさは、第１シールド１のみにおける均一領域の大きさと殆ど変わらないこととなる。
【００２８】
一方、磁気シールド９において、第２シールド２は、原点Ｏから距離Ｌ1だけ離れた位置から距離Ｌ2にわたり第１シールド１を覆っているので、第１シールド１によるシールドファクターが原点Ｏから離れて低下している領域のシールドファクターを押し上げる。そのため、磁気シールド９における均一領域は、第１シールド１のみにおける均一領域よりも大きくなる。
【００２９】
（３）シミュレーション例
図４は、磁気シールド９に係るシミュレーションを説明するための図である。図４（ａ）には、磁場発生コイル等の条件が示されている。このシミュレーションにおいて想定する磁場発生コイルは、２ｍ×２ｍの正方形ヘルムホルツコイルであり、巻数は１２巻きである。磁場発生コイルに流す電流は１Ａ／ＤＣであり、想定される中心磁束密度は約６μＴである。また、第１シールド１の軸方向の中央である原点Ｏから第２シールド２までの距離Ｌ1［ｍ］は、Ｌ1＝０．０２である。
ここで、このシミュレーションにおいて、磁気シールド９のうち均一領域とは、シールドファクターの最大値との差が０．１ｄＢ以内のシールドファクターを有する部位からなる領域であると定義する。
【００３０】
図４（ｂ）には、このシミュレーションにおいて想定する第１シールド１と第２シールド２の条件が示されている。第１シールド１の円筒内直径Ｄ［ｍ］はＤ＝０．２、円筒長さＬ［ｍ］はＬ＝０．３、磁性体厚みｔ［ｍ］はｔ＝０．０００１８である。また、第２シールド２の円筒内直径Ｄ2［ｍ］はＤ2＝０．２００１８、円筒長さＬ2［ｍ］はＬ2＝０．１４、磁性体厚みｔ2［ｍ］はｔ＝０．０００１８である。上述したように、Ｌ1＝０．０２であるから、第２シールド２は、原点Ｏから同じ方向に向かって０．０２ｍ離れた点と０．１６ｍ離れた点との間の領域に配置されている。そして、第１シールド１および第２シールド２の比誘電率μr［−］は、いずれもμr＝３６９７２である。
【００３１】
図４（ｃ）には、磁気シールド９および第１シールド１のシールドファクターの分布が示されている。図４（ｃ）の横軸は、磁気シールド９および第１シールド１の原点Ｏ（中心）からの距離［ｍｍ］を表している。ここで、磁気シールド９および第１シールド１は、ｙ軸方向の長さが２Ｌ＝２×０．３＝０．６［ｍ］であるが、図４（ｃ）には、そのうち、−２００［ｍｍ］（＝−０．２［ｍ］）から２００［ｍｍ］（＝０．２［ｍ］）までの範囲が示されている。図４（ｃ）の縦軸は、横軸で表された距離の点における磁場のシールドファクター［ｄＢ］を表している。
【００３２】
図４（ｃ）から明らかなように、磁気シールド９によるシールドファクターの曲線は、第１シールド１によるシールドファクターの曲線に比べて上に凸となる部分が急峻でなく、横に広がった形状を有している。そして、均一領域の閾値を上述したように０．１ｄＢとすると、第１シールド１のみの均一領域は原点Ｏを中心として−３８［ｍｍ］から３８［ｍｍ］までの範囲であるのに対し、磁気シールド９の均一領域は原点Ｏを中心として−６２［ｍｍ］から６２［ｍｍ］までの範囲となる。すなわち、第２シールド２により第１シールド１の所定の領域を覆うことにより、磁気シールド９は、第１シールド１のみに比べて均一領域が広くなる。
【００３３】
（変形例）
以上が実施形態の説明であるが、この実施形態の内容は以下のように変形し得る。また、以下の変形例を組み合わせてもよい。
【００３４】
（変形例１）
上述した実施形態において、第２シールド２は、第１シールド１の外周を外側から密着して囲うように配置されていたが、第１シールド１の内周を内側から密着して囲うように配置されていてもよい。図５は、この変形例における磁気シールド９Ａの一例を示した図である。この変形例において、磁気シールド９Ａは、上述した第２シールド２に代えて第２シールド３ａ，３ｂ（以下、特に区別の必要がない場合は、これらを総称して「第２シールド３」と記す）を備える。第２シールド３は、上述した実施形態において第２シールド２が第１シールド１の外周を囲うように配置されていたのに対し、内周を囲うように配置されている。したがって、第２シールド３の外径は、第１シールド１の内径Ｄと等しく、第２シールド３の内径Ｄ3は、第２シールド３の外径から第２シールド３の厚みの２倍を引いた値となる。この構成であっても、第２シールド３が配置された領域で磁気シールド９Ａのシールドファクターは増加するので、磁気シールド９Ａは、第１シールド１のみに比べて均一領域が広くなる。
【００３５】
（変形例２）
上述した実施形態において、第２シールド２の厚みは一様にｔ2であったが、軸方向の位置に応じて変化してもよい。図６は、この変形例における磁気シールド９Ｂの一例を示した図である。この変形例において、磁気シールド９Ｂは、上述した第２シールド２に代えて第２シールド４ａ，４ｂ（以下、特に区別の必要がない場合は、これらを総称して「第２シールド４」と記す）を備える。第２シールド４は、原点Ｏから離れ軸方向に沿って両端に近づくほど径方向の厚みが厚くなるように形成されている。第１シールド１のみによるシールドファクターは、原点Ｏから離れるに従って低下するところ第２シールド４の径方向の厚みが増加するほどシールドファクターが増加するので、この構成によれば、第２シールドが一様の厚みを有している場合に比べて均一領域が広くなる。
