JPH06335461A - スクイド磁束計 - Google Patents
スクイド磁束計Info
- Publication number
- JPH06335461A JPH06335461A JP5127529A JP12752993A JPH06335461A JP H06335461 A JPH06335461 A JP H06335461A JP 5127529 A JP5127529 A JP 5127529A JP 12752993 A JP12752993 A JP 12752993A JP H06335461 A JPH06335461 A JP H06335461A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- squid
- coil
- input coil
- input
- magnetometer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】磁束伝達効率を向上させて計測感度を向上させ
ることができるスクイド磁束計を提供する。 【構成】本発明のスクイド磁束計は、被検体内で発生し
た磁界を検出可能なピックアップコイル３３と、ピック
アップコイル３３に直列接続された入力コイル３２と、
入力コイル３２と所定の間隔をおいて配置されたスクイ
ドリング４とを備え、入力コイル３２およびピックアッ
プコイル３３の少なくともいずれか一方は、巻数を１と
しかつ線幅を線厚に比べて十分大きく設定してある。
ることができるスクイド磁束計を提供する。 【構成】本発明のスクイド磁束計は、被検体内で発生し
た磁界を検出可能なピックアップコイル３３と、ピック
アップコイル３３に直列接続された入力コイル３２と、
入力コイル３２と所定の間隔をおいて配置されたスクイ
ドリング４とを備え、入力コイル３２およびピックアッ
プコイル３３の少なくともいずれか一方は、巻数を１と
しかつ線幅を線厚に比べて十分大きく設定してある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＳＱＵＩＤ(Supercond
ucting QUantum Interference Device, 以下、スクイド
と呼ぶ）磁束計に関する。
ucting QUantum Interference Device, 以下、スクイド
と呼ぶ）磁束計に関する。
【０００２】
【従来の技術】スクイドは、地磁気の１億分の１から１
万分の１という非常に弱い磁気を計測することができる
超高感度な磁束計であり、最近では生体内で発生する磁
気を外部から計測して病気の診断等に応用しようとする
研究が盛んに行われている。
万分の１という非常に弱い磁気を計測することができる
超高感度な磁束計であり、最近では生体内で発生する磁
気を外部から計測して病気の診断等に応用しようとする
研究が盛んに行われている。
【０００３】図５に示すスクイド磁束計１は、いわゆる
ＤＣ−ＳＱＵＩＤと呼ばれるタイプのものであり、液体
ヘリウム２で満たされたデュワーと呼ばれる容器３内に
超伝導体で構成したスクイドリング４を配置してある。
ＤＣ−ＳＱＵＩＤと呼ばれるタイプのものであり、液体
ヘリウム２で満たされたデュワーと呼ばれる容器３内に
超伝導体で構成したスクイドリング４を配置してある。
【０００４】スクイドリング４の近傍には入力コイル６
を配置してあり、被検者９の頭部１０近傍に配置された
ピックアップコイル７が検出した磁束をスクイドリング
４に入力するようになっている。
を配置してあり、被検者９の頭部１０近傍に配置された
ピックアップコイル７が検出した磁束をスクイドリング
４に入力するようになっている。
【０００５】また、スクイドリング４には駆動回路８が
接続してあり、スクイドリング４を駆動するとともにス
クイドリング４で得られた信号から所定の計測信号を出
力するようになっている。
接続してあり、スクイドリング４を駆動するとともにス
クイドリング４で得られた信号から所定の計測信号を出
力するようになっている。
【０００６】図６は、スクイドリング４および駆動回路
８を回路図で示したものである。
８を回路図で示したものである。
【０００７】同図でわかるように、スクイドリング４に
は、２つのジョセフソン接合１１を設けてあり、スクイ
ドリング４の近傍には変調帰還コイル５を配置してあ
る。
は、２つのジョセフソン接合１１を設けてあり、スクイ
ドリング４の近傍には変調帰還コイル５を配置してあ
る。
