JPH04309869A - ピックアップコイル - Google Patents
ピックアップコイルInfo
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- JPH04309869A JPH04309869A JP3338478A JP33847891A JPH04309869A JP H04309869 A JPH04309869 A JP H04309869A JP 3338478 A JP3338478 A JP 3338478A JP 33847891 A JP33847891 A JP 33847891A JP H04309869 A JPH04309869 A JP H04309869A
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- coil
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- 230000004907 flux Effects 0.000 claims 2
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Classifications
-
- 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
- G01R33/022—Measuring gradient
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S505/00—Superconductor technology: apparatus, material, process
- Y10S505/825—Apparatus per se, device per se, or process of making or operating same
- Y10S505/842—Measuring and testing
- Y10S505/843—Electrical
- Y10S505/845—Magnetometer
- Y10S505/846—Magnetometer using superconductive quantum interference device, i.e. squid
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁界の２つの成分また
はその磁界の勾配の２つの成分を同時に測定するのに使
用可能な単一のコイルに係るものであり、より詳しくは
、その勾配の１つの成分の測定に主として向けたもので
あって、いくつかの魅力的な特性をもち、２つの独立し
た勾配成分を同時に測定するために容易に変更すること
ができる、１つのコイルに関するものである。
はその磁界の勾配の２つの成分を同時に測定するのに使
用可能な単一のコイルに係るものであり、より詳しくは
、その勾配の１つの成分の測定に主として向けたもので
あって、いくつかの魅力的な特性をもち、２つの独立し
た勾配成分を同時に測定するために容易に変更すること
ができる、１つのコイルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】弱磁界の測定は、その測定したい磁界に
ピックアップコイルを配置しそしてこれを電流検知素子
に接続して行うことが多い。極限の感度が要求される場
合には、そのコイルは、超伝導材料で作ることが最も多
く、そしてこの作ったコイルを超伝導量子干渉デバイス
（ＳＱＵＩＤ）に接続するようにしている。このような
装置は、例えば、低温物理ジャーナル（Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆ Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｐｈｙｓｉ
ｃｓ，ｖｏｌ７６ （１９８９）， ｉｓｓｕｅ ５／
６， ｐｐ／２８７−３８６）の記事に詳細に説明され
ている。このピックアップコイルは、そのＳＱＵＩＤの
頂部に配置した１つの信号コイルに結合することによっ
てその信号を磁気的にそのＳＱＵＩＤに結合するように
するか、あるいはそのピックアップコイルを、そのＳＱ
ＵＩＤループのガルヴァーニ結合形部品とすることがで
きる。最高の感度を得るためには、そのＳＱＵＩＤのイ
ンダクタンスを非常に小さくし（僅か１０−１１Ｈのオ
ーダー）、しかもそのループにわたる漂遊容量を最小限
にしなければならない、ということが示されている。
ピックアップコイルを配置しそしてこれを電流検知素子
に接続して行うことが多い。極限の感度が要求される場
合には、そのコイルは、超伝導材料で作ることが最も多
く、そしてこの作ったコイルを超伝導量子干渉デバイス
（ＳＱＵＩＤ）に接続するようにしている。このような