【００３６】
（変形例３）
上述した実施形態において、第２シールド２は、原点Ｏを中心として両端側にそれぞれ１つずつ配置されていたが、原点Ｏから開口部までの間に２つ以上が配置されていてもよい。図７は、この変形例における磁気シールド９Ｃの一例を示す図である。この変形例において、磁気シールド９Ｃは、上述した第２シールド２に加えて第２シールド５ａ，５ｂ（以下、特に区別の必要がない場合は、これらを総称して「第２シールド５」と記す）を備える。第２シールド５は、第２シールド２の外周のうち原点Ｏから遠い部分を覆うように配置されている。この構成によれば、原点Ｏから軸方向に沿って両端に近づくほど、磁気シールド９Ｃの厚みが増加する。その結果、第２シールド５により、開口部に近づくにつれて著しくなるシールドファクターの低下が補われるので、磁気シールド９Ｃは、第２シールド２を備え第２シールド５を備えていない場合に比べて均一領域が広くなる。
【００３７】
（変形例４）
また、磁気シールド９の軸方向において第２シールド２と異なる位置に、他の第２シールドを配置してもよい。図８は、この変形例における磁気シールド９Ｄの一例を示す図である。この変形例において、磁気シールド９Ｄは、上述した第２シールド２に加えて第２シールド６ａ，６ｂ（以下、特に区別の必要がない場合は、これらを総称して「第２シールド６」と記す）を備える。第２シールド６は、第２シールド２の端部のうち、原点Ｏから遠い側に接するように、かつ、第１シールド１の外周を覆うように配置されている。第２シールド６の厚みｔ6は、第２シールド２の厚みｔ2よりも厚い。すなわち、原点Ｏの近傍では、第１シールド１のみが存在し、原点ＯからＬ1だけ離れると第１シールド１に加えて第２シールド２が存在し、さらにその地点からＬ2だけ離れると（つまり、原点ＯからＬ1＋Ｌ2だけ離れると）第１シールド１に加えて第２シールド２よりも厚みのある第２シールド６が存在している。言い換えると、原点Ｏから軸方向に沿って両端に近づくにつれて、磁気シールド９Ｄの径方向の厚みが段階的に増加するので、磁気シールド９Ｄは、第２シールド２を備え第２シールド６を備えていない場合に比べて均一領域が広くなる。
【００３８】
（変形例５）
上述した実施形態において、第２シールド２は、第１シールド１の外周を密着して囲うように配置されていたが、第１シールド１から離れた位置で第１シールド１を囲うように配置されていてもよい。図９は、この変形例における磁気シールド９Ｅの一例を示す図である。この変形例において、磁気シールド９Ｅは、上述した第２シールド２に代えて第２シールド７ａ，７ｂ（以下、特に区別の必要がない場合は、これらを総称して「第２シールド７」と記す）を備える。第２シールド７は、第１シールド１の外周との間に空気層Ｓを有するように、第１シールド１から離れた位置に配置されている。例えば、第２シールド７は、第１シールド１を支持する支持部材によって上述した空気層Ｓが設けられるように支持されていてもよい。この構成によれば、第２シールド７が配置された領域では、第２シールド７に加えて空気層によっても磁場が遮蔽されるので、遮蔽効率が増加する。
【００３９】
（変形例６）
上述した実施形態において、第１シールド１と第２シールド２とは別体であったが、一体であってもよい。図１０は、この変形例における磁気シールド９Ｆの一例を示す図である。この変形例において、磁気シールド９Ｆは、一体に形成されたシールドであり、原点ＯからＬ1だけ離れた位置からさらにＬ2だけ離れた位置までの領域に突起部Ｐを有している。突起部Ｐは、磁気シールド９Ｆの他の領域よりも径方向にｔpだけ外周が突起している。そのため、突起部Ｐの設けられた領域において、その径方向の厚みは原点Ｏから±Ｌ1までの領域よりも厚くなっており、シールドファクターが増加するので、磁気シールド９Ｆは、第１シールド１のみを備える場合に比べて均一領域が広くなる。
【００４０】
（変形例７）
上述した実施形態において、磁気シールド９は、１つの第１シールド１と２つの第２シールド２ａ，２ｂを有していたが、第２シールドはいずれか一方だけでもよい。この構成によっても、第２シールドを設けない場合に比べて、磁気シールド９は、原点Ｏから軸方向に沿って、第２シールドが設けられた端部に向けて均一領域が広がる。なお、上述した実施形態の通り、第１シールド１の軸方向において磁場の遮蔽率が最も高い部位である原点Ｏから、第１シールド１の両端の各開口部に向けて、それぞれ第２シールド２ａ，２ｂを設けると、これらをいずれか一方のみ設ける場合よりも均一領域が広がる。
【００４１】
（変形例８）
上述した実施形態において、第１シールド１の軸方向における磁場のシールドファクターの分布が最も高い点（ピーク）がある部位は、第１シールド１のｙ軸上の中央に定められた原点Ｏに対応する部位であったが、原点Ｏ以外の点に対応する部位であってもよい。例えば、第１シールド１の材質が軸方向に均一でないために、この軸方向における磁場のシールドファクターのピークが原点Ｏと一致していなくてもよい。この場合、第２シールド２は、第１シールドの開口部と、第１シールド１の軸方向における磁場のシールドファクターのピークがある部位とによりｙ軸方向に挟まれた領域に配置されていればよい。要するに、第２シールド２は、第１シールド１のうちピークのある部位を覆っておらず、その部位から開口部に近づいた領域を覆えばよい。
