JP 2007-114104 A 2007.5.10
(57)【要約】 （修正有）
【課題】超伝導量子干渉素子(SQUID)顕微鏡で得た画像
を、例えばそのピックアップスケールよりも小さいよう
なスケールで解析し、高解像度の画像を得る。
【解決手段】SQUID顕微鏡による測定領域を複数のセル
に分割し、ｉ番目のセルをｂｉとして規定する。次いで
、前記SQUID顕微鏡のピックアップコイルがカバーする
測定領域を複数のセルに分割し、ｊ番目のセルをｄｊと
して規定し、
なる式に基づいて、
なる式を得、前記（２）式におけるＨの逆行列を導出
し、ベクトルｄｊからベクトルｂｉを復元する。
【選択図】図１
(2)
JP 2007-114104 A 2007.5.10
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超 伝 導 量 子 干 渉 素 子 (SQUID)顕 微 鏡 に よ る 画 像 の 解 析 方 法 で あ っ て 、
前 記 SQUID顕 微 鏡 に よ る 測 定 領 域 を 複 数 の セ ル に 分 割 し 、 ｉ 番 目 の セ ル を ｂ ｉ と し て 規
定するステップと、
前 記 SQUID顕 微 鏡 の ピ ッ ク ア ッ プ コ イ ル が カ バ ー す る 測 定 領 域 を 複 数 の セ ル に 分 割 し 、
ｊ番目のセルをｄｊとして規定するステップと、
10
なる式（ここで、
はコイルの形状因子である）に基づいて、
なる式（ここで、
20
はｄｊのベクトル表示であり、
はｂｉのベクトル表示であり、Ｈは観測によるデータの平均化を表す行列であり、
30
及び
の次元は互いに同じであるとする）を得るステップと、
前記（２）式におけるＨの逆行列を導出し、
40
から
を復元するステップと、
を 具 え る こ と を 特 徴 と す る 、 SQUID顕 微 鏡 に よ る 画 像 の 解 析 方 法 。
【請求項２】
超 伝 導 量 子 干 渉 素 子 (SQUID)顕 微 鏡 に よ る 画 像 の 解 析 方 法 で あ っ て 、
前 記 SQUID顕 微 鏡 に よ る 測 定 領 域 を 複 数 の セ ル に 分 割 し 、 ｉ 番 目 の セ ル を ｂ ｉ と し て 規
定するステップと、
50
(3)
JP 2007-114104 A 2007.5.10
前 記 SQUID顕 微 鏡 の ピ ッ ク ア ッ プ コ イ ル が カ バ ー す る 測 定 領 域 を 複 数 の セ ル に 分 割 し 、
ｊ番目のセルをｄｊとして規定するステップと、
なる式（ここで、
10
はコイルの形状因子である）に基づいて、
なる式（ここで、
は２次元の波数ベクトルであり、
20
はコイルピックアップの形状因子を表す行列である）を得るステップと、
前記（３）式を変形して
を得、
30
を導出するステップと、
を 具 え る こ と を 特 徴 と す る 、 SQUID顕 微 鏡 に よ る 画 像 の 解 析 方 法 。
【請求項３】
前記ピックアップコイルは正方形であって、前記
40
は
な る 式 で 表 さ れ る こ と を 特 徴 と す る 、 請 求 項 ２ に 記 載 の SQUID顕 微 鏡 に よ る 画 像 の 解 析
方法。
【請求項４】
前記ピックアップコイルは円形であって、前記
50
(4)
JP 2007-114104 A 2007.5.10
は
な る 式 で 表 さ れ る こ と を 特 徴 と す る 、 請 求 項 ２ に 記 載 の SQUID顕 微 鏡 に よ る 画 像 の 解 析 方
法。
10
【請求項５】
超 伝 導 量 子 干 渉 素 子 (SQUID)顕 微 鏡 に よ る 画 像 の 解 析 方 法 で あ っ て 、
前 記 SQUID顕 微 鏡 に よ る 測 定 領 域 を 複 数 の セ ル に 分 割 し 、 ｉ 番 目 の セ ル を ｂ ｉ と し て 規
定するステップと、
前 記 SQUID顕 微 鏡 の ピ ッ ク ア ッ プ コ イ ル が カ バ ー す る 測 定 領 域 を 複 数 の セ ル に 分 割 し 、
ｊ番目のセルをｄｊとして規定するステップと、
20
なる式（ここで、
はコイルの形状因子である）に基づいて、
なる式（ここで、
30
はｄｊのベクトル表示であり、
はｂｉのベクトル表示であり、Ｈは観測によるデータの平均化を表す行列であり、
及び
の次元は互いに同じであるとする）を得るステップと、
前記（７）式におけるＦが最小となるような
40
(5)
JP 2007-114104 A 2007.5.10
を導出するステップと、
を 具 え る こ と を 特 徴 と す る 、 SQUID顕 微 鏡 に よ る 画 像 の 解 析 方 法 。
