JPH05337095A - 機能性超伝導磁気シールドおよびこれを用いる磁束計 - Google Patents
機能性超伝導磁気シールドおよびこれを用いる磁束計Info
- Publication number
- JPH05337095A JPH05337095A JP4151818A JP15181892A JPH05337095A JP H05337095 A JPH05337095 A JP H05337095A JP 4151818 A JP4151818 A JP 4151818A JP 15181892 A JP15181892 A JP 15181892A JP H05337095 A JPH05337095 A JP H05337095A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- superconducting
- magnetic
- superconductor
- functional
- magnetic shield
- 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.)
- Granted
Links
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 title claims abstract description 191
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 claims abstract description 75
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 39
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 39
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 39
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 35
- 241000238366 Cephalopoda Species 0.000 claims abstract description 19
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 29
- 229910001275 Niobium-titanium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 claims description 4
- RJSRQTFBFAJJIL-UHFFFAOYSA-N niobium titanium Chemical compound [Ti].[Nb] RJSRQTFBFAJJIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims 1
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 claims 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 3
- 229910000889 permalloy Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- NMFHJNAPXOMSRX-PUPDPRJKSA-N [(1r)-3-(3,4-dimethoxyphenyl)-1-[3-(2-morpholin-4-ylethoxy)phenyl]propyl] (2s)-1-[(2s)-2-(3,4,5-trimethoxyphenyl)butanoyl]piperidine-2-carboxylate Chemical compound C([C@@H](OC(=O)[C@@H]1CCCCN1C(=O)[C@@H](CC)C=1C=C(OC)C(OC)=C(OC)C=1)C=1C=C(OCCN2CCOCC2)C=CC=1)CC1=CC=C(OC)C(OC)=C1 NMFHJNAPXOMSRX-PUPDPRJKSA-N 0.000 description 1
- 230000000747 cardiac effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁気遮蔽率が１／１０００程度の一般的な磁
気シールドルーム内で動作するＳＱＵＩＤ磁束計におい
て、検出コイルを不要とし磁束伝達率を向上させ、ＳＱ
ＵＩＤに入力する信号磁束を増加させる機能性超伝導磁
気シールドを提供する。 【構成】 平面上、あるいは曲面上の所定の空間を超伝
導体で包囲して形成され、同じ面積を有する二つの空間
をそれぞれ包囲する二つの超伝導包囲体（例えば円環）
１１、１２を、これをコイルとしてみた場合の巻線方向
が同方向となるように超伝導結線１３で結び、全体で１
本の超伝導閉ループをなすように構成する。さらにＳＱ
ＵＩＤリングが直接磁場を検知する、いわゆるダイレク
トカップリング型ＳＱＵＩＤ磁束計を一方の超伝導包囲
体、例えば１２に密着して配置する。 【効果】 ダイレクトカップリング型ＳＱＵＩＤ磁束計
に入力する信号磁束を従来の５０倍程度に増加する。
気シールドルーム内で動作するＳＱＵＩＤ磁束計におい
て、検出コイルを不要とし磁束伝達率を向上させ、ＳＱ
ＵＩＤに入力する信号磁束を増加させる機能性超伝導磁
気シールドを提供する。 【構成】 平面上、あるいは曲面上の所定の空間を超伝
導体で包囲して形成され、同じ面積を有する二つの空間
をそれぞれ包囲する二つの超伝導包囲体（例えば円環）
１１、１２を、これをコイルとしてみた場合の巻線方向
が同方向となるように超伝導結線１３で結び、全体で１
本の超伝導閉ループをなすように構成する。さらにＳＱ
ＵＩＤリングが直接磁場を検知する、いわゆるダイレク
トカップリング型ＳＱＵＩＤ磁束計を一方の超伝導包囲
体、例えば１２に密着して配置する。 【効果】 ダイレクトカップリング型ＳＱＵＩＤ磁束計
に入力する信号磁束を従来の５０倍程度に増加する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特に生体から発生する
磁場を検出する生体磁気検出装置の磁気雑音を遮蔽する
のに好適な、機能性超伝導磁気シールド、及び機能性超
伝導磁気シールドとＳＱＵＩＤ（超伝導量子干渉計）磁
束計を組み合わせた磁束計に関する。
磁場を検出する生体磁気検出装置の磁気雑音を遮蔽する
のに好適な、機能性超伝導磁気シールド、及び機能性超
伝導磁気シールドとＳＱＵＩＤ（超伝導量子干渉計）磁
束計を組み合わせた磁束計に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の生体磁気検出装置は例えばレビュ
ーオブサイエンテフィックインスツルメンツ５３巻１２
号、（１９８２）、１８１５頁〜１８４５頁（Rev.Sci.
Instrum.,Vol.53,No.12,1982 pp.1815-1845）に記載さ
れている。この従来例の概略を図６に示す。生体磁場、
特に脳から発生する磁場は地磁気の１億分の１という微
小量である。そこで外乱の磁気雑音を遮蔽するため、生
体磁気検出装置は被検体とともに強磁性体（パーマロ
イ）の磁気シールドルーム２００の中に入れられてい
る。パーマロイの磁気シールドルームの磁気遮蔽率、即
ち、外界の磁場に対する内部の磁場の比は一般に用いら
れているもので１／１０００程度である。
ーオブサイエンテフィックインスツルメンツ５３巻１２
号、（１９８２）、１８１５頁〜１８４５頁（Rev.Sci.