【００４２】
第２シールド２は、ピークのある部位を覆わないことにより、その部位における磁気シールド９のシールドファクターを押し上げない。そして、第２シールド２は、ピークのある部位から開口部に近づいた領域を覆うことにより、第１シールド１のみによるシールドファクターの分布において、ピークのある部位に比べてシールドファクターの低下した領域のシールドファクターを押し上げる。その結果、第２シールド２に覆われた領域のシールドファクターは、上記部位におけるシールドファクターに近づき、磁気シールド９は、第１シールド１のピークから第２シールド２に覆われた領域までに均一領域を有することとなる。
【００４３】
（変形例９）
上述した実施形態において、第１シールド１および第２シールド２は、いずれもｙ軸を中心軸とする円筒状の部材であったが、四角筒など筒状であれば円筒でなくてもよい。すなわち、第１シールド１および第２シールド２は、軸に直交する平面で切断した断面が円形である必要はなく、多角形や楕円形などであってもよい。
【００４４】
また、第２シールド２は、筒状に形成されたシールドであったが、高磁性材料を含んだテープを第１シールド１の外周または内周に巻きつけることによって形成されていてもよい。この構成によれば、第２シールド２を筒状に形成してから第１シールド１に対して配置させる場合に比べて、容易に第２シールド２を第１シールド１に配置することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１…第１シールド、２，３，４，５，６，７…第２シールド、９，９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ，９Ｅ，９Ｆ…磁気シールド。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気センサーを用いた生体磁気計測システム等に用いられる磁気シールドに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気センサーを用いた生体磁気計測システム等に用いられる様々な磁気シールドが開発されている。特許文献１には、超電導体の壁面からの磁場の染み込み量を減らすために、間隔を開けて磁気シールド体の所望領域の外部を高透磁率部材によって囲んだ磁気シールド構造が開示されている。特許文献２には、両端に開口をもつ円筒形強磁性体と、円筒形強磁性体の両開口端の近傍内部に配置された超電導閉ループ容器とを有することで、円筒形強磁性体の軸方向及びこの軸に垂直方向の外部磁場を遮蔽する磁気シールド装置が開示されている。特許文献３には、両端が開放の筒型に形成された第１の磁気遮蔽装置と、両端もしくは計測対象物に近い方の１方向が開放の筒型に形成され、筒軸方向が第１の磁気遮蔽装置の筒軸方向と略直交するように第１の磁気遮蔽装置内に配置された第２の磁気遮蔽装置とにより、筒軸方向に略平行な磁場検出方向を有し第２の磁気遮蔽装置内に配置された磁気センサーに対する磁場成分を遮蔽することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２９９８６９号公報
【特許文献２】特開２００４−１７７３６３号公報
【特許文献３】特開２００６−３４０９３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これらの磁気シールドは内部空間を外部空間の磁気から遮蔽するものであるが、磁気シールドの内部空間における遮蔽率は軸方向に分布しており、均一と見なせる領域は比較的狭かった。例えば、特許文献１に開示された技術では、磁気シールド体の所望領域の外部が高透磁率部材によって囲まれるが、この所望領域では開口から近い両端から、開口から遠い中央付近までの間に磁気遮蔽率の勾配がある。また、特許文献２に開示された技術では、開口端近傍に届く外部磁場を遮蔽するために、円筒形強磁性体の開口端近傍の内部に超電導閉ループ容器を配置するので、円筒形強磁性体の内部空間のうち利用できる領域が限定される。特許文献３の技術では、第２の磁気遮蔽装置が第１の磁気遮蔽装置の内部に、互いの筒軸方向が直交するように配置しなければならないので、第１の磁気遮蔽装置に比べて第２の磁気遮蔽装置は小さく、第１の磁気遮蔽装置の内部空間は、その大部分が有効に使用することができない。
【０００５】
本発明は、磁気シールドの磁場の遮蔽率が軸方向に均一と見なせる領域を広くすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するため、本発明に係る磁気シールドは、両端に開口部を備える筒状の第１シールドと、前記第１シールドの軸方向において磁場の遮蔽率が最も高い部位よりも前記各開口部のいずれか一方に近い当該第１シールドの領域の外周または内周を覆う筒状の第２シールドとを具備し、前記部位から前記領域までにおける前記第１シールドおよび前記第２シールドによる磁場の遮蔽率の勾配は、当該部位から当該領域までにおける前記第１シールドのみによる磁場の遮蔽率の勾配よりも緩やかであることを特徴とする。