【０００８】変調帰還コイル５は、スクイドリング４に
変調をかけるとともに変調出力成分を検波した結果をス
クイドリング４にフィードバックすることによって、ス
クイドリング４内の磁束を一定に保ちつつスクイドリン
グ４内に入ろうとする磁束に比例した出力電圧を得るこ
とができるようになっている。
変調をかけるとともに変調出力成分を検波した結果をス
クイドリング４にフィードバックすることによって、ス
クイドリング４内の磁束を一定に保ちつつスクイドリン
グ４内に入ろうとする磁束に比例した出力電圧を得るこ
とができるようになっている。
【０００９】このようなスクイドリング、入力コイルお
よび変調帰還コイルは、スクイドチップとして一体に形
成することが多い。
よび変調帰還コイルは、スクイドチップとして一体に形
成することが多い。
【００１０】図７は、特開平３−１１５８７４号公報に
開示されたスクイドチップ２０を示したものであり、多
数巻に形成された入力コイル２２をスクイドリング２１
の上に絶縁膜を挟んで積層してある。
開示されたスクイドチップ２０を示したものであり、多
数巻に形成された入力コイル２２をスクイドリング２１
の上に絶縁膜を挟んで積層してある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、多数巻
とした入力コイルのインダクタンスが大きいため、磁束
伝達効率が低いという問題が生じていた。
とした入力コイルのインダクタンスが大きいため、磁束
伝達効率が低いという問題が生じていた。
【００１２】すなわち、Ｌp をピックアップコイルのイ
ンダクタンス、Ｌi を入力コイルのインダクタンス、Ｌ
s をスクイドリングのインダクタンス, ｋi を入力コイ
ルとスクイドリングとの結合係数、ｎp をピックアップ
コイルの巻数とすると、ピックアップコイルからスクイ
ドリングまでの磁束伝達効率Φs/Φp は、一般的に、
ンダクタンス、Ｌi を入力コイルのインダクタンス、Ｌ
s をスクイドリングのインダクタンス, ｋi を入力コイ
ルとスクイドリングとの結合係数、ｎp をピックアップ
コイルの巻数とすると、ピックアップコイルからスクイ
ドリングまでの磁束伝達効率Φs/Φp は、一般的に、
【数１】 と表されるが、多数巻の入力コイルのインダクタンスＬ
i は例えば５０ nＨ程度になるため、Ｌp を５０ nＨ、
Ｌs を７８ pＨ, ｋi を0.76、ｎp を１とすると、磁束
伝達効率Φs/Φp は0.015 （1.5 ％）となる。また、数
１でわかるように、ピックアップコイルのインダクタン
スＬp が大きいことも磁束伝達効率が低い原因となって
いた。
i は例えば５０ nＨ程度になるため、Ｌp を５０ nＨ、
Ｌs を７８ pＨ, ｋi を0.76、ｎp を１とすると、磁束
伝達効率Φs/Φp は0.015 （1.5 ％）となる。また、数
１でわかるように、ピックアップコイルのインダクタン
スＬp が大きいことも磁束伝達効率が低い原因となって
いた。
【００１３】そのため、磁束計の感度が悪くなり、スク
イド磁束計を生体磁気計測、特に脳磁計測に使用した場
合に十分なＳ／Ｎを得ることができないという問題を生
じていた。
イド磁束計を生体磁気計測、特に脳磁計測に使用した場
合に十分なＳ／Ｎを得ることができないという問題を生
じていた。
【００１４】本発明は、上述した事情を考慮してなされ
たもので、磁束伝達効率を向上させて計測感度を向上さ
せることができるスクイド磁束計を提供することを目的
とする。
たもので、磁束伝達効率を向上させて計測感度を向上さ
せることができるスクイド磁束計を提供することを目的
とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のスクイド磁束計は請求項１に記載したよう
に、被検体内で発生した磁界を検出可能なピックアップ
コイルと、前記ピックアップコイルに直列接続された入
力コイルと、前記入力コイルと所定の間隔をおいて配置
されたスクイドリングとを備えたスクイド磁束計におい
て、前記入力コイルおよび前記ピックアップコイルの少
なくともいずれか一方は、巻数を１としかつ線幅を線厚
に比べて十分大きく設定したものである。
め、本発明のスクイド磁束計は請求項１に記載したよう
に、被検体内で発生した磁界を検出可能なピックアップ
コイルと、前記ピックアップコイルに直列接続された入
力コイルと、前記入力コイルと所定の間隔をおいて配置
されたスクイドリングとを備えたスクイド磁束計におい
て、前記入力コイルおよび前記ピックアップコイルの少