Instrum.,Vol.53,No.12,1982 pp.1815-1845）に記載さ
れている。この従来例の概略を図６に示す。生体磁場、
特に脳から発生する磁場は地磁気の１億分の１という微
小量である。そこで外乱の磁気雑音を遮蔽するため、生
体磁気検出装置は被検体とともに強磁性体（パーマロ
イ）の磁気シールドルーム２００の中に入れられてい
る。パーマロイの磁気シールドルームの磁気遮蔽率、即
ち、外界の磁場に対する内部の磁場の比は一般に用いら
れているもので１／１０００程度である。
【０００３】生体磁気計測装置の検出器部分であるＳＱ
ＵＩＤ（超伝導量子干渉計）を利用する磁束計は、一般
に生体信号を検出する微分型の検出コイル２１、これを
ＳＱＵＩＤに伝達する入力コイル２２、高感度の磁束−
電圧変換素子であるＳＱＵＩＤ３０、帰還変調コイル２
３及び駆動回路からなる。検出コイル、入力コイル、帰
還変調コイル、ＳＱＵＩＤは超伝導体であり、さらに超
伝導体の磁気シールド１００がＳＱＵＩＤと入力コイ
ル、帰還変調コイル部分を覆っている。
ＵＩＤ（超伝導量子干渉計）を利用する磁束計は、一般
に生体信号を検出する微分型の検出コイル２１、これを
ＳＱＵＩＤに伝達する入力コイル２２、高感度の磁束−
電圧変換素子であるＳＱＵＩＤ３０、帰還変調コイル２
３及び駆動回路からなる。検出コイル、入力コイル、帰
還変調コイル、ＳＱＵＩＤは超伝導体であり、さらに超
伝導体の磁気シールド１００がＳＱＵＩＤと入力コイ
ル、帰還変調コイル部分を覆っている。
【０００４】超伝導体の磁気シールドの役割は外界の磁
気雑音によるＳＱＵＩＤの誤動作を防ぐことにある。ま
た、微分型検出コイルの役割は、パーマロイの磁気シー
ルドルーム２００の中でなお信号磁場の１０００倍程度
ある磁気雑音の中から信号を選択的に検出することにあ
る。図６では、微分型検出コイルとして１次微分型検出
コイルを例示している。１次微分型の検出コイルは、互
いに逆向きに巻かれた２つの１ターンのコイルと入力コ
イルが１本の超伝導閉ループをなす構成であり、２つの
１ターンのコイルに加わる磁束の差分だけがＳＱＵＩＤ
に伝達する。ここで遠方に磁場源のある雑音磁場は２つ
のコイルに加わる磁束量が等しく、近傍に磁場源のある
生体磁場は２つのコイルに加わる磁束量に差を生じるた
め、信号を選択的に検出することができる。
気雑音によるＳＱＵＩＤの誤動作を防ぐことにある。ま
た、微分型検出コイルの役割は、パーマロイの磁気シー
ルドルーム２００の中でなお信号磁場の１０００倍程度
ある磁気雑音の中から信号を選択的に検出することにあ
る。図６では、微分型検出コイルとして１次微分型検出
コイルを例示している。１次微分型の検出コイルは、互
いに逆向きに巻かれた２つの１ターンのコイルと入力コ
イルが１本の超伝導閉ループをなす構成であり、２つの
１ターンのコイルに加わる磁束の差分だけがＳＱＵＩＤ
に伝達する。ここで遠方に磁場源のある雑音磁場は２つ
のコイルに加わる磁束量が等しく、近傍に磁場源のある
生体磁場は２つのコイルに加わる磁束量に差を生じるた
め、信号を選択的に検出することができる。
【０００５】上記の従来型の生体磁気検出装置では、入
力コイルと帰還変調コイル、ＳＱＵＩＤ（点線３１の内
部）は磁気結合をよくするため薄膜で一体形成するのが
一般的である。一方検出コイルは石英管にニオブ−チタ
ン線を巻いて構成する方法やフレキシブルな基板上に薄
膜で構成する方法（例えば特開昭１２２５８４号）が知
られているが、いずれも入力コイルとの間に超伝導結合
部６０を必要とする。また、このような構成のＳＱＵＩ
Ｄ磁束計では微分型検出コイルの検出した磁束とＳＱＵ
ＩＤに伝達される磁束の比（磁束伝達率）は一般に０．
０１程度に過ぎず、磁束伝達率が小さく感度よく磁気を
検出することができないという問題があった。この問題
を解決するため検出コイルを使用しないダイレクトカッ
プリング型ＳＱＵＩＤ磁束計も提案されているが（アイ
イーイーイートランザクションズオンマグネティクス２
７巻２号、（１９９１）、２７９３頁〜２７９６頁（IE
EETransactions on Magnetics,Vol.27,No2,1991 pp.279
3-2796)）パーマロイの磁気シールドルームに対しては
１／１００００〜／１０００００程度の高い磁気遮蔽率
が要求されるとういう問題があった。
力コイルと帰還変調コイル、ＳＱＵＩＤ（点線３１の内
部）は磁気結合をよくするため薄膜で一体形成するのが
一般的である。一方検出コイルは石英管にニオブ−チタ
ン線を巻いて構成する方法やフレキシブルな基板上に薄
膜で構成する方法（例えば特開昭１２２５８４号）が知
られているが、いずれも入力コイルとの間に超伝導結合
部６０を必要とする。また、このような構成のＳＱＵＩ
Ｄ磁束計では微分型検出コイルの検出した磁束とＳＱＵ
ＩＤに伝達される磁束の比（磁束伝達率）は一般に０．
０１程度に過ぎず、磁束伝達率が小さく感度よく磁気を
検出することができないという問題があった。この問題
を解決するため検出コイルを使用しないダイレクトカッ
プリング型ＳＱＵＩＤ磁束計も提案されているが（アイ
イーイーイートランザクションズオンマグネティクス２
７巻２号、（１９９１）、２７９３頁〜２７９６頁（IE
EETransactions on Magnetics,Vol.27,No2,1991 pp.279
3-2796)）パーマロイの磁気シールドルームに対しては
１／１００００〜／１０００００程度の高い磁気遮蔽率
が要求されるとういう問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、検出コ
イルをもつＳＱＵＩＤ磁束計では、検出コイルと入力コ
イルの間に信頼性の高い超伝導結合部が要求され、構成
が複雑である。また、検出コイルの交換にあたっては超
伝導結合部を外して再び接合する必要がある。さらに磁
束伝達効率が０．０１程度と非常に小さいという問題も
ある。本発明の目的は磁気遮蔽率１／１０００程度のパ
ーマロイの磁気シールド中で動作するＳＱＵＩＤ磁束計
において、検出コイルを使用せず、超伝導結合部を無く
すとともに磁束伝達率を向上させた機能性超伝導磁気シ
ールドを提供することにある。特に生体から発生する磁
場を検出する生体磁気検出装置の磁気雑音を遮蔽するの
に好適な、機能性超伝導磁気シールド、及び機能性超伝
導磁気シールドとＳＱＵＩＤ（超伝導量子干渉計）磁束
計を組み合わせた磁束計を提供することある。
イルをもつＳＱＵＩＤ磁束計では、検出コイルと入力コ
イルの間に信頼性の高い超伝導結合部が要求され、構成
が複雑である。また、検出コイルの交換にあたっては超
伝導結合部を外して再び接合する必要がある。さらに磁
束伝達効率が０．０１程度と非常に小さいという問題も
ある。本発明の目的は磁気遮蔽率１／１０００程度のパ
ーマロイの磁気シールド中で動作するＳＱＵＩＤ磁束計
において、検出コイルを使用せず、超伝導結合部を無く
すとともに磁束伝達率を向上させた機能性超伝導磁気シ
ールドを提供することにある。特に生体から発生する磁
場を検出する生体磁気検出装置の磁気雑音を遮蔽するの
に好適な、機能性超伝導磁気シールド、及び機能性超伝
導磁気シールドとＳＱＵＩＤ（超伝導量子干渉計）磁束
計を組み合わせた磁束計を提供することある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、平面上、あるいは曲面上の予め定められた空間を超