【請求項６】
超 伝 導 量 子 干 渉 素 子 (SQUID)顕 微 鏡 に よ る 画 像 の 解 析 方 法 で あ っ て 、
前 記 SQUID顕 微 鏡 に よ る 測 定 領 域 を 複 数 の セ ル に 分 割 し 、 ｉ 番 目 の セ ル を ｂ ｉ と し て 規
定するステップと、
前 記 SQUID顕 微 鏡 の ピ ッ ク ア ッ プ コ イ ル が カ バ ー す る 測 定 領 域 を 複 数 の セ ル に 分 割 し 、
10
ｊ番目のセルをｄｊとして規定するステップと、
なる式（ここで、
はコイルの形状因子である）に基づいて、
20
なる式（ここで、
はｄｊのベクトル表示であり、
30
はｂｉのベクトル表示であり、Ｈは観測によるデータの平均化を表す行列であり、
及び
40
の次元は互いに同じであるとする）を得るステップと、
なる式を前記（７）式に加え、
なる式を得るステップと、
50
(6)
JP 2007-114104 A 2007.5.10
前記（９）式が最小となるような
を導出するステップと、
を 具 え る こ と を 特 徴 と す る 、 SQUID顕 微 鏡 に よ る 画 像 の 解 析 方 法 。
【請求項７】
前記（８）式におけるγは、ノイズレベルの大きさに応じて変化させることを特徴とす
る 、 請 求 項 ６ に 記 載 SQUID顕 微 鏡 に よ る 画 像 の 解 析 方 法 。
【請求項８】
10
前記γは、前記ノイズレベルの増大に伴って増大させることを特徴とする、請求項７に
記 載 の SQUID顕 微 鏡 に よ る 画 像 の 解 析 方 法 。
【請求項９】
前記（８）式は、
なる式に書き直し（ここで、
20
は
の転置ベクトル）、
30
なる式から
を 導 出 す る こ と を 特 徴 と す る 、 請 求 項 ６ ∼ ８ の い ず れ か 一 に 記 載 の SQUID顕 微 鏡 に よ る 画
像の解析方法。
【請求項１０】
前記γは得られる画像が最も鮮明となるように調整することを特徴とする、請求項９に
記 載 の SQUID顕 微 鏡 に よ る 画 像 の 解 析 方 法 。
【請求項１１】
前記画像の解像度が、前記ピックアップコイルのスケールより小さいことを特徴とする
、 請 求 項 １ ∼ １ ０ の い ず れ か 一 に 記 載 の SQUID顕 微 鏡 に よ る 画 像 の 解 析 方 法 。
【請求項１２】
超 伝 導 量 子 干 渉 素 子 (SQUID)顕 微 鏡 と 、
前 記 SQUID顕 微 鏡 に よ っ て 得 た 画 像 を 解 析 す る た め の 画 像 解 析 手 段 と を 具 え 、
前 記 画 像 解 析 手 段 に お い て は 、 前 記 SQUID顕 微 鏡 に よ る 測 定 領 域 を 複 数 の セ ル に 分 割 し
、 ｉ 番 目 の セ ル を ｂ ｉ と し て 規 定 し 、 前 記 SQUID顕 微 鏡 の ピ ッ ク ア ッ プ コ イ ル が カ バ ー す
る測定領域を複数のセルに分割し、ｊ番目のセルをｄｊとして規定し、
40
(7)
JP 2007-114104 A 2007.5.10
なる式（ここで、
はコイルの形状因子である）に基づいて、
10
なる式（ここで、
はｄｊのベクトル表示であり、
20
はｂｉのベクトル表示であり、Ｈは観測によるデータの平均化を表す行列であり、
及び
30
の次元は互いに同じであるとする）を得、前記（２）式におけるＨの逆行列を導出し、
から
を 復 元 す る こ と を 特 徴 と す る 、 SQUID顕 微 鏡 に よ る 画 像 の 解 析 シ ス テ ム 。
【請求項１３】
超 伝 導 量 子 干 渉 素 子 (SQUID)顕 微 鏡 と 、
前 記 SQUID顕 微 鏡 に よ っ て 得 た 画 像 を 解 析 す る た め の 画 像 解 析 手 段 と を 具 え 、
前 記 画 像 解 析 手 段 に お い て は 、 前 記 SQUID顕 微 鏡 に よ る 測 定 領 域 を 複 数 の セ ル に 分 割 し
、 ｉ 番 目 の セ ル を ｂ ｉ と し て 規 定 し 、 前 記 SQUID顕 微 鏡 の ピ ッ ク ア ッ プ コ イ ル が カ バ ー す
る測定領域を複数のセルに分割し、ｊ番目のセルをｄｊとして規定し、
40
(8)
JP 2007-114104 A 2007.5.10
なる式（ここで、
はコイルの形状因子である）に基づいて、
10
なる式（ここで、
は２次元の波数ベクトルであり、
20
はコイルピックアップの形状因子を表す行列である）を得、前記（３）式を変形して（４
）式を得、