なくともいずれか一方は、巻数を１としかつ線幅を線厚
に比べて十分大きく設定したものである。
【００１６】
【作用】本発明のスクイド磁束計においては、巻数を１
としかつ線幅を線厚に比べて十分大きく設定した入力コ
イルあるいはピックアップコイルは、インダクタンスが
小さくなり、したがって、ピックアップコイルからスク
イドリングに至る磁束伝達効率は大幅に改善される。
としかつ線幅を線厚に比べて十分大きく設定した入力コ
イルあるいはピックアップコイルは、インダクタンスが
小さくなり、したがって、ピックアップコイルからスク
イドリングに至る磁束伝達効率は大幅に改善される。
【００１７】
【実施例】以下、本発明のスクイド磁束計の実施例につ
いて、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と
実質的に同一の部品については同一の符号を付してその
説明を省略する。
いて、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と
実質的に同一の部品については同一の符号を付してその
説明を省略する。
【００１８】図１は、本実施例のスクイド磁束計に備え
たスクイドチップ３１を斜視図で示したものである。
たスクイドチップ３１を斜視図で示したものである。
【００１９】同図でわかるように、スクイドチップ３１
は、２つのジョセフソン接合１１を有するスクイドリン
グ４と、スクイドリング４に変調をかけるとともに変調
出力成分を検波した結果をスクイドリング４にフィード
バックする変調帰還コイル５と、スクイドリング４に磁
束を伝達可能な入力コイル３２とを図示しない絶縁膜を
挟んで積層してある。
は、２つのジョセフソン接合１１を有するスクイドリン
グ４と、スクイドリング４に変調をかけるとともに変調
出力成分を検波した結果をスクイドリング４にフィード
バックする変調帰還コイル５と、スクイドリング４に磁
束を伝達可能な入力コイル３２とを図示しない絶縁膜を
挟んで積層してある。
【００２０】図２は、スクイドリング４、変調帰還コイ
ル５および入力コイル３２を積層した様子を示した側面
図である。
ル５および入力コイル３２を積層した様子を示した側面
図である。
【００２１】本実施例の入力コイル３２は、図１および
図２でわかるように、巻数を１としかつ線幅ｄを線厚ｔ
に比べて十分大きく設定してあり、いわゆるグランドプ
レーン状としてある。
図２でわかるように、巻数を１としかつ線幅ｄを線厚ｔ
に比べて十分大きく設定してあり、いわゆるグランドプ
レーン状としてある。
【００２２】入力コイル３２とスクイドリング４との距
離δは、磁気結合係数ｋｉを１に近づけるため、できる
だけ小さくするのが好ましい。
離δは、磁気結合係数ｋｉを１に近づけるため、できる
だけ小さくするのが好ましい。
【００２３】入力コイル３２には、被検体内で発生した
磁界を検出可能なピックアップコイル３３を直列に接続
してあり、図３に示すように、入力コイル３２と同様、
グランドプレーン状に形成してある。
磁界を検出可能なピックアップコイル３３を直列に接続
してあり、図３に示すように、入力コイル３２と同様、
グランドプレーン状に形成してある。
【００２４】次に、本実施例のスクイド磁束計の作用を
説明する。
説明する。
【００２５】ピックアップコイル３３からスクイドリン
グ４までの磁束伝達効率Φs/Φp は、数１で表すことが
できることを従来技術で説明したが、本実施例では、こ
の磁束伝達効率が従来に比べて大きく改善される。
グ４までの磁束伝達効率Φs/Φp は、数１で表すことが
できることを従来技術で説明したが、本実施例では、こ
の磁束伝達効率が従来に比べて大きく改善される。
【００２６】計算の便宜のため、入力コイル３２を図４
に示すように内径ｒ1 が５０μｍ、外径ｒ2 が２ｍｍ、
厚みｔが５０μｍの環状に形成したものとすると、入力
コイル３２のインダクタンスＬｉは、
に示すように内径ｒ1 が５０μｍ、外径ｒ2 が２ｍｍ、
厚みｔが５０μｍの環状に形成したものとすると、入力
コイル３２のインダクタンスＬｉは、
【数２】 となる。
【００２７】ピックアップコイル３３も内径ｒ1 が２ｍ
ｍ、外径ｒ2 が１０ｍｍ、厚みｔが１００μｍの環状に
形成したものとすると、ピックアップコイル３３のイン
ダクタンスＬｐは、
ｍ、外径ｒ2 が１０ｍｍ、厚みｔが１００μｍの環状に
形成したものとすると、ピックアップコイル３３のイン
ダクタンスＬｐは、
【数３】 となる。
【００２８】ｋｉ，Ｌｓを従来例と同じ値とすると、本
