JPS59133474A - 生体磁気の多チャンネル測定装置とその製造方法 - Google Patents

生体磁気の多チャンネル測定装置とその製造方法

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JPS59133474A
JPS59133474A JP58243056A JP24305683A JPS59133474A JP S59133474 A JPS59133474 A JP S59133474A JP 58243056 A JP58243056 A JP 58243056A JP 24305683 A JP24305683 A JP 24305683A JP S59133474 A JPS59133474 A JP S59133474A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、Ｉ　Ｏ”Ｔ、％に１０゛τ１２Ｔ以下の磁
場の強さ範囲内の変化する弱磁場を測定するための多チ
ヤンネル測定装置に関する。この装Ｒはその各測定チャ
ンネルに超電導性量子干渉要素（ＳＱ　’Ｕより）と超
電導コイルで構成されたグラディオメータならびに量子
干渉要素とグラディオメータの間の超電導結合体を含み
、更に量子干渉要素において得られた情報を評価し処理
し表示する電子装置を包含する。この発明は更にこのＩ
ｉｌ＋＋定装置の製造方法にも関する。
一般に’　ＳＱＵより　’　（Ｅｌｕｐｅｒｃｏｎｄｕ
ｉｔｉｎｇＱＵａｎｔｕｍ　Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ
　Ｄｅｖｉｃｅ　）と呼ばれている量子干渉要素を極め
て弱い磁場の測定に使用することはよく知られている（
　”　Ｊ、Ｐｈ７日、Ｆｉ：Ｓｃｉ。
Ｉｎｓｔｒｕｍ、１３、１９８０、ｐ、８０１〜８１３
；Ｉ　　Ｆｉ　Ｅ　１ｌｌｉ　　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏ
ｎ　　ｏｎ　　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　　Ｄｅｖｉｃｅｓ。
ＦＤ−２７，１０、０ｃｔｏｂｅｒ　　１９８０．ｐ　
１８９ｆ３〜１９０８）。この装置の有利な利用分野は
医学上の技術、特にマグネトカーデイオクラフイとマグ
ネトエンツエファログラフイであると見られる。
これらの場合５０ｐＴ又は０．１ｐＴ程度の強さの磁気
心波および磁気脳波が発生する（　’Ｂｉｏｍａｇ−ｎ
ｅｔｉｓｍ　−Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　Ｔｈ１ｒｄ、
　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａ’ＩＷｏｒｋｓｈｏｐＪｙ
ｙＬ　Ｂｉｏｍａｇｎａｔｉｓｍ　　、Ｂｅｒ’ｌｉｎ
　　１　９　Ｂ　Ｏ−Ｂｅｒｌｉｎ　／Ｎｅｗ　Ｙｏｒ
ｋ　ｌ　９８１．　　ｌ）、　８〜３１　）。
この種の生体磁場を測定する装置は次の主要部品を含ん
でいる。
１、本来の磁場センサとしてのＳＱＵより２、検査すべ
き磁場を捕捉するためのコイル装置ヲ含ムフラツクスト
ランスフオーマー ３、　信号を捕捉し、処理し、送り出すための電子装置 ＆　超電導のための低温を作る冷却系。
この種の測定装置は一般に公知である（　Ｓ、Ｈ，Ｅ。
Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、　Ｓａｎ　Ｄｊ、ｅｇｏ　、
　ＵＳＡ／Ｓ、Ｈ，Ｅ、　ＧｍｂＨ。
Ｄ　−５１００Ａａｃｈｅｎの製品）、。
これと同種の１チヤンネル測定装置では測定すべき磁場
が超電導線で作られたコイル装置を通してラジオ周波（
ＲＦ）■５ＱＵＩＤ回路内でジョセフソン接触と誘導的
に結合されている。その際一つのセンサコイルと一つ又
