JPH0645134A - 磁気ピックアップコイル - Google Patents
磁気ピックアップコイルInfo
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- JPH0645134A JPH0645134A JP4216595A JP21659592A JPH0645134A JP H0645134 A JPH0645134 A JP H0645134A JP 4216595 A JP4216595 A JP 4216595A JP 21659592 A JP21659592 A JP 21659592A JP H0645134 A JPH0645134 A JP H0645134A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
- H01F6/06—Coils, e.g. winding, insulating, terminating or casing arrangements therefor
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
- G01R33/035—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using superconductive devices
- G01R33/0354—SQUIDS
- G01R33/0358—SQUIDS coupling the flux to the SQUID
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 形状、コイル特性の両面で均一な磁気ピック
アップコイルを提供する。 【構成】 電気的絶縁性を有する絶縁構造体２上に線状
の溝６がレーザ光照射等の光学的方法によって形成さ
れ、溝６上にニオブ等の超伝導体７が薄層状態で形成さ
れて構成される。コイル部分と配線部分、配線部分と電
極との間の超伝導体７上には金等の常伝導物質の薄膜が
形成され超伝導接続される。
アップコイルを提供する。 【構成】 電気的絶縁性を有する絶縁構造体２上に線状
の溝６がレーザ光照射等の光学的方法によって形成さ
れ、溝６上にニオブ等の超伝導体７が薄層状態で形成さ
れて構成される。コイル部分と配線部分、配線部分と電
極との間の超伝導体７上には金等の常伝導物質の薄膜が
形成され超伝導接続される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、心磁波、脳磁波、ある
いは眼筋磁場等の生体磁気計測、または、地磁気計測、
さらには物質の帯磁率計測等に適した高感度磁気センサ
用の磁気ピックアップコイルに係り、特に超伝導体を用
いた磁気ピックアップコイルに関する。
いは眼筋磁場等の生体磁気計測、または、地磁気計測、
さらには物質の帯磁率計測等に適した高感度磁気センサ
用の磁気ピックアップコイルに係り、特に超伝導体を用
いた磁気ピックアップコイルに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の超伝導体を用いた磁気ピ
ックアップコイルとして、ＦＲＰ（繊維強化プラスチッ
ク）等の絶縁体から成る筒状体の外周面に機械的に溝を
形成し、この溝中にニオブチタン（ＮbＴi）等の超伝導
体から成る線材を手作業で巻き付けてコイルを形成する
方法が知られている。また、最近、Ｈ．Ｅ．Ｈoeing ら
により、フォトファブリケーション技術（写真製版技術
を応用したフォトレジスト法またはフォトエッチング
法）を用いて薄いフレキシブル基板上に超伝導体による
コイルパターンを形成し、このコイルを形成したフレキ
シブル基板を支持体に張り付けて磁気ピックアップコイ
ルを形成する方法も提案されている（米国電気電子学会
（ＩＥＥＥ）発行「Ｔransactionon Ｍagnetics」 vol.
27,No.2,pp2777-2784参照）。
ックアップコイルとして、ＦＲＰ（繊維強化プラスチッ
ク）等の絶縁体から成る筒状体の外周面に機械的に溝を
形成し、この溝中にニオブチタン（ＮbＴi）等の超伝導
体から成る線材を手作業で巻き付けてコイルを形成する
方法が知られている。また、最近、Ｈ．Ｅ．Ｈoeing ら
により、フォトファブリケーション技術（写真製版技術
を応用したフォトレジスト法またはフォトエッチング
法）を用いて薄いフレキシブル基板上に超伝導体による
コイルパターンを形成し、このコイルを形成したフレキ
シブル基板を支持体に張り付けて磁気ピックアップコイ
ルを形成する方法も提案されている（米国電気電子学会
（ＩＥＥＥ）発行「Ｔransactionon Ｍagnetics」 vol.