伝導体で包囲して形成され、同じ面積を有する二つの空
間をそれぞれ包囲する二つの超伝導包囲体（例えば円
環）を、これをコイルとしてみた場合の巻線方向が同方
向となるように超伝導結体で結び、全体で１本の超伝導
閉ループをなすようにして機能性超伝導磁気シールドを
構成する。また、ＳＱＵＩＤを超伝導磁気シールドの最
もＳ／Ｎの高い位置、例えば一方の円環に密着して配置
する。即ち、機能性超伝導磁気シールドは、平面上、あ
るいは曲面上の所定の空間を超伝導体で包囲して形成さ
れ、同じ面積を有する二つの空間をそれぞれ包囲する二
つの超伝導包囲体と、この二つの超伝導包囲体を連結す
る超伝導連結体からなり、全体で１本の超伝導閉ループ
をなし、雑音磁場を選択的に遮蔽することを特徴とす
る。二つの超伝導包囲体を形成する超伝導体の巻線方向
が等しくなるように超伝導連結体が形成され、二つの超
伝導包囲体の間の距離が超伝導包囲体の最外寸法の３倍
以上にする。機能性超伝導磁気シールドは、超伝導包囲
体が石英管にニオブ−チタン線を巻きつけて形成、ある
いはフレキシブルな基板で形成する。超伝導包囲体が包
囲する空間の形状は円、三角形、少なくとも４辺を有す
る多角形、正多角形とする。
め、平面上、あるいは曲面上の予め定められた空間を超
伝導体で包囲して形成され、同じ面積を有する二つの空
間をそれぞれ包囲する二つの超伝導包囲体（例えば円
環）を、これをコイルとしてみた場合の巻線方向が同方
向となるように超伝導結体で結び、全体で１本の超伝導
閉ループをなすようにして機能性超伝導磁気シールドを
構成する。また、ＳＱＵＩＤを超伝導磁気シールドの最
もＳ／Ｎの高い位置、例えば一方の円環に密着して配置
する。即ち、機能性超伝導磁気シールドは、平面上、あ
るいは曲面上の所定の空間を超伝導体で包囲して形成さ
れ、同じ面積を有する二つの空間をそれぞれ包囲する二
つの超伝導包囲体と、この二つの超伝導包囲体を連結す
る超伝導連結体からなり、全体で１本の超伝導閉ループ
をなし、雑音磁場を選択的に遮蔽することを特徴とす
る。二つの超伝導包囲体を形成する超伝導体の巻線方向
が等しくなるように超伝導連結体が形成され、二つの超
伝導包囲体の間の距離が超伝導包囲体の最外寸法の３倍
以上にする。機能性超伝導磁気シールドは、超伝導包囲
体が石英管にニオブ−チタン線を巻きつけて形成、ある
いはフレキシブルな基板で形成する。超伝導包囲体が包
囲する空間の形状は円、三角形、少なくとも４辺を有す
る多角形、正多角形とする。
【０００８】機能性超伝導磁気シールドにＳＱＵＩＤ磁
束計を超伝導包囲体の一方の面に密着して配置し、ＳＱ
ＵＩＤ磁束計の超伝導体からなる磁気検出部の外郭部分
の形状が超伝導包囲体の形状と等しくし、磁気検出部を
なす超伝導体と超伝導包囲体を形成する超伝導体の最短
の距離が、これら超伝導体のいずれかの断面の最大寸法
より小さくする。磁気検出部の外郭部分の超伝導体と超
伝導包囲体を形成する超伝導体とが、外郭部分で連続し
てこれら超伝導体の少なくとも一部分が重なって配置さ
れる。ＳＱＵＩＤ磁束計は、例えばＳＱＵＩＤリングを
並列分割した構造を有するダイレクトカップリング型Ｓ
ＱＵＩＤとする。また、機能性超伝導磁気シールドは、
超伝導体が柱状体に沿って巻きつけられながら柱状体の
軸方向に進み形成された螺旋状超伝導体の一方の端と他
方の端が、螺旋状超伝導体の外部で連結され全体で１本
の超伝導閉ループをなし、雑音磁場を選択的に遮蔽する
ことを特徴とする。この機能性超伝導磁気シールドの中
に、ＳＱＵＩＤリングを並列分割した構造を有するダイ
レクトカップリング型ＳＱＵＩＤ磁束計を、その磁気検
出部を含む平面を螺旋状超伝導体の軸に垂直に１個ある
いは複数個配置する。この柱状体の軸に垂直な断面の形
状は、円、三角形、少なくとも４辺を有する多角形、正
多角形のいずれかとする。
束計を超伝導包囲体の一方の面に密着して配置し、ＳＱ
ＵＩＤ磁束計の超伝導体からなる磁気検出部の外郭部分
の形状が超伝導包囲体の形状と等しくし、磁気検出部を
なす超伝導体と超伝導包囲体を形成する超伝導体の最短
の距離が、これら超伝導体のいずれかの断面の最大寸法
より小さくする。磁気検出部の外郭部分の超伝導体と超
伝導包囲体を形成する超伝導体とが、外郭部分で連続し
てこれら超伝導体の少なくとも一部分が重なって配置さ
れる。ＳＱＵＩＤ磁束計は、例えばＳＱＵＩＤリングを
並列分割した構造を有するダイレクトカップリング型Ｓ
ＱＵＩＤとする。また、機能性超伝導磁気シールドは、
超伝導体が柱状体に沿って巻きつけられながら柱状体の
軸方向に進み形成された螺旋状超伝導体の一方の端と他
方の端が、螺旋状超伝導体の外部で連結され全体で１本
の超伝導閉ループをなし、雑音磁場を選択的に遮蔽する
ことを特徴とする。この機能性超伝導磁気シールドの中
に、ＳＱＵＩＤリングを並列分割した構造を有するダイ
レクトカップリング型ＳＱＵＩＤ磁束計を、その磁気検
出部を含む平面を螺旋状超伝導体の軸に垂直に１個ある
いは複数個配置する。この柱状体の軸に垂直な断面の形
状は、円、三角形、少なくとも４辺を有する多角形、正
多角形のいずれかとする。
【０００９】
【作用】本発明の機能性超伝導磁気シールドを構成する
２つの円環を貫く磁束について以下説明する。磁場源が
遠方にある場合、２つの円環に加わる磁束の量が等しい
ため、マイスナー効果による磁気遮蔽は２つの円環にお
いて等しい。一方、磁場源が近傍にあり、円環までの距
離が２つの円環で各々異なる場合は、２つの円環に加わ
る磁束の量が異なるため、その差の磁束は円環を貫らぬ
くように動作する。一次微分コイルの場合と同様に、遠
方の磁場源は雑音源、近傍の磁場源は信号源と考える
と、機能性超伝導磁気シールドにおいてはシールドの内
部あるいは周囲において、信号磁場と雑音磁場に分布が
生じていることになる。ここで信号磁場の雑音磁場に対
する比の最も高い位置にＳＱＵＩＤ磁束計の磁気検出部
を配置すれば信号磁場を選択的に検出することができ
る。このＳＱＵＩＤの配置は超伝導結合を必要とせず、
信頼性が高い上に脱着が容易である。また検出コイルが
不要のため、磁束伝達率も向上する。要約すれば従来の
超伝導体の磁気シールドが信号磁場、雑音磁場をともに
遮蔽するのに対して、本発明の機能性超伝導磁気シール
ドは雑音磁場を選択的に遮蔽するという機能を有するこ
とに特徴がある。
２つの円環を貫く磁束について以下説明する。磁場源が
遠方にある場合、２つの円環に加わる磁束の量が等しい
ため、マイスナー効果による磁気遮蔽は２つの円環にお
いて等しい。一方、磁場源が近傍にあり、円環までの距
離が２つの円環で各々異なる場合は、２つの円環に加わ
る磁束の量が異なるため、その差の磁束は円環を貫らぬ
くように動作する。一次微分コイルの場合と同様に、遠
方の磁場源は雑音源、近傍の磁場源は信号源と考える
と、機能性超伝導磁気シールドにおいてはシールドの内
部あるいは周囲において、信号磁場と雑音磁場に分布が
生じていることになる。ここで信号磁場の雑音磁場に対
する比の最も高い位置にＳＱＵＩＤ磁束計の磁気検出部
を配置すれば信号磁場を選択的に検出することができ
る。このＳＱＵＩＤの配置は超伝導結合を必要とせず、
信頼性が高い上に脱着が容易である。また検出コイルが
不要のため、磁束伝達率も向上する。要約すれば従来の
超伝導体の磁気シールドが信号磁場、雑音磁場をともに
遮蔽するのに対して、本発明の機能性超伝導磁気シール
ドは雑音磁場を選択的に遮蔽するという機能を有するこ