装置は、例えば、低温物理ジャーナル（Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆ Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｐｈｙｓｉ
ｃｓ，ｖｏｌ７６ （１９８９）， ｉｓｓｕｅ ５／
６， ｐｐ／２８７−３８６）の記事に詳細に説明され
ている。このピックアップコイルは、そのＳＱＵＩＤの
頂部に配置した１つの信号コイルに結合することによっ
てその信号を磁気的にそのＳＱＵＩＤに結合するように
するか、あるいはそのピックアップコイルを、そのＳＱ
ＵＩＤループのガルヴァーニ結合形部品とすることがで
きる。最高の感度を得るためには、そのＳＱＵＩＤのイ
ンダクタンスを非常に小さくし（僅か１０−１１Ｈのオ
ーダー）、しかもそのループにわたる漂遊容量を最小限
にしなければならない、ということが示されている。
【０００３】一般的には、最適なピックアップコイルは
、その測定用素子の入力側のインピーダンスと等しいイ
ンピーダンスをもつものである。ピックアップコイルを
流れる電流の測定にＳＱＵＩＤを使用するときには、小
さなインダクタンスをもったピックアップコイルを使用
することが望ましい。そして、そのように使用した場合
、ＳＱＵＩＤの頂部に置くその信号コイルには、ほんの
僅かの数のターンをもたせ、従ってそのＳＱＵＩＤルー
プにわたって小さな寄生容量しか有しないようにするこ
とができ、そしてこれは、感度がより良好となることを
意味している。このことは、その電流検知用素子の入力
インダクタンスである上記信号コイルのインダクタンス
が、その信号コイルのターン数の二乗とそのＳＱＵＩＤ
ループのインダクタンスとの積に正比例する、という事
実によっている。ＳＱＵＩＤループのそのインダクタン
スをできるだけ小さくしなくてはならないという要求の
ため、そのＳＱＵＩＤのガルヴァーニ結合形部品として
そのピックアップコイルを使用することが困難になる。
、その測定用素子の入力側のインピーダンスと等しいイ
ンピーダンスをもつものである。ピックアップコイルを
流れる電流の測定にＳＱＵＩＤを使用するときには、小
さなインダクタンスをもったピックアップコイルを使用
することが望ましい。そして、そのように使用した場合
、ＳＱＵＩＤの頂部に置くその信号コイルには、ほんの
僅かの数のターンをもたせ、従ってそのＳＱＵＩＤルー
プにわたって小さな寄生容量しか有しないようにするこ
とができ、そしてこれは、感度がより良好となることを
意味している。このことは、その電流検知用素子の入力
インダクタンスである上記信号コイルのインダクタンス
が、その信号コイルのターン数の二乗とそのＳＱＵＩＤ
ループのインダクタンスとの積に正比例する、という事
実によっている。ＳＱＵＩＤループのそのインダクタン
スをできるだけ小さくしなくてはならないという要求の
ため、そのＳＱＵＩＤのガルヴァーニ結合形部品として
そのピックアップコイルを使用することが困難になる。
【０００４】例えば、ヒトの脳から発生する極端に弱い
磁気信号を測定する場合には、超高感度の磁界検出器が
必要になる。医学上の研究及び診断においては、この方
法は、ますます関心を集めるようになっているが、それ
は、この方法によって、数ミリメートル及び数ミリ秒の
空間／時間分解能で脳の活動に関するソース電流の位置
を探索することが可能であるからである。それの測定は
、いくつかの場所で同時に行わなければならず、頭部の
全体にわたって百以上もの測定が必要である。磁界自体
ではなくその磁界の勾配のある成分を測定する方が都合
がよいことがある、ということが示されており、特にこ
れは、平面勾配∂ＢＺ／∂ｘ及び∂ＢＺ／∂ｙに当ては
まるものである（例えば，ＳＱＵＩＤ′８５： “Ｓｕ
ｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｉｎｔ
ｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ
ｉｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ”， ｅｄｉｔｅｄ
ｂｙ Ｈ．Ｄ．Ｈａｈｌｂｏｈｍａｎｄ Ｈ．Ｌｕｂｂ
ｉｇ，Ｗａｌｔｅｒ ｄｅ Ｇｒｕｙｔｅｒ， Ｂｅｒ
ｌｉｎ （１９８５）， ｐｐ．９３９−９４４ 参照
）。２４のチャンネルを含む１つのそのような装置は、
“生体磁気における進歩”と題する本（ｔｈｅ Ｂｏｏ
ｋ “Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ Ｂｉｏｍａｇｎｅｔｉ
ｓｍ”， ｅｄｉｔｅｄ ｂｙ Ｓ．Ｊ．Ｗｉｌｌｉａ
ｍｓｏｎ， Ｍ．Ｈｏｋｅ， Ｇ．Ｓｔｒｏｉｎｋ ａ
ｎｄ Ｎ．Ｋｏｔａｎｉ， Ｐｌｅｎｕｍ， Ｎｅｗ
ｙｏｒｋ （１９８９）， ｐｐ．６７３−６７６）に
記載されている。
磁気信号を測定する場合には、超高感度の磁界検出器が
必要になる。医学上の研究及び診断においては、この方
法は、ますます関心を集めるようになっているが、それ