27,No.2,pp2777-2784参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の磁
気ピックアップコイルにおいては、例えば上記前者の場
合には、その製造工程が手作業であるため、コイルの出
来上り形状が不揃いであり、感度等の特性においても均
質なものが得られない、といった欠点があった。そし
て、使用しているコイル線材の直径も数百μｍ以上と太
く、その小型化にもおのずと限界があった。また、上記
後者の場合には、光学的にコイルパターンを形成するの
で、コイルの線幅は数μｍ程度から可能で、ばらつきの
ないコイル形状が得られる、という長所を有している
が、この場合にも、最終的には、コイルパターンが形成
されたフレキシブル基板を筒状体の表面に張り付けて磁
気ピックアップコイルを形成するので、微分型コイルの
ように２個以上のコイルの差分をとる場合には張り合わ
せの状態如何によりコイル特性が変化してしまう、とい
う問題があった。本発明は、これらの問題点を解決する
ためになされたものであり、出来上り形状およびコイル
特性のいずれの点においても均一な磁気ピックアップコ
イルを製造し得る製造方法と、その方法により製造され
る磁気ピックアップコイル、およびその磁気ピックアッ
プコイルを用いた磁気ピックアップ装置を提供すること
を目的とする。
気ピックアップコイルにおいては、例えば上記前者の場
合には、その製造工程が手作業であるため、コイルの出
来上り形状が不揃いであり、感度等の特性においても均
質なものが得られない、といった欠点があった。そし
て、使用しているコイル線材の直径も数百μｍ以上と太
く、その小型化にもおのずと限界があった。また、上記
後者の場合には、光学的にコイルパターンを形成するの
で、コイルの線幅は数μｍ程度から可能で、ばらつきの
ないコイル形状が得られる、という長所を有している
が、この場合にも、最終的には、コイルパターンが形成
されたフレキシブル基板を筒状体の表面に張り付けて磁
気ピックアップコイルを形成するので、微分型コイルの
ように２個以上のコイルの差分をとる場合には張り合わ
せの状態如何によりコイル特性が変化してしまう、とい
う問題があった。本発明は、これらの問題点を解決する
ためになされたものであり、出来上り形状およびコイル
特性のいずれの点においても均一な磁気ピックアップコ
イルを製造し得る製造方法と、その方法により製造され
る磁気ピックアップコイル、およびその磁気ピックアッ
プコイルを用いた磁気ピックアップ装置を提供すること
を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明に係る磁気ピックアップコイルは、電気的絶
縁性を有する基体上に線状の溝が光学的に形成され、当
該溝上に超伝導物質が薄層状態で形成されるようにして
構成される。
め、本発明に係る磁気ピックアップコイルは、電気的絶
縁性を有する基体上に線状の溝が光学的に形成され、当
該溝上に超伝導物質が薄層状態で形成されるようにして
構成される。
【０００５】
【作用】上記構成を有する本発明によれば、電気的絶縁
性を有する基体上に線状の溝を光学的に形成し、この溝
上に超伝導物質を薄層状態で形成させて磁気ピックアッ
プコイルを構成する。光学的方法には、絶縁基体上を走
査しつつレーザ光等で照射してコイル・配線パターンを
設計形状通りに逐次描いていく方法が含まれるが、この
方法によれば、手作業による場合とは異なり設計形状通
りのが得られ、製品のバラツキが無くなる。特に、レー
ザ光で照射してコイル・配線パターンを設計形状通りに
逐次描いていく方法の場合には、コイル形状や配線形
状、あるいは線幅は、レーザ光の精度によって支配され
るが、これらの精度は非常に高いので、従来の磁気ピッ
クアップコイルよりもさらに微細なパターン、または従
来よりもさらに小型な磁気ピックアップコイルを容易に
提供することができる。また、コイル線部分、および配
線部分となるべき超伝導物質の形成厚さ等についても、
真空蒸着法、スパッタリング法等の最近の半導体製造技
術が応用できるため、形状、感度特性の両面で均質な製
品が容易に提供できる。さらに、コイル部分と配線部分
との間、あるいは配線部分と電極との間には、電気伝導
率の高い常伝導物質が薄膜状に積層形成されるので、両
者を容易に接続できるとともに、その近接効果により、
常伝導物質であっても容易に超伝導状態が得られること
から、両者を容易に超伝導接続することができる。
性を有する基体上に線状の溝を光学的に形成し、この溝
上に超伝導物質を薄層状態で形成させて磁気ピックアッ
プコイルを構成する。光学的方法には、絶縁基体上を走
査しつつレーザ光等で照射してコイル・配線パターンを
設計形状通りに逐次描いていく方法が含まれるが、この
方法によれば、手作業による場合とは異なり設計形状通
りのが得られ、製品のバラツキが無くなる。特に、レー
ザ光で照射してコイル・配線パターンを設計形状通りに
逐次描いていく方法の場合には、コイル形状や配線形
状、あるいは線幅は、レーザ光の精度によって支配され
るが、これらの精度は非常に高いので、従来の磁気ピッ
クアップコイルよりもさらに微細なパターン、または従
来よりもさらに小型な磁気ピックアップコイルを容易に
提供することができる。また、コイル線部分、および配
線部分となるべき超伝導物質の形成厚さ等についても、
真空蒸着法、スパッタリング法等の最近の半導体製造技
術が応用できるため、形状、感度特性の両面で均質な製