とに特徴がある。
【００１０】
【実施例】本発明による機能性超伝導磁気シールドの一
実施例を図１に示す。２つの円環状超伝導体１１、１２
が超伝導結線１３によって結合され、全体で１本の超伝
導閉ループをなし、機能性超伝導磁気シールド１０を形
成している。ここで同方向の磁場に対して流れる電流の
方向は各々の円環で同方向になるように結線されてい
る。図１の実線で示された機能性超伝導磁気シールド１
０の製造方法としては、石英管にニオブ−チタン線を巻
きつけてもよく、またフレキシブルな基板上に成膜して
折り曲げてもよい。図１で点線は円柱であり、２つの円
環状超伝導体１１、１２は、円柱の中心軸に垂直で断面
積が円柱の断面積に等しく、超伝導結線１３は円柱の外
面上にある（図１では、形状の理解をしやすくするた
め、点線と実線の円形部分は意識的に径を変えて示して
ある）。なお、図１では、円形の平面空間を超伝導体が
囲み、二つの超伝導包囲体１１、１２を形成する。超伝
導包囲体が囲む空間は円形に限らず、予め定められた平
面上、あるいは曲面上の空間を超伝導体で包囲して形成
された同じ面積を有する二つの空間であってもよいこと
は言うまでもない。超伝導包囲体の形状は任意でよく、
例えば、３角形あるいは４、６、８角形等の多角形、正
多角形とする。とくに、多チャンネル磁気計測装置で
は、機能性超伝導磁気シールドとＳＱＵＩＤ磁束計を組
み合わせた磁束計を多数、密に配列するために、３、
４、６角形等の正多角形とするのが望ましい。
実施例を図１に示す。２つの円環状超伝導体１１、１２
が超伝導結線１３によって結合され、全体で１本の超伝
導閉ループをなし、機能性超伝導磁気シールド１０を形
成している。ここで同方向の磁場に対して流れる電流の
方向は各々の円環で同方向になるように結線されてい
る。図１の実線で示された機能性超伝導磁気シールド１
０の製造方法としては、石英管にニオブ−チタン線を巻
きつけてもよく、またフレキシブルな基板上に成膜して
折り曲げてもよい。図１で点線は円柱であり、２つの円
環状超伝導体１１、１２は、円柱の中心軸に垂直で断面
積が円柱の断面積に等しく、超伝導結線１３は円柱の外
面上にある（図１では、形状の理解をしやすくするた
め、点線と実線の円形部分は意識的に径を変えて示して
ある）。なお、図１では、円形の平面空間を超伝導体が
囲み、二つの超伝導包囲体１１、１２を形成する。超伝
導包囲体が囲む空間は円形に限らず、予め定められた平
面上、あるいは曲面上の空間を超伝導体で包囲して形成
された同じ面積を有する二つの空間であってもよいこと
は言うまでもない。超伝導包囲体の形状は任意でよく、
例えば、３角形あるいは４、６、８角形等の多角形、正
多角形とする。とくに、多チャンネル磁気計測装置で
は、機能性超伝導磁気シールドとＳＱＵＩＤ磁束計を組
み合わせた磁束計を多数、密に配列するために、３、
４、６角形等の正多角形とするのが望ましい。
【００１１】また、いうまでもなく本発明の機能性超伝
導磁気シールドは必要に応じて液体ヘリウムまたは液体
窒素などの寒剤に漬けられる。図１に示した機能性超伝
導磁気シールドの円環の１つを被検体に接近させる。こ
こで被検体に近い円環１１には雑音磁束Ａｎ１と信号磁
束Ａｓ１の和が加わり、被検体から遠い円環１２には雑
音磁束Ａｎ２と信号磁束Ａｓ２の和が加わるものとす
る。この場合、超伝導磁気シールドのマイスナー効果に
より閉ループに電流が流れ、このループ電流による磁束
と印加磁束の和として、被検体から遠い円環、被検体に
近い円環をそれぞれ貫く磁束は以下のようになる（図１
の上方向を＋方向とする。）
導磁気シールドは必要に応じて液体ヘリウムまたは液体
窒素などの寒剤に漬けられる。図１に示した機能性超伝
導磁気シールドの円環の１つを被検体に接近させる。こ
こで被検体に近い円環１１には雑音磁束Ａｎ１と信号磁
束Ａｓ１の和が加わり、被検体から遠い円環１２には雑
音磁束Ａｎ２と信号磁束Ａｓ２の和が加わるものとす
る。この場合、超伝導磁気シールドのマイスナー効果に
より閉ループに電流が流れ、このループ電流による磁束
と印加磁束の和として、被検体から遠い円環、被検体に
近い円環をそれぞれ貫く磁束は以下のようになる（図１
の上方向を＋方向とする。）
【００１２】
【数１】 （Ａｎ１−Ａｎ２）／２＋（Ａｓ１−Ａｓ２）／２ −（Ａｎ１−Ａｎ２）／２−（Ａｓ１−Ａｓ２）／２ ……（数１） （Ａｎ１−Ａｎ２）の値は１次微分コイルと同様に円環
１１と円環１２の面積の差の精度、２つの円環の面方向
の傾きの精度に依存してが決まり、現実的な値としては
通常、（Ａｎ１−Ａｎ２）≒Ａｎ１／１０００程度であ
る。極限の場合として、Ａｎ１＝Ａｎ２、Ａｓ２＝０と
すると
１１と円環１２の面積の差の精度、２つの円環の面方向
の傾きの精度に依存してが決まり、現実的な値としては
通常、（Ａｎ１−Ａｎ２）≒Ａｎ１／１０００程度であ
る。極限の場合として、Ａｎ１＝Ａｎ２、Ａｓ２＝０と
すると
【００１３】
【数２】 被検体に近い円環で ；＋Ａｓ１／２ 被検体から遠い円環で ；−Ａｓ１／２ …………（数２） となる。以上の説明のように、本発明の機能性超伝導磁
気シールドを用いると、いずれの円環でも近傍の磁束の
Ｓ／Ｎが１０００倍程度向上することがわかる。上記の
動作が十分に行われるためには、一方の円環による磁場
の歪が他方の円環に影響を与えないことが必要である。
このためには２つの円環の距離（１次微分コイルとの対
照から以下ベースラインと称する）が円環の直径の３倍
以上、即ち二つの超伝導包囲体の間の距離が超伝導包囲
体の最外寸法の３倍以上あれば十分である。
気シールドを用いると、いずれの円環でも近傍の磁束の
Ｓ／Ｎが１０００倍程度向上することがわかる。上記の
動作が十分に行われるためには、一方の円環による磁場
の歪が他方の円環に影響を与えないことが必要である。
このためには２つの円環の距離（１次微分コイルとの対
照から以下ベースラインと称する）が円環の直径の３倍
以上、即ち二つの超伝導包囲体の間の距離が超伝導包囲
体の最外寸法の３倍以上あれば十分である。
【００１４】次に本発明による機能性超伝導磁気シール
ドを用いたＳＱＵＩＤ磁束計の構成を述べる。ＳＱＵＩ
Ｄは従来技術で述べたダイレクトカップリング型ＳＱＵ
ＩＤ（図３）を用いるのが適当である。ダイレクトカッ
プリング型ＳＱＵＩＤはいわゆるＳＱＵＩＤリングが直
接磁場を検知する構造であり、ＳＱＵＩＤリングの自己
インダクタンスが過大になるのを防ぐため、ＳＱＵＩＤ
リングを並列分割した構造を有する。このダイレクトカ
ップリング型ＳＱＵＩＤ３２を、図２（ａ）に示すよう
に一方の円環１２に密着して配置する。この際、円環１
２を貫く磁束を、可能な限り漏れなく検知するため、図
２（ｂ）の部分拡大断面図に示すように、ダイレクトカ
ップリング型ＳＱＵＩＤ３２の外郭部分の超伝導体３３
の内部端位置３４または外部端位置３５が、円環１２の
超伝導体３６の内部端位置３７と外部端位置３８の間に
入るようにする。例えば、本図のようにダイレクトカッ
プリング型ＳＱＵＩＤ３２の磁気検出部の形状が超伝導
包囲体の形状と等しく、ダイレクトカップリング型ＳＱ
ＵＩＤ３２の外郭部分の超伝導体３３の幅が円環１２の
超伝導体３６の幅より小さく、ダイレクトカップリング
型ＳＱＵＩＤ３２の外郭部分の超伝導体３３は円環１２
の超伝導体３６の上に重なっていればよい。また、ダイ
レクトカップリング型ＳＱＵＩＤの磁気検出部の外郭部
分の超伝導体と超伝導包囲体を形成する超伝導体とが、
