磁計測系統的制作方法

本發明有關一種磁計測系統。
背景技術：
：已提出一種用于測定比地磁微弱的心臟的磁場、腦磁場等的磁計測裝置(例如參照專利文獻1)。磁計測裝置為非侵入式的，能夠在不向受檢體(生物體)施加負荷的情況下計測臟器的狀態。在專利文獻1中公開了一種如下構成的生物體磁計測裝置：其具有計測生物體發出的磁場的傳感器(拾波線圈)、和計測作為噪聲的環境磁場的傳感器(參考線圈)，基于參考線圈計測的環境磁場去除拾波線圈計測的磁場中包含的環境磁場(噪聲)。在專利文獻1記載的生物體磁計測裝置中，參考線圈的數量比拾波線圈少，根據配置于與一部分拾波線圈對應的位置上的參考線圈的計測數據求得各拾波線圈位置上的環境磁場。并且，通過根據參考線圈的計測數據進行線性插值并執行推算來求得沒有與參考線圈對應配置的其它拾波線圈位置上的環境磁場。現有技術文獻專利文獻專利文獻1：日本特開平5-297087號公報在專利文獻1記載的生物體磁計測裝置中，參考線圈配置于與拾波線圈不同(分開)的位置。為此，從對應的參考線圈的計測數據求得的環境磁場未必與拾波線圈位置上的環境磁場一致。而且，從這樣的參考線圈的計測數據推算未配置有對應的參考線圈的拾波線圈位置上的環境磁場。然后，從拾波線圈位置上的計測數據中減去上述環境磁場的計測數據及推算數據，求得生物體發出的磁場。因此，在作為拾波線圈位置上的環境磁場而求得的數據中容易產生誤差，有可能無法精度良好地計測生物體發出的磁場。技術實現要素：本發明是為了解決上述技術問題而完成的，可作為以下的方式或應用例而實現。[應用例1]本應用例涉及的磁計測系統，其特征在于，具備：第一磁傳感器，計測第一磁場和第二磁場；第二磁傳感器，計測所述第二磁場；以及處理裝置，使用所述第二磁傳感器的計測值和多變量多項式計算所述第一磁傳感器中的所述第二磁場的近似值。根據本應用例的構成，處理裝置使用第二磁傳感器所計測的第二磁場的計測值和多變量多項式計算第一磁傳感器中的第二磁場的近似值。為此，能夠高精度地計算計測第一磁場和第二磁場的第一磁傳感器中的第二磁場的近似值。[應用例2]本應用例涉及的磁計測系統，其特征在于，具備：第一磁傳感器，計測第一磁場和第二磁場；第二磁傳感器，計測所述第二磁場；以及處理裝置，使用所述第二磁傳感器的計測值和非線性多項式計算所述第一磁傳感器中的所述第二磁場的近似值。根據本應用例的構成，處理裝置使用第二磁傳感器所計測的第二磁場的計測值和非線性多項式計算第一磁傳感器中的第二磁場的近似值。為此，能夠高精度地計算計測第一磁場和第二磁場的第一磁傳感器中的第二磁場的近似值。[應用例3]在上述應用例涉及的磁計測系統中，優選地，所述處理裝置從所述第一磁傳感器的計測值中減去所述第二磁場的近似值。根據本應用例的構成，由于處理裝置從計測第一磁場和第二磁場的第一磁傳感器的計測值中減去第一磁傳感器中的第二磁場的近似值，由此求得第一磁傳感器所計測的第一磁場。由于基于第二磁傳感器的計測值高精度地計算第二磁場的近似值，因此，能夠高精度地算出第一磁場。[應用例4]在上述應用例涉及的磁計測系統中，優選地，所述多變量多項式由數學式1表示：[數學式1]Bi＝ai1+ai2x+ai3y+ai4z+ai5xy+ai6yz+ai7zx…(1)在數學式1中，aij為系數，x、y、z為磁場的近似值B的空間坐標，Bi為磁場的近似值B的第i分量，其中，i為1至3的整數，j為1至7的整數。經本申請發明人的致力研究可知，通過數學式1所示的多變量多項式能夠精度良好地近似計測對象空間的任意位置上的磁場矢量。數學式1的右邊的第一項ai1表示整體的平行磁場，第二項ai2x至第四項ai4y表示線性磁場(線形磁場)，從第五項ai5xy至第七項ai7zx表示交變磁場(交互磁場)(磁場的扭曲)。磁場中，根據畢奧-薩伐爾(ビオ·サバール)定律，存在與電流要素矢量和位置矢量的外積項成比例的分量。因此，本申請發明人在磁場的近似式中導入了表示扭轉分量的第五項至第七項的xy項、yz項和zx項。根據本應用例的構成，由于使用數學式1所示的多變量多項式計算第二磁場的近似值，因此，能夠高精度地計算第一磁傳感器中的第二磁場的近似值。[應用例5]在上述應用例涉及的磁計測系統中，優選地，所述非線性多項式由上述數學式1表示。根據本應用例的構成，由于使用數學式1所示的非線性多項式計算第二磁場的近似值，因此，能夠高精度地計算第一磁傳感器中的第二磁場的近似值。[應用例6]在上述應用例涉及的磁計測系統中，優選地，基于所述第二磁傳感器的計測值，使用最小二乘法求所述多項式的解。根據本應用例的構成，由于使用最小二乘法從第二磁傳感器的計測值求得數學式1的解來計算第二磁場的近似值，因此，能夠精度良好地算出第二磁場的近似值。[應用例7]在上述應用例涉及的磁計測系統中，優選地，所述第二磁傳感器計測21個以上的所述第二磁場的磁場矢量分量。根據本應用例的構成，由于在數學式1所示的多變量多項式或非線性多項式中對應XYZ各分量存在七個未知數，從而應求得的未知數為3×7＝21個。因此，通過計測21個以上的第二磁場的磁場矢量分量，從而能夠使用數學式1高精度地計算第二磁場的近似值。[應用例8]在上述應用例涉及的磁計測系統中，優選地，當將由所述數學式1的未知數形成的第一矩陣設為通過數學式2表示的a、將由所述第二磁傳感器的計測值形成的第二矩陣設為通過數學式3表示的M、將由所述第二磁傳感器的位置形成的第三矩陣設為通過數學式4表示的P時，通過數學式5或數學式6求得所述第一矩陣a：[數學式2][數學式3][數學式4][數學式5]a＝MP-1…(5)[數學式6]a＝MP+…(6)，在數學式5中，P-1為第三矩陣P的逆矩陣，在數學式6中，P+為第三矩陣P的偽逆矩陣。根據本應用例的構成，當以位置矢量r表示配置有第一磁傳感器和第二磁傳感器的空間的任意位置，將由數學式1的未知數形成的3行7列的第一矩陣設為a時，通過數學式2表示任意位置上的第二磁場的磁場矢量B。基于第二磁傳感器的計測值(α個檢測磁場矢量Bk)形成由數學式2表示的3行α列的第二矩陣M。并且，基于第二磁傳感器的位置(α個磁傳感器項矢量Rk)形成由數學式4表示的7行α列的第三矩陣P。在第二磁傳感器的數量α為7的情況下，由于存在第三矩陣P的逆矩陣，因此，第一矩陣a如數學式5所示，通過第二矩陣M與第三矩陣P的逆矩陣(P-1)相乘而求得。并且，在第二磁傳感器的數量α為8以上的情況下，由于不存在第三矩陣P的逆矩陣，因此，如數學式6所示，通過第二矩陣M與第三矩陣P的偽逆矩陣(P+)相乘而求得。這樣，由于通過數學式5或數學式6求得作為數學式1的未知數的第一矩陣a，因此，能夠精度良好地算出第二磁場的近似值。[應用例9]在上述應用例涉及的磁計測系統中，優選地，當將由所述數學式1的未知數形成的第一矢量設為通過數學式7表示的b、將由所述第二磁傳感器的計測值形成的第二矢量設為通過數學式8表示的N、將由所述第二磁傳感器的位置形成的第四矩陣設為通過數學式9表示的Q時，通過數學式10或者數學式11求得所述第一矢量b：[數學式7][數學式8][數學式9][數學式10][數學式11]根據本應用例的構成，將數學式1的未知數(3×7個)排列為一列，形成由數學式7表示的21行1列的第一矢量b。基于第二磁傳感器的計測值(α個檢測磁場矢量Bk)形成由數學式8表示的(3×α)行1列的第二矢量N。并且，基于第二磁傳感器的位置(α個磁傳感器項矢量Rk)形成由數學式9表示的第四矩陣Q。在數學式9中，行矢量RkT為磁傳感器項矢量Rk的轉置矩陣，其是1行7列的行矢量，零矢量0為矩陣元素全部為0的1行7列的行矢量。在第二磁傳感器的數量α為7的情況下，由于存在第四矩陣Q的逆矩陣，因此，作為未知數的第一矢量b如數學式10所示，通過第四矩陣Q的逆矩陣(Q-1)與第二矢量N相乘而求得。并且，在第二磁傳感器的數量α為8以上的情況下，由于不存在第四矩陣Q的逆矩陣，因此，如數學式11所示，通過第四矩陣Q的偽逆矩陣(Q+)與第二矢量N相乘而求得。這樣，由于通過數學式10或數學式11求得作為數學式1的未知數的第一矢量b，因此，能夠精度良好地算出第二磁場的近似值。[應用例10]在上述應用例涉及的磁計測系統中，優選地，所述多變量多項式由考慮了數學式12的所述數學式1表示：[數學式12]a34=-(a12+a23)a37=-a25a36=-a15a26=-a17...(12).]]>根據本應用例的構成，通過在解數學式1時應用有關磁場的高斯定律，從而通過數學式12表示21個未知數中的4個未知數。因此，由于不必求解數學式12左邊的4個未知數，從而能夠使要求得的未知數減少為17個。[應用例11]在上述應用例涉及的磁計測系統中，優選地，所述非線性多項式由考慮了上述數學式12的所述數學式1表示。根據本應用例的構成，通過在解數學式1時應用有關磁場的高斯定律，從而通過數學式12表示21個未知數中的4個未知數。因此，由于不必求解數學式12左邊的4個未知數，從而能夠使要求得的未知數減少為17個。[應用例12]在上述應用例涉及的磁計測系統中，優選地，所述第二磁傳感器計測17個分量以上的所述第二磁場的磁場矢量。根據本應用例的構成，由于要求得的未知數變為17個，從而如果計測17個分量以上的第二磁場的磁場矢量則能夠高精度地計算第二磁場的近似值。[應用例13]在上述應用例涉及的磁計測系統中，優選地，當將由所述數學式1的未知數形成的第三矢量設為通過數學式13表示的c、將由所述第二磁傳感器的計測值形成的第二矢量設為通過所述數學式8表示的N、將由所述第二磁傳感器的位置形成的第五矩陣設為通過數學式14和數學式15、或者數學式16表示的S時，通過數學式17求得所述第三矢量c：[數學式13][數學式14]S=T1T2T3...Ta...(14)]]>[數學式15]Tk=R1kR2kR3kR4kR5kR6kR7k0000000000000000-R6kR1kR2kR3kR4kR5kR7k00000-R4k00-R6k0000-R4k0-R7k0R1kR2kR3kR5k=1xkykzkxkykykzkzkxk0000000000000000-ykzk1xkykzkxkykzkxk00000-zk00-ykzk0000-zk0-zkxk01xkykxkyk...(15)]]>[數學式16][數學式17]根據本應用例的構成，將從21個未知數中去掉了數學式12左邊的4個未知數后的17個未知數排列為1列，形成由數學式13表示的17行1列的第三矢量c。基于第二磁傳感器的位置(α個磁傳感器項矢量Rk)形成由數學式16表示的3α行17列的第五矩陣S。這里，在數學式16中，一個磁傳感器項矢量Rk對應每3行，若通過3行17列的子陣Tk表示第3k-2行、第3k-1行和第3k行，則子陣Tk通過數學式15表示。當使用子陣Tk時，第五矩陣S變成將從k＝1的子陣T1至k＝α的子陣Tα共α個子陣排列為α行1列的矩陣，通過數學式14表示。對于17個未知數，如果第二磁傳感器的數量α為6以上的話，則由數學式8表示的第二矢量N為18行以上，因此，應用最小二乘法能夠特定17個未知數。這種情況下，由于不存在第五矩陣S的逆矩陣，因此，作為未知數的第三矢量c如數學式17所示，通過第五矩陣S的偽逆矩陣(S+)與第二矢量N相乘而求得。[應用例14]本應用例涉及的磁計測系統，其特征在于，包括：第一磁傳感器，計測第一磁場和第二磁場；第一的第二磁傳感器和第二的第二磁傳感器，分布于所述第一磁傳感器的周圍；以及處理裝置，使用所述第一的第二磁傳感器的計測值和所述第二的第二磁傳感器的計測值計算所述第一磁傳感器中的所述第二磁場的近似值，所述第一磁傳感器配置于包含所述第一的第二磁傳感器與所述第二的第二磁傳感器的重心的位置。根據本應用例的構成，計測第一磁場和第二磁場的第一磁傳感器配置于包含第一的第二磁傳感器與第二的第二磁傳感器的重心的位置。也就是說，第一的第二磁傳感器和第二的第二磁傳感器相對于第一磁傳感器對稱地配置。為此，處理裝置以同等的重要度使用第一的第二磁傳感器的計測值和第二的第二磁傳感器的計測值，從而能夠高精度地計算第一磁傳感器中的第二磁場的近似值。[應用例15]在上述應用例涉及的磁計測系統中，優選地，還包括第三的第二磁傳感器和第四的第二磁傳感器，所述第三的第二磁傳感器和所述第四的第二磁傳感器配置于相對于所述重心呈對稱的位置，連結所述第一的第二磁傳感器和所述第二的第二磁傳感器的線段與連結所述第三的第二磁傳感器和所述第四的第二磁傳感器的線段交叉。根據本應用例的構成，由于第三的第二磁傳感器和第四的第二磁傳感器配置于相對于第一的第二磁傳感器與第二的第二磁傳感器的重心呈對稱的位置，因此，它們相對于第一磁傳感器對稱地配置。為此，處理裝置以同等的重要度使用第三的第二磁傳感器的計測值和第四的第二磁傳感器的計測值，從而能夠高精度地計算第一磁傳感器中的第二磁場的近似值。進而，由于第一的第二磁傳感器、第二的第二磁傳感器、第三的第二磁傳感器和第四的第二磁傳感器不位于直線上地平面地(二維地)配置，因此，能夠二維地高精度計算第一磁傳感器中的第二磁場的近似值。[應用例16]本應用例涉及的磁計測系統，其特征在于，包括：第一磁傳感器，計測第一磁場和第二磁場；第一的第二磁傳感器、第二的第二磁傳感器、第三的第二磁傳感器和第四的第二磁傳感器，分布于所述第一磁傳感器的周圍；以及處理裝置，使用所述第一的第二磁傳感器的計測值、所述第二的第二磁傳感器的計測值、所述第三的第二磁傳感器的計測值和所述第四的第二磁傳感器的計測值計算所述第一磁傳感器中的所述第二磁場的近似值，所述第一磁傳感器配置于包含連結所述第一的第二磁傳感器和所述第二的第二磁傳感器的線段與連結所述第三的第二磁傳感器和所述第四的第二磁傳感器的線段的交叉部的位置。根據本應用例的構成，計測第一磁場和第二磁場的第一磁傳感器配置于包含連結第一的第二磁傳感器和第二的第二磁傳感器的線段與連結第三的第二磁傳感器和第四的第二磁傳感器的線段的交叉部的位置。也就是說，第一的第二磁傳感器和第二的第二磁傳感器、以及第三的第二磁傳感器和第四的第二磁傳感器不位于直線上地平面地(二維地)配置。為此，處理裝置能夠二維地高精度計算第一磁傳感器中的第二磁場的近似值。[應用例17]在上述應用例涉及的磁計測系統中，優選地，連結所述第一的第二磁傳感器和所述第二的第二磁傳感器的線段與連結所述第三的第二磁傳感器和所述第四的第二磁傳感器的線段正交。根據本應用例的構成，能夠從第一的第二磁傳感器的計測值和第二的第二磁傳感器的計測值高精度地計算沿著連結第一的第二磁傳感器和第二的第二磁傳感器的線段的方向的第一磁傳感器中的第二磁場的近似值。并且，能夠從第三的第二磁傳感器的計測值和第四的第二磁傳感器的計測值高精度地計算沿著連結第三的第二磁傳感器和第四的第二磁傳感器的線段的方向的第一磁傳感器中的第二磁場的近似值。進而，由于連結第一的第二磁傳感器和第二的第二磁傳感器的線段與連結第三的第二磁傳感器和第四的第二磁傳感器的線段正交，因此，能夠以更高精度二維地計算第一磁傳感器中的第二磁場的近似值。附圖說明圖1為示出第一實施方式涉及的磁計測系統的一例構成的簡要側視圖。圖2的(a)和(b)為示出第一實施方式涉及的心磁傳感器的構造的示意圖。圖3為示出第一實施方式涉及的心磁場計測處理的概略的流程圖。圖4的(a)和(b)為實施例1-1涉及的噪聲磁傳感器的配置的說明圖。圖5的(a)和(b)為實施例1-1涉及的噪聲磁傳感器的配置的說明圖。圖6的(a)和(b)為實施例1-3涉及的噪聲磁傳感器的配置的說明圖。圖7的(a)和(b)為實施例1-3涉及的噪聲磁傳感器的配置的說明圖。圖8的(a)和(b)為實施例3-1涉及的噪聲磁傳感器的配置的說明圖。圖9的(a)和(b)為實施例3-1涉及的噪聲磁傳感器的配置的說明圖。符號說明1磁計測系統2磁計測裝置(處理裝置)10心磁傳感器(第一磁傳感器)30噪聲磁傳感器(第二磁傳感器)31第一噪聲磁傳感器(第一的第二磁傳感器)32第二噪聲磁傳感器(第二的第二磁傳感器)33第三噪聲磁傳感器(第三的第二磁傳感器)34第四噪聲磁傳感器(第四的第二磁傳感器)具體實施方式以下，根據附圖說明實施方式。需要注意的是，為了使各附圖中的各部件在附圖上為能夠識別程度的大小，改變了各部件的比例尺來進行了圖示。(第一實施方式)<磁計測系統>首先，說明第一實施方式涉及的磁計測系統的構成例。圖1為示出第一實施方式涉及的磁計測系統的一例構成的簡要側視圖。圖1所示的磁計測系統1為對于從作為計測目標物的受檢體(生物體)9的心臟發出的心磁場進行計測的系統。如圖1所示，磁計測系統1具備：作為第一磁傳感器的心磁傳感器10、作為第二磁傳感器的噪聲磁傳感器30、和作為處理裝置的磁計測裝置2。心磁傳感器10為計測心磁、腦磁等微弱的第一磁場、和外部磁場(磁噪聲)等第二磁場的傳感器，其作為心磁儀(心磁計)、腦磁儀(脳磁計)等而使用。噪聲磁傳感器30為計測外部磁場(磁噪聲)等第二磁場的傳感器。作為心磁傳感器10及噪聲磁傳感器30，可以使用光泵(opticalpumping)式磁傳感器、超導量子干涉式磁傳感器(SQUID式磁傳感器)、磁通門傳感器、MI傳感器、霍爾元件等。磁計測裝置2具備基臺3、工作臺4、和磁屏蔽裝置6。以磁計測裝置2的高度方向(圖1中的上下方向)為Z方向。Z方向為豎直方向。以基臺3、工作臺4的上表面延伸的方向為X方向及Y方向。X方向及Y方向為水平方向，X方向和Y方向為正交的方向。以橫臥狀態的受檢體9的身長方向(圖1中的左右方向)為X方向。基臺3配置于磁屏蔽裝置6(主體部6a)內側的底面上，沿X方向(受檢體9能夠移動方向)延伸至主體部6a的外側。工作臺4具有X方向工作臺4a、Z方向工作臺4b和Y方向工作臺4c。在基臺3上設置有通過X方向直線運動機構3a而沿X方向移動的X方向工作臺4a。在X方向工作臺4a之上設置有通過未圖示的升降裝置而沿Z方向升降的Z方向工作臺4b。在Z方向工作臺4b之上設置有通過未圖示的Y方向直線運動機構而沿Y方向在軌道上移動的Y方向工作臺4c。磁屏蔽裝置6具備具有開口部6c的角筒狀的主體部6a。主體部6a的內部為空洞，通過Y方向及Z方向的面(Y-Z截面中與X方向正交的平面)的截面形狀大致為四邊形。在計測心磁場時，受檢體9以橫臥于工作臺4上的狀態被收容于主體部6a的內部。主體部6a沿X方向延伸，其自身作為被動磁屏(パッシブ磁気シールド)而發揮作用。心磁傳感器10及噪聲磁傳感器30配置于磁屏蔽裝置6的主體部6a的內部。磁屏蔽裝置6抑制地磁等外部磁場進入配置有心磁傳感器10的空間的事態。也就是說，由于磁屏蔽裝置6，配置有心磁傳感器10的空間形成為顯著低于外部磁場的磁場，外部磁場對心磁傳感器10的影響得到抑制。基臺3從主體部6a的開口部6c向+X方向突出。關于磁屏蔽裝置6的大小，例如X方向的長度約為200cm左右、開口部6c的一邊為90cm左右。于是，橫臥于工作臺4上的受檢體9能夠與工作臺4一起沿X方向在基臺3上移動而從開口部6c進出于磁屏蔽裝置6內。雖未圖示，但磁計測裝置2具備使用電信號控制磁計測裝置2的控制部。由于該電信號而產生磁場、殘留磁場，當被心磁傳感器10檢出時成為噪聲。控制部設置于離開磁屏蔽裝置6的開口部6c的地方，以使產生的磁場、殘留磁場難以到達心磁傳感器10。控制部具有顯示裝置及輸入裝置。顯示裝置由LCD、OLED等顯示裝置構成，顯示測定情況、測定結果等。輸入裝置由鍵盤、旋鈕等構成，通過操作者對其進行操作而輸入磁計測裝置2的測定開始指示、測定條件等各種指示。磁屏蔽裝置6的主體部6a由相對磁導率例如為數千以上的強磁體(ferromagneticmaterial)或高傳導率的導體形成。可以將坡莫合金、鐵氧體、或者是鐵、鉻或鈷類的無定形金屬等用于強磁體。例如可以將鋁等因渦流效應而具有磁場降低效果的物質用于高傳導率的導體。需要注意的是，也可以通過交替層疊強磁體和高傳導率的導體而形成主體部6a。在主體部6a及基臺3的+X方向側和-X方向側的端部設置有校正線圈(亥姆霍茲線圈)6b。校正線圈6b的形狀為框狀，以包圍主體部6a的方式而配置。校正線圈6b是用于校正進入主體部6a的內部空間的進入磁場的線圈。進入磁場是指，外部磁場通過開口部6c而進入內部空間的磁場。進入磁場相對于開口部6c而言在X方向上最強。校正線圈6b通過自控制部供給的電流而產生抵消進入磁場的磁場。心磁傳感器10經由支承部件7而固定于主體部6a的頂部。心磁傳感器10計測Z方向上的磁場的強度分量。在計測受檢體9的心磁場時，使X方向工作臺4a及Y方向工作臺4c移動，使得作為受檢體9上的計測位置的胸部9a位于與心磁傳感器10相對的位置，并使Z方向工作臺4b上升，以使胸部9a靠近心磁傳感器10。噪聲磁傳感器30在心磁傳感器10的周圍配置有多個(6個以上)。在磁計測系統1中，作為噪聲磁傳感器30，包括第一噪聲磁傳感器31、第二噪聲磁傳感器32、第三噪聲磁傳感器33、第四噪聲磁傳感器34、第五噪聲磁傳感器35和第六噪聲磁傳感器36(參照圖8的(a))，詳細情況將于后述。噪聲磁傳感器30(31、32、33、34、35、36)各自計測X方向、Y方向和Z方向上的磁場的三個分量。由此，能夠特定噪聲磁傳感器30周邊的磁場分布。優選地，噪聲磁傳感器30以包圍希望特定磁場分布的空間(以下稱為計測對象空間)、即配置受檢體9的空間的方式立體地配置。磁計測裝置2的控制部具有根據由心磁傳感器10計測出的第一磁場及第二磁場的計測值和由噪聲磁傳感器30計測出的第二磁場的計測值算出作為第一磁場的受檢體9的心磁場的功能。更具體而言，控制部使用噪聲磁傳感器30(31、32、33、34、35、36)的計測值計算心磁傳感器10中的第二磁場的近似值，并將其從心磁傳感器10的計測值中減去而算出第一磁場。優選地，心磁傳感器10配置于包括連結第一噪聲磁傳感器31和第二噪聲磁傳感器32的線段、連結第三噪聲磁傳感器33和第四噪聲磁傳感器34的線段、及連結第五噪聲磁傳感器35和第六噪聲磁傳感器36的線段的交叉部的位置。這樣，在噪聲磁傳感器30的數量為2n個或者2n+1個(n為3以上的整數)的情況下，從高精度計測的觀點出發優選地，使噪聲磁傳感器30為n個對，針對各對，將心磁傳感器10配置于包含2個噪聲磁傳感器30的重心的位置。換言之，優選地，關于各對，2個噪聲磁傳感器30相對于心磁傳感器10對稱地配置。進一步優選地，心磁傳感器10配置成，連結第一噪聲磁傳感器31和第二噪聲磁傳感器32的線段、連結第三噪聲磁傳感器33和第四噪聲磁傳感器34的線段、以及連結第五噪聲磁傳感器35和第六噪聲磁傳感器36的線段中的至少兩根線段正交，剩余的一根線段與平行于上述兩根線段的平面交叉。總之，優選地，從第一噪聲磁傳感器31至第六噪聲磁傳感器36的噪聲磁傳感器30立體地配置。有關噪聲磁傳感器30的配置詳情將于后述。<心磁傳感器>下面說明心磁傳感器10的簡要構造。圖2為示出第一實施方式涉及的心磁傳感器的構造的示意圖。詳細而言，圖2的(a)為心磁傳感器的示意性側視圖，圖2的(b)為心磁傳感器的示意性平面圖。如圖2的(b)所示，從激光光源18向心磁傳感器10供給激光18a。激光光源18設置于控制部，從激光光源18發出的激光18a通過光纖19而供給至心磁傳感器10。心磁傳感器10和光纖19經由光連接器20連接。激光光源18輸出與銫的吸收線相應的波長的激光18a。激光18a的波長沒有特別的限定，在本實施方式中例如設定為與D1線相當的894nm的波長。激光光源18為可調諧激光器，從激光光源18輸出的激光18a為具有一定光量的連續光。經由光連接器20供給的激光18a沿-Y方向前進，入射至偏光板21。通過了偏光板21的激光18a成為直線偏振光。然后，激光18a依次入射至第一半反射鏡22、第二半反射鏡23、第三半反射鏡24、第一反射鏡25。第一半反射鏡22、第二半反射鏡23及第三半反射鏡24反射激光18a的一部分，使其向+X方向前進，并使一部分激光18a通過而向-Y方向前進。第一反射鏡25使入射的激光18a全部向+X方向反射。通過第一半反射鏡22、第二半反射鏡23、第三半反射鏡24、第一反射鏡25，激光18a被分割為四條光路。以各光路的激光18a的光強度為相同光強度的方式設定各反射鏡的反射率。接著，如圖2的(a)所示，激光18a依次照射并入射至第四半反射鏡26、第五半反射鏡27、第六半反射鏡28、第二反射鏡29。第四半反射鏡26、第五半反射鏡27及第六半反射鏡28反射激光18a的一部分，使其向+Z方向前進，并使一部分激光18a通過而向+X方向前進。第二反射鏡29使入射的激光18a全部向+Z方向反射。通過第四半反射鏡26、第五半反射鏡27、第六半反射鏡28、第二反射鏡29，一條光路的激光18a被分割為四條光路。以各光路的激光18a的光強度為相同光強度的方式設定各反射鏡的反射率。因此，激光18a被分離為16條光路。并且，以各光路的激光18a的光強度為相同光強度的方式設定各反射鏡的反射率。在第四半反射鏡26、第五半反射鏡27、第六半反射鏡28、第二反射鏡29的+Z方向側，4行4列共16個氣室12設置于激光18a的各光路上。并且，由第四半反射鏡26、第五半反射鏡27、第六半反射鏡28、第二反射鏡29反射的激光18a通過氣室12。氣室12為內部具有空隙的箱，堿金屬氣體被封入該空隙中。堿金屬沒有特別的限定，可以使用鉀、銣或者銫。在本實施方式中，例如將銫用作堿金屬。在各氣室12的+Z方向側設置有偏光分離器13。偏光分離器13為將入射的激光18a分離為相互正交的兩個偏光分量的激光18a的元件。例如可以將沃拉斯頓棱鏡或者偏振光束分離器用作偏光分離器13。在偏光分離器13的+Z方向側設有第一光檢測器14，在偏光分離器13的+X方向側設有第二光檢測器15。通過了偏光分離器13的激光18a入射至第一光檢測器14，由偏光分離器13反射的激光18a入射至第二光檢測器15。第一光檢測器14及第二光檢測器15將與入射的激光18a的光量相應的電流輸出給控制部。如果第一光檢測器14及第二光檢測器15產生磁場，則有可能對測定產生影響，因此，優選通過非磁性的材料構成第一光檢測器14及第二光檢測器15。心磁傳感器10具有設置于X方向的兩面及Y方向的兩面的加熱器16。加熱器16優選采用不產生磁場的構造，例如可以使用在流路中通過蒸汽、熱風來加熱的方式的加熱器。也可以取代加熱器而以高頻電壓來對氣室12進行介電加熱。心磁傳感器10配置于受檢體9(參照圖1)的+Z側。受檢體9發出的磁矢量B從-Z方向側進入心磁傳感器10。磁矢量B通過第四半反射鏡26～第二反射鏡29，并在通過氣室12之后通過偏光分離器13而從心磁傳感器10離開。心磁傳感器10是被稱為光泵式磁傳感器、光泵原子磁傳感器的傳感器。氣室12內的銫被加熱而成為氣體狀態。于是，通過將成為了直線偏振光的激光18a照射于銫氣體，從而銫原子被激勵，磁矩的方向成為一致。在該狀態下磁矢量B通過氣室12時，銫原子的磁矩由于磁矢量B的磁場而進動。將該進動稱為拉莫爾進動(ラーモア歳差運動)。拉莫爾進動的大小與磁矢量B的強度存在正相關性。拉莫爾進動使激光18a的偏振面旋轉。拉莫爾進動的大小與激光18a的偏振面的旋轉角的變化量存在正相關性。因此，磁矢量B的強度與激光18a的偏振面的旋轉角的變化量存在正相關性。心磁傳感器10的靈敏度在磁矢量B的Z方向上高，在與Z方向正交的方向上低。偏光分離器13將激光18a分離為正交的兩個分量的直線偏振光。于是，第一光檢測器14及第二光檢測器15檢測正交的兩個分量的直線偏振光的強度。由此，第一光檢測器14及第二光檢測器15能夠檢測激光18a的偏振面的旋轉角。并且，心磁傳感器10能夠從激光18a的偏振面的旋轉角的變化檢出磁矢量B的強度。將由氣室12、偏光分離器13、第一光檢測器14及第二光檢測器15構成的元件稱為傳感器元件11。在心磁傳感器10中配置有4行4列共16個傳感器元件11。心磁傳感器10中的傳感器元件11的個數及配置沒有特別的限定。傳感器元件11既可以為3行以下，也可以為5行以上。同樣，傳感器元件11既可以為3列以下，也可以為5列以上。傳感器元件11的個數越多越能提高空間分辨率。通過磁屏蔽裝置6(參照圖1)抑制外部磁場進入心磁傳感器10配置于其中的計測對象空間，但難以使外部磁場完全不進入。換言之，心磁場和外部磁場(磁噪聲)均施加于心磁傳感器10。為此，在由心磁傳感器10計測得到的計測值中包含基于心磁場的信號分量和基于外部磁場的噪聲分量。因此，為了正確地取得受檢體9的心磁場，需要從由心磁傳感器10得到的計測值中高精度地去除噪聲分量。<噪聲磁傳感器>返回圖1，噪聲磁傳感器30用于計測心磁傳感器10配置于其中的計測對象空間中的外部磁場(磁噪聲)。通過從由噪聲磁傳感器30得到的計測值特定計測對象空間中的外部磁場，從而能夠從由心磁傳感器10得到的計測值中去除外部磁場(磁噪聲)分量。設噪聲磁傳感器30檢測外部磁場(磁噪聲)等第二磁場，而不檢測第一磁場。需要注意的是，如果噪聲磁傳感器30為高靈敏度的話，也可以從噪聲磁傳感器30的計測值計測第一磁場和第二磁場的合成磁場。用作噪聲磁傳感器30的傳感器的種類沒有特別的限定，例如可以使用與上述的心磁傳感器10同樣的光泵式磁傳感器。在使用光泵式磁傳感器的情況下，例如也可以組合使用3個圖2的(a)、(b)所示的傳感器元件11作為一處的噪聲磁傳感器30。這種情況下，通過3個傳感器元件11計測沿X方向、Y方向及Z方向各方向的磁矢量。此外，也可以是，使用1個傳感器元件11作為一處的噪聲磁傳感器30，并從X方向、Y方向及Z方向各方向依次照射激光18a來時序地計測沿各方向的磁矢量。<心磁場計測處理的梗概>對由磁計測裝置2的控制部進行的心磁場計測處理的梗概進行說明。圖3為示出第一實施方式涉及的心磁場計測處理的梗概的流程圖。在圖3的左側示出心磁傳感器10的計測值所涉及的處理流程，圖3的右側示出噪聲磁傳感器30的計測值所涉及的處理流程。在步驟S11中，控制部取得心磁傳感器10的計測值。心磁傳感器10的計測值包含微弱的心磁場(第一磁場)和磁噪聲等外部磁場(第二磁場)。并且，在步驟S21中，控制部取得噪聲磁傳感器30的計測值。噪聲磁傳感器30的計測值包含包括心磁傳感器10的位置的計測對象空間中的磁噪聲等外部磁場(第二磁場)。步驟S11的心磁傳感器10的計測值取得和步驟S21的噪聲磁傳感器30的計測值取得既可以并行地進行，也可以單獨進行。需要注意的是，在噪聲磁傳感器30不僅檢測外部磁場，而且還檢測心磁場的情況下，即在噪聲磁傳感器30的計測值中包含心磁場和外部磁場的情況下，需要在進行步驟S11的心磁傳感器10的計測值取得之前，在不存在受檢體9的狀態下進行步驟S21的噪聲磁傳感器30的計測值取得。在步驟S22中，控制部將噪聲磁傳感器30的計測值應用于表示磁場的函數。在步驟S22中，優選使用能夠高精度地近似計測對象空間中的外部磁場的分布的函數。在接下來的步驟S23中，控制部計算計測對象空間中的外部磁場的近似值。然后，在步驟S24中，控制部算出心磁傳感器10位置(也稱計測位置)上的外部磁場的近似值(也稱近似值矢量A)。對于在步驟S22～步驟S24中將在步驟S21中取得的噪聲磁傳感器30的計測值應用于函數而計算外部磁場的近似值的方法將于后述。接著，在步驟S12中，控制部從在步驟S11中取得的心磁傳感器10的計測值中減去在步驟S24中算出的心磁傳感器10位置上的外部磁場的近似值。具體而言，在心磁傳感器10計測磁場矢量的情況下，既可以矢量地減去近似值的矢量，也可以作為特定成分減去。本實施方式涉及的心磁傳感器10高靈敏度地計測直線偏振光的前進方向的分量(在本實施方式的示例中為Z分量)。這種情況下，也可以減去近似值的該分量。一般而言，在將心磁傳感器10的計測方向設為第四矢量d的情況下，心磁傳感器10計測心磁傳感器10所位于的部位(計測位置)上的磁場B0與第四矢量d的內積值B0·d，因此，也可以從心磁傳感器10的計測值(內積值B0·d)中減去計測位置上的近似值矢量A與第四矢量d的內積值A·d。其結果，由于去除作為包含于心磁傳感器10的計測值中的噪聲分量的外部磁場(第二磁場)，從而可得到作為信號分量的心磁場(第一磁場)的計測值。需要注意的是，在本實施方式涉及的磁計測系統1中，通過重復圖3所示的處理流程，從而可以計測時間性變動的磁場。因此，如果構成為能夠高速進行運算處理(例如具有100Hz的時間分辨率)的話，幾乎能夠實時地取得心磁波形。在難以高速進行運算處理的情況下，也可以時序地預先存儲所取得的計測值，待計測結束之后再進行預存儲的計測值的運算處理。<外部磁場的近似值的計算方法>接著，對外部磁場的近似值的計算方法進行說明。磁計測裝置2的控制部將在上述步驟S21中取得的噪聲磁傳感器30的計測值代入多變量多項式，計算計測對象空間中的外部磁場的近似值。在本實施方式中，作為第一磁場的心磁場相對于作為第二磁場的外部磁場是微弱的。如數學式18所示，以位置矢量r(以下也稱為位置r)表示計測對象空間的任意的位置。[數學式18]此外，如數學式19所示，以磁場矢量B(以下也稱為磁場B)表示位置r上的磁場。[數學式19]經本申請發明人的致力研究可知，通過數學式20所示的多變量多項式(3個變量、關于變量的二次多項式)能夠精度良好地近似磁場B。在數學式20中，aij(i為1至3的整數，j為1至7的整數)為系數，x、y、z為磁場的近似值B的空間坐標，Bi為磁場的近似值B的第i分量。需要注意的是，數學式20也是非線性多項式(3個變量、關于變量的包含一次項和二次項的多項式)。[數學式20]Bi＝ai1+ai2x+ai3y+ai4z+ai5xy+ai6yz+ai7zx…(20)在數學式20中，i＝1表示磁場B的X分量Bx，i＝2表示磁場B的Y分量By，i＝3表示磁場B的Z分量Bz。具體而言，磁場B的各分量由數學式21表示。[數學式21]B1=Bx=a11+a12x+a13y+a14z+a15xy+a16yz+a17zxB2=By=a21+a22x+a23y+a24z+a25xy+a26yz+a27zxB3=Bz=a31+a32x+a33y+a34z+a35xy+a36yz+a37zx...(21)]]>數學式20所示的多變量多項式的右邊的第一項(ai1)表示整個計測對象空間中的平行磁場(從原點的偏離、偏置磁場(オフセット磁場))。數學式20所示的多變量多項式的右邊的第二項(ai2x)至第四項(ai4y)表示線性磁場(磁場的傾斜、傾斜磁場(傾斜磁場))。數學式20所示的多變量多項式的右邊的第五項(ai5xy)至第七項(ai7zx)表示交變磁場(磁場的扭轉、旋轉磁場)。根據畢奧-薩伐爾定律，在磁場B中存在與電流要素矢量(電流要素ベクトル)和位置矢量的外積項成比例的分量。因此，本申請發明人在磁場B的近似式中導入表示扭轉分量的xy項、yz項和zx項。基于這樣的原因，通過數學式20表示的多變量多項式，計測對象空間的任意位置上的磁場B理應被高精度地近似。在數學式20所示的多變量多項式中，由于對于XYZ三個分量各自存在7個未知數aij(j為1至7的整數)，因此，共存在3×7＝21個未知數。上述21個未知數是計測對象空間固有的值，如果特定與計測對象空間對應的這些未知數，則能夠高精度地近似計測對象空間中的磁場B。下面說明特定這些未知數aij的方法。首先，將噪聲磁傳感器項矢量R(以下也稱為磁傳感器項矢量R)定義為數學式22。[數學式22]使用數學式22的磁傳感器項矢量R時，數學式21的磁場矢量B則如數學式23所示。[數學式23]數學式23的最后的等號為未知數矩陣a(以下也稱為第一矩陣a)的定義。同樣地，數學式20所示的矩陣元素以數學式24表示。[數學式24]Bi=Σj=17aijRj...(24)]]>以α表示噪聲磁傳感器30的數量。如上所述，由于存在21個未知數aij，因此，在本實施方式中α為7以上的整數，作為一例，α＝8。由于各噪聲磁傳感器30計測磁場B的XYZ三個分量，因此，α為7以上的話則至少能夠特定21個未知數aij。如數學式25所示，以噪聲磁傳感器位置矢量rk(以下也稱為磁傳感器位置rk)表示第k個噪聲磁傳感器30的位置。這里，k為1至α的整數，在本實施方式的示例中，由于噪聲磁傳感器30的數量為α＝8個，因此，k為1至8的整數。[數學式25]此外，如數學式26所示，以第k個檢測磁場矢量Bk(以下也稱為檢測磁場Bk)表示第k個噪聲磁傳感器30的位置(磁傳感器位置rk)上的磁場B。[數學式26]將數學式23應用于數學式26則得到數學式27。[數學式27]在數學式27中，倒數第2個等號為磁傳感器位置rk上的磁傳感器項矢量Rk的定義。此時，表示以數學式24表示的、并由第k個噪聲磁傳感器30檢測的檢測磁場Bk的第i行的分量的矩陣元素Bik以數學式28表示。[數學式28]Bik=Σj=17aijRjk...(28)]]>接著，使用數學式27或者數學式28，分別通過數學式29和數學式30表示通過α個檢測磁場矢量Bk全體形成的檢測磁場矩陣M(也稱為第二矩陣M)和通過α個磁傳感器項矢量Rk全體形成的磁傳感器項矩陣P(也稱為第三矩陣P)。[數學式29][數學式30]如數學式29所示，檢測磁場矩陣M為3行α列的矩陣，i行k列的矩陣元素Mik表示為Mik＝Bik。也就是說，檢測磁場矩陣M是將3行1列的檢測磁場矢量Bk排列k＝1至α共α列而得的矩陣。因此，例如Bik為第k個噪聲磁傳感器30所檢測的磁場的第i行的分量。如上所述，i＝1為X分量，i＝2為Y分量，i＝3為Z分量。此外，如數學式30所示，磁傳感器項矩陣P為7行α列的矩陣，g行k列的矩陣元素Pgk表示為Pgk＝Rgk。也就是說，磁傳感器項矩陣P是將7行1列的磁傳感器項矢量Rk排列k＝1至α共α列而得的矩陣。因此，Rgk為第k個噪聲磁傳感器30(磁傳感器位置rk)上的磁傳感器項矢量Rk的第g行的分量。例如，g＝2時，Rgk為xk，g＝7時，Rgk為zkxk。這些檢測磁場矩陣M(第二矩陣M)和磁傳感器項矩陣P(第三矩陣P)使用未知數矩陣a(第一矩陣a)通過數學式31的關系來表示。[數學式31]M=aP,B11B12··B1aB21B22··B2aB31B32··B3a=a11a12a13a14a15a16a17a21a22a23a24a25a26a27a31a32a33a34a35a36a37R11R12··R1aR21R22··R2aR31R32··R3aR41R42··R4aR51R52··R5aR61R62··R6aR71R72··R7a...(31)]]>以矩陣元素表現數學式31時則變為數學式32。[數學式32]Bik=Σj=17aijRjk...(32)]]>如上所述，i為1至3的整數，表示噪聲磁傳感器30的k為1至α的整數。因此，例如作為第k個噪聲磁傳感器30所檢測的磁場B的Y分量(i＝2)的B2k以數學式33表示。[數學式33]B24=Σj=17a2jRjk=a21R1k+a22R2k+a23R3k+a24R4k+a25R5k+a26R6k+a27R7k=a21+a22xk+a23yk+a24zk+a25xkyk+a26ykzk+a27zkxk...(33)]]>未知數矩陣a(第一矩陣a)要通過數學式31求得。若噪聲磁傳感器30的數量α為7的話，則磁傳感器項矩陣P(第三矩陣P)為7行7列的方矩陣，存在其逆矩陣。這種情況下，未知數矩陣a(第一矩陣a)如數學式34所示，通過從右邊磁傳感器項矩陣P(第三矩陣P)的逆矩陣P-1與檢測磁場矩陣M(第二矩陣M)相乘而求得。[數學式34]a＝MP-1…(34)另一方面，若噪聲磁傳感器30的數量α為8以上的話，則磁傳感器項矩陣P(第三矩陣P)不為方矩陣，因此，不存在其逆矩陣。這種情況下，未知數矩陣a(第一矩陣a)如數學式35所示，通過從右邊磁傳感器項矩陣P(第三矩陣P)的偽逆矩陣(也稱為廣義逆矩陣(一般化逆行列))P+與檢測磁場矩陣M(第二矩陣M)相乘而求得。[數學式35]a＝MP+…(35)在數學式35中，磁傳感器項矩陣P(第三矩陣P)的偽逆矩陣P+通過數學式36求得。[數學式36]P+＝(PTP)-1PT…(36)如數學式36所示，偽逆矩陣P+是通過磁傳感器項矩陣P的轉置矩陣PT與磁傳感器項矩陣P的積的逆矩陣與磁傳感器項矩陣P的轉置矩陣PT相乘而得。需要注意的是，磁傳感器項矩陣P的轉置矩陣PT為將磁傳感器項矩陣P的矩陣元素關于行和列調換后而得到，其為α行7列的矩陣，以數學式37表示。[數學式37]PT=R11···P71R12···P72····P1α···R7α...(37)]]>這樣，當使用偽逆矩陣P+時，最小二乘法的原理發揮作用，確定對于未知數矩陣a(第一矩陣a)使誤差最小的最優解。如上所述，數學式20所示的多變量多項式中的21個未知數得以特定，能夠高精度地近似計測對象空間的任意位置上的磁場B。其結果，能夠高精度地算出心磁傳感器10的位置上的外部磁場的近似值(近似值矢量A)。具體而言，將通過數學式34或者數學式35求得的未知數矩陣a應用于數學式23。此時，將心磁傳感器10的坐標應用于磁傳感器項矢量R。其結果，數學式23的磁場矢量B表示心磁傳感器10的位置上的近似值矢量A。然后，通過從心磁傳感器10的計測值中去除算出的外部磁場的近似值(近似值矢量A)，從而能夠以低噪聲計測作為計測對象的心磁場。也就是說，能夠以高S/N比(信噪比)取出像心磁場那樣的微弱信號。這樣，根據本實施方式涉及的磁計測系統1，即使是存在比作為計測對象的磁場(例如心磁場)大的外部磁場(例如磁噪聲)的情況下，也能通過運算高精度地近似作為計測對象的位置上的外部磁場并將其從計測值中去除。因此，能夠精度良好地計測心磁場等微弱的磁場。此外，如圖2的(b)所示，當由矩陣狀配置的多個傳感器元件11構成心磁傳感器10時，在各傳感器元件11中入射至氣室12的激光18a的光軸有時會存在偏差。根據本實施方式涉及的磁計測系統1，即使是在各傳感器元件11中入射至氣室12的激光18a的光軸存在偏差的情況下，由于能夠針對各傳感器元件11單獨地高精度近似外部磁場并將其去除，從而能夠較高地維持微弱磁場的計測精度。進而，根據本實施方式涉及的磁計測系統1，由于使用矩陣運算執行心磁場計測處理，因此，可通過門陣列等簡易元件構成磁計測裝置2的控制部。由此，能夠以更低的成本實現磁計測系統1。接著，例舉噪聲磁傳感器30的配置的實施例，對第一實施方式涉及的外部磁場近似值計算中的磁傳感器項矩陣P(第三矩陣P)的計算方法進行說明。(實施例1-1)圖4和圖5為實施例1-1所涉及的噪聲磁傳感器的配置說明圖。詳細而言，圖4的(a)為立體圖，圖4的(b)為從圖4的(a)的+X方向側觀察的平面圖。圖5的(a)為從圖4的(a)的+Y方向側觀察的平面圖，圖5的(b)為從圖4的(a)的+Z方向側觀察的平面圖。在圖4和圖5中，為了單獨地識別8個噪聲磁傳感器30，從第1個至第8個分別稱為噪聲磁傳感器31、32、33、34、35、36、37、38。并且，在總稱上述噪聲磁傳感器31、32、33、34、35、36、37、38的情況下，將它們稱為噪聲磁傳感器30。在磁計測系統1中，噪聲磁傳感器31、33、36、38這四個傳感器例如安裝于主體部6a(參照圖1)等，配置于計測對象空間上部的與X-Y平面平行的平面的四個角。噪聲磁傳感器32、34、35、37這四個傳感器例如安裝于Y方向工作臺4c(參照圖1)等，配置于計測對象空間下部的與X-Y平面平行且在平面觀察中與配置噪聲磁傳感器31、33、36、38的平面重疊的平面的四個角。因此，如圖4的(a)所示，8個噪聲磁傳感器30(31、32、33、34、35、36、37、38)配置于長方體30a的各頂點。需要注意的是，長方體30a是由與X-Y平面平行的2個平面、與Y-Z平面平行的2個平面、及與X-Z平面平行的2個平面構成的六面體。此外，8個噪聲磁傳感器30配置成長方體30a的中心30c與心磁傳感器10的中心10c基本一致。在本實施例中，長方體30a的中心30c與心磁傳感器10的中心10c一致，設長方體30a的中心30c及心磁傳感器10的中心10c配置于圖4的(a)(b)中的XYZ直角坐標系的原點。這樣，將2n個(n為3以上的整數)噪聲磁傳感器30配成n對，關于各對，將心磁傳感器10配置于形成各對的噪聲磁傳感器30的重心位置。這樣，來自各對的計測值以同等重要度貢獻于心磁傳感器10位置上的近似值矢量A。進而，當使各對的長度全部一致時，來自2n個(n為3以上的整數)噪聲磁傳感器30的計測值的重要度全部相同，因此，能夠以更高的精度計測心磁傳感器10位置上的近似值矢量A。將長方體30a的沿X軸的邊的長度設為2L1，將長方體30a的沿Y軸的邊的長度設為2L2，將長方體30a的沿Z軸的邊的長度設為2L3。如圖4的(a)、(b)所示，第一噪聲磁傳感器31、第四噪聲磁傳感器34、第五噪聲磁傳感器35和第八噪聲磁傳感器38配置于與Y-Z平面平行的X＝L1的平面。并且，第二噪聲磁傳感器32、第三噪聲磁傳感器33、第六噪聲磁傳感器36和第七噪聲磁傳感器37配置于與Y-Z平面平行的X＝-L1的平面。如圖4的(a)及圖5的(a)所示，第一噪聲磁傳感器31、第三噪聲磁傳感器33、第五噪聲磁傳感器35和第七噪聲磁傳感器37配置于與X-Z平面平行的Y＝L2的平面。并且，第二噪聲磁傳感器32、第四噪聲磁傳感器34、第六噪聲磁傳感器36和第八噪聲磁傳感器38配置于與X-Z平面平行的Y＝-L2的平面。如圖4的(a)及圖5的(b)所示，第一噪聲磁傳感器31、第三噪聲磁傳感器33、第六噪聲磁傳感器36和第八噪聲磁傳感器38配置于與X-Y平面平行的Z＝L3的平面。并且，第二噪聲磁傳感器32、第四噪聲磁傳感器34、第五噪聲磁傳感器35和第七噪聲磁傳感器37配置于與X-Y平面平行的Z＝-L3的平面。在配置8個噪聲磁傳感器30時，最優選的長方體30a為L1/21/2＝L2＝L3＝L的長方體30a。也就是說，其是以一邊的長度為2L的正方形(Y-Z截面)為底面、且高度(沿X軸的邊的長度)為2×/21/2×L的四角柱。在這樣的長方體30a中，底面的法線與X軸平行，兩個側面的法線與Y軸平行，剩余的兩個側面的法線與Z軸平行。配置于這樣的長方體30a的各頂點的噪聲磁傳感器30的位置矢量rk(磁傳感器位置rk)以數學式38表示。[數學式38]當這樣配置8個噪聲磁傳感器30時，由于以數學式39表示磁傳感器項矩陣P(第三矩陣P)，從而計算變得較簡便。此外，這種情況下，由于連結第一噪聲磁傳感器31和第二噪聲磁傳感器32的線段與連結第三噪聲磁傳感器33和第四噪聲磁傳感器34的線段正交，因此，能夠高精度地計算原點附近(心磁傳感器10所位于的位置附近)的第二磁場的近似值。同樣，連結第五噪聲磁傳感器35和第六噪聲磁傳感器36的線段與連結第七噪聲磁傳感器37和第八噪聲磁傳感器38的線段正交。[數學式39]P=111111112L-2L-2L2L2L-2L-2L2LL-LL-LL-LL-LL-LL-L-LL-LL2L22L2-2L2-2L22L22L2-2L2-2L2L2L2L2L2-L2-L2-L2-L22L22L2-2L2-2L2-2L2-2L22L22L2...(39)]]>進而，當設XYZ坐標系的1單位為L時，磁傳感器項矩陣P(第三矩陣P)如數學式40所示，以1和-1表現，從而計算變得更為簡便。[數學式40]P=111111112-2-222-2-221-11-11-11-11-11-1-11-1122-2-222-2-21111-1-1-1-122-2-2-2-222...(40)]]>(實施例1-2)在實施例1-2中，由于8個噪聲磁傳感器30與心磁傳感器10的位置關系同于實施例1-1，因此省略圖示，最優選的長方體30a為L1＝L2＝L3＝L的長方體30a。也就是說，長方體30a是一邊的長度為2L的立方體。配置于這樣的、一邊的長度為2L的立方體的各頂點的噪聲磁傳感器30的位置矢量rk(磁傳感器位置rk)以數學式41表示。[數學式41]當這樣配置8個噪聲磁傳感器30時，磁傳感器項矩陣P(第三矩陣P)如數學式42所示，以1、L和-L表現，從而計算變得簡便。[數學式42]P=11111111L-L-LLL-L-LLL-LL-LL-LL-LL-LL-L-LL-LLL2L2-L2-L2L2L2-L2-L2L2L2L2L2-L2-L2-L2-L2L2L2-L2-L2-L2-L2L2L2...(42)]]>進而，當設XYZ坐標系的1單位為L時，磁傳感器項矩陣P(第三矩陣P)如數學式43所示，以1和-1表現，從而計算變得更為簡便。[數學式43]P=111111111-1-111-1-111-11-11-11-11-11-1-11-1111-1-11-1-1-11111-1-1-1-111-1-1-1-111...(43)]]>(實施例1-3)圖6和圖7為實施例1-3所涉及的噪聲磁傳感器的配置說明圖。詳細而言，圖6的(a)為立體圖，圖6的(b)為從圖6的(a)的+X方向側觀察的平面圖。圖7的(a)為從圖6的(a)的+Y方向側觀察的平面圖，圖7的(b)為從圖6的(a)的+Z方向側觀察的平面圖。在實施例1-3中，如圖6的(a)和圖7的(b)所示，長方體30a是以一邊的長度為21/2×L的正方形(X-Y截面)為底面、且高度(沿Z軸的邊的長度)為2×L的四角柱。進一步地，8個噪聲磁傳感器30(長方體30a)與心磁傳感器10的位置關系不同于實施例1-1和實施例1-2。更具體而言，如圖7的(b)所示，在從+Z方向側觀察的平面觀察中，長方體30a相對于心磁傳感器10的位置關系為以Z軸為中心旋轉了45°。8個噪聲磁傳感器30配置于長方體30a的各頂點，長方體30a的中心30c和心磁傳感器10的中心10c基本一致。在實施例1-3中，如圖6的(a)及圖6的(b)所示，8個噪聲磁傳感器30中的第三噪聲磁傳感器33、第四噪聲磁傳感器34、第七噪聲磁傳感器37和第八噪聲磁傳感器38這4個配置于與Y-Z平面平行的X＝0的平面。并且，上述4個噪聲磁傳感器30在X＝0的平面內配置于正方形(也稱為第一正方形)的各頂點。在圖6的(b)所示的平面觀察中，第一正方形的重心配置成與原點基本一致，心磁傳感器10配置成包含該第一正方形的重心和原點。此外，如圖6的(a)及圖7的(a)所示，第一噪聲磁傳感器31、第二噪聲磁傳感器32、第五噪聲磁傳感器35和第六噪聲磁傳感器36這4個配置于與X-Z平面平行的Y＝0的平面。并且，上述4個噪聲磁傳感器30在Y＝0的平面內配置于正方形(也稱為第二正方形)的各頂點。在圖7的(a)所示的平面觀察中，第二正方形的重心配置成與原點基本一致，心磁傳感器10配置成包含該第二正方形的重心和原點。這樣配置的噪聲磁傳感器30的位置矢量rk(磁傳感器位置rk)以數學式44表示。[數學式44]當這樣配置8個噪聲磁傳感器30時，磁傳感器項矩陣P(第三矩陣P)如數學式45所示，以1、L和-L表現，并且，0矩陣元素增加，從而計算變得更為簡便。[數學式45]P=11111111L-L00L-L0000L-L00L-LL-LL-L-LL-LL0000000000L2L200-L2L2L2L200-L2-L200...(45)]]>進而，當設XYZ坐標系的1單位為L時，磁傳感器項矩陣P(第三矩陣P)如數學式46所示，以1和-1表現，從而計算更進一步地變得簡便。[數學式46]P=111111111-1001-100001-1001-11-11-1-11-1100000000001100-1-11100-1-100...(46)]]>如上所述，根據第一實施方式涉及的磁計測系統1，即使是存在比心磁場等微弱磁場大的外部磁場的情況下，也能夠通過運算來高精度地近似作為計測對象的位置上的外部磁場并將其從計測值中去除，從而能夠精度良好地計測作為計測對象的微弱磁場。(第二實施方式)下面說明第二實施方式所涉及的磁計測系統中的外部磁場的近似值計算方法。第二實施方式涉及的磁計測系統相比于第一實施方式，除了外部磁場的近似值計算中的未知數矩陣等的表現方法不同這一點以外，包含系統構成在內地均與第一實施方式大致相同。<外部磁場的近似值計算方法>第一實施方式中，在外部磁場的近似值計算中，基于未知數aij定義通過數學式23表現的未知數矩陣a，使用數學式34或數學式35求解該未知數矩陣a。與此相對地，在第二實施方式中，基于未知數aij定義通過數學式47表現的未知數矢量b(也稱為第一矢量b)，求解該未知數矢量b，在這一點上是不同的。[數學式47]以下說明在第二實施方式涉及的磁計測系統中解未知數矢量b的方法。如數學式47所示，未知數矢量b(第一矢量b)為將21個未知數aij排列為1列的21行1列的列矢量。接著，以數學式48表示由α個噪聲磁傳感器30(磁傳感器位置rk)中的所有檢測磁場矢量Bk形成的檢測磁場矢量N(也稱為第二矢量N)。[數學式48]如數學式48所示，檢測磁場矢量N(第二矢量N)為將3×α個檢測磁場矩陣元素Bik排列為1列的3α行1列的列矢量。接著，以數學式49定義由α個磁傳感器項矢量Rk全體形成的磁傳感器項矩陣Q(第四矩陣Q)。[數學式49]在數學式49中，行矢量RkT為磁傳感器項矢量Rk的轉置矩陣，其為1行7列的行矢量。此外，在數學式49中，零矢量0為矩陣元素全部為零的1行7列的行矢量。因此，第四矩陣Q為3α行21列的矩陣。當使用由數學式49定義的第四矩陣Q時，檢測磁場矢量N和未知數矢量b由數學式50表現。[數學式50]這里，與第一實施方式同樣，當通過矩陣元素表現數學式50時則成為數學式32那樣。因此，可知，數學式50顯示與第一實施方式相同的方程系統。未知數矢量b要由數學式50求得。若噪聲磁傳感器30的數量α為7，則磁傳感器項矩陣Q(第四矩陣Q)為21行21列的方矩陣，存在逆矩陣。這種情況下，未知數矢量b(第一矢量b)如數學式51所示，通過從左邊第四矩陣Q的逆矩陣Q-1與檢測磁場矢量N(第二矢量N)相乘而求得。[數學式51]另一方面，若噪聲磁傳感器30的數量α為8以上，則磁傳感器項矩陣P不為方矩陣，從而不存在逆矩陣。這種情況下，未知數矢量b(第一矢量b)如數學式52所示，通過從左邊第四矩陣Q的偽逆矩陣(也稱為廣義逆矩陣)Q+與檢測磁場矢量N(第二矢量N)相乘而求得。[數學式52]在數學式52中，磁傳感器項矩陣Q(第四矩陣Q)的偽逆矩陣Q+通過數學式53求得。[數學式53]Q+＝(QTQ)-1QT…(53)如數學式53所示，偽逆矩陣Q+是通過第四矩陣Q的轉置矩陣QT與第四矩陣Q的積的逆矩陣與第四矩陣Q的轉置矩陣QT相乘而得。需要注意的是，第四矩陣Q的轉置矩陣QT為將第四矩陣Q的矩陣元素關于行和列調換后而得到，其為21行3α列的矩陣，以數學式54表示。[數學式54]QT=R1100R12......0R2100R22......0............00R610......R6a00R710......R7a...(54)]]>若在求未知數矢量b時使用偽逆矩陣Q+，則最小二乘法的原理發揮作用，確定使誤差最小的最優解。這樣，在第二實施方式中，由于最小二乘法應用于整個未知數矢量b，因此，能夠得到比通過第一實施方式求得的最優解更合適的解，能夠更為正確地近似計測對象空間中的磁場。(第三實施方式)下面說明第三實施方式所涉及的磁計測系統中的外部磁場的近似值計算方法。第三實施方式涉及的磁計測系統與第一實施方式相比，系統構成相同，與第二實施方式相比，除了外部磁場的近似值計算中的未知數矢量b等的表現方法不同這一點以外，其余均大致相同。<外部磁場的近似值計算方法>第二實施方式中，在外部磁場的近似值計算中，基于21個未知數aij定義通過數學式47表現的未知數矢量b(第一矢量b)，使用數學式51或數學式52求解該未知數矢量b。與此相對地，在第三實施方式中，將麥克斯韋(Maxwell)方程式的第二式應用于磁場B來求解未知數aij，在這一點上不同。麥克斯韋方程式的第二式對應關于磁場的高斯定律，表示磁場的散度(発散)為零。麥克斯韋方程式的第二式通過數學式55表現。將該數學式55所示的關系應用于數學式20、數學式21、數學式23等。[數學式55]將數學式20代入數學式55，得到數學式56。[數學式56]在數學式56的右邊，第一個括號表示關于x的偏微分，第二個括號表示關于y的偏微分，第三個括號表示關于z的偏微分。在有關磁場的高斯定律中，數學式56必須恒等于零。因此，數學式56的右邊的常數項、相對于x的比例項、相對于y的比例項、相對于z的比例項都必須全部為零。由此求得數學式57。[數學式57]a12+a23+a34＝a25+a37＝a15+a36＝a17+a26＝0…(57)數學式57包含4個恒等式，因此，未知數aij從21個減少為21-4＝17個。具體而言，在解21個未知數aij時應用數學式58。[數學式58]a34=-(a12+a23)a37=-a25a36=-a15a26=-a17...(58)]]>由于不必求解在數學式58的各左邊出現的4個未知數，因此，在本實施方式中，定義通過數學式59表現的未知數矢量c(也稱為第三矢量c)并對其求解。[數學式59]如數學式59所示，未知數矢量c(第三矢量c)是將從21個未知數aij中去掉a26、a34、a36、a37這4個未知數而得到的17個未知數排列為1列的17行1列的列矢量。通過數學式60定義與該第三矢量c對應的磁傳感器項矩陣S(第五矩陣S)。[數學式60]如數學式60所示，磁傳感器項矩陣S(第五矩陣S)為3α行17列的矩陣。1個磁傳感器項矢量Rk對應3α行的每3行。具體而言，與第k個磁傳感器位置rk上的磁傳感器項矢量Rk相當的分量出現在第五矩陣S的第3k-2行、第3k-1行和第3k行。第五矩陣S的第3k-2行用于求得第k個噪聲磁傳感器30所檢測的磁場的第1行的分量B1k。同樣地，第五矩陣S的第3k-1行用于求得第k個噪聲磁傳感器30所檢測的磁場的第2行的分量B2k，第五矩陣S的第3k行用于求得第k個噪聲磁傳感器30所檢測的磁場的第3行的分量B3k。當通過3行17列的子陣Tk(部分行列)表示第五矩陣S的第3k-2行、第五矩陣S的第3k-1行和第五矩陣S的第3k行時，子陣Tk變為數學式61。[數學式61]Tk=R1kR2kR3kR4kR5kR6kR7k0000000000000000-R6kR1kR2kR3kR4kR5kR7k00000-R4k00-R6k0000-R4k0-R7k0R1kR2kR3kR5k=1xkykzkxkykykzkzkxk0000000000000000-ykzk1xkykzkxkykzkxk00000-zk00-ykzk0000-zk0-zkxk01xkykxkyk...(61)]]>當使用子陣Tk時，第五矩陣S變成將從k＝1的子陣T1至k＝α的子陣Tα共α個子陣排列為α行1列的矩陣，通過數學式62表現。[數學式62]S=T1T2T3...Tα...(62)]]>當使用由數學式59定義的未知數矢量c(第三矢量c)和由數學式60定義的磁傳感器項矩陣S(第五矩陣S)時，檢測磁場矢量N由數學式63表現。[數學式63]這里，與第二實施方式同樣，當考慮表示麥克斯韋方程式的第二式的數學式58的關系，通過矩陣元素表現數學式63時則成為數學式32。因此，可知，數學式63表示與第一實施方式、第二實施方式相同的方程系統。未知數矢量c要由數學式63求得。若噪聲磁傳感器的數量α為6以上，則對于未知數的個數17，檢測磁場矢量N(第二矢量N)為18行以上，因此，可應用最小二乘法特定未知數。這種情況下，磁傳感器項矩陣S(第五矩陣S)不為方矩陣，從而不存在逆矩陣。這時，未知數矢量c(第三矢量c)如數學式64所示，從左邊通過磁傳感器項矩陣S(第五矩陣S)的偽逆矩陣(也稱為廣義逆矩陣)S+與檢測磁場矢量N(第二矢量N)相乘而求得。[數學式64]在數學式64中，通過數學式65求得第五矩陣S的偽逆矩陣S+。[數學式65]S+＝(STS)-1ST…(65)如數學式65所示，偽逆矩陣S+是通過第五矩陣S的轉置矩陣ST與第五矩陣S的積的逆矩陣與第五矩陣S的轉置矩陣ST相乘而得。需要注意的是，第五矩陣S的轉置矩陣ST為將第五矩陣S的矩陣元素關于行和列調換后而得到。若在求未知數矢量c時使用偽逆矩陣S+，則最小二乘法的原理發揮作用，確定使誤差最小的最優解。這樣，在第三實施方式中，由于考慮麥克斯韋方程式的第二式，因此，可通過數量比第二實施方式少的噪聲磁傳感器30特定計測對象空間中的磁場。并且，在使用與第二實施方式相同數量的噪聲磁傳感器30的情況下，與少4個未知數相應地，可得到比通過第二實施方式求得的最優解更合適的解，能夠更為正確地近似計測對象空間中的磁場。需要說明的是，本實施方式中示出了將關于磁場的高斯定律的結果(數學式58)應用于第二實施方式的例子，但也可以將關于磁場的高斯定律的結果(數學式58)應用于第一實施方式。下面例舉噪聲磁傳感器30的配置實施例來說明第三實施方式涉及的外部磁場的近似值計算中的磁傳感器項矩陣S(第五矩陣S)的計算方法。(實施例3-1)圖8和圖9為實施例3-1涉及的噪聲磁傳感器的配置說明圖。詳細而言，圖8的(a)為立體圖，圖8的(b)為從圖8的(a)的+X方向側觀察的平面圖。圖9的(a)為從圖8的(a)的+Y方向側觀察的平面圖，圖9的(b)為從圖8的(a)的+Z方向側觀察的平面圖。在實施例3-1中，如圖8的(a)所示，將6個噪聲磁傳感器30兩個兩個地以原點為中心對稱地配置在X軸上、Y軸上和Z軸上。因此，在實施例3-1中，6個噪聲磁傳感器30配置于一邊的長度為21/2×L的正八面體30b的各頂點。正八面體30b的中心30c與心磁傳感器10的中心10c基本一致。在實施例3-1中，如圖8的(a)及圖8的(b)所示，6個噪聲磁傳感器30中的第三噪聲磁傳感器33、第四噪聲磁傳感器34、第五噪聲磁傳感器35和第六噪聲磁傳感器36這4個噪聲磁傳感器配置于與Y-Z平面平行的X＝0的平面。此外，如圖8的(a)及圖9的(a)所示，第一噪聲磁傳感器31、第二噪聲磁傳感器32、第五噪聲磁傳感器35和第六噪聲磁傳感器36這4個噪聲磁傳感器配置于與X-Z平面平行的Y＝0的平面。進而，如圖8的(a)及圖9的(b)所示，第一噪聲磁傳感器31、第二噪聲磁傳感器32、第三噪聲磁傳感器33和第四噪聲磁傳感器34這4個噪聲磁傳感器配置于與X-Y平面平行的Z＝0的平面。連結第一噪聲磁傳感器31和第二噪聲磁傳感器32的線段、連結第三噪聲磁傳感器33和第四噪聲磁傳感器34的線段、和連結第五噪聲磁傳感器35和第六噪聲磁傳感器36的線段中的至少2條線段正交。并且，配置成剩余的1條線段與平行于該相互正交的2條線段的平面交叉。心磁傳感器10配置于包括剩余的1條線段與平行于相互正交的2條線段的平面交叉的交叉部的位置。這樣配置的噪聲磁傳感器30的位置矢量rk(磁傳感器位置rk)由數學式66表示。[數學式66]當這樣配置6個噪聲磁傳感器30時，如數學式67所示，磁傳感器項矩陣S(第五矩陣S)以1、L和-L表現，并且，0矩陣元素增加，從而計算變得更為簡便。[數學式67]S=1L0000000000000000000001L00000000000000000000001L001-L0000000000000000000001-L00000000000000000000001-L0010L0000000000000000000010L00000000000000000000010L010-L0000000000000000000010-L00000000000000000000010-L0100L0000000000000000000100L00000000-L0000000-L0001000100-L0000000000000000000100-L00000000L0000000L0001000...(67)]]>進而，當設XYZ坐標系的1單位為L時，如數學式68所示，磁傳感器項矩陣S(第五矩陣S)以1和-1表現，從而計算更進一步地變得簡便。[數學式68]S=1100000000000000000000011000000000000000000000011001-10000000000000000000001-100000000000000000000001-10010100000000000000000000101000000000000000000000101010-10000000000000000000010-100000000000000000000010-1010010000000000000000000010010000000-10000000-10001000100-10000000000000000000100-1000000001000000010001000...(68)]]>上述實施方式只不過示出本發明的一方面，可在本發明的范圍內任意進行變形及應用。作為變形例，例如可以考慮以下方式。(變形例)在上述實施方式中，通過數學式20所示的包括3個變量且關于變量的二次多項式近似磁場B，但磁場B的近似式不限于數學式20。例如，在外部磁場空間上包含高階(高次數)的梯度磁場的情況下，也可以在數學式20中進一步增加高次項。需要注意的是，這種情況下，由于需要作為未知數的系數aij的個數以上的數量的噪聲磁傳感器30，因此，當系數aij的個數增多時，所配置的噪聲磁傳感器30的個數也增多而變得大于未知數矩陣a(第一矩陣a)。當前第1頁1 2 3