品が容易に提供できる。さらに、コイル部分と配線部分
との間、あるいは配線部分と電極との間には、電気伝導
率の高い常伝導物質が薄膜状に積層形成されるので、両
者を容易に接続できるとともに、その近接効果により、
常伝導物質であっても容易に超伝導状態が得られること
から、両者を容易に超伝導接続することができる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説
明する。図１は、本発明の第１実施例である３次元の磁
場を同時計測可能な磁気ピックアップコイル１Ａの構成
を斜視図で示したものである。この磁気ピックアップコ
イル１Ａは、図１に示すように、ガラス等の絶縁体から
成る絶縁基体である絶縁構造体２Ａの表面上に、超伝導
状態で磁場を検出し誘導電流を発生させる超伝導コイル
部３Ａと、発生した誘導電流を導く超伝導配線部４Ａ
と、誘導電流を外部に出力する外部接続電極部５Ａと、
を形成して構成されている。
明する。図１は、本発明の第１実施例である３次元の磁
場を同時計測可能な磁気ピックアップコイル１Ａの構成
を斜視図で示したものである。この磁気ピックアップコ
イル１Ａは、図１に示すように、ガラス等の絶縁体から
成る絶縁基体である絶縁構造体２Ａの表面上に、超伝導
状態で磁場を検出し誘導電流を発生させる超伝導コイル
部３Ａと、発生した誘導電流を導く超伝導配線部４Ａ
と、誘導電流を外部に出力する外部接続電極部５Ａと、
を形成して構成されている。
【０００７】上記の超伝導コイル部３Ａは、図１に示す
ような互いに直交するｘｙｚ方向の磁場成分を計測可能
なｘ方向コイル３１と、ｙ方向コイル３２と、ｚ方向コ
イル３３とを有している。また、超伝導配線部４Ａは、
上記のｘ方向コイル３１に接続する配線ワイヤ４１，４
２と、ｙ方向コイル３２に接続する配線ワイヤ４３，４
４と、ｚ方向コイル３３に接続する配線ワイヤ４５，４
６とを有している。そして、外部接続電極部５Ａは、上
記の配線ワイヤ４１，４２に接続するとともに外部装置
と接続可能な電極端子５１，５２と、配線ワイヤ４３，
４４に接続するとともに外部装置と接続可能な電極端子
５３，５４と、配線ワイヤ４５，４６に接続するととも
に外部装置と接続可能な電極端子５５，５６とを有して
いる。
ような互いに直交するｘｙｚ方向の磁場成分を計測可能
なｘ方向コイル３１と、ｙ方向コイル３２と、ｚ方向コ
イル３３とを有している。また、超伝導配線部４Ａは、
上記のｘ方向コイル３１に接続する配線ワイヤ４１，４
２と、ｙ方向コイル３２に接続する配線ワイヤ４３，４
４と、ｚ方向コイル３３に接続する配線ワイヤ４５，４
６とを有している。そして、外部接続電極部５Ａは、上
記の配線ワイヤ４１，４２に接続するとともに外部装置
と接続可能な電極端子５１，５２と、配線ワイヤ４３，
４４に接続するとともに外部装置と接続可能な電極端子
５３，５４と、配線ワイヤ４５，４６に接続するととも
に外部装置と接続可能な電極端子５５，５６とを有して
いる。
【０００８】次に、上記の超伝導コイル部３Ａ、超伝導
配線部４Ａおよび外部接続電極部５Ａの組成とその形成
過程について、図２を用いて説明する。まず、上記の絶
縁構造体２Ａの表面を走査しつつ、所定の設計パターン
に合わせてエキシマレーザによりレーザ光を照射し、照
射部分のガラスを高熱で融解・蒸発させて、幅、深さと
も約20μｍ程度の線状の溝６Ａを形成する。この場合
は、大出力でかつレーザビームスポット径を数十μｍ程
度にまで小さく絞り込めるエキシマレーザを用いたが、
同様な性能が得られれば、他の形式のレーザを使用して
もよい。
配線部４Ａおよび外部接続電極部５Ａの組成とその形成
過程について、図２を用いて説明する。まず、上記の絶
縁構造体２Ａの表面を走査しつつ、所定の設計パターン
に合わせてエキシマレーザによりレーザ光を照射し、照
射部分のガラスを高熱で融解・蒸発させて、幅、深さと
も約20μｍ程度の線状の溝６Ａを形成する。この場合
は、大出力でかつレーザビームスポット径を数十μｍ程
度にまで小さく絞り込めるエキシマレーザを用いたが、
同様な性能が得られれば、他の形式のレーザを使用して
もよい。
【０００９】上記のようにして、超伝導コイル部３Ａ、
超伝導配線部４Ａおよび外部接続電極部５Ａに相当する
コイル用溝部、配線ワイヤ用溝部および電極用凹部を形
成した後、このコイル用溝部や配線ワイヤ用溝部の上
に、ニオブ（Ｎb ）等の超伝導物質７Ａを、真空蒸着法
やスパッタリング法等の真空薄膜形成法により、約3000
オングストローム（約300 ｎｍ、または約0.3μｍ ）の
厚さで形成する。この場合、コイル用溝部の上に積層形
成する超伝導物質と、配線ワイヤの上に積層形成させる
超伝導物質とは、互いに異なるものであってもよいし、
連続して同一の超伝導物質を積層形成させてもかまわな
い。また、超伝導物質の積層厚さは、10ｎｍ程度から10
0 μｍ程度まで実施可能である。
超伝導配線部４Ａおよび外部接続電極部５Ａに相当する
コイル用溝部、配線ワイヤ用溝部および電極用凹部を形
成した後、このコイル用溝部や配線ワイヤ用溝部の上
に、ニオブ（Ｎb ）等の超伝導物質７Ａを、真空蒸着法
やスパッタリング法等の真空薄膜形成法により、約3000
オングストローム（約300 ｎｍ、または約0.3μｍ ）の
厚さで形成する。この場合、コイル用溝部の上に積層形
成する超伝導物質と、配線ワイヤの上に積層形成させる
超伝導物質とは、互いに異なるものであってもよいし、