外郭部分で連続してこれら超伝導体の少なくとも一部分
が重なって配置されていればよい。さらに、ダイレクト
カップリング型ＳＱＵＩＤ３２の磁気検出部をなす超伝
導体と超伝導包囲体のをなす超伝導体の間の最短距離
が、ダイレクトカップリング型ＳＱＵＩＤ３２の磁気検
出部をなす超伝導体と超伝導包囲体のをなす超伝導体の
いずれかの断面の最大寸法より小さくなるように密着さ
せる。この構成により、ＳＱＵＩＤリングを貫く磁束の
Ｓ／Ｎは機能性超伝導磁気シールドのない場合に比べて
１０００倍程度向上する。そのため本ＳＱＵＩＤ磁束計
は遮蔽率１／１０００程度の一般的なシールドルーム内
で使用可能である。しかもダイレクトカップリング型Ｓ
ＱＵＩＤの磁束伝達率が高いという利点が活かされる。
数１から磁束伝達率は０．５である。
ドを用いたＳＱＵＩＤ磁束計の構成を述べる。ＳＱＵＩ
Ｄは従来技術で述べたダイレクトカップリング型ＳＱＵ
ＩＤ（図３）を用いるのが適当である。ダイレクトカッ
プリング型ＳＱＵＩＤはいわゆるＳＱＵＩＤリングが直
接磁場を検知する構造であり、ＳＱＵＩＤリングの自己
インダクタンスが過大になるのを防ぐため、ＳＱＵＩＤ
リングを並列分割した構造を有する。このダイレクトカ
ップリング型ＳＱＵＩＤ３２を、図２（ａ）に示すよう
に一方の円環１２に密着して配置する。この際、円環１
２を貫く磁束を、可能な限り漏れなく検知するため、図
２（ｂ）の部分拡大断面図に示すように、ダイレクトカ
ップリング型ＳＱＵＩＤ３２の外郭部分の超伝導体３３
の内部端位置３４または外部端位置３５が、円環１２の
超伝導体３６の内部端位置３７と外部端位置３８の間に
入るようにする。例えば、本図のようにダイレクトカッ
プリング型ＳＱＵＩＤ３２の磁気検出部の形状が超伝導
包囲体の形状と等しく、ダイレクトカップリング型ＳＱ
ＵＩＤ３２の外郭部分の超伝導体３３の幅が円環１２の
超伝導体３６の幅より小さく、ダイレクトカップリング
型ＳＱＵＩＤ３２の外郭部分の超伝導体３３は円環１２
の超伝導体３６の上に重なっていればよい。また、ダイ
レクトカップリング型ＳＱＵＩＤの磁気検出部の外郭部
分の超伝導体と超伝導包囲体を形成する超伝導体とが、
外郭部分で連続してこれら超伝導体の少なくとも一部分
が重なって配置されていればよい。さらに、ダイレクト
カップリング型ＳＱＵＩＤ３２の磁気検出部をなす超伝
導体と超伝導包囲体のをなす超伝導体の間の最短距離
が、ダイレクトカップリング型ＳＱＵＩＤ３２の磁気検
出部をなす超伝導体と超伝導包囲体のをなす超伝導体の
いずれかの断面の最大寸法より小さくなるように密着さ
せる。この構成により、ＳＱＵＩＤリングを貫く磁束の
Ｓ／Ｎは機能性超伝導磁気シールドのない場合に比べて
１０００倍程度向上する。そのため本ＳＱＵＩＤ磁束計
は遮蔽率１／１０００程度の一般的なシールドルーム内
で使用可能である。しかもダイレクトカップリング型Ｓ
ＱＵＩＤの磁束伝達率が高いという利点が活かされる。
数１から磁束伝達率は０．５である。
【００１５】図２のＳＱＵＩＤ磁束計において、本発明
による機能性超伝導磁気シールドは従来の１次微分コイ
ルと同様の役割をはたす。しかし磁気シールドとＳＱＵ
ＩＤ間には超伝導結合部を必要としない。従来用いられ
ている微分コイルとＳＱＵＩＤ間の超伝導接合は一般に
異種金属間接合であり、例えば鉛、ニオブ等の超伝導体
を用いた場合では室温と液体ヘリウム温度間の熱サイク
ルに対して安定であることなど高い信頼性が要求されて
いた。本実施例では、超伝導結合部を必要としないため
装置が単純化され、信頼性が大幅に向上する。また、必
要に応じてベースラインの異なる機能性超伝導磁気シー
ルドに交換する場合も、本発明では超伝導結合部がない
ので、従来のように超伝導結合部を脱着する必要がな
く、簡便であり、さらに信頼性が維持できる。次に本発
明による機能性超伝導磁気シールドを用いた多チャンネ
ル生体磁気計測装置の一実施例を図４に示す。本図では
発明の主要部を拡大して図示している。図２で示したの
と同じ原理のＳＱＵＩＤ磁束計が３７個、プラスティッ
クの低温槽（デュワ）７０内に配置されている。さらに
デュワは被検体とともにパーマロイの磁気シールド２０
０に入れられている。本実施例においてはデュワの底面
にダイレクトカップリング型ＳＱＵＩＤ３２が配置され
ておりバイアス電流供給、帰還変調磁束印加の線及び信
号線９０はデュワの底面から壁面に沿って室温部につな
がっている。本発明の機能性超伝導磁気シールド１０は
底面のダイレクトカップリング型ＳＱＵＩＤ３２の上に
密着して配置する。ここでは対称性をよくするためダイ
レクトカップリング型ＳＱＵＩＤは６角形をしており、
機能性超伝導磁気シールドの形状もこれに合わせ６角柱
である。本図では機能性超伝導磁気シールド１０は必要
な数３７のうちの一部の配置の様子を示す。本実施例に
よれば生体磁気計測装置において測定対象部位や環境雑
音に応じてベースラインの変更が容易であるという効果
がある。例えば環境雑音に比べて信号量の大きい心臓磁
場の場合測定の場合は、機能性超伝導磁気シールドを取
り外してマグネトメータとして用いる。脳磁場測定にお
いて信号源が深い場合はベースラインの長い機能性超伝
導磁気シールドを用いる。信号源が浅い場合はベースラ
インの短い機能性超伝導磁気シールドを用いる。これら
の変更が超伝導結合部を脱着することなく行うことがで
きる。本実施例においては機能性超伝導磁気シールドと
ダイレクトカップリング型ＳＱＵＩＤの上下を反転して
も機能的に何ら変わりがない。
による機能性超伝導磁気シールドは従来の１次微分コイ
ルと同様の役割をはたす。しかし磁気シールドとＳＱＵ
ＩＤ間には超伝導結合部を必要としない。従来用いられ
ている微分コイルとＳＱＵＩＤ間の超伝導接合は一般に
異種金属間接合であり、例えば鉛、ニオブ等の超伝導体
を用いた場合では室温と液体ヘリウム温度間の熱サイク
ルに対して安定であることなど高い信頼性が要求されて
いた。本実施例では、超伝導結合部を必要としないため
装置が単純化され、信頼性が大幅に向上する。また、必
要に応じてベースラインの異なる機能性超伝導磁気シー
ルドに交換する場合も、本発明では超伝導結合部がない
ので、従来のように超伝導結合部を脱着する必要がな
く、簡便であり、さらに信頼性が維持できる。次に本発
明による機能性超伝導磁気シールドを用いた多チャンネ
ル生体磁気計測装置の一実施例を図４に示す。本図では
発明の主要部を拡大して図示している。図２で示したの
と同じ原理のＳＱＵＩＤ磁束計が３７個、プラスティッ
クの低温槽（デュワ）７０内に配置されている。さらに
デュワは被検体とともにパーマロイの磁気シールド２０
０に入れられている。本実施例においてはデュワの底面
にダイレクトカップリング型ＳＱＵＩＤ３２が配置され
ておりバイアス電流供給、帰還変調磁束印加の線及び信
号線９０はデュワの底面から壁面に沿って室温部につな
がっている。本発明の機能性超伝導磁気シールド１０は
底面のダイレクトカップリング型ＳＱＵＩＤ３２の上に
密着して配置する。ここでは対称性をよくするためダイ
レクトカップリング型ＳＱＵＩＤは６角形をしており、
機能性超伝導磁気シールドの形状もこれに合わせ６角柱
である。本図では機能性超伝導磁気シールド１０は必要
な数３７のうちの一部の配置の様子を示す。本実施例に
よれば生体磁気計測装置において測定対象部位や環境雑
音に応じてベースラインの変更が容易であるという効果