は、この方法によって、数ミリメートル及び数ミリ秒の
空間／時間分解能で脳の活動に関するソース電流の位置
を探索することが可能であるからである。それの測定は
、いくつかの場所で同時に行わなければならず、頭部の
全体にわたって百以上もの測定が必要である。磁界自体
ではなくその磁界の勾配のある成分を測定する方が都合
がよいことがある、ということが示されており、特にこ
れは、平面勾配∂ＢＺ／∂ｘ及び∂ＢＺ／∂ｙに当ては
まるものである（例えば，ＳＱＵＩＤ′８５： “Ｓｕ
ｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｉｎｔ
ｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ
ｉｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ”， ｅｄｉｔｅｄ
ｂｙ Ｈ．Ｄ．Ｈａｈｌｂｏｈｍａｎｄ Ｈ．Ｌｕｂｂ
ｉｇ，Ｗａｌｔｅｒ ｄｅ Ｇｒｕｙｔｅｒ， Ｂｅｒ
ｌｉｎ （１９８５）， ｐｐ．９３９−９４４ 参照
）。２４のチャンネルを含む１つのそのような装置は、
“生体磁気における進歩”と題する本（ｔｈｅ Ｂｏｏ
ｋ “Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ Ｂｉｏｍａｇｎｅｔｉ
ｓｍ”， ｅｄｉｔｅｄ ｂｙ Ｓ．Ｊ．Ｗｉｌｌｉａ
ｍｓｏｎ， Ｍ．Ｈｏｋｅ， Ｇ．Ｓｔｒｏｉｎｋ ａ
ｎｄ Ｎ．Ｋｏｔａｎｉ， Ｐｌｅｎｕｍ， Ｎｅｗ
ｙｏｒｋ （１９８９）， ｐｐ．６７３−６７６）に
記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図１には、平面勾配を
測定する先行技術の２つの異なったコイル形態、即ち並
列形態（ａ）と直列形態（ｂ）とを示してある。現在で
は、その直列形態の方がより一般的となっている（例え
ば、ＵＳ４３２０３４１，ＥＰ２１０４８９，ＥＰ３９
９４９９参照）。その主な理由は、並列形態では、シー
ルド電流（ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ ｃｕｒｒｅｎｔ）が１
つの均一の磁界（ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ ｍａｇｎｅ
ｔｉｃ ｆｉｅｌｄ）中に誘起されこれがその均一磁界
をキャンセルする傾向があるからである（直列コイルに
おいては、その電流は存在しない）。特に薄膜ピックア
ップコイルにおいては、そのシールド電流がその膜の臨
界電流を越えると、その膜は非超伝導状態になる。さら
に、均一磁界によるそのシールド電流は、局所的な不均
一成分を生じさせ、従って、マルチチャンネル磁力計に
おいては、その望ましくない勾配が、隣のピックアップ
コイルに誤差信号として結合することになる。 しかしながら、この並列形態は、同一寸法の直列形コイ
ルのものの僅か１／４であるかなり小さなインダクタン
スを有している。従って、諸ループの並列接続は、ピッ
クアップコイルが実際のＳＱＵＩＤループのガルヴァー
ニ結合形部品となったデバイス、において使用されてき
ている。このデバイスの例は、応用物理ジャーナル内の
論文（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙ
ｓｉｃｓ， ｖｏｌ．５８ （１９８５）， ｎ：ｏ
１１， ｓｓ．４３２２−４３２５）に記載されている
。また、並列ループは、ＳＱＵＩＤのインダクタンスを
減らすためにも応用されてきており、これは、応用物理
ジャーナル（Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐ
ｈｙｓｉｃｓ， ｖｏｌ．４２ （１９７１）， ｉｓ
ｓｕｅ １１， ｐｐ．４４８３−４４８７）と、応用
物理レター（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔ
ｔｅｒｓ， ｖｏｌｕｍｅ ５７ ｉｓｓｕｅ ４ （
１９９０）， ｐｐ．４０６−４０８）とに記載されて
いる。
測定する先行技術の２つの異なったコイル形態、即ち並
列形態（ａ）と直列形態（ｂ）とを示してある。現在で
は、その直列形態の方がより一般的となっている（例え
ば、ＵＳ４３２０３４１，ＥＰ２１０４８９，ＥＰ３９
９４９９参照）。その主な理由は、並列形態では、シー
ルド電流（ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ ｃｕｒｒｅｎｔ）が１
つの均一の磁界（ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ ｍａｇｎｅ
ｔｉｃ ｆｉｅｌｄ）中に誘起されこれがその均一磁界
をキャンセルする傾向があるからである（直列コイルに
おいては、その電流は存在しない）。特に薄膜ピックア