を 導 出 す る こ と を 特 徴 と す る 、 SQUID顕 微 鏡 に よ る 画 像 の 解 析 シ ス テ ム 。
【請求項１４】
前記ピックアップコイルは正方形であって、前記
30
は
な る 式 で 表 さ れ る こ と を 特 徴 と す る 、 請 求 項 １ ３ に 記 載 の SQUID顕 微 鏡 に よ る 画 像 の 解 析
システム。
40
【請求項１５】
前記ピックアップコイルは円形であって、前記
は
50
(9)
JP 2007-114104 A 2007.5.10
な る 式 で 表 さ れ る こ と を 特 徴 と す る 、 請 求 項 １ ３ に 記 載 の SQUID顕 微 鏡 に よ る 画 像 の 解 析
システム。
【請求項１６】
超 伝 導 量 子 干 渉 素 子 (SQUID)顕 微 鏡 と 、
前 記 SQUID顕 微 鏡 に よ っ て 得 た 画 像 を 解 析 す る た め の 画 像 解 析 手 段 と を 具 え 、
前 記 画 像 解 析 手 段 に お い て は 、 前 記 SQUID顕 微 鏡 に よ る 測 定 領 域 を 複 数 の セ ル に 分 割 し
、 ｉ 番 目 の セ ル を ｂ ｉ と し て 規 定 し 、 前 記 SQUID顕 微 鏡 の ピ ッ ク ア ッ プ コ イ ル が カ バ ー す
る測定領域を複数のセルに分割し、ｊ番目のセルをｄｊとして規定し、
10
なる式（ここで、
はコイルの形状因子である）に基づいて、
20
なる式（ここで、
はｄｊのベクトル表示であり、
30
はｂｉのベクトル表示であり、Ｈは観測によるデータの平均化を表す行列であり、
及び
の次元は互いに同じであるとする）を得、前記（７）式におけるＦが最小となるような
を 導 出 す る こ と を 特 徴 と す る 、 SQUID顕 微 鏡 に よ る 画 像 の 解 析 シ ス テ ム 。
【請求項１７】
超 伝 導 量 子 干 渉 素 子 (SQUID)顕 微 鏡 と 、
前 記 SQUID顕 微 鏡 に よ っ て 得 た 画 像 を 解 析 す る た め の 画 像 解 析 手 段 と を 具 え 、
前 記 画 像 解 析 手 段 に お い て は 、 前 記 SQUID顕 微 鏡 に よ る 測 定 領 域 を 複 数 の セ ル に 分 割 し
、 ｉ 番 目 の セ ル を ｂ ｉ と し て 規 定 し 、 前 記 SQUID顕 微 鏡 の ピ ッ ク ア ッ プ コ イ ル が カ バ ー す
る測定領域を複数のセルに分割し、ｊ番目のセルをｄｊとして規定し、
40
(10)
JP 2007-114104 A 2007.5.10
なる式（ここで、Ａはコイルの形状因子である）に基づいて、
なる式（ここで、
10
はｄｊのベクトル表示であり、
はｂｉのベクトル表示であり、Ｈは観測によるデータの平均化を表す行列であり、
20
及び
の次元は互いに同じであるとする）を得、
30
なる式を前記（７）式に加えて、
なる式を得、前記（９）式が最小となるような
を 導 出 す る こ と を 特 徴 と す る 、 SQUID顕 微 鏡 に よ る 画 像 の 解 析 シ ス テ ム 。
【請求項１８】
40
前記（８）式におけるγは、ノイズレベルの大きさに応じて変化させることを特徴とす
る 、 請 求 項 １ ７ に 記 載 SQUID顕 微 鏡 に よ る 画 像 の 解 析 シ ス テ ム 。
【請求項１９】
前記γは、前記ノイズレベルの増大に伴って増大させることを特徴とする、請求項１８
に 記 載 の SQUID顕 微 鏡 に よ る 画 像 の 解 析 シ ス テ ム 。
【請求項２０】
前記（８）式は、
50
(11)
JP 2007-114104 A 2007.5.10
なる式に書き直し（ここで、
は
の転置ベクトル）、
10
なる式から
を 導 出 す る こ と を 特 徴 と す る 、 請 求 項 １ ７ ∼ １ ９ の い ず れ か 一 に 記 載 の SQUID顕 微 鏡 に よ
る画像の解析システム。
【請求項２１】
前記γは得られる画像が最も鮮明となるように調整することを特徴とする、請求項２０
20
に 記 載 の SQUID顕 微 鏡 に よ る 画 像 の 解 析 シ ス テ ム 。
【請求項２２】
前記画像の解像度が、前記ピックアップコイルのスケールより小さいことを特徴とする
、 請 求 項 １ ２ ∼ ２ １ の い ず れ か 一 に 記 載 の SQUID顕 微 鏡 に よ る 画 像 の 解 析 シ ス テ ム 。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本 発 明 は 、 SQUID顕 微 鏡 に よ る 画 像 の 解 析 方 法 、 及 び SQUID顕 微 鏡 に よ る 画 像 の 解 析 シ ス