がある。例えば環境雑音に比べて信号量の大きい心臓磁
場の場合測定の場合は、機能性超伝導磁気シールドを取
り外してマグネトメータとして用いる。脳磁場測定にお
いて信号源が深い場合はベースラインの長い機能性超伝
導磁気シールドを用いる。信号源が浅い場合はベースラ
インの短い機能性超伝導磁気シールドを用いる。これら
の変更が超伝導結合部を脱着することなく行うことがで
きる。本実施例においては機能性超伝導磁気シールドと
ダイレクトカップリング型ＳＱＵＩＤの上下を反転して
も機能的に何ら変わりがない。
【００１６】機能性超伝導磁気シールドの構造の他の実
施例を図５に示す。螺旋の超伝導線が一本の超伝導閉ル
ープをなし上下端が連結され、全体で１本の超伝導閉ル
ープをなしており、内部で信号磁場と雑音磁場の分布が
ある。この中でＳ／Ｎの高い位置にダイレクトカップリ
ング型ＳＱＵＩＤ３２を１個配置する。ここで、ダイレ
クトカップリング型ＳＱＵＩＤの磁気検出部を含む平面
は螺旋の軸に垂直である。図５に示した機能性超伝導磁
気シールドは螺旋の形状であるが、超伝導体が柱状体に
沿って巻きつけられながら柱状体の軸方向に進み形成さ
れた螺旋状超伝導体の一方の端と他方の端が、螺旋状超
伝導体の外部で連結され全体で１本の超伝導閉ループを
なし、この柱状体の軸に垂直な断面の形状は、円、三角
形、少なくとも４辺を有する多角形、正多角形のいずれ
でもよく、さらに断面は任意でよい。本実施例では、Ｓ
ＱＵＩＤを配置する位置を自由に選択できるほか、一つ
の機能性超伝導磁気シールドの中に複数個のＳＱＵＩＤ
を配置して複数の点で同時に測定ができるという効果が
ある。また、本実施例の機能性超伝導磁気シールドを複
数用いて、多チャンネル生体磁気計測が可能なことは言
うまでもない。又、本発明による機能性超伝導磁気シー
ルドとダイレクトカップリング型ＳＱＵＩＤを組み合わ
せた磁束計は生体磁気計測のみならず、種々の極微小磁
気の検出にも適用できることは言うまでもない。
施例を図５に示す。螺旋の超伝導線が一本の超伝導閉ル
ープをなし上下端が連結され、全体で１本の超伝導閉ル
ープをなしており、内部で信号磁場と雑音磁場の分布が
ある。この中でＳ／Ｎの高い位置にダイレクトカップリ
ング型ＳＱＵＩＤ３２を１個配置する。ここで、ダイレ
クトカップリング型ＳＱＵＩＤの磁気検出部を含む平面
は螺旋の軸に垂直である。図５に示した機能性超伝導磁
気シールドは螺旋の形状であるが、超伝導体が柱状体に
沿って巻きつけられながら柱状体の軸方向に進み形成さ
れた螺旋状超伝導体の一方の端と他方の端が、螺旋状超
伝導体の外部で連結され全体で１本の超伝導閉ループを
なし、この柱状体の軸に垂直な断面の形状は、円、三角
形、少なくとも４辺を有する多角形、正多角形のいずれ
でもよく、さらに断面は任意でよい。本実施例では、Ｓ
ＱＵＩＤを配置する位置を自由に選択できるほか、一つ
の機能性超伝導磁気シールドの中に複数個のＳＱＵＩＤ
を配置して複数の点で同時に測定ができるという効果が
ある。また、本実施例の機能性超伝導磁気シールドを複
数用いて、多チャンネル生体磁気計測が可能なことは言
うまでもない。又、本発明による機能性超伝導磁気シー
ルドとダイレクトカップリング型ＳＱＵＩＤを組み合わ
せた磁束計は生体磁気計測のみならず、種々の極微小磁
気の検出にも適用できることは言うまでもない。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
磁気遮蔽率１／１０００程度のパーマロイ磁気シールド
中で動作するＳＱＵＩＤ磁束計において、いわゆる検出
コイルが不要となり、同時に超伝導結合部が不要となる
効果がある。このため装置の構成が単純となり、信頼性
は大幅に向上する。また、ＳＱＵＩＤに入力する信号磁
束を従来の５０倍程度に増加させる効果がある。
磁気遮蔽率１／１０００程度のパーマロイ磁気シールド
中で動作するＳＱＵＩＤ磁束計において、いわゆる検出
コイルが不要となり、同時に超伝導結合部が不要となる
効果がある。このため装置の構成が単純となり、信頼性
は大幅に向上する。また、ＳＱＵＩＤに入力する信号磁
束を従来の５０倍程度に増加させる効果がある。
【図１】本発明の一実施例である機能性超伝導磁気シー
ルドを示す斜視図。
ルドを示す斜視図。
【図２】本発明の機能性超伝導磁気シールドを用いたＳ
ＱＵＩＤ磁束計を示す（ａ）斜視図、（ｂ）円環の円環
のなす面に垂直な方向での部分拡大断面図。
ＱＵＩＤ磁束計を示す（ａ）斜視図、（ｂ）円環の円環
のなす面に垂直な方向での部分拡大断面図。
【図３】本発明の機能性超伝導磁気シールドを用いたＳ
ＱＵＩＤ磁束計に適したダイレクトカップリング型ＳＱ
ＵＩＤの平面図。
ＱＵＩＤ磁束計に適したダイレクトカップリング型ＳＱ
ＵＩＤの平面図。
【図４】本発明の機能性超伝導磁気シールドを用いた多
チャンネル生体磁気計測装置の一実施例を示す斜視図。
チャンネル生体磁気計測装置の一実施例を示す斜視図。
【図５】本発明の他の実施例である機能性超伝導磁気シ
ールドを示す斜視図。
ールドを示す斜視図。
【図６】従来のＳＱＵＩＤ磁束計を示す構成図。
１０…機能性超伝導磁気シールド、１１、１２、円環、
１３…結線、２１…検出コイル、２２…入力コイル、２
３…帰還変調コイル、３０…ＳＱＵＩＤ、３１…ＳＱＵ
ＩＤ、３２…ダイレクトカップリング型ＳＱＵＩＤ、３
３…ダイレクトカップリング型ＳＱＵＩＤの外郭部分の
超伝導体、３４…内部端位置、３５…外部端位置、３６
…円環の超伝導体、３７…内部端位置、３８…外部端位
置、６０…超伝導結合部、７０…低温槽（デュワ）、９
０…バイアス電流供給、帰還変調磁束印加の線及び信号
線、１００…従来の超伝導磁気シールド、２００…強磁
性磁気シールド。
１３…結線、２１…検出コイル、２２…入力コイル、２
３…帰還変調コイル、３０…ＳＱＵＩＤ、３１…ＳＱＵ
ＩＤ、３２…ダイレクトカップリング型ＳＱＵＩＤ、３
３…ダイレクトカップリング型ＳＱＵＩＤの外郭部分の
超伝導体、３４…内部端位置、３５…外部端位置、３６
…円環の超伝導体、３７…内部端位置、３８…外部端位
置、６０…超伝導結合部、７０…低温槽（デュワ）、９
０…バイアス電流供給、帰還変調磁束印加の線及び信号
線、１００…従来の超伝導磁気シールド、２００…強磁
性磁気シールド。
Claims (32)
- 【請求項１】平面上、あるいは曲面上の所定の空間を超
伝導体で包囲して形成され、同じ面積を有する二つの空
間をそれぞれ包囲する二つの超伝導包囲体と、この二つ
の超伝導包囲体を連結する超伝導連結体からなり、全体
で１本の超伝導閉ループをなし、雑音磁場を選択的に遮
蔽することを特徴とする機能性超伝導磁気シールド。 - 【請求項２】前記二つの超伝導包囲体を形成する超伝導
体の巻線方向が等しくなるように前記超伝導連結体が形
成されたことを特徴とする請求項１の機能性超伝導磁気
シールド。 - 【請求項３】前記二つの超伝導包囲体の間の距離が前記
超伝導包囲体の最外寸法の３倍以上であることを特徴と
する請求項１に記載の機能性超伝導磁気シールド。 - 【請求項４】前記超伝導包囲体が石英管にニオブ−チタ
ン線を巻きつけて形成されたことを特徴とする請求項１
の機能性超伝導磁気シールド。 - 【請求項５】前記超伝導包囲体がフレキシブルな基板で
形成されたことを特徴とする請求項１の機能性超伝導磁
気シールド。 - 【請求項６】前記超伝導包囲体が包囲する空間の形状が
円であることを特徴とする請求項１の機能性超伝導磁気