この構成によれば、第２シールドを具備しない場合に比べて、磁気シールドの磁場の遮蔽率が軸方向に均一と見なせる領域を広くすることができる。
【０００７】
別の好ましい態様において、前記第２シールドは、前記部位よりも前記各開口部に近い各領域にそれぞれ配置されているとよい。
この構成によれば、一方の開口部に近い側にのみ第２シールドを配置した場合に比べて、磁気シールドの磁場の遮蔽率が軸方向に均一と見なせる領域を広くすることができる。
【０００８】
また、別の好ましい態様において、前記第２シールドは、前記軸方向に沿って前記部位から離れるほど径方向の厚みが厚くなるように形成されているとよい。
この構成によれば、第２シールドの径方向の厚みが均一である場合に比べて、磁気シールドの軸方向における遮蔽率が均一と見なせる領域を広くすることができる。
【０００９】
また、別の好ましい態様において、前記第１シールドと前記第２シールドとの間に空気層を有するとよい。
この構成によれば、第１シールドとの間に空気層を設けない場合に比べて、第２シールドを配置した領域の遮蔽率を向上させることができる。
【００１０】
また、本発明に係る磁気シールドは、両端に開口部を備える筒状の磁気シールドであって、軸方向の中央部を含む第１領域と、前記第１領域よりも前記各開口部のいずれか一方に近く、かつ、当該第１領域よりも径方向の厚みが厚い第２領域とを有することを特徴とする。
この構成によれば、第２領域を有しない場合に比べて、磁気シールドの磁場の遮蔽率が軸方向に均一と見なせる領域を広くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る磁気シールド９の構成を示す図である。
【図２】磁気シールド９を、その軸を含む平面で切断した断面図である。
【図３】磁気シールド９のシールドファクターを説明するための概念図である。
【図４】磁気シールド９に係るシミュレーションを説明するための図である。
【図５】変形例における磁気シールド９Ａの一例を示した図である。
【図６】変形例における磁気シールド９Ｂの一例を示した図である。
【図７】変形例における磁気シールド９Ｃの一例を示す図である。
【図８】変形例における磁気シールド９Ｄの一例を示す図である。
【図９】変形例における磁気シールド９Ｅの一例を示す図である。
【図１０】変形例における磁気シールド９Ｆの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施形態）
（１）構成
図１は、本発明の実施形態に係る磁気シールド９の構成を示す図である。図２は、磁気シールド９を、その軸を含む平面で切断した断面図である。ここで、磁気シールド９の各構成が配置される空間をｘｙｚ右手系座標空間として表す。また、以下の図に示す座標記号のうち、内側が白い円の中に黒い円を描いた記号は、紙面奥側から手前側に向かう矢印を表している。空間においてｘ軸に沿う方向をｘ軸方向という。また、ｘ軸方向のうち、ｘ成分が増加する方向を＋ｘ方向といい、ｘ成分が減少する方向を−ｘ方向という。同様に、ｙ、ｚ成分についても、ｙ軸方向、＋ｙ方向、−ｙ方向、ｚ軸方向、＋ｚ方向、−ｚ方向を定義する。
【００１３】
図１に示すように、磁気シールド９は、１つの第１シールド１と２つの第２シールド２ａ，２ｂ（以下、特に区別の必要がない場合は、これらを総称して「第２シールド２」と記す）を有する。第１シールド１および第２シールド２は、いずれもｙ軸を中心軸とする円筒状の部材である。
【００１４】
第１シールド１の内径はＤである。第１シールド１の厚みはｔである。したがって、第１シールド１の外径は（Ｄ＋２ｔ）である。第２シールド２は、第１シールド１の外周を密着して囲うように配置される。したがって、第２シールド２の内径Ｄ2は、第１シールド１の外径（Ｄ＋２ｔ）に等しい。第２シールド２の厚みはｔ2である。
第１シールド１のｙ軸方向の長さは２Ｌ（Ｌの２倍）である。第２シールド２のｙ軸方向の長さＬ2はＬよりも短い（Ｌ2＜Ｌ）。
【００１５】
ここで、図２に示すように、第１シールド１のｙ軸上の中央に原点Ｏを定めると、磁気シールド９は、この原点Ｏを含みｘ軸およびｚ軸に平行な平面に関して面対称である。第２シールド２ａは、原点Ｏよりも−ｙ方向に配置され、第２シールド２ｂは、原点Ｏよりも＋ｙ方向に配置されている。第２シールド２ａの＋ｙ側の端は、原点ＯからＬ1（Ｌ1＜Ｌ）だけ−ｙ方向に進んだ位置にある。第２シールド２ｂの−ｙ側の端は、原点ＯからＬ1（Ｌ1＜Ｌ）だけ＋ｙ方向に進んだ位置にある。
【００１６】
ここで、第１シールド１および第２シールド２の長さ、厚みおよび配置は、原点Ｏから第２シールド２が配置された領域までにおける第１シールド１および第２シールド２による磁場の遮蔽率の勾配が、第１シールド１のみによる磁場の遮蔽率の勾配よりも緩やかになるように、決められている。
【００１７】
第１シールド１および第２シールド２の材料は、パーマロイ、鉄・クロム・コバルト系の各アモルファス材、フェライト焼結体、などの各磁性体材料のうち、磁気シールド９が配置される環境の磁場の強さにおける比透磁率が比較的高いものが選定される。第１シールド１および第２シールド２の材料は、同じ材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。