テム関する。
30
【背景技術】
【０００２】
超 伝 導 量 子 干 渉 素 子 (SQUID)顕 微 鏡 は 、 磁 場 分 布 を 高 精 度 で 測 定 し 画 像 化 す る 技 術 と し
て研究されており、既に実用化もされている。この顕微鏡を用いて画像を得るに際しては
、ピックアップコイルと呼ばれる微小なコイルを２次元平面内で走査することによって、
前記コイルを貫く磁束を計測し、２次元画像としてイメージ化するものである。
【０００３】
このようにして得た画像を数値処理する技法としては、観測された磁場分布からその磁
場を生じているところの電流分布を求めるというものが挙げられる。この際、磁場分布の
短波長の部分の寄与が増幅されることによるノイズの増幅を抑えるために、例えばローパ
40
スフィルタを使用することが提案されている。また、予め観測像の形状を考慮したフーリ
エ空間における選択的フィルタリングの方法も導入されている。
【０００４】
しかしながら、これらの技術は、上記ピックアップコイルよりもスケールの大きな磁場
及び電流分布にのみ適用可能な技術であり、高解像度の画像を得ることはできない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本 発 明 は 、 超 伝 導 量 子 干 渉 素 子 (SQUID)顕 微 鏡 で 得 た 画 像 を 、 例 え ば そ の ピ ッ ク ア ッ プ
スケールよりも小さいようなスケールで解析し、高解像度の画像を得ることを目的とする
50
(12)
JP 2007-114104 A 2007.5.10
。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上 記 目 的 を 達 成 す べ く 、 本 発 明 は 超 伝 導 量 子 干 渉 素 子 (SQUID)顕 微 鏡 で 得 た 画 像 を 高 解
像度で解析すべく種々の画像解析技術を開発した。
【０００７】
本願の請求項１に関わる発明は、
超 伝 導 量 子 干 渉 素 子 (SQUID)顕 微 鏡 に よ る 画 像 の 解 析 方 法 で あ っ て 、
前 記 SQUID顕 微 鏡 に よ る 測 定 領 域 を 複 数 の セ ル に 分 割 し 、 ｉ 番 目 の セ ル を ｂ ｉ と し て 規
定するステップと、
10
前 記 SQUID顕 微 鏡 の ピ ッ ク ア ッ プ コ イ ル が カ バ ー す る 測 定 領 域 を 複 数 の セ ル に 分 割 し 、
ｊ番目のセルをｄｊとして規定するステップと、
なる式（ここで、
20
はコイルの形状因子である）に基づいて、
なる式（ここで、
はｄｊのベクトル表示であり、
30
はｂｉのベクトル表示であり、Ｈは観測によるデータの平均化を表す行列であり、
及び
40
の次元は互いに同じであるとする）を得るステップと、
前記（２）式におけるＨの逆行列を導出し、
から
50
(13)
JP 2007-114104 A 2007.5.10
を復元するステップと、
を 具 え る こ と を 特 徴 と す る 、 SQUID顕 微 鏡 に よ る 画 像 の 解 析 方 法 （ 第 １ の 画 像 解 析 方 法 ）
に関する。
【０００８】
また、本願の請求項２に関わる発明は、
超 伝 導 量 子 干 渉 素 子 (SQUID)顕 微 鏡 に よ る 画 像 の 解 析 方 法 で あ っ て 、
前 記 SQUID顕 微 鏡 に よ る 測 定 領 域 を 複 数 の セ ル に 分 割 し 、 ｉ 番 目 の セ ル を ｂ ｉ と し て 規
定するステップと、
前 記 SQUID顕 微 鏡 の ピ ッ ク ア ッ プ コ イ ル が カ バ ー す る 測 定 領 域 を 複 数 の セ ル に 分 割 し 、
10
ｊ番目のセルをｄｊとして規定するステップと、
なる式（ここで、
はコイルの形状因子である）に基づいて、
20
なる式（ここで、
は２次元の波数ベクトルであり、
30
はコイルピックアップの形状因子を表す行列である）を得るステップと、
前記（３）式を変形して（４）式を得、
を導出するステップと、
を 具 え る こ と を 特 徴 と す る 、 SQUID顕 微 鏡 に よ る 画 像 の 解 析 方 法 （ 第 ２ の 画 像 解 析 方 法 ）
に関する。
【０００９】
さらに、本願の請求項５に関わる発明は、
超 伝 導 量 子 干 渉 素 子 (SQUID)顕 微 鏡 に よ る 画 像 の 解 析 方 法 で あ っ て 、
前 記 SQUID顕 微 鏡 に よ る 測 定 領 域 を 複 数 の セ ル に 分 割 し 、 ｉ 番 目 の セ ル を ｂ ｉ と し て 規