シールド。 - 【請求項７】前記超伝導包囲体が包囲する空間の形状が
三角形であることを特徴とする請求項１の機能性超伝導
磁気シールド。 - 【請求項８】前記超伝導包囲体が包囲する空間の形状が
少なくとも４辺を有する多角形であることを特徴とする
請求項１の機能性超伝導磁気シールド。 - 【請求項９】前記超伝導包囲体が包囲する空間の形状が
少なくとも４辺を有する正多角形であることを特徴とす
る請求項１の機能性超伝導磁気シールド。 - 【請求項１０】平面上、あるいは曲面上の所定の空間を
超伝導体で包囲して形成され、同じ面積を有する二つの
空間をそれぞれ包囲する二つの超伝導包囲体と、この二
つの超伝導包囲体を連結する超伝導連結体からなり、全
体で１本の超伝導閉ループをなし前記二つの超伝導包囲
体を形成する超伝導体の巻線方向が等しくなるように前
記超伝導連結体が形成され、雑音磁場を選択的に遮蔽す
ることを特徴とする機能性超伝導磁気シールド。 - 【請求項１１】平面上、あるいは曲面上の所定の空間を
超伝導体で包囲して形成され、同じ面積を有する二つの
空間をそれぞれ包囲する二つの超伝導包囲体と、この二
つの超伝導包囲体を連結する超伝導連結体からなり、全
体で１本の超伝導閉ループをなし前記二つの超伝導包囲
体を形成する超伝導体の巻線方向が等しくなるように前
記超伝導連結体が形成され、前記二つの超伝導包囲体の
間の距離が前記超伝導包囲体の最外寸法の３倍以上であ
り、雑音磁場を選択的に遮蔽することを特徴とする機能
性超伝導磁気シールド。 - 【請求項１２】請求項１に記載の機能性超伝導磁気シー
ルドにＳＱＵＩＤ磁束計を前記超伝導包囲体の一方の面
に密着して配置したことを特徴とする磁束計。 - 【請求項１３】請求項１２に記載の磁束計において、前
記ＳＱＵＩＤ磁束計の超伝導体からなる磁気検出部の外
郭部分の形状が前記超伝導包囲体の形状と等しいことを
特徴とする磁束計。 - 【請求項１４】請求項１２に記載の磁束計において、前
記磁気検出部をなす超伝導体と前記超伝導包囲体を形成
する超伝導体の最短の距離が、これら超伝導体のいずれ
かの断面の最大寸法より小さいことを特徴とする磁束
計。 - 【請求項１５】請求項１２に記載の磁束計において、前
記磁気検出部の外郭部分の超伝導体と前記超伝導包囲体
を形成する超伝導体とが、前記外郭部分で連続してこれ
ら超伝導体の少なくとも一部分が重なって配置されたこ
とを特徴とする磁束計。 - 【請求項１６】請求項１２に記載の磁束計において、前
記ＳＱＵＩＤ磁束計の超伝導体からなる磁気検出部の外
郭部分の形状が前記超伝導包囲体の形状と等しく、前記
磁気検出部をなす超伝導体と前記超伝導包囲体を形成す
る超伝導体の最短の距離が、これら超伝導体のいずれか
の断面の最大寸法より小さいことを特徴とする磁束計。 - 【請求項１７】請求項１２に記載の磁束計において、前
記ＳＱＵＩＤ磁束計の超伝導体からなる磁気検出部の外
郭部分の形状が前記超伝導包囲体の形状と等しく、前記
磁気検出部をなす超伝導体と前記超伝導包囲体を形成す
る超伝導体の最短の距離が、これら超伝導体のいずれか
の断面の最大寸法より小さく、かつ前記磁気検出部の外
郭部分の超伝導体と前記超伝導包囲体を形成する超伝導
体とが、前記外郭部分で連続してこれら超伝導体の少な
くとも一部分が重なって配置されたことを特徴とする磁
束計。 - 【請求項１８】請求項１２に記載の磁束計において、前
記ＳＱＵＩＤ磁束計がＳＱＵＩＤリングを並列分割した
構造を有するダイレクトカップリング型ＳＱＵＩＤであ
ることを特徴とする磁束計。 - 【請求項１９】請求項１０に記載の機能性超伝導磁気シ
ールドにＳＱＵＩＤ磁束計を前記超伝導包囲体の一方の
面に密着して配置したことを特徴とする磁束計。 - 【請求項２０】請求項１１に記載の機能性超伝導磁気シ
ールドにＳＱＵＩＤ磁束計を前記超伝導包囲体の一方の
面に密着して配置したことを特徴とする磁束計。 - 【請求項２１】請求項１２に記載の磁束計を複数個用い
て成ることを特徴とする磁気計測装置。 - 【請求項２２】請求項１８に記載の磁束計を複数個用い
て成ることを特徴とする磁気計測装置。 - 【請求項２３】請求項１９に記載の磁束計を複数個用い
て成ることを特徴とする磁気計測装置。 - 【請求項２４】超伝導体が柱状体に沿って巻きつけられ
ながら柱状体の軸方向に進み形成された螺旋状超伝導体
の一方の端と他方の端が、螺旋状超伝導体の外部で連結
され全体で１本の超伝導閉ループをなし、雑音磁場を選
択的に遮蔽することを特徴とする機能性超伝導磁気シー
ルド。 - 【請求項２５】請求項２４に記載の機能性超伝導磁気シ
ールドの中に、ＳＱＵＩＤリングを並列分割した構造を
有するダイレクトカップリング型ＳＱＵＩＤ磁束計を、
その磁気検出部を含む平面を前記螺旋状超伝導体の軸に
垂直に１個配置したことを特徴とする磁束計。 - 【請求項２６】前記柱状体の軸に垂直な断面の形状が円
であることを特徴とする請求項２５の機能性超伝導磁気
シールド。 - 【請求項２７】前記柱状体の軸に垂直な断面の形状が三
角形であることを特徴とする請求項２５の機能性超伝導
磁気シールド。 - 【請求項２８】前記柱状体の軸に垂直な断面の形状が少
なくとも４辺を有する多角形であることを特徴とする請
求項２５の機能性超伝導磁気シールド。 - 【請求項２９】前記柱状体の軸に垂直な断面の形状が少
なくとも４辺を有する正多角形であることを特徴とする
請求項２５の機能性超伝導磁気シールド。 - 【請求項３０】請求項２４に記載の機能性超伝導磁気シ
ールドの中に、ＳＱＵＩＤリングを並列分割した構造を
有するダイレクトカップリング型ＳＱＵＩＤ磁束計を、
その磁気検出部を含む平面を前記螺旋状超伝導体の軸に
垂直に複数個配置し、複数の点で同時に磁気を測定する
ことを特徴とする磁束計。 - 【請求項３１】請求項２５に記載の磁束計を複数個用い
て成ることを特徴とする磁気計測装置。 - 【請求項３２】請求項３０に記載の磁束計を複数個用い
て成ることを特徴とする磁気計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4151818A JP3021970B2 (ja) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | 機能性超伝導磁気シールドおよびこれを用いる磁束計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4151818A JP3021970B2 (ja) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | 機能性超伝導磁気シールドおよびこれを用いる磁束計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05337095A true JPH05337095A (ja) | 1993-12-21 |
| JP3021970B2 JP3021970B2 (ja) | 2000-03-15 |
Family