【００１８】
（２）シールドファクター
シールドによる磁場の遮蔽率とは、そのシールドの内部空間において、外部空間の磁場がどの程度遮蔽されたかを表す割合であり、外部空間の磁場の強さに対する内部空間の磁場の強さの割合で表される。シールドファクターは、上記の遮蔽率や、この遮蔽率を対数で表したものなどである。遮蔽率が高くなるほど、シールドファクターは高くなるため、シールドファクターが最大となる点において、遮蔽率は最大となる。
【００１９】
無限の長さを有する磁性体材料で形成された円筒のシールドファクターは、径方向（軸に垂直な方向）のシールドファクターをＳT、軸方向のシールドファクターをＳLとすると、以下の式（１）、（２）でそれぞれ表される。
【００２０】
【数１】
【００２１】
【数２】
【００２２】
上述の式（１）および式（２）における各記号の意味はそれぞれ以下のとおりである。
μ：磁性体材料の透磁率［Ｈ／ｍ］
μ0：真空透磁率＝４π×１０-7［Ｈ／ｍ］
μr＝μ／μ0：磁性体材料の比透磁率
ｔ：円筒の磁性体材料厚み［ｍ］
Ｄ：円筒の内直径［ｍ］
Ｎ：反磁場係数
【００２３】
すなわち、径方向のシールドファクターをＳTは、比透磁率μrおよび材料厚みｔにそれぞれ比例し、内直径Ｄに反比例する項と、定数である「１」との和である。したがって、径方向のシールドファクターをＳTは、比透磁率μrや材料厚みｔが大きくなるほど大きくなり、内直径が大きくなるほど小さくなる。また、軸方向のシールドファクターをＳLは、径方向のシールドファクターをＳTに比例する項と、定数である「１」との和である。したがって、軸方向のシールドファクターをＳLは、径方向のシールドファクターをＳTが大きくなるほど大きくなる。なお、式（１）は、円筒の磁性体材料厚みｔが円筒の内直径Ｄよりも極めて小さく、且つ、磁性体材料の透磁率μが１よりも極めて大きい場合に成り立つと見なせる式である。また、式（２）は、径方向のシールドファクターＳTが１よりも極めて大きい場合に成り立つと見なせる式である。
【００２４】
実際の磁気シールド９は、長さが有限である。そのため、磁気シールド９の中央部と両端とではシールドファクターが異なる。
図３は、磁気シールド９のシールドファクターを説明するための概念図である。図３において、横軸は原点Ｏから＋ｙ方向の距離を表しており、縦軸は、横軸で表された距離の点における磁場のシールドファクターを表している。図３では、原点Ｏを中心として＋ｙ方向と−ｙ方向とは面対称であるため、原点Ｏよりも−ｙ方向におけるシールドファクターを省略する。
【００２５】
図３（ａ）には、磁気シールド９を構成する第１シールド１と、第２シールド２のそれぞれによるシールドファクターが別々に記載されている。図３（ａ）に示すように、原点Ｏは、第１シールド１の軸方向における磁場のシールドファクターの分布が最も高い点である。第２シールド２は、ｙ＝Ｌ1からｙ＝Ｌ1＋Ｌ2までの範囲に配置されている。したがって、第２シールド２によるシールドファクターのピークは、この範囲の中に存在する。図３（ｂ）には、磁気シールド９によるシールドファクターが記載されている。磁気シールド９によるシールドファクターは、第１シールド１および第２シールド２の各シールドファクターを合成したものとなるから、第２シールド２が配置されているｙ＝Ｌ1からｙ＝Ｌ1＋Ｌ2までの範囲において、磁気シールド９全体におけるシールドファクターは、第１シールド１によるシールドファクターに第２シールド２によるシールドファクターが加わったものとなる。その結果、原点Ｏから第２シールド２が配置されている範囲までにおける第１シールド１および第２シールド２による磁場の遮蔽率の勾配は、第１シールド１のみによる磁場の遮蔽率の勾配よりも緩やかになっている。そして、磁気シールド９においてシールドファクターが、その最大値から決められた閾値までの範囲にあるために、均一と見なせる領域（以下、均一領域という）は、第１シールド１のみにおける均一領域よりも広くなる。
【００２６】
言い換えると、原点Ｏにおいて、第１シールド１によるシールドファクターは最も高く、原点Ｏから第１シールド１の両端に向かうに連れて、それぞれシールドファクターは低下する。第２シールド２は、第１シールド１の軸方向において磁場の遮蔽率が最も高い部位である原点Ｏよりも、第１シールド１の両端にある各開口部に近い第１シールド１の領域を覆う。つまり、第２シールド２は、原点Ｏおよびその近傍の第１シールド１を覆っておらず、原点Ｏから距離Ｌ1だけ離れた位置から距離Ｌ2にわたり、第１シールド１を覆う。
【００２７】
仮に、第２シールド２が原点Ｏも覆っているとすると、第２シールド２によって、第１シールド１の原点Ｏを含んだ領域におけるシールドファクターを一様に押し上げてしまう。すなわち、第２シールド２が原点Ｏも覆っているとすると、第１シールド１と第２シールド２とを合わせたシールド全体における均一領域の大きさは、第１シールド１のみにおける均一領域の大きさと殆ど変わらないこととなる。
【００２８】