連続して同一の超伝導物質を積層形成させてもかまわな
い。また、超伝導物質の積層厚さは、10ｎｍ程度から10
0 μｍ程度まで実施可能である。
【００１０】次に、上記のようにして形成された薄層の
超伝導物質７Ａの上に、金（Ａu ）等の電気伝導率の高
い常伝導物質８Ａを、同じく真空蒸着法やスパッタリン
グ法等の真空薄膜形成法により、約500オングストロー
ム（約50 ｎｍ、または約0.05μｍ）の厚さの薄膜状態
で積層形成する。この場合、上記のコイル用溝部上の超
伝導物質と配線ワイヤ上の超伝導物質とが異なる場合に
は、超伝導コイル部と超伝導配線部の境界部分、および
超伝導配線部と電極端子の境界部分のみをオーバーラッ
プして接続するように常伝導物質薄膜を積層形成させて
もよい。また、超伝導コイル部と超伝導配線部とを連続
して同一の超伝導物質薄層を積層形成した場合には、そ
の全面を覆うように常伝導物質薄膜を積層形成させても
よい。さらに、電極用凹部においては、レーザビームで
形成した凹部に超伝導物質７Ａを積層せず、直接常伝導
物質８Ａを薄膜形成させてもよい。常超伝導物質の積層
厚さは、100 オングストローム程度から3000オングスト
ローム程度まで実施可能である。なお、ここで、溝中だ
けに超伝導物質を残す工程としては、下記の２つの方法
が可能である。一つは、電気的絶縁性を有する基体上に
あらかじめフォトレジスト等の有機膜を塗布しておき、
光学的に溝を形成し、超伝導物質を積層した後、フォト
レジスト剥離剤等の有機膜を溶解可能な溶媒に浸漬する
ことにより有機膜上の超伝導物質を剥離し溝中にのみ超
伝導物質を形成する方法である。他の方法は、電気的絶
縁性を有する基体上に線状の溝を光学的に形成し、超伝
導物質を積層した後、その表面を研磨することにより溝
中の超伝導物質以外のものを除去する方法である。
超伝導物質７Ａの上に、金（Ａu ）等の電気伝導率の高
い常伝導物質８Ａを、同じく真空蒸着法やスパッタリン
グ法等の真空薄膜形成法により、約500オングストロー
ム（約50 ｎｍ、または約0.05μｍ）の厚さの薄膜状態
で積層形成する。この場合、上記のコイル用溝部上の超
伝導物質と配線ワイヤ上の超伝導物質とが異なる場合に
は、超伝導コイル部と超伝導配線部の境界部分、および
超伝導配線部と電極端子の境界部分のみをオーバーラッ
プして接続するように常伝導物質薄膜を積層形成させて
もよい。また、超伝導コイル部と超伝導配線部とを連続
して同一の超伝導物質薄層を積層形成した場合には、そ
の全面を覆うように常伝導物質薄膜を積層形成させても
よい。さらに、電極用凹部においては、レーザビームで
形成した凹部に超伝導物質７Ａを積層せず、直接常伝導
物質８Ａを薄膜形成させてもよい。常超伝導物質の積層
厚さは、100 オングストローム程度から3000オングスト
ローム程度まで実施可能である。なお、ここで、溝中だ
けに超伝導物質を残す工程としては、下記の２つの方法
が可能である。一つは、電気的絶縁性を有する基体上に
あらかじめフォトレジスト等の有機膜を塗布しておき、
光学的に溝を形成し、超伝導物質を積層した後、フォト
レジスト剥離剤等の有機膜を溶解可能な溶媒に浸漬する
ことにより有機膜上の超伝導物質を剥離し溝中にのみ超
伝導物質を形成する方法である。他の方法は、電気的絶
縁性を有する基体上に線状の溝を光学的に形成し、超伝
導物質を積層した後、その表面を研磨することにより溝
中の超伝導物質以外のものを除去する方法である。
【００１１】上記のようにして磁気ピックアップコイル
を形成すると、コイル・配線パターンの精度は、主とし
てレーザ照射精度に依存することになるが、この精度
は、現在、非常に高いので、手作業での磁気ピックアッ
プコイル製作精度に比べ、格段にバラツキの少ない製品
が得られる。また、コイル部や配線部の線材となる超伝
導物質の形成厚さについても、最近の真空薄膜形成技術
が応用できるため、設計で狙った値にコントロールする
ことができ、磁気検出感度等のコイル特性の点でも非常
に均一なものが得られる。
を形成すると、コイル・配線パターンの精度は、主とし
てレーザ照射精度に依存することになるが、この精度
は、現在、非常に高いので、手作業での磁気ピックアッ
プコイル製作精度に比べ、格段にバラツキの少ない製品
が得られる。また、コイル部や配線部の線材となる超伝
導物質の形成厚さについても、最近の真空薄膜形成技術
が応用できるため、設計で狙った値にコントロールする
ことができ、磁気検出感度等のコイル特性の点でも非常
に均一なものが得られる。
【００１２】また、この磁気ピックアップコイル１Ａ
は、液体ヘリウム中に浸漬して超伝導状態とし磁場計測
を行うため、磁気ピックアップコイルの各部分は電気的
に超伝導接続されねばならないが、超伝導コイルに用い
る超伝導物質と、配線ワイヤに用いる材料とは、一般に
超伝導接続が困難な場合が多い。しかし、上記の形成方
法では、金（Ａu ）等の電気伝導率の高い常伝導物質を
超伝導コイル部と超伝導配線部との接着層として設ける
ので両者は容易に接続され、かつ、この常伝導物質は薄
膜であるため「近接効果」により超伝導状態が得られ
る。したがって、常伝導物質ではあっても超伝導接続が
可能となる、という利点がある。
は、液体ヘリウム中に浸漬して超伝導状態とし磁場計測
を行うため、磁気ピックアップコイルの各部分は電気的
に超伝導接続されねばならないが、超伝導コイルに用い
る超伝導物質と、配線ワイヤに用いる材料とは、一般に
超伝導接続が困難な場合が多い。しかし、上記の形成方