ップコイルにおいては、そのシールド電流がその膜の臨
界電流を越えると、その膜は非超伝導状態になる。さら
に、均一磁界によるそのシールド電流は、局所的な不均
一成分を生じさせ、従って、マルチチャンネル磁力計に
おいては、その望ましくない勾配が、隣のピックアップ
コイルに誤差信号として結合することになる。 しかしながら、この並列形態は、同一寸法の直列形コイ
ルのものの僅か１／４であるかなり小さなインダクタン
スを有している。従って、諸ループの並列接続は、ピッ
クアップコイルが実際のＳＱＵＩＤループのガルヴァー
ニ結合形部品となったデバイス、において使用されてき
ている。このデバイスの例は、応用物理ジャーナル内の
論文（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙ
ｓｉｃｓ， ｖｏｌ．５８ （１９８５）， ｎ：ｏ
１１， ｓｓ．４３２２−４３２５）に記載されている
。また、並列ループは、ＳＱＵＩＤのインダクタンスを
減らすためにも応用されてきており、これは、応用物理
ジャーナル（Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐ
ｈｙｓｉｃｓ， ｖｏｌ．４２ （１９７１）， ｉｓ
ｓｕｅ １１， ｐｐ．４４８３−４４８７）と、応用
物理レター（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔ
ｔｅｒｓ， ｖｏｌｕｍｅ ５７ ｉｓｓｕｅ ４ （
１９９０）， ｐｐ．４０６−４０８）とに記載されて
いる。
【０００６】それの横の平面勾配成分は、単一の箇所に
おいて測定しなければならず、したがって、２つの直交
した勾配計をその一方を他方の上にして有する構造体を
作らなければならない。在来の手段によって実現したそ
のような構造体は、前述した刊行物（ＵＳ４３２０３４
１，ＥＰ２１０４８９，ＳＱＵＩＤ′８５： “Ｓｕｐ
ｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｉｎｔｅ
ｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ ｔｈｅｉ
ｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ”，（１９８５）， ｓ
ｓ．９３９−９４４）で説明されているように、必然的
に比較的複雑となるものでる。
おいて測定しなければならず、したがって、２つの直交
した勾配計をその一方を他方の上にして有する構造体を
作らなければならない。在来の手段によって実現したそ
のような構造体は、前述した刊行物（ＵＳ４３２０３４
１，ＥＰ２１０４８９，ＳＱＵＩＤ′８５： “Ｓｕｐ
ｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｉｎｔｅ
ｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ ｔｈｅｉ
ｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ”，（１９８５）， ｓ
ｓ．９３９−９４４）で説明されているように、必然的
に比較的複雑となるものでる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明では、先行技術に
対し相当の改善が得られる。本発明に特有の特徴は、請
求項１−７に記載した通りである。
対し相当の改善が得られる。本発明に特有の特徴は、請
求項１−７に記載した通りである。
【０００８】この新規な構造体は、１つのコイルで２つ
の直交した勾配を測定することができる、という特性並
びに長所がある。従って、簡単な構造体が得られる。こ
の構造体が基礎としているのは、２つの電流検知素子で
測定する電流成分が、これら電流がたとえ同じ導体内で
ガルヴァーニ的に流れる場合でも、そのピックアップコ
イルの対称特性の故に、互いに磁気的に結合しない、と
いう具合にそれら２つの電流検知素子をそのコイルに接
続できる、ということである。
の直交した勾配を測定することができる、という特性並
びに長所がある。従って、簡単な構造体が得られる。こ
の構造体が基礎としているのは、２つの電流検知素子で
測定する電流成分が、これら電流がたとえ同じ導体内で
ガルヴァーニ的に流れる場合でも、そのピックアップコ
イルの対称特性の故に、互いに磁気的に結合しない、と
いう具合にそれら２つの電流検知素子をそのコイルに接
続できる、ということである。
【０００９】本発明において説明するこのコイルは、平
坦であり、そしてこれは、このコイルの平面に垂直な磁
界成分の該コイルに平行な勾配を測定する。本コイルは
、並列接続した２対のループを備えており、そして各ル
ープ対の個々のループは、互いに直列接続とする。また
、これは、ピックアップコイルに望ましい２つの特性、
即ち、シールド電流が均一磁界中で発生しないという特
性と、コイルのインダクタンスが図１（ａ）に示した在
来の並列形態のインダクタンスにほぼ等しいという特性
と、の双方を組み合わせもっている。これらの特性は、
請求項２に記載した構造によって得ることができる。ま
た、本コイルは、前述したすべての参考文献において用
いられてきたように、単に並列なループのみまたは直列
なループのみを単純に接続する、ということによっては
構成することができないものである。コイルの直列接続
と並列接続とを組み合わせて、均一磁界中のシールド電
流を避けるように反対方向に作用させることが必要であ
る。本コイルは、磁界の４極子成分を測定する公知のコ
イルとは、外観では似ているかもしれないが、それとは
類似のものではない。本発明のこのコイルは１次の勾配
を測定できるのに対し、その４極子コイルは、その成分
には不感である。
坦であり、そしてこれは、このコイルの平面に垂直な磁
界成分の該コイルに平行な勾配を測定する。本コイルは
、並列接続した２対のループを備えており、そして各ル
ープ対の個々のループは、互いに直列接続とする。また
、これは、ピックアップコイルに望ましい２つの特性、
即ち、シールド電流が均一磁界中で発生しないという特
性と、コイルのインダクタンスが図１（ａ）に示した在
来の並列形態のインダクタンスにほぼ等しいという特性
と、の双方を組み合わせもっている。これらの特性は、
請求項２に記載した構造によって得ることができる。ま
た、本コイルは、前述したすべての参考文献において用
いられてきたように、単に並列なループのみまたは直列
なループのみを単純に接続する、ということによっては
構成することができないものである。コイルの直列接続
と並列接続とを組み合わせて、均一磁界中のシールド電
流を避けるように反対方向に作用させることが必要であ
る。本コイルは、磁界の４極子成分を測定する公知のコ
イルとは、外観では似ているかもしれないが、それとは
類似のものではない。本発明のこのコイルは１次の勾配
を測定できるのに対し、その４極子コイルは、その成分
には不感である。
【００１０】
【実施例】以下、図２〜図４を参照して本発明の好まし
い実施例について説明する。
い実施例について説明する。
【００１１】図２は、本発明で説明するコイルの構造を
示したものである。このコイルの端子は、符号５及び６
で示してある。これのループ１とループ２は、直列に接
続してあり、またループ３とループ４も同様である。２
つの８の字コイル（１及び２と、３及び４）は、並列接
続としてある。この図２は、ｘ方向の磁界勾配が誘起す
る電流の方向と、各ループの感度の極性とを示している
。図３は、互いに直交した２つの勾配を測定するのに、
余分の端子７及び８によってこのコイルをどのように使
用できるかその方法を示している。端子５及び６に接続
する電流検知素子により、そのｘ方向の勾配を検出し、
そして端子７及び８間の別の電流検知素子により、ｙ方
向の勾配を検出するようにする。それらループが対称の
場合には、ｘ方向の勾配は、端子７及び８間のその検知
素子への電流を誘起することはない。また、ｙ方向の勾
配が端子５及び６間の電流を誘起することもなく、した
がって、勾配のそれら２つの成分は、ただ１つのピック
アップコイルを用いて測定することができる。
示したものである。このコイルの端子は、符号５及び６
で示してある。これのループ１とループ２は、直列に接
続してあり、またループ３とループ４も同様である。２
つの８の字コイル（１及び２と、３及び４）は、並列接
続としてある。この図２は、ｘ方向の磁界勾配が誘起す
る電流の方向と、各ループの感度の極性とを示している
。図３は、互いに直交した２つの勾配を測定するのに、
余分の端子７及び８によってこのコイルをどのように使
用できるかその方法を示している。端子５及び６に接続
する電流検知素子により、そのｘ方向の勾配を検出し、
そして端子７及び８間の別の電流検知素子により、ｙ方
向の勾配を検出するようにする。それらループが対称の
場合には、ｘ方向の勾配は、端子７及び８間のその検知
素子への電流を誘起することはない。また、ｙ方向の勾
配が端子５及び６間の電流を誘起することもなく、した
がって、勾配のそれら２つの成分は、ただ１つのピック
アップコイルを用いて測定することができる。
【００１２】本コイルのインダクタンスは、４つの各ル
ープ１，２，３，４を並列接続のいくつかのサブループ
に分割することによって、さらに小さくすることができ
る。図４には、それらループをさらに２つの部分（９と
１０、１１と１２、１３と１４、１５と１６）に分割し
て、これにより、すべてのループを相互に同等の位置に
あるようにし、またサブループ内の電流がこれら各半部
分間で等しく分割されるようにする方法を示してある。 コイルの対称性によってシールド電流が均一磁界中に誘
起されることはないため、上記の４つの主ループは、並
列接続したより小さな部分に更に分割することができる
。
ープ１，２，３，４を並列接続のいくつかのサブループ