定するステップと、
前 記 SQUID顕 微 鏡 の ピ ッ ク ア ッ プ コ イ ル が カ バ ー す る 測 定 領 域 を 複 数 の セ ル に 分 割 し 、
ｊ番目のセルをｄｊとして規定するステップと、
40
(14)
JP 2007-114104 A 2007.5.10
なる式（ここで、
はコイルの形状因子である）に基づいて、
10
なる式（ここで、
はｄｊのベクトル表示であり、
20
はｂｉのベクトル表示であり、Ｈは観測によるデータの平均化を表す行列であり、
及び
30
の次元は互いに同じであるとする）を得るステップと、
前記（７）式におけるＦが最小となるような
を導出するステップと、
を 具 え る こ と を 特 徴 と す る 、 SQUID顕 微 鏡 に よ る 画 像 の 解 析 方 法 （ 第 ３ の 画 像 解 析 方 法 ）
に関する。
【００１０】
40
また、本願の請求項６に関わる発明は、
超 伝 導 量 子 干 渉 素 子 (SQUID)顕 微 鏡 に よ る 画 像 の 解 析 方 法 で あ っ て 、
前 記 SQUID顕 微 鏡 に よ る 測 定 領 域 を 複 数 の セ ル に 分 割 し 、 ｉ 番 目 の セ ル を ｂ ｉ と し て 規
定するステップと、
前 記 SQUID顕 微 鏡 の ピ ッ ク ア ッ プ コ イ ル が カ バ ー す る 測 定 領 域 を 複 数 の セ ル に 分 割 し 、
ｊ番目のセルをｄｊとして規定するステップと、
50
(15)
JP 2007-114104 A 2007.5.10
なる式（ここで、
はコイルの形状因子である）に基づいて、
10
なる式
（ここで、
はｄｊのベクトル表示であり、
はｂｉのベクトル表示であり、Ｈは観測によるデータの平均化を表す行列であり、
20
及び
の次元は互いに同じであるとする）を得るステップと、
30
なる式を前記（７）式に加え、
なる式を得るステップと、
前記（９）式が最小となるような
40
を導出するステップと、
を 具 え る こ と を 特 徴 と す る 、 SQUID顕 微 鏡 に よ る 画 像 の 解 析 方 法 （ 第 ４ の 画 像 解 析 方 法 ）
に関する。
【００１１】
上述した第１の画像解析方法∼第４の画像解析方法によれば、いずれの方法においても
、 前 記 SQUID顕 微 鏡 に よ る 測 定 領 域 を 複 数 の セ ル に 分 割 し 、 ｉ 番 目 の セ ル を ｂ ｉ と し て 規
50
(16)
JP 2007-114104 A 2007.5.10
定 す る と と も に 、 前 記 SQUID顕 微 鏡 の ピ ッ ク ア ッ プ コ イ ル が カ バ ー す る 測 定 領 域 を 複 数 の
セルに分割し、これらの間に行列などを用いた所定の関係式を形成し、この関係式に逆演
算を施すことにより、前記ピックアップコイルがカバーする測定領域のセル画像データに
基づいて、測定領域全体のセル画像を解析するようにしている。この場合、前記ピックア
ップコイルのスケール以下の画像（セル画像）を解析するようにしているので、目的とす
る画像の解像度を前記ピックアップコイル以下のスケールで、十分高解像度に得ることが
できる。
【００１２】
なお、以下において詳述するが、第１の画像解析方法∼第３の画像解析方法に比較して
、第４の画像解析方法は、ノイズ成分をより効果的に除去することができる。
10
【００１３】
ま た 、 本 発 明 で は 、 上 述 し た 画 像 解 析 方 法 を 用 い た SQUID顕 微 鏡 に よ る 画 像 の 解 析 シ ス
テムに関する。具体的に、本願の請求項１２に関わる発明は、
超 伝 導 量 子 干 渉 素 子 (SQUID)顕 微 鏡 と 、
前 記 SQUID顕 微 鏡 に よ っ て 得 た 画 像 を 解 析 す る た め の 画 像 解 析 手 段 と を 具 え 、
前 記 画 像 解 析 手 段 に お い て は 、 前 記 SQUID顕 微 鏡 に よ る 測 定 領 域 を 複 数 の セ ル に 分 割 し
、 ｉ 番 目 の セ ル を ｂ ｉ と し て 規 定 し 、 前 記 SQUID顕 微 鏡 の ピ ッ ク ア ッ プ コ イ ル が カ バ ー す
る測定領域を複数のセルに分割し、ｊ番目のセルをｄｊとして規定し、
20
なる式（ここで、
はコイルの形状因子である）に基づいて、
30
なる式
（ここで、
はｄｊのベクトル表示であり、
40
はｂｉのベクトル表示であり、Ｈは観測によるデータの平均化を表す行列であり、
及び
の次元は互いに同じであるとする）、前記（２）式におけるＨの逆行列を導出し、
50
(17)
