JPH0812821B2 - 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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- JPH0812821B2 JPH0812821B2 JP4216595A JP21659592A JPH0812821B2 JP H0812821 B2 JPH0812821 B2 JP H0812821B2 JP 4216595 A JP4216595 A JP 4216595A JP 21659592 A JP21659592 A JP 21659592A JP H0812821 B2 JPH0812821 B2 JP H0812821B2
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- coil
- superconducting
- magnetic
- shape
- pickup coil
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-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
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．Ｈｏｅｉ
ｎｇ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「Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ ｏｎ
Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ」ｖｏ１．２７，Ｎｏ．２，ｐｐ
２７７７−２７８４参照）。
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．Ｈｏｅｉ
ｎｇ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「Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ ｏｎ
Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ」ｖｏ１．２７，Ｎｏ．２，ｐｐ
２７７７−２７８４参照）。
【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
縁性を有する立体的な基体上に、磁場を取り込むコイル
部のパターン形状に合致するような線状溝と、外部装置
と接続可能な電極部のパターン形状に合致する ような凹
部と、前記コイル部と前記電極部を接続する配線部のパ
ターン形状に合致するような線状溝とが、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、前
記線状溝上に超伝導物質が、前記超伝導物質の上と前記
凹部上に連続した良導体の常電導物質が、それぞれ蒸着
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
縁性を有する立体的な基体上に、磁場を取り込むコイル
部のパターン形状に合致するような線状溝と、外部装置
と接続可能な電極部のパターン形状に合致する ような凹
部と、前記コイル部と前記電極部を接続する配線部のパ
ターン形状に合致するような線状溝とが、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、前
記線状溝上に超伝導物質が、前記超伝導物質の上と前記
凹部上に連続した良導体の常電導物質が、それぞれ蒸着
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
性を有する立体的な基体上に、磁場を取り込むコイル部
のパターン形状に合致するような線状溝と、外部装置と
接続可能な電極部のパターン形状に合致するような凹部
と、前記コイル部と前記電極部を接続する配線部のパタ
ーン形状に合致するような線状溝とが、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せて磁気
ピックアップコイルを構成する。この場合には、絶縁基
体上を走査しつつレーザ光を照射してコイル・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パタ
ーンが得られ、製品のバラツキが無くなる。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、線状溝上に超
伝導物質が、この超伝導物質の上と凹部上に連続した良
導体の常電導物質が、それぞれ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薄層状態で形成さ
れるので、コイル部及び配線部と電極部とを容易に接続
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、コイル部
及び配線部と電極部とを容易に超伝導接続することがで
きる。
性を有する立体的な基体上に、磁場を取り込むコイル部
のパターン形状に合致するような線状溝と、外部装置と
接続可能な電極部のパターン形状に合致するような凹部
と、前記コイル部と前記電極部を接続する配線部のパタ
ーン形状に合致するような線状溝とが、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せて磁気
ピックアップコイルを構成する。この場合には、絶縁基
体上を走査しつつレーザ光を照射してコイル・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パタ
ーンが得られ、製品のバラツキが無くなる。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、線状溝上に超
伝導物質が、この超伝導物質の上と凹部上に連続した良
導体の常電導物質が、それぞれ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薄層状態で形成さ
れるので、コイル部及び配線部と電極部とを容易に接続
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、コイル部
及び配線部と電極部と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直方体状の絶縁構造体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直方体状の絶縁構造体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
ように、直方体の６面のうち互いに直角をなす３面の上
に形成され、互いに直交するｘｙｚ方向のうちｘ方向の
磁場成分を計測可能なｘ方向コイル３１と、ｙ方向の磁
場成分を計測可能なｙ方向コイル３２と、ｚ方向の磁場
成分を計測可能な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４１，４２と、ｙ方向コイル３２に接
続する配線ワイヤ４３，４４と、ｚ方向コイル３３に接
続する配線ワイヤ４５，４６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４
５，４６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。
ように、直方体の６面のうち互いに直角をなす３面の上
に形成され、互いに直交するｘｙｚ方向のうちｘ方向の
磁場成分を計測可能なｘ方向コイル３１と、ｙ方向の磁
場成分を計測可能なｙ方向コイル３２と、ｚ方向の磁場
成分を計測可能な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４１，４２と、ｙ方向コイル３２に接
続する配線ワイヤ４３，４４と、ｚ方向コイル３３に接
続する配線ワイヤ４５，４６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４
５，４６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３０
００オングストローム（約３００ｎｍ、または約０．３
μｍ ）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、１０ｎ
ｍ程度から１００μｍ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３０
００オングストローム（約３００ｎｍ、または約０．３
μｍ ）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、１０ｎ
ｍ程度から１００μｍ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
い良導体の常伝導物質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５０ｎｍ、または約０．０５μｍ）の
厚さの薄膜状態で連続して積層形成する。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、その全面を連続して覆うように常
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
い良導体の常伝導物質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５０ｎｍ、または約０．０５μｍ）の
厚さの薄膜状態で連続して積層形成する。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、その全面を連続して覆うように常
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、液体へ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良導体の常伝
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、液体へ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良導体の常伝
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立体的な基体上に、磁場を取り込
むコイル部のパターン形状に合致するような線状溝と、
外部装置と接続可能な電極部パターン形状に合致するよ
うな凹部と、前記コイル部と前記電極部を接続する配線
部のパターン形状に合致するような線状溝とが、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
せて磁気ピックアップコイルを構成する。この場合に
は、絶縁基体上を走査しつつレーザ光を照射してコイル
・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
通りのパターンが得られ、製品のバラツキが無くなる。
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、という利点
がある。さらに、線状溝上に超伝導物質が、この超伝導
物質の上と凹部上に連続した良導体の常電導物質が、そ
れぞれ蒸着法またはスパッタリング法を含む真空薄膜形
成法を用いて薄層状態で形成されるので、コイル部及び
配線部と電極部と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、コイル部及び配線部と電極部とを
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立体的な基体上に、磁場を取り込
むコイル部のパターン形状に合致するような線状溝と、
外部装置と接続可能な電極部パターン形状に合致するよ
うな凹部と、前記コイル部と前記電極部を接続する配線
部のパターン形状に合致するような線状溝とが、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
せて磁気ピックアップコイルを構成する。この場合に
は、絶縁基体上を走査しつつレーザ光を照射してコイル
・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
通りのパターンが得られ、製品のバラツキが無くなる。
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、という利点
がある。さらに、線状溝上に超伝導物質が、この超伝導
物質の上と凹部上に連続した良導体の常電導物質が、そ
れぞれ蒸着法またはスパッタリング法を含む真空薄膜形
成法を用いて薄層状態で形成されるので、コイル部及び
配線部と電極部と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、コイル部及び配線部と電極部とを
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 (2)
- 【請求項１】 電気的絶縁性を有する立体的な基体上
に、磁場を取り込むコイル部のパターン形状に合致する
ような線状溝と、外部装置と接続可能な電極部のパター
ン形状に合致するような凹部と、前記コイル部と前記電
極部を接続する配線部のパターン形状に合致するような
線状溝とが、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、前記線状溝上に超伝導物質が、
前記超伝導物質の上と前記凹部上に連続した良導体の常
電導物質が、それぞれ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】 前記基体は直方体状に形成され、前記コ
イル部は、前記直方体の６面のうち互いに直角をなす３
面の上に形成され、ｘ方向とｙ方向とｚ方向の磁場成分
を計測可能なように構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。
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 JPH0645134A (ja) | 1994-02-18 |
| JPH0812821B2 true 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) |
Families Citing this family (2)
| 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 |
| KR100753938B1 (ko) * | 2006-07-31 | 2007-08-31 | 순천향대학교 산학협력단 | 초전도체의 교류자화손실 측정용 픽업코일 |
Family Cites Families (8)
| 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 |
| JPS63250881A (ja) * | 1987-04-07 | 1988-10-18 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 超電導体の作製方法 |
| 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 |
| EP0363658B1 (de) * | 1988-09-22 | 1993-08-04 | Siemens Aktiengesellschaft | 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 |
| 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 |
| 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
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0645134A (ja) | 1994-02-18 |
| 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 |