実施例のスクイド磁束計における磁束伝達効率は、
実施例のスクイド磁束計における磁束伝達効率は、
【数４】 となる。
【００２９】このように、磁束伝達効率は、従来ではせ
いぜい２％であったが、本実施例では５９％と大幅に改
善される。
いぜい２％であったが、本実施例では５９％と大幅に改
善される。
【００３０】以上説明したように、本実施例のスクイド
磁束計は、入力コイル及びピックアップコイルをグラン
ドプレーン状に形成したので、磁束伝達効率を大幅に向
上させることができる。
磁束計は、入力コイル及びピックアップコイルをグラン
ドプレーン状に形成したので、磁束伝達効率を大幅に向
上させることができる。
【００３１】そのため、磁束計の感度が改善され、スク
イド磁束計を生体磁気計測、特に脳磁計測に使用した場
合に十分なＳ／Ｎを得ることが可能となる。
イド磁束計を生体磁気計測、特に脳磁計測に使用した場
合に十分なＳ／Ｎを得ることが可能となる。
【００３２】また、磁束計の感度が向上することによ
り、磁場源推定の分解能を向上させることができる。
り、磁場源推定の分解能を向上させることができる。
【００３３】上述の実施例では、入力コイルおよびピッ
クアップコイルともにグランドプレーン状に形成した
が、場合によっては、いずれか一方をグランドプレーン
状に形成してもよい。
クアップコイルともにグランドプレーン状に形成した
が、場合によっては、いずれか一方をグランドプレーン
状に形成してもよい。
【００３４】また、上述の実施例では、スクイドリン
グ、入力コイル、変調帰還コイルの順序で積層したが、
変調帰還コイル、スクイドリング、入力コイルの順序で
積層してもよい。
グ、入力コイル、変調帰還コイルの順序で積層したが、
変調帰還コイル、スクイドリング、入力コイルの順序で
積層してもよい。
【００３５】また、上述の実施例では、変調帰還コイル
の形状について言及しなかったが、スクイドチップの製
造容易性等の観点で変換帰還コイルもグランドプレーン
状に形成してもよい。
の形状について言及しなかったが、スクイドチップの製
造容易性等の観点で変換帰還コイルもグランドプレーン
状に形成してもよい。
【００３６】また、上述の実施例は変調帰還コイルを用
いるketchen 型と呼ばれる駆動回路を用いたものだが、
これに限定されるものではなく、変調帰還しないOrung
型、Relaxation Oscilated型、Digital 型等の駆動回路
を用いてもよい。
いるketchen 型と呼ばれる駆動回路を用いたものだが、
これに限定されるものではなく、変調帰還しないOrung
型、Relaxation Oscilated型、Digital 型等の駆動回路
を用いてもよい。
【００３７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明のスクイド磁
束計は、被検体内で発生した磁界を検出可能なピックア
ップコイルと、前記ピックアップコイルに直列接続され
た入力コイルと、前記入力コイルと所定の間隔をおいて
配置されたスクイドリングとを備えたスクイド磁束計に
おいて、前記入力コイルおよび前記ピックアップコイル
の少なくともいずれ一方は、巻数を１としかつ線幅を線
厚に比べて十分大きく設定したので、磁束伝達効率を向
上させて計測感度を向上させることができる。
束計は、被検体内で発生した磁界を検出可能なピックア
ップコイルと、前記ピックアップコイルに直列接続され
た入力コイルと、前記入力コイルと所定の間隔をおいて
配置されたスクイドリングとを備えたスクイド磁束計に
おいて、前記入力コイルおよび前記ピックアップコイル
の少なくともいずれ一方は、巻数を１としかつ線幅を線
厚に比べて十分大きく設定したので、磁束伝達効率を向
上させて計測感度を向上させることができる。
【図１】本実施例のスクイド磁束計に備えたスクイドチ
ップの分解斜視図。
ップの分解斜視図。
【図２】本実施例のスクイドチップの側面図。
【図３】入力コイルとピックアップコイルの接続の様子
を示した斜視図。
を示した斜視図。
【図４】本実施例のスクイド磁束計の作用を説明する
図。
図。
【図５】従来のスクイド磁束計の構成を示す全体図。
【図６】スクイドリングを駆動する駆動回路の回路図。
【図７】従来のスクイドチップの平面図。
４ スクイドリング ５ 変調帰還コイル ３１ スクイドチップ ３２ 入力コイル ３３ ピックアップコイル
Claims (1)
- 【請求項１】 被検体内で発生した磁界を検出可能なピ
