JPH06109820A - 3次元検出コイル - Google Patents

3次元検出コイル

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JPH06109820A
JPH06109820A JP25615492A JP25615492A JPH06109820A JP H06109820 A JPH06109820 A JP H06109820A JP 25615492 A JP25615492 A JP 25615492A JP 25615492 A JP25615492 A JP 25615492A JP H06109820 A JPH06109820 A JP H06109820A
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JP
Japan
Prior art keywords
detection coil
dimensional
axis
dimensional detection
coil
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JP25615492A
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English (en)
Inventor
Akihiko Kandori
明彦 神鳥
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】3次元検出コイルを実現するために、可撓性の
部材上に検出コイルを形成し、これを直方体上に組み立
て3次元の検出コイルを構成する。そしてこれを複数個
並べ接続方法を変えることで、複数の種類の2次微分検
出コイルを構成する。 【効果】容易にキャンセル率の良い3次元の1次微分検
出コイルを形成できる。また、本発明の検出コイルは直
方体または立方体のため、簡単に3次元のすべての方向
に位置精度良く配置でき、その配線によって複数の種類
の検出コイルを構成できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は超伝導量子干渉素子(以
下SQUID)を用いた生体磁場計測装置における3次
元検出コイルに関する。
【0002】
【従来の技術】従来のSQUIDを用いた生体磁場計測
装置では一般に、磁束計の1次元の検出コイルは円筒型
のボビンに超伝導ワイヤを巻きつけた構造であった。こ
のボビンに巻いたループが2個(1対)あり、そのルー
プの巻き方の向きが反対にあるものを1次微分コイルと
呼ぶ。また、このループが2対あるのものを2次微分コ
イルと呼ぶ。このようにボビンに超伝導ワイヤを巻きつ
けた1次または2次微分コイルを用いて磁場信号を検出
してきた。また他の1次元の検出コイルは、一枚のたわ
み状の基板上にコイルを形成し円筒型のボビンに貼付る
ことで1次微分コイルを構成している(特開昭61−1225
85号公報)。このような構成で3次元の検出コイルを形
成することは困難である。3次元の検出コイルとして
は、直方体のブロックに超伝導ワイヤを巻きつけること
によって構成した例が知られている(特開平1−195384
号公報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来法の超伝導ワイヤ
を円筒型のボビンに巻きつきける方法やたわみ状の検出
コイルを円筒型のボビンに貼付ける方法で3次元の検出
コイルを構成することは、ボビンが円筒型であるために
困難である。また、超伝導ワイヤを直方体のブロックに
巻きつけて3次元の検出コイルを作成する方法は、作成
に困難さが伴い量産も難しい。また、コイル面積の不均
一さによる均一磁場のキャンセル率の低下が問題となっ
ていた。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明においては、可撓性の部材上に検出コイルを図
2のように形成し、この配線基板を折り曲げて図1のよ
うな直方体の3次元の検出コイルを形成し、この検出コ
イルを複数個並べ、それぞれの3次元検出コイルを配線
することで、3軸方向の任意の1次または2次微分の検
出コイルを形成する。また、この接続の仕方を目的に応
じて選ぶことで複数の種類の1次または2次微分検出コ
イルの形成が可能である。
【0005】
【作用】本発明により、容易にキャンセル率の良い3次
元の検出コイルを形成できる。また、本発明の検出コイ
ルは直方体または立方体のため簡単に3次元のすべての
方向に位置精度良く配列ができ、その配線の仕方によっ
て複数の種類の検出コイルを構成することができる。
【0006】
【実施例】図1に3次元の検出コイルの構成図を示す。
各軸(X,Y,Z)方向に空間上の差分をとるために検
出コイルの配線を対向する面で反対向きに巻いている。
この空間で1回差分をとる1次微分型の検出コイルを直
方体状に構成することにより、X軸1,Y軸2,Z軸3
それぞれの3次元の磁場信号を検出できる。また、検出
コイル1,2,3上に4,5のコネクタ部を設ける。
【0007】図2は図1の3次元検出コイルの展開図で
ある。図2のように検出コイルは一枚のフレキシブルな
基板上にX軸1,Y軸2,Z軸3を構成している。この
基板を点線部分で折り曲げて直方体状に張り合わせるこ
とで図1に示す3次元検出コイルを実現する。この時、
直方体のブロックに貼付けても良い。本実施例では図の
ように配線同士が交叉することなく形成することによっ
て基板作成を容易にしている。また各軸ごとにコネクタ
部を中央部に有する構造にし、2個以上の3次元検出コ
イルの接続を容易にしている。ただし、コネクタ部は必
ずしもこの位置に限るものではない。またこのフレキシ
ブルな基板の材質はポリアミド系などの可撓性材質を用
いており、検出コイルの材質はPb,Nb系の超伝導体
で構成されている。この基板の作成方法は薄膜成形技術
を用いることで実現できる。
【0008】次に図1に示す3次元検出コイルの複数個
の組合せによる多種類の検出コイルについて以下に示
す。ただし、ここで示すBx,By,Bzは測定磁場の
各軸(X軸,Y軸,Z軸)の方向成分である。