一方、磁気シールド９において、第２シールド２は、原点Ｏから距離Ｌ1だけ離れた位置から距離Ｌ2にわたり第１シールド１を覆っているので、第１シールド１によるシールドファクターが原点Ｏから離れて低下している領域のシールドファクターを押し上げる。そのため、磁気シールド９における均一領域は、第１シールド１のみにおける均一領域よりも大きくなる。
【００２９】
（３）シミュレーション例
図４は、磁気シールド９に係るシミュレーションを説明するための図である。図４（ａ）には、磁場発生コイル等の条件が示されている。このシミュレーションにおいて想定する磁場発生コイルは、２ｍ×２ｍの正方形ヘルムホルツコイルであり、巻数は１２巻きである。磁場発生コイルに流す電流は１Ａ／ＤＣであり、想定される中心磁束密度は約６μＴである。また、第１シールド１の軸方向の中央である原点Ｏから第２シールド２までの距離Ｌ1［ｍ］は、Ｌ1＝０．０２である。
ここで、このシミュレーションにおいて、磁気シールド９のうち均一領域とは、シールドファクターの最大値との差が０．１ｄＢ以内のシールドファクターを有する部位からなる領域であると定義する。
【００３０】
図４（ｂ）には、このシミュレーションにおいて想定する第１シールド１と第２シールド２の条件が示されている。第１シールド１の円筒内直径Ｄ［ｍ］はＤ＝０．２、円筒長さＬ［ｍ］はＬ＝０．３、磁性体厚みｔ［ｍ］はｔ＝０．０００１８である。また、第２シールド２の円筒内直径Ｄ2［ｍ］はＤ2＝０．２００１８、円筒長さＬ2［ｍ］はＬ2＝０．１４、磁性体厚みｔ2［ｍ］はｔ＝０．０００１８である。上述したように、Ｌ1＝０．０２であるから、第２シールド２は、原点Ｏから同じ方向に向かって０．０２ｍ離れた点と０．１６ｍ離れた点との間の領域に配置されている。そして、第１シールド１および第２シールド２の比誘電率μr［−］は、いずれもμr＝３６９７２である。
【００３１】
図４（ｃ）には、磁気シールド９および第１シールド１のシールドファクターの分布が示されている。図４（ｃ）の横軸は、磁気シールド９および第１シールド１の原点Ｏ（中心）からの距離［ｍｍ］を表している。ここで、磁気シールド９および第１シールド１は、ｙ軸方向の長さが２Ｌ＝２×０．３＝０．６［ｍ］であるが、図４（ｃ）には、そのうち、−２００［ｍｍ］（＝−０．２［ｍ］）から２００［ｍｍ］（＝０．２［ｍ］）までの範囲が示されている。図４（ｃ）の縦軸は、横軸で表された距離の点における磁場のシールドファクター［ｄＢ］を表している。
【００３２】
図４（ｃ）から明らかなように、磁気シールド９によるシールドファクターの曲線は、第１シールド１によるシールドファクターの曲線に比べて上に凸となる部分が急峻でなく、横に広がった形状を有している。そして、均一領域の閾値を上述したように０．１ｄＢとすると、第１シールド１のみの均一領域は原点Ｏを中心として−３８［ｍｍ］から３８［ｍｍ］までの範囲であるのに対し、磁気シールド９の均一領域は原点Ｏを中心として−６２［ｍｍ］から６２［ｍｍ］までの範囲となる。すなわち、第２シールド２により第１シールド１の所定の領域を覆うことにより、磁気シールド９は、第１シールド１のみに比べて均一領域が広くなる。
【００３３】
（変形例）
以上が実施形態の説明であるが、この実施形態の内容は以下のように変形し得る。また、以下の変形例を組み合わせてもよい。
【００３４】
（変形例１）
上述した実施形態において、第２シールド２は、第１シールド１の外周を外側から密着して囲うように配置されていたが、第１シールド１の内周を内側から密着して囲うように配置されていてもよい。図５は、この変形例における磁気シールド９Ａの一例を示した図である。この変形例において、磁気シールド９Ａは、上述した第２シールド２に代えて第２シールド３ａ，３ｂ（以下、特に区別の必要がない場合は、これらを総称して「第２シールド３」と記す）を備える。第２シールド３は、上述した実施形態において第２シールド２が第１シールド１の外周を囲うように配置されていたのに対し、内周を囲うように配置されている。したがって、第２シールド３の外径は、第１シールド１の内径Ｄと等しく、第２シールド３の内径Ｄ3は、第２シールド３の外径から第２シールド３の厚みの２倍を引いた値となる。この構成であっても、第２シールド３が配置された領域で磁気シールド９Ａのシールドファクターは増加するので、磁気シールド９Ａは、第１シールド１のみに比べて均一領域が広くなる。
【００３５】
（変形例２）
上述した実施形態において、第２シールド２の厚みは一様にｔ2であったが、軸方向の位置に応じて変化してもよい。図６は、この変形例における磁気シールド９Ｂの一例を示した図である。この変形例において、磁気シールド９Ｂは、上述した第２シールド２に代えて第２シールド４ａ，４ｂ（以下、特に区別の必要がない場合は、これらを総称して「第２シールド４」と記す）を備える。第２シールド４は、原点Ｏから離れ軸方向に沿って両端に近づくほど径方向の厚みが厚くなるように形成されている。第１シールド１のみによるシールドファクターは、原点Ｏから離れるに従って低下するところ第２シールド４の径方向の厚みが増加するほどシールドファクターが増加するので、この構成によれば、第２シールドが一様の厚みを有している場合に比べて均一領域が広くなる。
【００３６】
（変形例３）