法では、金（Ａu ）等の電気伝導率の高い常伝導物質を
超伝導コイル部と超伝導配線部との接着層として設ける
ので両者は容易に接続され、かつ、この常伝導物質は薄
膜であるため「近接効果」により超伝導状態が得られ
る。したがって、常伝導物質ではあっても超伝導接続が
可能となる、という利点がある。
【００１３】次に、上記の磁気ピックアップコイル１Ａ
を用いた磁場計測システム１０の構成を図３にブロック
図で示す。図３に示すように、この磁場計測システム１
０は、磁気誘導電流を出力する３次元磁気ピックアップ
コイル１Ａと磁気誘導電流から磁場変動を検出するＳＱ
ＵＩＤ（超伝導量子干渉素子）１２とを含むとともに液
体ヘリウムＨ中に浸漬されたＳＱＵＩＤプローブ装置１
１と、このＳＱＵＩＤプローブ装置１１と液体ヘリウム
Ｈとを格納する容器であるデュワー１３と、ＳＱＵＩＤ
１２からのデータ信号を処理するＦＬＬ回路（フラック
スロックトループ回路）１４と、処理されたデータ信号
からノイズ成分を除去する低雑音増幅器フィルタ１５
と、このノイズ除去処理された各ｘｙｚ座標ごとの信号
を集合させるデータ収録システム１６と、これらの磁場
のｘｙｚ成分から磁場全体の解析を行いその結果を種々
の形式で表示するための解析ワークステーション１７
と、を有して構成される。上記において、ＦＬＬ回路と
は、測定対象となる信号周波数が低い場合に、磁場に対
する高感度化、出力電圧と磁場の関係の線形化（出力の
線形化）、線形出力範囲の拡大化（ダイナミックレンジ
の拡大）等を目的として使用される回路であり、位相検
出回路と帰還回路とを組み合せて構成される。
を用いた磁場計測システム１０の構成を図３にブロック
図で示す。図３に示すように、この磁場計測システム１
０は、磁気誘導電流を出力する３次元磁気ピックアップ
コイル１Ａと磁気誘導電流から磁場変動を検出するＳＱ
ＵＩＤ（超伝導量子干渉素子）１２とを含むとともに液
体ヘリウムＨ中に浸漬されたＳＱＵＩＤプローブ装置１
１と、このＳＱＵＩＤプローブ装置１１と液体ヘリウム
Ｈとを格納する容器であるデュワー１３と、ＳＱＵＩＤ
１２からのデータ信号を処理するＦＬＬ回路（フラック
スロックトループ回路）１４と、処理されたデータ信号
からノイズ成分を除去する低雑音増幅器フィルタ１５
と、このノイズ除去処理された各ｘｙｚ座標ごとの信号
を集合させるデータ収録システム１６と、これらの磁場
のｘｙｚ成分から磁場全体の解析を行いその結果を種々
の形式で表示するための解析ワークステーション１７
と、を有して構成される。上記において、ＦＬＬ回路と
は、測定対象となる信号周波数が低い場合に、磁場に対
する高感度化、出力電圧と磁場の関係の線形化（出力の
線形化）、線形出力範囲の拡大化（ダイナミックレンジ
の拡大）等を目的として使用される回路であり、位相検
出回路と帰還回路とを組み合せて構成される。
【００１４】次に、本発明の第２実施例を図面にもとづ
いて説明する。図４は、本発明の第２実施例である２次
微分型の磁気ピックアップコイル１Ｂの構成を斜視図で
示したものである。この磁気ピックアップコイル１Ｂ
は、図４に示すように、ガラス等の絶縁体から成る絶縁
基体である絶縁構造体２Ｂの表面上に、超伝導状態で磁
場を検出し誘導電流を発生させる超伝導コイル部３Ｂ
と、発生した誘導電流を導く超伝導配線部４Ｂと、誘導
電流を外部に出力する外部接続電極部５Ｂと、を形成し
て構成されている。
いて説明する。図４は、本発明の第２実施例である２次
微分型の磁気ピックアップコイル１Ｂの構成を斜視図で
示したものである。この磁気ピックアップコイル１Ｂ
は、図４に示すように、ガラス等の絶縁体から成る絶縁
基体である絶縁構造体２Ｂの表面上に、超伝導状態で磁
場を検出し誘導電流を発生させる超伝導コイル部３Ｂ
と、発生した誘導電流を導く超伝導配線部４Ｂと、誘導
電流を外部に出力する外部接続電極部５Ｂと、を形成し
て構成されている。
【００１５】上記の超伝導コイル部３Ｂは、図４に示す
ような絶縁構造体２Ｂの長手方向の磁場を計測するため
の２つのピックアップコイル３４，３５を有している。
この２つのピックアップコイル３４，３５は、図示のよ
うに、発生する電磁誘導電流の向きが互いに逆向きにな
るように設けられている。また、超伝導配線部４Ｂは、
上記のピックアップコイル３４に接続する配線ワイヤ４
７と、逆向きのピックアップコイル３５に接続する配線
ワイヤ４８とを有している。そして、外部接続電極部５
Ｂは、上記の配線ワイヤ４７に接続するとともに外部装
置と接続可能な電極端子５７と、配線ワイヤ４８に接続
するとともに外部装置と接続可能な電極端子５８とを有
している。そして、上記の超伝導コイル部３Ｂ、超伝導
配線部４Ｂおよび外部接続電極部５Ｂの組成とその形成
過程については、第１実施例の場合と同様である。
ような絶縁構造体２Ｂの長手方向の磁場を計測するため
の２つのピックアップコイル３４，３５を有している。
この２つのピックアップコイル３４，３５は、図示のよ
うに、発生する電磁誘導電流の向きが互いに逆向きにな
るように設けられている。また、超伝導配線部４Ｂは、
上記のピックアップコイル３４に接続する配線ワイヤ４
７と、逆向きのピックアップコイル３５に接続する配線
ワイヤ４８とを有している。そして、外部接続電極部５
Ｂは、上記の配線ワイヤ４７に接続するとともに外部装
置と接続可能な電極端子５７と、配線ワイヤ４８に接続
するとともに外部装置と接続可能な電極端子５８とを有