【0009】図3は、図1の検出コイルでコネクタ部が
中央にある1次微分コイル(1回の空間的な差分)を二
つ使用して1次・2次微分コイルを実現したもので、図
4,図5はこの構造の概念図である。全く同じ形状の二
つの3次元検出コイルのA,A′面(Y軸コイル面)で
張り合わせてコネクタ部5を図4のように接続すると、
7,7′を出力とする図の矢印の向きの2次微分検出コ
イル(d・d・By/dy・dy)が構成できる。また
図5のように接続を変えると、図の矢印の向きのコイル
間距離が2倍である1次微分検出コイル(d・By/d
y)が構成できる。
【0010】図6は、図1の二つの検出コイルの同じ面
のB,B′面を図のように接続部4が向い合うように並
べた構成にしたものであり、図7,図8はその概念図で
ある。すなわち、接合部4の配線によって二つの種類の
微分コイルが構成できる。図7のような配線にすると2
倍の面積の1次微分コイル(2・d・Bz/dz)が構
成でき、図8のように配線するとY軸とZ軸の2次微分
コイル(d・d・Bz/dy・dz)が構成できる。つ
まり、この時、測定磁場のZ方向成分(Bz)をY軸の
平面方向の微分とZ軸方向の微分をしたことになる。
【0011】図9のように図1の検出コイルを複数個並
べ、図のように配線を一つ飛ばしにすることで任意の場
所間の微分コイルが構成できる。このように任意の検出
コイルを図4,図5,図7,図8のように任意に接続す
ることにより、任意の場所間の2次または1次微分検出
コイルを構成することができる。
【0012】このように図1の3次元検出コイルを組み
合わせることで多種類の微分コイルが可能であるが、図
1の形状が最適なものとは限らない。例えば、図1の構
造と鏡像の関係にある3次元検出コイルを作成する。こ
れら2種類の検出コイルを組み合わせると各軸全ての接
続が容易になる。ただし、本実施例では全て2個の検出
コイルの組合せを考えているが、3個以上の組合せも考
えられる。
【0013】実施例ではフレキシブルな検出コイル基板
上に検出コイルの配線同士が交叉しないように構成した
が、このような構造に限るものではない。その例を以下
に述べる。
【0014】図10のように検出コイルの配線を二層構
造にすることもできる。ただし、図10では図2のY軸
の検出コイルの部分だけを表している。この構造により
配線から発生する磁場を前述した平行線の配線の場合よ
り少なくすることができる。ただしこの場合、図のよう
に上部の配線と下部の配線を結ぶ場所8が必要になる。
また、本実施例では配線を2層構造にしたが、多重構造
にすることもできる。その他、図11のように配線基板
の表面上と裏面上とにそれぞれ二つの検出コイルを別々
の独立して形成する事も可能である。またこの時、図1
2のように表面のコイルと裏面のコイルとを独立に構成
せず、一つのコイルを形成することも可能である。図1
2の実施例では巻き方が逆向きであるが同じ向きのもの
でも良い。
【0015】
【発明の効果】本発明により、容易にキャンセル率の良
い3次元の検出コイルを形成できる。また、本発明の検
出コイルは直方体または立方体のため簡単に3次元のす
べての方向に位置精度良く配列ができ、その配線の仕方
によって複数の種類の1次または2次微分検出コイルを
構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の3次元検出コイルの斜視
図。
【図2】本発明の一実施例の検出コイル基板の展開図。
【図3】本発明の他の実施例の微分検出コイルの斜視
図。
【図4】図3の微分検出コイルの概念図。
【図5】図3の微分検出コイルの概念図。
【図6】本発明の他の実施例の微分検出コイルの斜視
図。
【図7】図6の微分検出コイルの概念図。
【図8】図6の微分検出コイル概念図。
【図9】本発明の他の実施例の任意微分検出コイルの斜
視図。
【図10】本発明の他の実施例の検出コイルの2層構造
の説明図。
【図11】本発明の他の実施例の検出コイルの2段構造
の説明図。
【図12】本発明の他の実施例の検出コイルの2重構造
の説明図。
【符号の説明】
1…検出コイル、2…検出コイル、3…検出コイル、4
…コネクタ部、5…コネクタ部、6…コネクタ部、7,
7′…出力、8…上段,下段の配線のつなぎ目。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】超伝導量子干渉素子を用いた生体磁場計測
    装置の検出コイルにおいて、フレキシブルな基板上に複
    数個の超伝導体によって構成される検出コイルを形成
    し、前記各検出コイル面の法線方向が3軸いずれかの方
    向に向いている構造を有することを特徴とする3次元検
    出コイル。
  2. 【請求項2】請求項1において、前記各検出コイルに接
    続端子を設けた3次元検出コイル。
  3. 【請求項3】請求項1において、前記検出コイルは一つ
    ながりの超伝導体の配線で構成され、前記検出コイルが
    対となる2の倍数個のループを有するように配線を行
    い、前記ループの各ループ対の巻き方が反対向きになる
    構成にする3次元検出コイル。
  4. 【請求項4】請求項1,2または3において、3次元検
    出コイルを2個以上配置して配線することにより、任意
    の検出コイル面の法線方向の差分をとる3次元検出コイ
    ル。
  5. 【請求項5】請求項1,2または3において、前記検出
    コイルの構成が平行線構造あるいは2層構造あるいは多
    層構造あるいは表裏構造である3次元検出コイル。
  6. 【請求項6】請求項1において、前記超伝導量子干渉素
    子を、直接、前記検出コイルに接続するかまたは前記超
    伝導量子干渉素子と前記検出コイルとを薄膜技術により
    同基板上に構成することにより、前記超伝導量子干渉素
    子と前記検出コイルとの一体型の検出コイルを構成する
    3次元検出コイル。
JP25615492A 1992-09-25 1992-09-25 3次元検出コイル Pending JPH06109820A (ja)

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