はそれ以上の補償コイルの組合せにより第−次又はより
高次のグラディオメータが構成される。このようなグラ
ディオメータを使用すると適当な手動平衡操作によりコ
イル領域で均等な磁場の三成分又はその均等な勾配を持
つ一部を充分抑制し、グラディオメータ領域内で著しく
不均等な生体磁気の近接場を選択的に捕捉することがで
きる。ＲＦ−８ＱＵよりはこの外にも高周波電圧が入力
信号により位相変調又は撮幅変調される共振回路と誘導
結合される。−りによりＲＦ−８Ｑ、Ｕよりの動作点が
固定され、補償電流は電子的に評価される信号として使
用される。
この装置に使用されるＲＦ−８ＱＵＩＤは特性的な雑音
信号を発生する（例えば’　ＳＱＵＩＤ−８ｕｐｅｒｃ
ｏｎｄｕｃｔｉｎｇＱｕａｎｔｕｍ　Ｉｎｔｅｒｆｅｒ
ｅｎｚＤｅｖｉｃｅｓ　ａｎｄ　ｔｈｅｉｒ　Ａｎｐｌ
ｉｃａｔｉｏｎ　’　、　Ｂｅｒ１ｉｎ／　Ｎｅｗ　Ｙ
ｏｒｋ　１９７７．　ｐ、　８９５〜４３１　）。前に
述べたような極めて微弱な磁場を調べるためには、各測
定点において多数の測定を行ないその信号平均値を求め
なければならない。空間的な磁場分布を得るためには更
に探査区域の鍾々の場所において時間的に繰り返して測
定する必要がある。
このような測定方法でそれに必要な測定時間全体に亘る
磁場データのコヒーレンス性がもはや確保されず、更に
臨床的に要求し得ない測定時間となる。
これらの点を考えて単一チャンネル測定の代りに多チャ
ンネル測定を行なうことが提案された。
Ｑυ で解決できるとしても上記の同調の問題は残されこの場
合各チャンネルには一つのＲＦ　−ＳＱ、ＵＩＤと並ん
で同調可能の超電導グラディオメータならびに５ＱＵＩ
Ｄとグラディオメータの間に置かれる結合トランスフォ
ーマ−と結合導線を含む結合体が設けられる。しかしこ
の種の装置では各チャンネル間の同調に対して著しい費
用と時間が必要となる。公知の装置ではグラディオメー
タと結合トランスフォーマ−を含むＳＱＵよりとがそれ
ぞれ固有の支持構造上に設けられ、取外し可能の結合導
体によって相互接続される。このような接続方式ではそ
れぞれのフランクス・トランスフォーマ−の不変な同調
は予め確実にすることはできないから、各測定に先立っ
て総てのチャンネルの均等化が必要になるが、その操作
は互に影響を及ぼし合う。更にこの種の装置ではＲＦ回
路間の相互の妨害作用が避けられない。グラディオメー
タを使用しなければＲ１？′遮蔽は達成される（たとえ
ば’　Ｐｈｙｓｉｃａ　’　、　　１０７　Ｂ巻、１９
８１年ｐ、２９〜３０参照）。ＲＦデカップリ／グ自体
は他の方法Ｉ→ の、腫のＳ　Ｑ、　Ｕ　Ｉ　Ｄを５１醐＊ｒｐモジュラ
−彫才の牛ている。
共逆の支持構造上に置かれた三つのＲＦ−８ＱＵよりと
一つの共振回路を含む測定装置は文献（１０ｒｙｏｇｅ
ｎｉｃｓ”、　Ｄｅｃ、　１９８１．　　ｐ、　７０７
〜７１０）に発表され公知であるが、この装置では総て
の信号チャンネルを相互障害の可能性をもって一つの高
周波チャンネルにまとめることと各ＳＱＵよりをその臨
界電流に関して同調させることには技術的に問題がある
。実際上コントロールすることができる要素の最大数は
約１０であると考えられている。
それぞれ一つのジョセフソン接触を備える上記のＲＦ−
ＳＱ、Ｕよりと並んで二つのジョセフソン接触を含む直
流ＳＱ、ＵＩＤも公知である。このＤＣ！−８Ｑ、ＵＩ
Ｄは極めて小さい雑音信号を示すように構成することが
できる（１工Ｅ　Ｅ！　Ｅ　　Ｔｒａ−ｎｓａｃｔｉｏ
ｎ　ｏｎ　ｍａｇｎｅｔｉｃｓ’、　Ｖｏｌ、　ＭＡＧ
−１７゜体４場測定系は考慮されている。この装置では
相互間のＲ′ＥＰ障害はおそれる必要はないが、同調の
問題はなお残されている。
この発明の目的は、冒頭に挙げた可変微弱磁場の多チヤ
ンネル測定装置をＤＣ！−８ＱＵＩＤの使用によって改
良し、生体磁場の空間分布を許される範囲の測定時間を