している。そして、上記の超伝導コイル部３Ｂ、超伝導
配線部４Ｂおよび外部接続電極部５Ｂの組成とその形成
過程については、第１実施例の場合と同様である。
【００１６】上記のように構成した第２実施例では、測
定対象の磁場よりも遠方から到達し測定磁場に対しノイ
ズとなる磁場成分は２つのピックアップコイル３４，３
５の信号の差分をとることによりキャンセルすることが
でき、より精度の高い磁場測定が可能となる。
定対象の磁場よりも遠方から到達し測定磁場に対しノイ
ズとなる磁場成分は２つのピックアップコイル３４，３
５の信号の差分をとることによりキャンセルすることが
でき、より精度の高い磁場測定が可能となる。
【００１７】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではない。上記実施例は、例示であり、本発明の特
許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な
構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなる
ものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
ものではない。上記実施例は、例示であり、本発明の特
許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な
構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなる
ものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００１８】例えば、上記実施例においては、レーザ光
照射により形成される溝の断面形状は、略半円形状のも
のを例に挙げて説明したが、これは、四角形状や逆三角
形状等であってもかまわない。
照射により形成される溝の断面形状は、略半円形状のも
のを例に挙げて説明したが、これは、四角形状や逆三角
形状等であってもかまわない。
【００１９】また、上記実施例では、直方体形状の絶縁
構造体を例に挙げて説明を行ったが、これは、他の多角
柱形状、あるいは円柱形状等であってもかまわない。さ
らに、絶縁構造体の任意の面にコイルパターンを形成可
能である。また、コイルに使用される超伝導物質につい
ても、上記実施例に示したもののほか、酸化物超伝導体
等も使用可能である。
構造体を例に挙げて説明を行ったが、これは、他の多角
柱形状、あるいは円柱形状等であってもかまわない。さ
らに、絶縁構造体の任意の面にコイルパターンを形成可
能である。また、コイルに使用される超伝導物質につい
ても、上記実施例に示したもののほか、酸化物超伝導体
等も使用可能である。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電気的絶縁性を有する基体上に線状の溝を光学的に形成
し、この溝上に超伝導物質を薄層状態で形成させて磁気
ピックアップコイルを構成する。光学的方法には、絶縁
基体上を走査しつつレーザ光等で照射してコイル・配線
パターンを設計形状通りに逐次描いていく方法が含まれ
るが、この方法によれば、手作業による場合とは異なり
設計形状通りのが得られ、製品のバラツキが無くなる。
特に、レーザ光で照射してコイル・配線パターンを設計
形状通りに逐次描いていく方法の場合には、コイル形状
や配線形状、あるいは線幅は、レーザ光の精度によって
支配されるが、これらの精度は非常に高いので、数十μ
ｍ以上の精度しかなかった従来の機械加工による磁気ピ
ックアップコイルよりもさらに微細なパターン、または
従来よりもさらに小型な磁気ピックアップコイルを容易
に提供することができる。また、コイル線部分、および
配線部分となるべき超伝導物質の形成厚さ等について
も、真空蒸着法、スパッタリング法等の最近の半導体製
造技術が応用できるため、形状、感度特性の両面で均質
な製品が容易に提供できる、という利点がある。さら
に、コイル部分と配線部分との間、あるいは配線部分と
電極との間には、電気伝導率の高い常伝導物質を薄膜状
に積層形成するので、両者を容易に接続できるととも
に、その近接効果により、常伝導物質であっても容易に
超伝導状態が得られることから、両者を容易に超伝導接
続することができる、という利点をも有している。
電気的絶縁性を有する基体上に線状の溝を光学的に形成
し、この溝上に超伝導物質を薄層状態で形成させて磁気
ピックアップコイルを構成する。光学的方法には、絶縁
基体上を走査しつつレーザ光等で照射してコイル・配線
パターンを設計形状通りに逐次描いていく方法が含まれ
るが、この方法によれば、手作業による場合とは異なり
設計形状通りのが得られ、製品のバラツキが無くなる。
特に、レーザ光で照射してコイル・配線パターンを設計
形状通りに逐次描いていく方法の場合には、コイル形状
や配線形状、あるいは線幅は、レーザ光の精度によって
支配されるが、これらの精度は非常に高いので、数十μ
ｍ以上の精度しかなかった従来の機械加工による磁気ピ
ックアップコイルよりもさらに微細なパターン、または
従来よりもさらに小型な磁気ピックアップコイルを容易
に提供することができる。また、コイル線部分、および
配線部分となるべき超伝導物質の形成厚さ等について
も、真空蒸着法、スパッタリング法等の最近の半導体製
造技術が応用できるため、形状、感度特性の両面で均質
な製品が容易に提供できる、という利点がある。さら