上述した実施形態において、第２シールド２は、原点Ｏを中心として両端側にそれぞれ１つずつ配置されていたが、原点Ｏから開口部までの間に２つ以上が配置されていてもよい。図７は、この変形例における磁気シールド９Ｃの一例を示す図である。この変形例において、磁気シールド９Ｃは、上述した第２シールド２に加えて第２シールド５ａ，５ｂ（以下、特に区別の必要がない場合は、これらを総称して「第２シールド５」と記す）を備える。第２シールド５は、第２シールド２の外周のうち原点Ｏから遠い部分を覆うように配置されている。この構成によれば、原点Ｏから軸方向に沿って両端に近づくほど、磁気シールド９Ｃの厚みが増加する。その結果、第２シールド５により、開口部に近づくにつれて著しくなるシールドファクターの低下が補われるので、磁気シールド９Ｃは、第２シールド２を備え第２シールド５を備えていない場合に比べて均一領域が広くなる。
【００３７】
（変形例４）
また、磁気シールド９の軸方向において第２シールド２と異なる位置に、他の第２シールドを配置してもよい。図８は、この変形例における磁気シールド９Ｄの一例を示す図である。この変形例において、磁気シールド９Ｄは、上述した第２シールド２に加えて第２シールド６ａ，６ｂ（以下、特に区別の必要がない場合は、これらを総称して「第２シールド６」と記す）を備える。第２シールド６は、第２シールド２の端部のうち、原点Ｏから遠い側に接するように、かつ、第１シールド１の外周を覆うように配置されている。第２シールド６の厚みｔ6は、第２シールド２の厚みｔ2よりも厚い。すなわち、原点Ｏの近傍では、第１シールド１のみが存在し、原点ＯからＬ1だけ離れると第１シールド１に加えて第２シールド２が存在し、さらにその地点からＬ2だけ離れると（つまり、原点ＯからＬ1＋Ｌ2だけ離れると）第１シールド１に加えて第２シールド２よりも厚みのある第２シールド６が存在している。言い換えると、原点Ｏから軸方向に沿って両端に近づくにつれて、磁気シールド９Ｄの径方向の厚みが段階的に増加するので、磁気シールド９Ｄは、第２シールド２を備え第２シールド６を備えていない場合に比べて均一領域が広くなる。
【００３８】
（変形例５）
上述した実施形態において、第２シールド２は、第１シールド１の外周を密着して囲うように配置されていたが、第１シールド１から離れた位置で第１シールド１を囲うように配置されていてもよい。図９は、この変形例における磁気シールド９Ｅの一例を示す図である。この変形例において、磁気シールド９Ｅは、上述した第２シールド２に代えて第２シールド７ａ，７ｂ（以下、特に区別の必要がない場合は、これらを総称して「第２シールド７」と記す）を備える。第２シールド７は、第１シールド１の外周との間に空気層Ｓを有するように、第１シールド１から離れた位置に配置されている。例えば、第２シールド７は、第１シールド１を支持する支持部材によって上述した空気層Ｓが設けられるように支持されていてもよい。この構成によれば、第２シールド７が配置された領域では、第２シールド７に加えて空気層によっても磁場が遮蔽されるので、遮蔽効率が増加する。
【００３９】
（変形例６）
上述した実施形態において、第１シールド１と第２シールド２とは別体であったが、一体であってもよい。図１０は、この変形例における磁気シールド９Ｆの一例を示す図である。この変形例において、磁気シールド９Ｆは、一体に形成されたシールドであり、原点ＯからＬ1だけ離れた位置からさらにＬ2だけ離れた位置までの領域に突起部Ｐを有している。突起部Ｐは、磁気シールド９Ｆの他の領域よりも径方向にｔpだけ外周が突起している。そのため、突起部Ｐの設けられた領域において、その径方向の厚みは原点Ｏから±Ｌ1までの領域よりも厚くなっており、シールドファクターが増加するので、磁気シールド９Ｆは、第１シールド１のみを備える場合に比べて均一領域が広くなる。
【００４０】
（変形例７）
上述した実施形態において、磁気シールド９は、１つの第１シールド１と２つの第２シールド２ａ，２ｂを有していたが、第２シールドはいずれか一方だけでもよい。この構成によっても、第２シールドを設けない場合に比べて、磁気シールド９は、原点Ｏから軸方向に沿って、第２シールドが設けられた端部に向けて均一領域が広がる。なお、上述した実施形態の通り、第１シールド１の軸方向において磁場の遮蔽率が最も高い部位である原点Ｏから、第１シールド１の両端の各開口部に向けて、それぞれ第２シールド２ａ，２ｂを設けると、これらをいずれか一方のみ設ける場合よりも均一領域が広がる。
【００４１】
（変形例８）
上述した実施形態において、第１シールド１の軸方向における磁場のシールドファクターの分布が最も高い点（ピーク）がある部位は、第１シールド１のｙ軸上の中央に定められた原点Ｏに対応する部位であったが、原点Ｏ以外の点に対応する部位であってもよい。例えば、第１シールド１の材質が軸方向に均一でないために、この軸方向における磁場のシールドファクターのピークが原点Ｏと一致していなくてもよい。この場合、第２シールド２は、第１シールドの開口部と、第１シールド１の軸方向における磁場のシールドファクターのピークがある部位とによりｙ軸方向に挟まれた領域に配置されていればよい。要するに、第２シールド２は、第１シールド１のうちピークのある部位を覆っておらず、その部位から開口部に近づいた領域を覆えばよい。
【００４２】
第２シールド２は、ピークのある部位を覆わないことにより、その部位における磁気シールド９のシールドファクターを押し上げない。そして、第２シールド２は、ピークのある部位から開口部に近づいた領域を覆うことにより、第１シールド１のみによるシールドファクターの分布において、ピークのある部位に比べてシールドファクターの低下した領域のシールドファクターを押し上げる。その結果、第２シールド２に覆われた領域のシールドファクターは、上記部位におけるシールドファクターに近づき、磁気シールド９は、第１シールド１のピークから第２シールド２に覆われた領域までに均一領域を有することとなる。
【００４３】
（変形例９）
上述した実施形態において、第１シールド１および第２シールド２は、いずれもｙ軸を中心軸とする円筒状の部材であったが、四角筒など筒状であれば円筒でなくてもよい。すなわち、第１シールド１および第２シールド２は、軸に直交する平面で切断した断面が円形である必要はなく、多角形や楕円形などであってもよい。
【００４４】
また、第２シールド２は、筒状に形成されたシールドであったが、高磁性材料を含んだテープを第１シールド１の外周または内周に巻きつけることによって形成されていてもよい。この構成によれば、第２シールド２を筒状に形成してから第１シールド１に対して配置させる場合に比べて、容易に第２シールド２を第１シールド１に配置することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１…第１シールド、２，３，４，５，６，７…第２シールド、９，９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ，９Ｅ，９Ｆ…磁気シールド。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端に開口部を備える筒状の第１シールドと、
前記第１シールドの軸方向において磁場の遮蔽率が最も高い部位を除いた領域の外周または内周を覆う筒状の第２シールドと
を具備し、
前記部位から前記領域までにおける前記第１シールドおよび前記第２シールドによる磁場の遮蔽率の勾配は、当該部位から当該領域までにおける前記第１シールドのみによる磁場の遮蔽率の勾配よりも緩やかである
ことを特徴とする磁気シールド。
【請求項２】
前記第２シールドは、前記部位よりも前記各開口部に近い各領域にそれぞれ配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気シールド。
【請求項３】
前記第２シールドは、前記軸方向に沿って前記部位から離れるほど径方向の厚みが厚くなるように形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気シールド。
【請求項４】
前記第１シールドと前記第２シールドとの間に空気層を有することを特徴とする請求項１に記載の磁気シールド。
【請求項５】
両端に開口部を備える筒状の磁気シールドであって、
軸方向の中央部を含む第１領域と、
前記第１領域よりも前記各開口部のいずれか一方に近く、かつ、当該第１領域よりも径方向の厚みが厚い第２領域と
を有することを特徴とする磁気シールド。
【請求項１】
両端に開口部を備える筒状の第１シールドと、
前記第１シールドの軸方向において磁場の遮蔽率が最も高い部位を除いた領域の外周または内周を覆う筒状の第２シールドと
を具備し、
前記部位から前記領域までにおける前記第１シールドおよび前記第２シールドによる磁場の遮蔽率の勾配は、当該部位から当該領域までにおける前記第１シールドのみによる磁場の遮蔽率の勾配よりも緩やかである
ことを特徴とする磁気シールド。
【請求項２】
前記第２シールドは、前記部位よりも前記各開口部に近い各領域にそれぞれ配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気シールド。
【請求項３】
前記第２シールドは、前記軸方向に沿って前記部位から離れるほど径方向の厚みが厚くなるように形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気シールド。
【請求項４】
前記第１シールドと前記第２シールドとの間に空気層を有することを特徴とする請求項１に記載の磁気シールド。
【請求項５】
両端に開口部を備える筒状の磁気シールドであって、
軸方向の中央部を含む第１領域と、
前記第１領域よりも前記各開口部のいずれか一方に近く、かつ、当該第１領域よりも径方向の厚みが厚い第２領域と
を有することを特徴とする磁気シールド。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−７７６９８（Ｐ２０１３−７７６９８Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１６７１８（Ｐ２０１１−２１６７１８）
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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