もって決定できるようにし、その際磁場の測定データ間
に充分なコヒーレンスイが確保されているようにするこ
とである。
この目的はこの発明により、ＤＣ−８ＱＵよりとそれに
属する平面グラディオメータ・コイルならびに超電導結
合体に対して共通の強固な支持構造ヲ設け、グラディオ
メータ・コイルと結合体は薄膜構造として一つ又はそれ
以上の平面に設けることによって達成される。
この発明による測定装置では、種々の場所からの磁場の
値の並列記録即ち同時記録が対応するイオメータ・コイ
ルの助けによって可能となり、それによって測定時間が
チャンネル数に応じて短縮される。更にこの発明の構成
によれば薄膜構造の使用により調整は一回だけですむ。
この発明の有利な実施形態と測定装置の製造方法は特許
請求の範囲第２項以下に示されている。
図面を参照してこの発明の種々の実施形態を更に詳細に
説明する。
第１図はこの発明による測定装置の接続の一例を示す。
この接続では特定数Ｎの測定チャンネルが設けられ、各
チャンネルは超電導グラディオメータ２とジョセフソン
接触３を二つ含むＤＣ−６ＱＵより４とグラディオメー
タ・５ＱＵＩ：Ｄ間の超電導体結合体５を含み、更に前
置増幅器６とロック・イン増幅器と呼ばれる増幅器７が
設けられる。前置増幅器６は冷却型のものを使用するこ
とができる。ロック・イン増幅器７から送り出された粗
信号は共通の電子式データ処理・制御系８ａに送られて
処理され、出力装置８ｂに送られて表示される。各チャ
ンネルのロック・イン増幅器７から５ＱＵＩＤ４へのフ
ィードバックは点線９で暗示され、信号伝送方向ぬ：矢
印で示されている。
この発明によりグラディオメータ２．ＳＱ、ＵＩＤ４お
よびその間の結合体５が共通の強固な支持構造上に設け
られていることは図面に破線でかこんで示されている。
１（１ａはこの支持構造である。更にＳＱＵより４がそ
れに所属する薄膜トランスフォーマ−と共に支持小板（
チップ）■Ｏｂ上に置かれていることも図に示されてい
る。チップ１０ｔ）は支持構造１０ａに固定されている
。
グラディオメータ・コイル２とそれによって検出される
例えば心臓内の磁場源との間の予め定められた距離に対
してグラディオメータ・コイルには感度に関して最適の
寸法があることは文献（１Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｍａ
ｇｎｅｔｉｓｍ　ａｎｄ　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｍａｔ−
ｅｒｉａｌｓ　’、　　Ｖｏｌ、　２２．　１．９８２
Ａ２．　ｐ、　１２９〜２０１）に示されている。しか
し磁場源の異る距離に対応して各グラディオメータ・コ
イルの寸法を変えることは実際上不可能である。それに
も拘らずその時々の磁場源の距離に適合させるためこの
発明による測定装置では、個々のグラディオメータ・コ
イル２で作られた信号を特定の様式で組み合わせる。こ
れに対応して例えば第１図に示した実施例ではグラディ
オメータ・コイル２を２個又は３個毎にまとめてその信
号を組合せる。この信号の組合せは総てのコイルに共通
な電子回路８ａにおいて適当な結合回路により実施する
のが有利である。
この外に各グラディオメータ・コイルの寸法（円形の場
合その直径）を最も近い検出磁場源に対して最良の空間
分解能が達成されるように適合させることも有利である
。例えばマグネトエンツオファログラフイ検査の場合一
般に約２１ｙｎの直径が脳皮質内の磁場源に対して最適
である。これよりも深い所にある磁場源に対する適合を
も可能にするためには、上記の各グラディオメータ・コ
イル酸に対して最適な実効コイル寸法に対応するように
コイル比を調整する。
それぞれの支持構造上に置かれたグラディオメータと５
ＱＵＩＤの詳細を第２図以下に示す。
磁場センサの最も簡単な構成は（）次のグラディオメー
タ列、即ち超電導線を巻いた平板形円筒コイルを並べて
配置したものである。外部磁場の補償無しにこのような
コイル列によって測定する際には比較的高価な遮蔽が必
要となるが、この種のグラディオメータ列は比較的簡単
に作ることができる。
遮蔽に関して要求の少ない第一次グラディオメータの二
つの実施例を第２図と第５図に示す。第２図のグラディ
オメータ配列は平面形であるが、第５図のものは二つの
平面に配置されている。
第２図によれば例えば石英又はケイ素の厚さ１０鶴１幅
ｂ１２ｍ、長さ１３０備の板である平面支持溝造１１上
にグラディオメータ・アレイとけられている。このグラ
ディオメータ配列は検出コイルＪ４の配列１３と補償コ
イル１６の配列１５とその間の結合線１７から構成され
るが、図にはコイルと結合線の一部だけが示されている
。コイル配列１３と１５は共に例えば単巻平面コイルの
４×５集合体であり、コイルの直径りは測定対象物から
の距離程度の大きさであって例えば数（１）である。図
面に１＋１と１−１で示したように検出コイル１４と補
償コイル１６は互に逆向きに巻かれているから、平面コ
イル配列１８．！：１５の間にはそれらを結ぶ結合線の
交叉点１８が存在する。
第２図に示した検出コイル１４又は補償コイル１６の配
列と並んで別のコイル位置を設けることができる。例え
ば外部補償の場合には検出コイルを個々の補償コイルの
環で囲むことができる。
補償コイルの平面配列いは巻数の大きいコイルを少数集
めた配列で置き換えることも有利である。この構造は例
えば絶縁中間層を使用しリングラフィ法によって実現す
ることができる。
支持構造上には更にグラディオメータ数に対応する個数
のＤＣ−８ＱＵＩＤと超電導結合トランスフォーマ−と
変調コイルを設けた小板（チップ）１９が置かれている
。チップの材料としては一般にシリコンが選ばれる。結
合トランスフォーマ−は公知のように平板コイルとする
ことができる（”　Ｉ　Ｅ：　Ｋ　ＥＴｒａｎｓ、　ｍ
ａｇｎ、”、　Ｖｏｌ　ＭＡ　Ｇ　−１７゜ＡＩ、　　
Ｊａｎ、　１９８　］、、　　ｐ、　４００〜４０３　
）。結合トランスフォーマ−の接続点２０にはグラディ
オメータ・コイルに記録された磁場情報を導く結合線１
７が超電導接続される。
各５ＱＵＩＤから敗り出された信号は接続点２２に接続
された常電導入出力＋１ｓ２１を通して各チャンネルの
増幅器が接続されている多重接触体２３に導かれる。
支持板１１とチップ１９に対して種々の材料を選定する
際接続点２０にろう付けを実施する場合には、熱膨張の
差による影響を低減するか避けるために特別なチップ支
持体を使用するのが有利である。このようなチップ支持
体を使用するとチップの交換が比較的簡単になるという
利点もある。
適当なチップ支持体の例は第３図、第４図に示されてい
る。このチップ支持体２５はＳＱＵよりと薄嘆トランス
フォーマ−を支持するチップ２６と同じ材料即ちＳｌで
作るのが有利である。これに対してグラディオメータ支
持板２７は例えば石英製である。チップ支持体上の導体
路２８とグラディオメータ・コイルに導く導体路２９の
間の接続点に生ずる熱応力を除くためチップ支持体２５
は接続点間を深く切り込んでおく。これによって接続側
に切り込み３０の間に脚部３１があるくし形構造が作ら
れ、脚の自由端において導体路２８と２９がろう付け３
２によって結合される。
特に第４図の断面１図に明らかに示されているようにチ
ップ２６はチップ支持体２５の下面にろう付け３３によ
って取りつけられている。石英支持板２７にはこれに対
応してへこみ３４が設けられルに対して反対側の縁端は
支持板２７を越えてつき出し、この部分にＥＩＱＵＩＤ
を増幅器に接続するためのプラグ３５を取りつけること
ができる。
平坦な支持板を備えるこの発明による測定装置の製作法
を第２図について説明する。まず平坦な支持板１１上に
検出コイル１４と補償コイル１６から構成される平面グ
ラディオメータ配列りを公知の平面リングラフィ法によ
り例えば鉛↓の超電導薄、嗅コイル集合の形で作る。こ
の工程に際して各コイル間の結合線１７とその交叉点１
８を同時に薄膜構造として作ることができる。これと関
係なく例えばニオブ製のＤＣ−８ＱＵより配列が西独国
特許願ｐ３１２８９８２．７．Ｐ８１２９０００．０．
Ｐ３２２０２１１．３およびＰ３２２０２５１．２号明
細書に記載されている方法によって作られる。続く工程
段において超電導結合トランスフォーマ−と例えば鉛製
の接続部を持つ変調コイルが公知の集積回路製造技術に
よりシリ、乙。このようにして作られたＤＣ−８ＱＵＩ
Ｄチツプは続すてグラディオメータ配列をとりつけた支
持板１１に例えばろう付けによって固定される。
ろう付けによる結合はグラディオメータの調整を困難に
する三次元導体網が形成されない点で著しく有利である
。
最後の工程段においてグラディオメータ配列１２がチッ
プ１９上のＤＣ！−ＳＱ、Ｕよりに結合される。この結
合は例えば超電導性鉛合金系のろう結合による。
グラディオメータ配列目とチップ１９上のＤＣ−８Ｑ、
Ｕよりをこのように構成した後グラディオメータ・コイ
ルの一回の調整が実施される。
これには特にレーザー光線が使用され、個々のコイル巻
線の幅を縮小させる。
グラディオメータを垂直面上に薄膜結合導線を備えた多
層薄膜構造として構成する場合にはその調整をこの垂直
平面上で実施するのが有利である。
調整は均等な磁場と均等なグラディエンド場中の試験測
定によるのが効果的である。
アクシアル構成のグラディオメータは平面構成のグラデ
ィオメータよりも良好な方向特性を示すことはよく知ら
れているので、平面構造を複数の平面に設けることも有
利である。これに対応する一次グラデイオメータ構造の
実施例を第５図に斜視図として示す。支持構造の影にな
っている部分は部分的（Ｃ破線で暗示する。支持構造じ
は主として二つの平行大面形部分から構成される。これ
らはそれぞれグラディオメータ・コイル４０．４１ある
いはＤＣ！−８Ｑ、Ｕよりチップ４２を保持し、互に固
く突き合せ結合される。図にはグラディオメータ・コイ
ルの数個だけがその結合導線と共に示されている。
大きい方の支持構造部分３８は例えば石英製のプリズム
で、その平坦な前面４３に例えば第２図のコイル１４に
対応する検出コイル４０が設けられ、背面の平坦面４４
には第２図のコイル１６に対応する補償コイル４１が設
けられる。各検出コイル４０はそれに所属する補償コイ
ル４１とプリズムの稜を越えて結合される。この結合に
使用される導体路４５．４６および５０は数μｍの相互
間隔を保って平坦面４３．４４上刃１ら稜４７，４８を
越え、平坦面４３．４４に垂直なプリズム面４９上を通
る。
グラディオメータ・フィル４０，４］を支持する石英プ
リズム３８の背面４４には例えば石英製の柱状支持構造
部分３９が固く結合されている。
この柱状プリズムはＤＣ−８ＱＵＩ：Ｄチップ４２の大
きさに対応する断面を持つ。チップ４２は例えば石英プ
リズム３９の結合面に対向する平坦面５１に設けられる
。チップ４２のＤＣ！−ＳＱＵよりとグラディオメータ
・コイルを結合するため導体路４５に対応する導体路５
２が各検出コイル４０からプリズム面４３の稜４７まで
延び、そこで垂直プリズム面４９上を稜４８まで達する
導体路５３に結合され、続いてプリズム３８の垂直面４
９導体路５４を通して稜４Ｂとチップ４２をとりつけた
而５１の稜５６までの結合路が作られる。
第５図に示すようにチップ４２をプリズム３９の端面５
１にとりつける代りにその側面５５にとりつけることも
可能である。この場合稜５６においての導体路の結合が
省略される。
検出コイル４０と補償コイル４１を第５図のように一つ
の支持構造の二つの平行する平面に設けると、その間に
ある垂直面に補助の検出回路を例えば薄膜技術によって
設け、それを使用して磁場ベクトルの三成分を測定し順
応性のフィルタリングを実施することができるという利
点が得られる（ゝＲｅｖ、Ｓｃｉ、Ｉｎｓｔｒｕｍ　、
’、　Ｖｏｌ、　５３．　Ａ　Ｉ　２゜１９８２、ｐ、
１８１５〜１８４５）。
グラディオメータ製作のリングラフィ工程を簡単廉価に
するためには、機械的の安定性に関する要求をある程度
犠牲にしてＰｂ−Ｉｎ被覆した銅線で作った超電導結合
体を使用することができる。
である。
稜４７における導体路５２と５３の結合は西独国特許願
Ｐ３２／１．６ｆ！６１．７号明細書で提案されている
方法によることができる。この方法を第６図に示す。こ
こで第５図に対応する部分にはそれと同じ番号がつけで
ある。両平面４３と４９の間の稜４７には予め定められ
た導体路結合個所に溝５８が垂直に切り込まれ、その後
で両平面と溝の壁面に導体路材料の薄い膜が設けられる
。続いて公知のリングラフィ技術によりこの薄い膜の不
要部分が除かれ導体路が形成される。更に稜４７が軽く
斜めに削られ、被層部分と無被層部分の間に鮮鋭な境界
が作られる。導体路５２と５３の結合を強固にするため
そ扛ぞれの移行部分の間において溝５，８内に析出した
部分を溝の底にろう付けすることができる。図にはこの
ろう付個所が５９として示されている。超電導性の鉛・
インジウムろうはこの場合特に有効である。
導体路５０の導体路４５および４６との結合、史に唆５
６においての導体路の結合も上記に対応して行なわれる
。
第、７図にはグラディオメータ・コイル４０と４１を支
持するプリズム３８からＤ　Ｃ−５ＱＵＩＤチツプ４２
を支持するプリズム３９への移行部の断面を第５図に対
応する部品番号をつけて示す。
導体路５３を導体路５４と結合するには、まずそれらに
稜４８又は６１において第６図に対して説明した方法に
対応して結合片を溝６２又は６３に入れる。続いて両プ
リズム３８．３９の面・１９と５５を溝６２と６３内の
導体片が正しくつき当るようにつき合わせる。最後に溝
内の膜を電解析出により補強した後この個所に例えば鉛
合金によってろう付けを行なう。
図面に示したこの発明の実施例ではＤＣ−８ＱＵよりを
障害磁場に対して遮蔽する手段を図に表わすことはしな
かった。この血の手段は一般に公知である。ＳＱＵより
チップを磁気遮蔽する手段の一例としてチップ上のＳＱ
Ｕよりを個別に超電導環構造で包囲する。チップの背面
に超電導材料の層を設けることも可能である。特別のチ
ップ支持体を設ける場合にはこの支持体にも超電導層を
その背面に設ける。この場合更にチップとその支持体を
接続線用の孔を除いて閉鎖された超電導外被で包むこと
も可能である。
二次のグラディオメータを構成する場合には、別々に調
整された二つのブロックを第５図のプリズム３８に対応
してつき合せ、その接続導体は第６図と第７図について
説明した方法に従い稜線において互に結合する。
この発明による測定装置の支持構造の組立には次の三つ
の方法がある。
ａ）一つの共通支持体を準備し、その上に薄膜マグネト
メータ配列と薄膜結合導体を完全な一次又は二次のグラ
ディオメータとしてＳＱＵよりチップと共にチップ支持
体上にとりつける。
ｂ）二つの完全な一次グラデイオメータをａ）のにまと
めてモジュールとも呼ばれる二つの部分から成る二次の
グラディオメータとする。
Ｃ）一つのチップ支持体上の二つの強固な薄膜マグネト
メータ配列と一つの５ＱＵＩＤチツプを一つの機械的に
強固な構造にまとめ、超電導性に被層された針金束によ
って交互に結合する。
図面に示したグラディオメータの実施形態は個々の巻線
が円形であるとして進めたが、場合によっては相互結合
の微小化に際して面積利用率を最大にするため円形以外
の形状とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明による測定装置の一例の接続図、第２
図はこの測定装置の支持構造の概略図であり、第３図と
第４図はＥＩＱＵＩＤチップの支持体を示し、第５図は
この発明の別の実施例を示し、第６図と第７図はこの実
施例の導体路の結合方法の詳細を示す。 ン接触、４・・・ＤＣ！−８ＱＵＩＤ、５・・・超電導
結合体、６・・・前置増幅器、７・・・ロック・イン増
幅器。 ４７１−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ■）各チャンネルに超電導童子干渉要素（ＳＱＵより）
    と超電導コイルで構成虞れるグラディオメータならびに
    量子干渉要素とグラディオメータの間つ結合体が設けら
    れ、更に量子干渉要素（・ておいて得られた情報を評価
    し処理し表示する電子装置を含む１０”Ｔ以下の磁場の
    強さの範囲内の変化する弱磁場つ多チヤンネル測定装置
    （でおいて、直流量子干渉要素（ＤＣ！−８ＱＵより４
    ）とそれ（で所属する平面グラディオメータ・コイル（
    ２：１４，１６；４０，４１）ならびに超電導結合体（
    ５；１７；４５，４６，５０，５２．５３）に対する強
    固な支持構造（１０ａ、１１，２７゜３７）を儂え、グ
    ラディオメータ・フィルと内に設けられていることを特
    徴とする変化する弱磁場の多チヤンネル測定装置。 ２）量子干渉要素（４）が共通支持板（チップ１０ｂ、
    １９．２６．４２）上に設けられ、この支持板か支持構
    造（１０ａ、１１，２７゜３７）に固定されていること
    を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の測定装置。 ３）グラディオメータ・コイル（１４，１８）、結合体
    （１７）および直流量子要素の支持小板（チップ１９）
    に対する単一の支持部分を備える支持構造（１１）が使
    用されていることを特徴とするｆ４１次又はより高次の
    グラディオメータを備える特許請求の範囲第２項記載の
    測定装置。 ４）総てのグラディオメータ・コイル（１４゜１６）が
    支持構造（１１）の共通平坦面に並び合って設けられて
    いることを特徴とする特許請求の＠囲第１項乃至第３項
    の一つに記載５）支持構造（３７）が複数の部分（３８
    ，３９）を組合せて構成されていることを特徴とする特
    許請求の範囲第１８項又は第２項記載の測定装置。 ６）それぞれ一つの第１次グラディオメータを備える二
    つの支持部分を持つ支持構造が使用されることを特徴と
    する特許請求の範囲第５項記載の測定装置。 ７）石英部分又はシリコン部分から成る支持構造（１０
    ａ、　　１１．　２７．　３７　）が使用されることを
    特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第６頃の一つに記
    載の測定装置。 ８）グラディオメータ・コイル（２；１４，１６；４０
    ，４１）が検出コイル（］、　４　；　４０　）の配列
    （１３）および補償コイル（１Ｂ　：　４１　）の配列
    （１５）として共通の支持構造（１，Ｏａ。 ＩＩ、３７）上に設けられていることを特徴とする特許
    請求の範囲第１項乃至第７項の一つに記載の測定装置。 ９）検出コイル（１４，４０）が所属する補償コイル（
    ｌｆｊ、４１）に比べて巻回数又は面積又はその双方を
    異にしていることを特徴とする特許請求の範囲第８項記
    載の測定ＪＡｔ。 １、　＋１）　）　　検出コイル（４０）と補償コイル
    （４１）が支持構造（３７）の異る平行平旧面（４３゜
    ４４）上に設けられていることを特徴とする特許請求の
    範囲第８項又は第９項記載の測定装置。 １１）直流量子干渉要素（ＳＱＵより一チツプ／１２）
    が支持構造（３７）のグラディオメータ・コイル（４０
    ，４１）が置かれている平坦面（４３，４４）とは別の
    平坦面（５１）１で設けられていることを特徴とする特
    許請求の範囲第１０項記載の測定装置。 １２）平坦面（４３，４４）上に置かれたグラディオメ
    ータ・コイル（４０，４］）間の結合がこれらの平坦面
    の縁端（４７，４８）の間（Ｃ置かれた薄膜導体（５０
    ）となっていることを特徴とする特許請求の範囲第１０
    項又は第１１項記載の測定装置。 １３）　　グラディオメータ・コイル（４０）と直流量
    子干渉要素（ＳＱＵより一チツプ４２）との間の結合が
    これらの部分の縁端（４７，４８゜５６）を支える平坦
    面（４３，５１）の間に置かれた薄膜導体（５８，５４
    ）となっていることを特徴とする特許請求の範囲第１Ｏ
    項乃至第１２項の一つに記載の測定装置。 １４）＠電導導体部分（４５，４Ｂ、　　５０．　５２
    乃至５４）の縁端（４７，４８，５６，６１）において
    の結合が溝（５８，６２，６３）内の超電導物質による
    ろう付け（５９，６０゜６４）によることを特徴とする
    特許請求の範囲第１２項又は第１３項記載の測定装置。 １５）溝（５８，６２，６３）を備える縁端（４７゜４
    Ｂ、５６．８１）が斜めに切られていることを特徴とす
    る特許請求の範囲第１４項記載の測定装置。 １６）各グラディオメータ・コイル（２；３４゜１６；
    ４０，４１）の寸法（直径Ｄ）が最も近（にある磁場源
    に適合して定められていること、各グラディオメータ・
    コイルの信号ヲまとめて検出磁場源の距離に関係するグ
    ラディオメータ・コイル群の共通信号とする装置が設け
    られていることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至
    第１５項の一つに記載の測定装置。 １７）各グラディオメータ・コイル（２；１４゜１８；
    ４０，４］）の信号をまとめるため量子干渉要素におい
    て得られた情報を評価し処理する装置（８ａ）内の対応
    するチャンネルが結び合わされていることを特徴とする
    特許請求の範囲第１６項記載の測定側Ｌ １°８）支持板（２６）が中間支持体（チップ支持体２
    ５）を介して間接的に支持構造（２７）に固定されてい
    ることを特徴とする特許請求１９）中間支持体（チップ
    支持体２５）が超電導導体接続区峻に切り込み（３０）
    を備えているこ七を特徴とする特許請求の範囲第１８項
    記載の測定装置。 ２０）最初に支持構造（１０ａ、］　１，２７．３７）
    の−トにグラディオメータ・コイル（２；１４゜１６；
    ４０，４１）を支持板（］、Ｏ７）、１．９゜２５と２
    ６．４２）上の直流量子干渉要素（４）（で沿って延び
    る結合導体（５，１７，２９゜４５．４６，５０．５２
    乃至５４）と共に平面リングラフ法によって設けること
    、これと無関係に支持板上に集積回路製造技術によって
    直流量子干渉要素（４）を構成すること、続いてこの要
    素を備えた支持板を支持構造上に置いて結合することを
    特徴とする各チャンネルに超電導童子干渉要素（Ｓ　Ｑ
    、　Ｕ　、Ｔ　Ｄ　）と超電導コイルで構成されるグラ
    ディオメータならびに量子干渉要素とグラディオメータ
    の間の結合体が設けられ、更に量子干渉要素において得
    られた情報を評価し処理し表示する電子装置を含むＬＯ
    Ｔ以下の磁場の強さの範囲内の変化する弱磁場の多チヤ
    ンネル測定装置の製造方法。
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