JP 2007-114104 A 2007.5.10
から
を 復 元 す る こ と を 特 徴 と す る 、 SQUID顕 微 鏡 に よ る 画 像 の 解 析 シ ス テ ム （ 第 １ の 画 像 解 析
システム）に関する。
【００１４】
10
また、本願の請求項１３に関わる発明は、
超 伝 導 量 子 干 渉 素 子 (SQUID)顕 微 鏡 と 、
前 記 SQUID顕 微 鏡 に よ っ て 得 た 画 像 を 解 析 す る た め の 画 像 解 析 手 段 と を 具 え 、
前 記 画 像 解 析 手 段 に お い て は 、 前 記 SQUID顕 微 鏡 に よ る 測 定 領 域 を 複 数 の セ ル に 分 割 し
、 ｉ 番 目 の セ ル を ｂ ｉ と し て 規 定 し 、 前 記 SQUID顕 微 鏡 の ピ ッ ク ア ッ プ コ イ ル が カ バ ー す
る測定領域を複数のセルに分割し、ｊ番目のセルをｄｊとして規定し、
20
なる式（ここで、
はコイルの形状因子である）に基づいて、
なる式
30
（ここで、
は２次元の波数ベクトルであり、
はコイルピックアップの形状因子を表す行列である）を得、前記（３）式を変形して（４
）式を得、
40
を 導 出 す る こ と を 特 徴 と す る 、 SQUID顕 微 鏡 に よ る 画 像 の 解 析 シ ス テ ム （ 第 ２ の 画 像 解 析
システム）に関する。
【００１５】
さらに、本願の請求項１６に関わる発明は、
超 伝 導 量 子 干 渉 素 子 (SQUID)顕 微 鏡 と 、
前 記 SQUID顕 微 鏡 に よ っ て 得 た 画 像 を 解 析 す る た め の 画 像 解 析 手 段 と を 具 え 、
前 記 画 像 解 析 手 段 に お い て は 、 前 記 SQUID顕 微 鏡 に よ る 測 定 領 域 を 複 数 の セ ル に 分 割 し
50
(18)
JP 2007-114104 A 2007.5.10
、 ｉ 番 目 の セ ル を ｂ ｉ と し て 規 定 し 、 前 記 SQUID顕 微 鏡 の ピ ッ ク ア ッ プ コ イ ル が カ バ ー す
る測定領域を複数のセルに分割し、ｊ番目のセルをｄｊとして規定し、
なる式（ここで、
10
はコイルの形状因子である）に基づいて、
なる式
（ここで、
20
はｄｊのベクトル表示であり、
はｂｉのベクトル表示であり、Ｈは観測によるデータの平均化を表す行列であり、
及び
30
の次元は互いに同じであるとする）を得、前記（７）式におけるＦが最小となるような
を 導 出 す る こ と を 特 徴 と す る 、 SQUID顕 微 鏡 に よ る 画 像 の 解 析 シ ス テ ム （ 第 ３ の 画 像 解 析
システム）に関する。
【００１６】
40
また、本願の請求項１７に関わる発明は、
超 伝 導 量 子 干 渉 素 子 (SQUID)顕 微 鏡 と 、
前 記 SQUID顕 微 鏡 に よ っ て 得 た 画 像 を 解 析 す る た め の 画 像 解 析 手 段 と を 具 え 、
前 記 画 像 解 析 手 段 に お い て は 、 前 記 SQUID顕 微 鏡 に よ る 測 定 領 域 を 複 数 の セ ル に 分 割 し
、 ｉ 番 目 の セ ル を ｂ ｉ と し て 規 定 し 、 前 記 SQUID顕 微 鏡 の ピ ッ ク ア ッ プ コ イ ル が カ バ ー す
る測定領域を複数のセルに分割し、ｊ番目のセルをｄｊとして規定し、
50
(19)
JP 2007-114104 A 2007.5.10
なる式（ここで、
はコイルの形状因子である）に基づいて、
なる式
10
（ここで、
はｄｊのベクトル表示であり、
はｂｉのベクトル表示であり、Ｈは観測によるデータの平均化を表す行列であり、
20
及び
の次元は互いに同じであるとする）を得、
30
なる式を前記（７）式に加えて、
なる式を得、前記（９）式が最小となるような
40
を 導 出 す る こ と を 特 徴 と す る 、 SQUID顕 微 鏡 に よ る 画 像 の 解 析 シ ス テ ム （ 第 ４ の 画 像 解 析
システム）に関する。
【発明の効果】
【００１７】
以 上 説 明 し た よ う に 、 本 発 明 に よ れ ば 、 超 伝 導 量 子 干 渉 素 子 (SQUID)顕 微 鏡 で 得 た 画 像
を、例えばそのピックアップスケールよりも小さいようなスケールで解析し、高解像度の
画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
50
(20)
JP 2007-114104 A 2007.5.10
以下、本発明の詳細、並びにその他の特徴及び利点について、発明を実施するための最
良の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
図 １ は 、 超 伝 導 量 子 干 渉 素 子 (SQUID)顕 微 鏡 に お け る 、 正 方 形 の ピ ッ ク ア ッ プ コ イ ル を
用いて得た画像を解析する工程を説明するための図である。図１において、破線で示す領
域 は 、 SQUID顕 微 鏡 に よ る 測 定 領 域 を 示 し 、 実 線 で 示 す 領 域 は 、 前 記 ピ ッ ク ア ッ プ コ イ ル
がカバーする測定領域を示すものである。
【００２０】
（第１の画像解析方法）
図 １ に 示 す よ う に 、 本 発 明 に お い て は 、 SQUID顕 微 鏡 に よ る 測 定 領 域 を 複 数 の セ ル に 分
10
割し、ｉ番目のセルをｂｉとするとともに、前記ピックアップコイルがカバーする測定領
域を複数のセルに分割し、ｊ番目のセルをｄｊとする。このとき、ｂｉ及びｄｊは、
なる式（ここで、
20
はコイルの形状因子である）で表すことができる。
次いで、本発明では、上記（１）式に基づき、
なる等価な式
（ここで、
30
はｄｊのベクトル表示であり、
はｂｉのベクトル表示であり、Ｈは観測によるデータの平均化を表す行列であり、
40
及び
の次元は互いに同じであるとする）を得る。
【００２１】
したがって、（２）式におけるＨの逆行列を導出することにより、
50
(21)
JP 2007-114104 A 2007.5.10
から
を復元することができる。この
10
は 、 SQUID顕 微 鏡 に よ る 測 定 領 域 の セ ル に 分 割 さ れ た 画 像 成 分 に 相 当 し 、 前 記 ピ ッ ク ア ッ
プ ス ケ ー ル よ り も 小 さ い の で 、 こ の よ う な 解 析 を 前 記 SQUID顕 微 鏡 に よ る 測 定 領 域 の 全 セ
ル に 対 し て 施 す こ と に よ り 、 SQUID顕 微 鏡 に よ っ て 得 た 画 像 を 前 記 ピ ッ ク ア ッ プ ス ケ ー ル
よりも小さい、すなわち高い解像度で得ることができる。
【００２２】
（第２の画像解析方法）
なお、上述した方法に代えて、（１）式より
20
なる式
（ここで、
は２次元の波数ベクトルであり、
30
はコイルピックアップの形状因子を表す行列である）を得、前記（３）式を変形して（４
）式を得た後、
を 導 出 す る よ う に す る こ と が で き る 。 こ の 場 合 に お い て も 、 前 記 Ｆ は QUID顕 微 鏡 に よ る 測
定領域のセルに分割された画像成分に相当し、前記ピックアップスケールよりも小さいの
で 、 こ の よ う な 解 析 を 前 記 SQUID顕 微 鏡 に よ る 測 定 領 域 の 全 セ ル に 対 し て 施 す こ と に よ り
、 SQUID顕 微 鏡 に よ っ て 得 た 画 像 を 前 記 ピ ッ ク ア ッ プ ス ケ ー ル よ り も 小 さ い 、 す な わ ち 高
40
い解像度で得ることができる。
【００２３】
なお、（３）式は（１）式を畳み込んで得ることができるものである。
【００２４】
前記ピックアップコイルが正方形である場合、前記
は
50
(22)
JP 2007-114104 A 2007.5.10
なる式で表すことができる。
【００２５】
また、前記ピックアップコイルが円形である場合、前記
10
は
なる式で表すことができる。
【００２６】
（第３の画像解析方法）
上述した第２の画像解析方法では、
20
となるような波数が存在する。このような波数成分は本来
には存在しないが、ノイズの効果によりそのような波数成分が誘起される場合がある。こ
30
のような場合、前記ノイズ効果により
は
と書き表すことができ、上記（４）式は
40
で表すことができる。この場合、
となるような波数を有するノイズ成分は発散的に増幅されることになる。
50
(23)
JP 2007-114104 A 2007.5.10
【００２７】
したがって、このような場合においては、本発明の第３の画像解析方法に従って、
なる式（ここで、
10
はコイルの形状因子である）に基づいて、
なる式
（ここで、
20
はｄｊのベクトル表示であり、
はｂｉのベクトル表示であり、Ｈは観測によるデータの平均化を表す行列であり、
及び
30
の次元は互いに同じであるとする）を得、前記（７）式における
が最小となるように
40
を導出する。これによって、上記問題を回避することができる。
【００２８】
なお、上述したように、
は SQUID顕 微 鏡 に よ る 測 定 領 域 の セ ル に 分 割 さ れ た 画 像 成 分 に 相 当 し 、 前 記 ピ ッ ク ア ッ プ
ス ケ ー ル よ り も 小 さ い の で 、 こ の よ う な 解 析 を 前 記 SQUID顕 微 鏡 に よ る 測 定 領 域 の 全 セ ル
50
(24)
JP 2007-114104 A 2007.5.10
に 対 し て 施 す こ と に よ り 、 SQUID顕 微 鏡 に よ っ て 得 た 画 像 を 前 記 ピ ッ ク ア ッ プ ス ケ ー ル よ
りも小さい、すなわち高い解像度で得ることができる。
【００２９】
（第４の画像解析方法）
上述した第３の画像解析方法でも、あるゼロでない
に対して
10
がゼロになり、逆変換によって
を導出できないような場合がある。このような場合は、本発明の第４の画像解析方法に基
づいて、上記（７）なる式に
20
なる式を加え、以下に示すような（９）式を得て
に硬さを持たせるようにする。したがって、この場合においては、（９）式が最小となる
ような場合の
30
を求める。
【００３０】
なお、この場合、上記（８）式におけるγは、ノイズレベルの大きさに応じて変化させ
るようにする。具体的には、上記（８）式におけるγは、ノイズレベルの増大に伴って増
大させる。
【００３１】
また、上記（８）式は、
40
なる式に書き直し（ここで、
は
50
(25)
JP 2007-114104 A 2007.5.10
の転置ベクトル）、
なる式から
を導出するようにすることができる。
【００３２】
10
前 記 Ｃ は SQUID顕 微 鏡 に よ る 測 定 領 域 の セ ル に 分 割 さ れ た 画 像 成 分 に 相 当 し 、 前 記 ピ ッ
ク ア ッ プ ス ケ ー ル よ り も 小 さ い の で 、 こ の よ う な 解 析 を 前 記 SQUID顕 微 鏡 に よ る 測 定 領 域
の 全 セ ル に 対 し て 施 す こ と に よ り 、 SQUID顕 微 鏡 に よ っ て 得 た 画 像 を 前 記 ピ ッ ク ア ッ プ ス
ケールよりも小さい、すなわち高い解像度で得ることができる。
【００３３】
この場合、前記γは、得られる画像が最も鮮明となるように調整する。
【００３４】
図２及び図３は、本発明の第４の画像解析方法によって得た画像を示す写真である。い
ず れ の 図 に お い て も 、 左 側 が SQUID顕 微 鏡 に よ る オ リ ジ ナ ル な 画 像 で あ り 、 右 側 が 第 ４ の
画像解析方法を施して得た画像を示す写真である。いずれの場合においても、本発明の画
20
像解析を施すことにより、得られた画像の解像度が向上していることが分かる。
【００３５】
以上、具体例を挙げながら発明の実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明してきたが
、本発明は上記内容に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいて
あらゆる変形や変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【 図 １ 】 超 伝 導 量 子 干 渉 素 子 (SQUID)顕 微 鏡 に お け る 、 正 方 形 の ピ ッ ク ア ッ プ コ イ ル を 用
いて得た画像を解析する工程を説明するための図である。
【図２】本発明の第４の画像解析方法によって得た画像を示す写真である。
【図３】同じく、本発明の第４の画像解析方法によって得た画像を示す写真である。
30
(26)
【図１】
【図２】
【図３】
JP 2007-114104 A 2007.5.10
(27)
フロントページの続き
(74)代理人 100119530
弁理士 冨田 和幸
(72)発明者 林 正彦
宮城県仙台市太白区松が丘１−２２ ロジュール八木山２０２号
(72)発明者 海老澤 丕道
宮城県仙台市泉区高森４−２−５２４
(72)発明者 石田 武和
大阪府和泉市いぶき野１丁目２１−１９
Ｆターム(参考) 2G017 AD32 BA18
2G053 AB01 CA03 CA10 CB27 CB29 DA01 DB20
JP 2007-114104 A 2007.5.10

人とロボットによる協調作業のためのインピーダンス制御に関する研究

抵抗回路の多段接続（無限段）

アクチュアリー試験の概要と対策

Page 1 無限混合離散選択モデルによる消費者異質性の評価 日本大学

別紙 十分な知見を有する者について

LMーによる白色変動パラメータを含む離散時間線形系の最適制御

第6章 管内流れの基礎と流体摩擦損失

8.4.1 独立基礎の設計

エバラ時報 No.246 p.18 能見 基彦