光学式磁界センサとゴーストイメージングを用いた三次元磁界分布情報の取得

利用光学磁场传感器和重影成像获取三维磁场分布信息

• 批准号: 21K04082
• 负责人: 田上 周路
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kochi University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04082/
• 关键词: 交流磁界分布; 光学式磁界センサ; ミラーアレイデバイス; ロックインアンプ; 圧縮センシング; ゴーストイメージング; 磁気ナノ粒子; 磁界分布; 3次元情報; 誘導コイル; 電磁誘導; 信号源推定; 磁界センサ; 三次元計測; 光ポンピング; アルカリ金属

磁気ナノ粒子集合体からの信号検出と位置推定について、光学式磁界センサを用いた新たな測定手法の実証を行った。磁気応答信号はロックインアンプの位相検波機能を利用して測定し、励起磁界信号を参照信号とすることで、直交信号成分を粒子からの磁界信号として検出できる。また、センサの感度が良いことから、従来よりも大幅に微弱な励起磁界を印加し、その磁気応答の検出を試みた。磁気ナノ粒子としてレゾビストを使用し、異なる濃度による信号強度の変化を測定した。検証実験の結果、微粒子濃度に対して線形な信号を取得することができた。一方で、微粒子からの磁気応答信号が微弱であるため、信号対雑音比の良好な磁界分布の画像を取得することは困難であった。そこで、励起磁界の周波数を変化させることで信号対雑音比の改善に取り組み、磁界分布画像の改善を確認した。また、ミラーアレイデバイスを用いた画像取得において、測定時間の改善を検討した。シングルピクセルイメージングにおける圧縮センシングについて検討を行い、ランダムパターンを照明するゴーストイメージングにおいて、これまでは取得する画素数以上の測定回数が必要であったが、概ね測定回数の大幅な低減が可能であるとの結果がシミュレーション結果で得られた。また、取得画像の種類やノイズレベルによって画像取得できる測定回数が変化することも確認できたため、磁界分布画像に最適な画像取得技術について引き続き検討が必要である。

Magnetic particle aggregate detection and position estimation, optical magnetic field detection and application of new measurement methods Magnetic field signals are used to measure and excite magnetic field signals, reference signals, orthogonal signal components, and magnetic field signals. The sensitivity of the magnetic field is very good. The magnetic field is very weak. The magnetic field is very weak. Magnetic particles are used to measure the signal intensity of different concentrations. The results of the test, the concentration of particles, and the linear signal were obtained. The magnetic field response signal of a particle is weak, and the signal is difficult to obtain. The number of cycles of the excitation field is changed, the signal to noise ratio is improved, and the magnetic field distribution is improved. To improve the quality of the image obtained, the measurement time is discussed. The number of measurement loops obtained is necessary to reduce the number of measurement loops and reduce the possibility of measurement loops. The type of image acquired and the number of times measured for image acquisition are confirmed. The magnetic field distribution image is optimized for image acquisition.

项目成果

光ポンピング磁気センサを用いた磁気微粒子検出の検討

光泵磁传感器磁粉检测研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 田上周路

光学式磁界センサを用いた交流磁界分布の画像化 ～ 誘導コイルの周辺磁界による回路特性の評価 ～

使用光学磁场传感器对交流磁场分布进行成像 - 使用感应线圈的周围磁场评估电路特性 -

• 发表时间: 2022
• 期刊: 信学技報
• 作者: 田上周路;田中拓充;豊田啓孝
• 通讯作者: 豊田啓孝

光ポンピング磁界センサを用いた誘導コイル周辺の磁界分布測定

使用光泵浦磁场传感器测量感应线圈周围的磁场分布

• 发表时间: 2022
• 作者: J. Yamauchi;T. Wang; T. S. Usuda;堀 開慎・相河 聡・山本真一郎・阪井祐太;田上周路
• 通讯作者: 田上周路

ゴーストイメージングを用いた磁界分布の画像化-極低周波な磁界変動に対するロバスト性の評価-

使用重影成像对磁场分布进行成像 -针对极低频磁场波动的鲁棒性评估-

• 发表时间: 2021
• 作者: Zhuoran Huang;Naoki Sunaguchi;Daisuke Shimao;Atsushi Enomoto;Shu Ichihara;Tetsuya Yuasa;and Masami Ando;田中 拓充，田上 周路
• 通讯作者: 田中 拓充，田上 周路

高知工科大学 光計測工学研究室

高知工业大学光学测量工程实验室