ID=15526989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4151818A Expired - Fee Related JP3021970B2 (ja) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | 機能性超伝導磁気シールドおよびこれを用いる磁束計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3021970B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006337297A (ja) * | 2005-06-06 | 2006-12-14 | Kanazawa Inst Of Technology | 超伝導磁気センサ |
| US7432705B2 (en) | 2002-11-29 | 2008-10-07 | Hitachi, Ltd. | Magnetic shields and instruments for measuring biomagnetic fields |
-
1992
- 1992-06-11 JP JP4151818A patent/JP3021970B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7432705B2 (en) | 2002-11-29 | 2008-10-07 | Hitachi, Ltd. | Magnetic shields and instruments for measuring biomagnetic fields |
| JP2006337297A (ja) * | 2005-06-06 | 2006-12-14 | Kanazawa Inst Of Technology | 超伝導磁気センサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3021970B2 (ja) | 2000-03-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4613817A (en) | Superconducting gradiometer coil system for an apparatus for the multi-channel measurement of weak nonstationary magnetic fields | |
| US5326986A (en) | Parallel N-junction superconducting interferometer with enhanced flux-to-voltage transfer function | |
| US8155726B2 (en) | Magnetic detection coil and apparatus for magnetic field measurement | |
| JPS6225274A (ja) | マルチチヤネル弱磁場測定装置 | |
| EP1547167B1 (en) | Superconducting quantum interference device | |
| JPS6347684A (ja) | 微弱磁場測定装置用ｓｑｕｉｄ磁力計 | |
| US6665552B2 (en) | Gradiometer integrating pickup coils and magnetic field measurement system | |
| US6154026A (en) | Asymmetric planar gradiometer for rejection of uniform ambient magnetic noise | |
| US5955400A (en) | SQUID integrated with pickup coils | |
| Foglietti et al. | 28-channel hybrid system for neuromagnetic measurements | |
| US5289121A (en) | Composite pickup coil for measurement of magnetic field components in a superconducting quantum interference device | |
| JPH08313609A (ja) | 径方向微分型ｓｑｕｉｄ磁束計 | |
| US11249148B2 (en) | Magnetic flux pickup and electronic device for sensing magnetic fields | |
| 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 | |
| Webb | Superconducting quantum magnetometers | |
| JP3000226B2 (ja) | 校正用コイル付ｓｑｕｉｄ磁束計 | |
| Lee et al. | Fabrication and magnetocardiography application of the second-order superconducting quantum interference device gradiometer made from a single-layer of YBa 2 Cu 3 O 7 film | |
| Fagaly et al. | Magnetometer Calibration Methods | |
| JPS62187267A (ja) | 超伝導磁界計測装置 | |
| JP3156396B2 (ja) | 差動型ｓｑｕｉｄ磁束計及びこれを用いた生体磁場計測装置 | |
| Fleet et al. | HTS scanning SQUID microscope cooled by a closed-cycle refrigerator | |
| JPH08220201A (ja) | 超伝導量子干渉計 | |
| JP2613554B2 (ja) | Ｓｑｕｉｄ磁束計 | |
| JPH01195384A (ja) | 超伝導磁力計 | |
| Lee et al. | Magnetocardiographic performance of single-layer second-order YBCO SQUID gradiometers |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080114 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080114 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090114 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090114 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100114 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110114 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110114 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120114 Year of fee payment: 12 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |