磁区観察

磁区観察とは

長年の磁区観察装置開発・製作の実績を活かし開発したテーブルトップサイズの小型磁区観察装置です。専用電磁石・観察用コンピュータ・ソフトウェアを備え、独立した磁区観察顕微鏡としてお使いいただけます。また本装置に使用されている手のひらサイズの観察ユニットは多種多用な組み合わせ用途向けにユニット単体でご提供可能です。

製品紹介
製品特長
観察例
仕様
価格

磁区観察の製品紹介

Kerrループ／磁区　同時評価装置

特長／用途

Kerr効果によるヒステリシスループと磁区像の同時取得が行えるハイブリッド装置
切替機構により面内磁化材料・垂直磁化材料両方の測定に対応
対物レンズ倍率、レーザ光源波長、印加磁場応相談
※テスト測定／観察を承ります。

概要／仕様

測定方向	面内／垂直方向
使用光源	半導体レーザ／白色光源 ※レーザ波長応相談
空間分解能	<Φ2μｍ ※50倍対物レンズ使用時
最大印加磁場	10kOe（1T） ※20kOe等、他の印加磁場応相談

面内／垂直磁区観察装置

特長／用途

磁場制御下における動的磁性材料の磁区観察を目的とした顕微鏡
切替機構により面内方向・垂直方向の測定が可能
電磁石、ソフトウェアと組み合わせる事で印加磁場変化時の磁区構造を動的に観察する事が可能
試料加熱オプション、ウェハ対応等応相談
※テスト観察を承ります。

概要／仕様

観察方向	面内／垂直方向
使用光源	高輝度白色LED （期待寿命：>10,000h）従来水銀ランプからLEDへの変更応相談
空間分解能	2μm以下（×50対物レンズ、垂直評価時） ※他の倍率、10mm等の広視野観察応相談
最大印加磁場	10kOe（1T） ※20kOe等、他の印加磁場応相談

観察　動画

磁区観察ユニット

特長／用途

プローバ装置等、他の測定装置に取り付ける用途を想定した磁区観察顕微鏡ユニット
長寿命なLED光源を採用
コンパクトな手のりサイズ！

概要／仕様

観察方向	面内方向 ※垂直方向応相談
使用光源	高輝度白色LED（期待寿命：>10,000h）
空間分解能	<2μm ※50倍対物レンズ使用時

磁区観察の製品特長

HARDWARE

高感度な動的磁区観察

コンパクトになってもその光学性能に妥協はありません。付属の電磁石による磁場制御下でコントラストの高い動的磁区挙動の観察が可能です。

パーマロイ(NiFe) 磁区観察像
*専用ソフトウェア使用

電磁鋼板磁区観察像
*専用ソフトウェア使用

卓上設置可能なコンパクトサイズ

30年以上に渡り培ってきた磁区観察性能はそのままに、設置面積はわずかA4サイズペーパ以下！
大幅な小型化に成功しています。

安定・長寿命なLED光源の採用

従来装置で使用していたちらつきが避けられない水銀ランプに対し、時間的な明暗変化やノイズが少ない長寿命白色LEDを顕微鏡照明として使用しています。

レンズアタッチメント

対物レンズは交換が容易で観察位置再現性に優れるスライド式。顕微鏡の取扱いに慣れていない方でも安心してお使いいただけます。
対物レンズには高N.A（0.8）の50倍対物レンズを標準として採用。オプションとして20倍、100倍対物レンズなどのご提案も可能です。

磁区観察ユニット

本装置は電磁石、PCなどを含めたシステムとしてのご提供だけではなく、顕微鏡観察ユニットのみのご提供も可能です。プローバ装置などの他の装置や光学実験系への組み合わせにお使いいただけま本装置は電磁石、PCなどを含めたシステムとしてのご提供だけではなく、顕微鏡観察ユニットのみのご提供も可能です。プローバ装置などの他の装置や光学実験系への組み合わせにお使いいただけます。