ックアップコイルと、前記ピックアップコイルに直列接
続された入力コイルと、前記入力コイルと所定の間隔を
おいて配置されたスクイドリングとを備えたスクイド磁
束計において、前記入力コイルおよび前記ピックアップ
コイルの少なくともいずれか一方は、巻数を１としかつ
線幅を線厚に比べて十分大きく設定したことを特徴とす
るスクイド磁束計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5127529A JPH06335461A (ja) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | スクイド磁束計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5127529A JPH06335461A (ja) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | スクイド磁束計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06335461A true JPH06335461A (ja) | 1994-12-06 |
Family
ID=14962278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5127529A Pending JPH06335461A (ja) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | スクイド磁束計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06335461A (ja) |
-
1993
- 1993-05-28 JP JP5127529A patent/JPH06335461A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2005535134A (ja) | 超電導量子干渉装置 | |
| US5955400A (en) | SQUID integrated with pickup coils | |
| JP3205021B2 (ja) | ピックアップコイル | |
| EP0446923B1 (en) | High-sensitive magnetometer | |
| JP2000091653A (ja) | 超伝導量子干渉素子 | |
| JPH06265612A (ja) | Ｓｑｕｉｄ磁束計 | |
| Foglietti et al. | Performance of a flux locked series SQUID array | |
| Yokosawa et al. | Design and fabrication of direct‐feedback gradiometer: Axial gradiometer made of superconductive films and SQUIDs | |
| JP3021970B2 (ja) | 機能性超伝導磁気シールドおよびこれを用いる磁束計 | |
| JPH08220201A (ja) | 超伝導量子干渉計 | |
| JPH08236824A (ja) | 直流駆動型超伝導量子干渉素子 | |
| JP3206198B2 (ja) | Ｄｃ−ｓｑｕｉｄ磁束計 | |
| JPH05240933A (ja) | Ｓｑｕｉｄ磁束計の磁束トランス | |
| JPH06324130A (ja) | Ｓｑｕｉｄセンサ装置 | |
| JP3158755B2 (ja) | 超伝導量子干渉素子磁束計 | |
| JP2943293B2 (ja) | Ｄｃ―ｓｑｕｉｄ磁力計 | |
| JP2604326B2 (ja) | Ｓｑｕｉｄ磁束計 | |
| JPH04232482A (ja) | Ｄｃ−ｓｑｕｉｄ磁気検出装置 | |
| JPH01129178A (ja) | スキッド磁束計 | |
| JP3331546B2 (ja) | Ｓｑｕｉｄ | |
| JPH04310884A (ja) | 超伝導磁力計 | |
| JP2001190511A (ja) | 付加機能付ピックアップコイル | |
| JP2613559B2 (ja) | Ｓｑｕｉｄ磁束計 | |
| JPH07253454A (ja) | Ｄｃ−ｓｑｕｉｄ磁束計 | |
| JPH07294614A (ja) | Ｓｑｕｉｄ素子 |