に分割することによって、さらに小さくすることができ
る。図４には、それらループをさらに２つの部分（９と
１０、１１と１２、１３と１４、１５と１６）に分割し
て、これにより、すべてのループを相互に同等の位置に
あるようにし、またサブループ内の電流がこれら各半部
分間で等しく分割されるようにする方法を示してある。 コイルの対称性によってシールド電流が均一磁界中に誘
起されることはないため、上記の４つの主ループは、並
列接続したより小さな部分に更に分割することができる
。
【００１３】上述したコイルにおいては、誘導結合形の
ＳＱＵＩＤを上記の電流検知素子として使用することが
できる。また、そのコイルは、超伝導量子干渉デバイス
のループのガルヴァーニ接続形部品とすることができ、
そして、そのようにした時には、その電流検知素子は、
ジョセフソン接合に置き換えるようにする。このように
すれば、既知のデバイスより優れた勾配測定デバイスが
得られる。
ＳＱＵＩＤを上記の電流検知素子として使用することが
できる。また、そのコイルは、超伝導量子干渉デバイス
のループのガルヴァーニ接続形部品とすることができ、
そして、そのようにした時には、その電流検知素子は、
ジョセフソン接合に置き換えるようにする。このように
すれば、既知のデバイスより優れた勾配測定デバイスが
得られる。
【００１４】以上、１つのコイル中を流れるいくつかの
独立した相互に非結合の電流成分が、同時に測定できる
ことを示した。この思想は、請求項２に述べたものとは
別の他のタイプのコイルにも適用することができる。図
５には、在来の並列接続のループで実現した、上記原理
に基づいたコイルの例を示してある。２つの独立した勾
配は、端子１７及び１８間と、端子１９及び２０間とに
２つの電流検知素子を接続して測定することができる。 但し、これでは、シールド電流が均一磁界中で誘起され
ることになり、したがって、請求項２〜５に述べたコイ
ルが望ましい。
独立した相互に非結合の電流成分が、同時に測定できる
ことを示した。この思想は、請求項２に述べたものとは
別の他のタイプのコイルにも適用することができる。図
５には、在来の並列接続のループで実現した、上記原理
に基づいたコイルの例を示してある。２つの独立した勾
配は、端子１７及び１８間と、端子１９及び２０間とに
２つの電流検知素子を接続して測定することができる。 但し、これでは、シールド電流が均一磁界中で誘起され
ることになり、したがって、請求項２〜５に述べたコイ
ルが望ましい。
【図１】平面形磁力計を作るときの２つの従来方法を示
す概略図である。
す概略図である。
【図２】諸コイルの接続法を示す図である。
【図３】２つの直交した平面勾配成分を測定するのに、
どのようにしてそのコイルが使用できるかを示す図であ
る。
どのようにしてそのコイルが使用できるかを示す図であ
る。
【図４】どのようにして余分の並列接続によってインダ
クタンスを更に減少させることができるかを示す図であ
る。
クタンスを更に減少させることができるかを示す図であ
る。
【図５】在来のものにより近い形で実現した１つのピッ
クアップコイルのみを使用して、２つの独立した勾配成
分を測定する代替の方法を示す図である。
クアップコイルのみを使用して、２つの独立した勾配成
分を測定する代替の方法を示す図である。
１，２，３，４…ループ
５，６…端子
７，８…余分の端子
１７，１８…コイルのターミナル
９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６…サブ
ル−プ
ル−プ
Claims (7)
- 【請求項１】 磁束密度あるいはその１次またはこれ
より高次の勾配についての少なくとも２つの成分を同時
に測定するため、複数の相互接続したループを含むピッ
クアップコイルにおいて、前記複数のループを接続しか
つこれに複数の端子対をもたせ、これにより、前記複数
の端子対の端子間に電流検知手段を接続して、同じ導体
をガルヴァーニ的に流れるが磁気的には結合していない
電流成分を検出できるようにしたこと、を特徴とするピ
ックアップコイル。 - 【請求項２】 コイルの中央を通る軸に関して対称で
あってかつそのコイル平面に垂直な平面またはほぼその
平面内に４つのループ（１，２，３，４）を有した、磁
束密度の１次の勾配を測定するピックアップコイルにお
いて、前記ループ（１，２，３，４）を相互接続しそし
てこれに電流検知手段に接続するための端子（５，６）
を設け、これにより、隣接する第１及び第２のループ（
１，２）を直列接続とし、そしてこの形成した対を、隣
接する第３及び第４のループ（３，４）を直列接続する
ことによって形成した対応する対に並列に接続し、これ
によって、前記第１ループと前記第３ループとの間の１
つの端子（５）から送り込みそして前記第２ループと前
記第４ループとの間の別の端子（６）から取り出す電流
が、前記第１ループ（１）及び前記第２ループ（２）で
は互いに反対の方向に、また前記第３ループ（３）及び