SOFTWARE

磁場制御・画像処理機能を兼ね備えた
磁区観察専用ソフトウェア

コンパクト磁区観察装置には磁区観察専用ソフトウェアが付属します。カメラの設定から始まり、磁場制御、画像処理、解析機能など、磁区観察に必要な各機能が統合されています。

差分処理機能

ソフトウェアを介した磁場制御によりあらかじめ磁化飽和させた観察像を参照画像として、ターゲットとする観察像から参照画像を差し引くことにより、コントラストの良い磁区像を得る機能です。一般的に軟磁性材料の磁区はコントラストが得にくく観察が難しいとされていますが、差分処理機能を適用することで、軟磁性体の磁区も高いコントラストで観察することができます。取得された画像に対し差分処理を行うことはもちろん、差分処理を適用した状態でリアルタイムでの観察もできるようになっています。

リアルタイム差分を使用せずに観察した様子(磁場を手動で変化させながら実観察画面を撮影)
＊観察試料: 磁性アモルファスリボン

同じ試料、観察場所にてリアルタイム差分を使用して観察した様子

磁場制御

コンパクト磁区観察装置に付属している電磁石から出力される磁場は、ソフトウェアから任意で制御することができます。

二つの観察モード

磁区観察ソフトウェアにはあらかじめ磁場制御パターンを設定し、設定されたパターンに従って自動的に連続撮像を行う機能が実装されています。

Staticモード

ソフトウェア内の磁場テーブル上で設定された磁場毎に画像を撮像する観察モードです。磁場テーブルでは最大磁場の値と磁場変化ステップ、磁場掃引波形パターン（三角波～サイン波パターン)を設定することで自動で磁場掃引パターンが作成できる他、任意で撮像したい磁場項目を入力することも可能です。また、一回あたりに撮像する画像の平均化回数はソフトウェア上で任意に設定できます。Staticモードで得られる画像はノイズが少なく、高品位な磁区像取得に適しています。

Dynamicモード

設定磁場毎に画像を撮像するStaticモードに対し、Dynamicモードはカメラのフレームレートに従って連続撮像を行う自動観察モードです。ソフトウェア上でカメラのフレームレート、磁場最大値、磁場掃引時間と磁場掃引波形パターン（三角波～サイン波パターン)を設定することで、自動で磁場掃引パターンが作成されます。(任意での磁場設定も可能です)。Dynamicモードでは設定した磁場パターンに対しての撮像枚数が多く、かつ高速で観察が行われるため、動的な磁区挙動の詳細を把握することに適しています。

磁区の輝度変化に基づいた磁気ヒステリシスグラフ

ソフトウェアには観察モードで連続撮像された磁区画像データより、輝度変化に基づくグラフを描画する機能が付属しています。磁場掃引下の輝度変化をグラフ化(X軸:輝度、Y軸:印可磁場)することにより、観察した磁性材料の磁化ヒステリシス特性を把握することができます。グラフは観察視野内全体の輝度変化に由来するものの他、任意で評価領域を指定することができ、細線やドット上のパターンを個別に評価したり、特定の局所領域のみの特性を確認することが可能です。

観察視野内全体の輝度変化に基づいたヒステリシスグラフ

観察視野内、特定領域(赤枠部分)のみを選択評価したヒステリシスグラフ

磁場掃引下電磁鋼板研磨面磁区構造変化の様子

画像輝度変化より取得した磁気履歴曲線 Y軸: 16bit階調輝度、X軸: 掃引磁界 [Oe]
(付属観察ソフトウェアにて取得) (取得画像120枚から各所画像抜粋)

位置ずれ補正機能

本装置の観察対象は磁性材料であるため、外部磁場を加えることにより、観察中に試料が動いてしまうことがあります。ソフトウェアには観察された画像の位置ずれ補正機能が含まれており、外部磁場によって試料が動いてしまう影響を低減することができます。画像位置は任意で調整可能、また画像認識技術による自動で位置ずれを補正する機能が付属しています。*下記動画の観察試料は電磁鋼板です。