に、コイル部分と配線部分との間、あるいは配線部分と
電極との間には、電気伝導率の高い常伝導物質を薄膜状
に積層形成するので、両者を容易に接続できるととも
に、その近接効果により、常伝導物質であっても容易に
超伝導状態が得られることから、両者を容易に超伝導接
続することができる、という利点をも有している。
【図１】本発明の第１実施例である磁気ピックアップコ
イルの構成を示す斜視図である。
イルの構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示す磁気ピックアップコイルにおけるコ
イル溝のさらに詳細な構成を示す断面図である。
イル溝のさらに詳細な構成を示す断面図である。
【図３】図１に示す磁気ピックアップコイルを用いた磁
場計測システムの構成を示すブロック図である。
場計測システムの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第２実施例である磁気ピックアップコ
イルの構成を示す斜視図である。
イルの構成を示す斜視図である。
１Ａ，１Ｂ 磁気ピックアップコイル ２Ａ，２Ｂ 絶縁構造体 ３Ａ，３Ｂ 超伝導コイル部 ４Ａ，４Ｂ 超伝導配線部 ５Ａ，５Ｂ 外部接続電極部 ６Ａ 溝 ７Ａ ニオブ層 ８Ａ 金層 １０ 磁場計測システム １１ ＳＱＵＩＤプローブ装置 １２ ＳＱＵＩＤ １３ デュワー １４ ＦＬＬ回路 １５ 低雑音増幅器フィルタ １６ データ収録システム １７ 解析ワークステーション ３１ ｘ方向コイル ３２ ｙ方向コイル ３３ ｚ方向コイル ３４，３５ ピックアップコイル ４１〜４８ 配線ワイヤ ５１〜５７ 電極端子 Ｈ 液体ヘリウム
Claims (6)
- 【請求項１】 電気的絶縁性を有する基体上に線状の溝
が光学的に形成され、当該溝上に超伝導物質が薄層状態
で形成されたことを特徴とする磁気ピックアップコイ
ル。 - 【請求項２】 前記薄層状態で形成された超伝導物質の
上には、電気伝導率の高い常伝導物質が薄膜状態で積層
されたことを特徴とする請求項１に記載した磁気ピック
アップコイル。 - 【請求項３】 前記線状の溝上に薄層状態で形成された
超伝導物質の両端部には、前記線状の溝上に薄層状態で
形成された超伝導物質と外部装置とを電気的に超伝導接
続可能な電極が形成され、かつ当該電極は電気伝導率の
高い常伝導物質が薄膜状態で形成されて成ることを特徴
とする請求項１または請求項２に記載した磁気ピックア
ップコイル。 - 【請求項４】 前記線状の溝上に薄層状態で形成された
超伝導物質は、 コイル形状をなす第１超伝導物質と、当該第１超伝導物
質の両端部である第１端部にそれぞれ接続する第２超伝
導物質と、当該第２超伝導物質の両端部のうち前記第１
端部に対応する第２端部とは異なる端部である第３端部
にそれぞれ接続するとともに外部装置と電気的に接続可
能な電極とを有し、前記第１端部と前記第２端部の間に
は前記第１端部と前記第２端部とを超伝導接続する電気
伝導率の高い第１常伝導物質が薄膜状態で積層形成さ
れ、かつ、前記第３端部と前記電極の間には前記第３端
部と前記電極とを超伝導接続する電気伝導率の高い第２
常伝導物質が薄膜状態で積層形成されたことを特徴とす
る請求項１に記載した磁気ピックアップコイル。 - 【請求項５】 前記線状の溝は、所定の設計コイル形状
に合致するように、前記基体上を走査しつつレーザ光を
照射することにより形成されたことを特徴とする請求項
１ないし請求項４に記載した磁気ピックアップコイル。 - 【請求項６】 前記線状の溝上に薄層状態で形成された
超伝導物質は、蒸着法またはスパッタリング法を含む真
空薄膜形成法を用いて形成されたことを特徴とする請求
項１ないし請求項５に記載した磁気ピックアップコイ
ル。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4216595A JPH0812821B2 (ja) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | 磁気ピックアップコイル |
| EP93111676A EP0583640A1 (en) | 1992-07-23 | 1993-07-21 | Magnetic pickup coil |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4216595A JPH0812821B2 (ja) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | 磁気ピックアップコイル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0645134A true JPH0645134A (ja) | 1994-02-18 |
| JPH0812821B2 JPH0812821B2 (ja) | 1996-02-07 |
Family
ID=16690888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4216595A Expired - Lifetime JPH0812821B2 (ja) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | 磁気ピックアップコイル |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0583640A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0812821B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100753938B1 (ko) * | 2006-07-31 | 2007-08-31 | 순천향대학교 산학협력단 | 초전도체의 교류자화손실 측정용 픽업코일 |