前記第４ループ（４）では互いに反対の方向に、前記第
１ループ（１）及び前記第３ループ（３）では互いに同
じ方向に、前記第２ループ（２）及び前記第４ループ（
４）では互いに同じ方向に、流れるようにしたこと、を
特徴とするピックアップコイル。 - 【請求項３】 前記コイルに、前記第１ループ（１）
と前記第２ループ（２）の間の直列接続部と、及び前記
第３ループ（３）と前記第４のループ（４）の間の直列
接続部と、に接続した第２の端子対を含ませ、そして別
個の電流検知手段を、上記の端子対である第１の端子対
の間と前記第２の端子対の間とに接続したこと、を特徴
とする請求項２に記載のピックアップコイル。 - 【請求項４】 上記の形態で接続したループ（１，２
，３，４）の各々は、同じ方向に巻いた少なくとも２つ
のサブループを並列接続することによって形成したこと
、を特徴とする請求項１，２または３に記載のピックア
ップコイル。 - 【請求項５】 上記の形態で接続したすべてのループ
（１，２，３，４）は、並列接続の同じサイズの２つの
サブループ（９，１０；１１，１２；１３，１４；１５
，１６）に分割し、しかも該サブループの互いに隣接す
る辺が、測定すべき勾配成分に対して４５度の角度とな
るようにしたこと、を特徴とする請求項３及び４に記載
のピックアップコイル。 - 【請求項６】 前記電流検知手段は、誘導結合した超
伝導量子干渉デバイスであること、を特徴とする請求項
１，２，３，４または５に記載のピックアップコイル。 - 【請求項７】 前記コイルは、超伝導量子干渉デバイ
スの１部分であること、を特徴とする請求項１，２，３
，４または５に記載のピックアップコイル。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI906341A FI89417C (fi) | 1990-12-21 | 1990-12-21 | Detektorspole foer maetning av magnetfaelt |
| FI906341 | 1990-12-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04309869A true JPH04309869A (ja) | 1992-11-02 |
| JP3205021B2 JP3205021B2 (ja) | 2001-09-04 |
Family
ID=8531630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33847891A Expired - Lifetime JP3205021B2 (ja) | 1990-12-21 | 1991-12-20 | ピックアップコイル |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5289121A (ja) |
| EP (1) | EP0492261B1 (ja) |
| JP (1) | JP3205021B2 (ja) |
| CA (1) | CA2057454C (ja) |
| DE (1) | DE69120043T2 (ja) |
| FI (1) | FI89417C (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009125396A (ja) * | 2007-11-26 | 2009-06-11 | Hitachi Ltd | 磁気検出コイルおよび磁場計測装置 |
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|---|---|---|---|---|
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| US5786690A (en) * | 1994-08-18 | 1998-07-28 | International Business Machines Corporation | High resolution three-axis scanning squid microscope having planar solenoids |
| JPH08313609A (ja) * | 1995-05-22 | 1996-11-29 | Seiko Instr Inc | 径方向微分型ｓｑｕｉｄ磁束計 |
| JP2001522046A (ja) * | 1997-11-04 | 2001-11-13 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 渦電流検査ヘッド、渦電流検査ヘッドの製造方法および渦電流検査方法 |
| GB9918539D0 (en) | 1999-08-06 | 1999-10-06 | Sentec Ltd | Planar current transformer |