位置ずれ補正前

試料上の傷に着眼すると、外部から加えられた磁場によって試料がゆっくりと下方向へ動き、
あらかじめ取得された参照画像（磁化飽和像）の位置からずれていく様子がわかります。

位置ずれ補正後

各画像が同じ位置にあり、磁場によって試料が動いてしまう様子が低減されていることがわかります。

画像処理フィルタバイラテラルフィルタ

ソフトウェアには取得された各画像から一括でノイズを除去するフィルタ機能が実装されています。一例としては個別磁区像の輪郭を保持したままノイズ除去処理を行うバイラテラルフィルタ機能などが含まれます。

バイラテラルフィルタ無し

バイラテラルフィルタ有り

解析機能 – ヒストグラム

画像上の一部もしくは全体のヒストグラムを表示します。輝度の分布（横軸輝度値、縦軸頻度）が確認できます。指定した箇所の輝度値や、ピーク値、指定した閾値においての比率などを求めることもできます。

解析機能 - 面積測定

画像上の指定した点における輝度値と同等の輝度値の面積を求めます。下の画像では青い領域が指定した点と隣接していて、なおかつ同等の輝度値の領域を示しています。黄色い領域は指定した点とは直接隣接していない、同等の輝度値の領域を示しています。ここでの青い領域および黄色い領域は面積として自動的に計算されて表示されます。同等と見なす閾値は任意に設定が可能です。

解析機能 – 測長

画面上の寸法を測定します(任意で選択。下記画像内赤線部分)。磁区の大きさ、パターンの大きさなどを測定することができます。

多彩な出力形式

このソフトウェアで観測されたデータは、静止画としてはBitmap、PNG、JPEG、TIFFの画像フォーマット、動画としてはAVI形式による動画フォーマットで保存ができます。またMP4形式での動画保存も可能となり、タブレットなどで直接再生が可能となります。本サイトで使用している観察結果の動画は全て本ソフトウェアで出力されたファイルです。

観察例

観察例 – 画像

電磁鋼板

軟磁性薄膜

GdFeCo

FeCoTaZr

観察例 – 動画

仕様

光源 *1	種類 *1	白色LED
光源 *1	寿命 *1	1万時間以上　*保証期間: 製品販売後1年
対物レンズ *1		50倍（N.A. 0.8）*オプション: 20倍対物レンズ(N.A.0.45)、100倍対物レンズ (N.A. 0.9)
観察Kerr効果 *1		縦Kerr効果 (面内磁区観察用)、極Kerr効果 (面直磁区観察用) *手動切替式
磁場	磁場印可方向	面内方向
磁場	最大発生磁場	±1kOe*特殊電磁石応対応
カメラ	解像度	1280 x 960 ピクセル
カメラ	フレームレート	60 fps
寸法/重量	顕微鏡部	W210 x D260 x H475mm, 8kg
ステージ		手動ステージ　XY軸、Z軸、θ軸、α-β軸
構成		顕微鏡本体、電磁石コントローラ、PC一式、ソフトウェア
入力電源		AC100V ～ 240V （±10%）15A 以下

※上記はコンパクト磁区観察装置の仕様内容です。磁区観察ユニットの仕様は*1と注記されている部分をご覧ください。
※上記仕様内に記載されていないご希望についてもお気軽にご相談ください。

価格

コンパクト磁区観察装置 BH-753-NML	5,262,500円 (税抜) オプション品含まず日本国内での販売価格です。
磁区観察ユニット BH-753	2,250,000円 (税抜) オプション品含まず日本国内での販売価格です。

※試料加熱のご要望がございましたらご相談下さい。
その他、他倍率の対物レンズの導入、応力印加等を想定した特殊電磁石形状の製作など多数の実績がございます。