| JP2017073259A (ja) * | 2015-10-06 | 2017-04-13 | 株式会社豊田中央研究所 | 超電導部材、超電導コイル、超電導エネルギー貯蔵装置及びそれらの製造方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2002950624A0 (en) * | 2002-08-07 | 2002-09-12 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Superconducting quantum interference device |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60254407A (ja) * | 1984-05-31 | 1985-12-16 | Sony Corp | 薄膜磁気ヘツド |
| JPS6423595A (en) * | 1987-07-18 | 1989-01-26 | Mitsubishi Electric Corp | Method and apparatus for forming fine conductor layer pattern |
| JPH0240901A (ja) * | 1988-08-01 | 1990-02-09 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 線材を用いない磁場発生装置及びその製造法 |
| JPH0385139A (ja) * | 1989-08-30 | 1991-04-10 | Fujitsu Ltd | 生体磁気測定装置のピックアップコイル |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63250881A (ja) * | 1987-04-07 | 1988-10-18 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 超電導体の作製方法 |
| DE58905135D1 (de) * | 1988-09-22 | 1993-09-09 | Siemens Ag | Supraleitendes gradiometerschleifen-system einer mehrkanaligen messeinrichtung. |
| JPH02194601A (ja) * | 1989-01-24 | 1990-08-01 | Sanyo Electric Co Ltd | 超電導コイルの製造方法、並びにｓｑｕｉｄ磁気センサー |
| JPH0410507A (ja) * | 1990-04-27 | 1992-01-14 | Hitachi Cable Ltd | 酸化物超電導コイル |
-
1992
- 1992-07-23 JP JP4216595A patent/JPH0812821B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-07-21 EP EP93111676A patent/EP0583640A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60254407A (ja) * | 1984-05-31 | 1985-12-16 | Sony Corp | 薄膜磁気ヘツド |
| JPS6423595A (en) * | 1987-07-18 | 1989-01-26 | Mitsubishi Electric Corp | Method and apparatus for forming fine conductor layer pattern |
| JPH0240901A (ja) * | 1988-08-01 | 1990-02-09 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 線材を用いない磁場発生装置及びその製造法 |
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| KR100753938B1 (ko) * | 2006-07-31 | 2007-08-31 | 순천향대학교 산학협력단 | 초전도체의 교류자화손실 측정용 픽업코일 |
| JP2017073259A (ja) * | 2015-10-06 | 2017-04-13 | 株式会社豊田中央研究所 | 超電導部材、超電導コイル、超電導エネルギー貯蔵装置及びそれらの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0812821B2 (ja) | 1996-02-07 |
| EP0583640A1 (en) | 1994-02-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040518 |