| GB2353598B (en) * | 1999-08-24 | 2003-09-10 | Siemens Metering Ltd | Improvements in or relating to current measurement |
| US7151430B2 (en) * | 2004-03-03 | 2006-12-19 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Method of and inductor layout for reduced VCO coupling |
| US10181747B2 (en) * | 2015-02-13 | 2019-01-15 | Google Llc | Charging keyboard based on magnetic field generated by computing device |
| US10468179B2 (en) * | 2017-03-23 | 2019-11-05 | Integrated Device Technology, Inc. | Active twisted figure ‘8’ inductor |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4320341A (en) * | 1980-01-17 | 1982-03-16 | Sperry Corporation | Method and apparatus for balancing the magnetic field detecting loops of a cryogenic gradiometer using trimming coils and superconducting disks |
| DE3674665D1 (de) * | 1985-07-22 | 1990-11-08 | Siemens Ag | Vielkanalige vorrichtung zur messung schwacher magnetfelder. |
| JP2893714B2 (ja) * | 1989-05-25 | 1999-05-24 | 株式会社日立製作所 | 薄膜型ｓｑｕｉｄ磁束計およびこれを用いた生体磁気計測装置 |
-
1990
- 1990-12-21 FI FI906341A patent/FI89417C/fi active IP Right Grant
-
1991
- 1991-12-10 CA CA002057454A patent/CA2057454C/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-12-10 EP EP91121129A patent/EP0492261B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-12-10 DE DE69120043T patent/DE69120043T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-12-13 US US07/807,035 patent/US5289121A/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-12-20 JP JP33847891A patent/JP3205021B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009125396A (ja) * | 2007-11-26 | 2009-06-11 | Hitachi Ltd | 磁気検出コイルおよび磁場計測装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI906341A0 (fi) | 1990-12-21 |
| EP0492261A2 (en) | 1992-07-01 |
| DE69120043D1 (de) | 1996-07-11 |
| EP0492261A3 (en) | 1993-07-07 |
| CA2057454A1 (en) | 1992-06-22 |
| CA2057454C (en) | 2001-06-05 |
| US5289121A (en) | 1994-02-22 |
| FI89417B (fi) | 1993-06-15 |
| FI906341A (fi) | 1992-06-22 |
| EP0492261B1 (en) | 1996-06-05 |
| FI89417C (fi) | 1993-09-27 |
| JP3205021B2 (ja) | 2001-09-04 |
| DE69120043T2 (de) | 1997-01-16 |
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