(57)【要約】【課題】本発明は、磁場抑圧を有する温度システムを提供する。【解決手段】温度システムであって、基板と、複数の伝導線であって、該基板の上または該基板内に配置され、該複数の伝導線を介して伝導する電流によって生成された磁場を抑圧するように相互に作用する２Ｎ個の多重極磁気モーメントを生成する方向において電流を伝導するようにパターン化され、Ｎは、１より大きい整数である、複数の伝導線とを備えている、温度システム。【選択図】図１
2010071973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
該基板の上または該基板内に配置された複数の伝導線であって、該複数の伝導線を介して伝導する電流によって生成された磁場を抑圧するように相互作用する２Ｎの多重極磁気モーメントを生成する方向に電流を伝導するようにパターン化され、Ｎは、１より大きい整数である、複数の伝導線と
を備える、温度システム。
【請求項２】
前記複数の伝導線は、向かい合う方向に伝導電流を提供するために方向を変更し、そして異なる極性の磁気モーメントを生成するようにパターン化される一連の巻線ループにおいて配列される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記一連の巻線ループは、概して長方形の形状を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記第一の複数の伝導線は、正極モーメントに隣接した負極モーメントに隣接した負極モーメントに隣接した正極モーメントを生成する伝導パターンを提供するように平面の並列関係において構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
第一の複数の伝導線は、負極モーメントに隣接した正極モーメントに隣接した正極モーメントに隣接した負極モーメントに隣接した正極モーメントに隣接した負極モーメントに隣接した負極モーメントに隣接した正極モーメントを生成する伝導パターンを提供するように平面の並列関係において構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記基板は、第一の基板であり、前記複数の伝導線は、第一の複数の伝導線であり、
第二の基板および該第二の基板の上または該第二の基板内に配置され、該第二の複数の伝導線を介して伝導する電流によって生成された磁場を抑圧するように相互作用する２Ｎの多重極磁気モーメントを生成する方向に該電流を伝導するようにパターン化された第二の複数の伝導線をさらに備え、
該第一の基板は、該第二の基板に重なり、該第一の複数の伝導線および該第二の複数の伝導線は、互いによって生成された磁場を抑圧するように互いに相互作用する双極子モーメント配置において向かい合う方向に電流を生成するようにパターン化される、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記第一の基板は、第一の層であり、前記第二の基板は、第二の層であり、
接触層である第三の層をさらに備え、それにより、第一の接触は、該接触層から前記第一の複数の伝導線に延在し、第二の接触は、該第一の複数の伝導線から前記第二の複数の伝導線に延在し、第三の接触は、該第二の複数の伝導線から該接触層に延在して、閉ループ温度システムを提供する、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記複数の伝導線は、第一の複数の伝導線であり、
第一の基板の上または該第一の基板内に配置され、該第二の複数の伝導線を介して伝導する電流によって生成された磁場を抑圧するように相互作用する２Ｎの多重極磁気モーメントを生成する方向に該電流を伝導するようにパターン化された第二の複数の伝導線をさらに備え、
該第一の複数の伝導線は、第一の温度デバイスを形成し、該第二の複数の伝導線は、第二の温度デバイスを形成する、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
第一の温度デバイスは、抵抗性ヒータデバイスであり、第二の温度デバイスは、抵抗性温度検出器である、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記温度システムは、抵抗性ヒータデバイスおよび抵抗性温度検出器のうちの１つである、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記基板は、Ｋａｐｔｏｎおよびシリコンのうちの１つから形成され、前記複数の伝導線は、金から形成される、請求項１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、温度システムに関し、特に、磁場抑圧を有する温度システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
技術分野の広い範囲は、電磁気的に敏感な温度制御された環境に関係している。例えば、核磁気共鳴（ＮＭＲ）は、原子および分子についての情報を得るための技術である。ＮＭＲは、温度制御された環境において、少なくとも１つの陽子または中性子が対になっていない原子核を有する原子に作用する。この不均衡は、これらの原子核を小型のコマのようにある軸上でスピンさせ、そして磁気モーメントを生じさせる。外部磁場にさらされるときに、これらの回転する磁石は、磁力線に沿ってそれらの軸を整列させようとする。従って、ＮＭＲシステムは電磁干渉に敏感である。特に、ＮＭＲを用いるジャイロスコープは、電磁干渉に非常に敏感である。外来の電磁場は、しばしばＮＭＲジャイロスコープに、そのシステム内の磁気的な許容範囲を超えさせ得る。
【０００３】
外来電磁場の可能性のあるソースとしては、ＮＭＲセルを直接的に加熱するための温度デバイス（例えば、ヒータ）、そしてＮＭＲセルの温度を検出するための温度センサである。磁気共鳴イメージング技術はまた、同様な理由のために、温度制御された環境における電磁干渉に非常に敏感である。これらは単に例示であるけれども、電磁気的に敏感な温度制御された環境は、様々な技術分野に広がっていることが理解される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（発明の概要）
本発明の一局面に従った、温度システムが提供される。温度システムは、複数の導体を介して伝導する電流によって生成された磁場を抑圧するように相互作用する２Ｎの多重極磁気モーメントを生成する方向に電流を伝導するようにパターン化された複数の導体を備える。ここで、Ｎは、１より大きい整数である。
【０００５】
本発明の別の局面に従った、温度システムが提供される。温度システムは、第一の層と、第一の層の下にある第二の層と、第一の層の上または第一の層内に配置された第一の複数の導体とを備え、そして該第一の複数の導体は、複数の導体を介して伝導する電流によって生成された磁場を抑圧するように相互作用する２Ｎの多重極磁気モーメントを生成する方向に電流を伝導するようにパターン化される。ここで、Ｎは、１より大きい整数である。温度システムは、第二の基板の上または第二の基板内に配置された第二の複数の導体をさらに備え、そして該第二の複数の導体は、第二の複数の導体を介して伝導する電流によって生成された磁場を抑圧する２Ｎの多重極磁気モーメントを生成する方向に電流を伝導するようにパターン化される。該第一の複数の導体および該第二の複数の導体は、互いによって生成された磁場を抑圧するように互いに相互作用する双極子モーメント配置において向かい合う方向に電流を生成するようにパターン化される。
【０００６】
本発明のなおさらなる局面に従った、温度システムが提供される。温度システムは、基板と、基板の上または基板内に配置された第一の複数の導体とを備え、そして該第一の複数の導体は、複数の導体を介して伝導する電流によって生成された磁場を抑圧するように相互作用する２Ｎの多重極磁気モーメントを生成する方向に電流を伝導するようにパターン化される。ここで、Ｎは、１より大きい整数である。温度システムは、第一の基板の上または第一の基板内に配置された第二の複数の導体をさらに備え、そして該第二の複数の導体は、第二の複数の導体を介して伝導する電流によって生成された磁場を抑圧するように相互作用する２Ｎの多重極磁気モーメントを生成する方向に電流を伝導するようにパターン化される。第一の複数の導体は、第一の温度デバイスを形成し、第二の複数の導体は、第二の温度デバイスを形成する。
【０００７】
本発明のなおさらなる局面において、温度システムが提供され、該温度システムは、第一の複数の導体を介して伝導する電流によって生成された磁場を抑圧するように相互作用する２Ｎの多重極磁気モーメントを生成する方向に電流を伝導するようにパターン化された第一の複数の導体を備える。ここで、Ｎは、１より大きい整数である。該システムは、第二の複数の導体を介して伝導する電流によって生成された磁場を抑圧する２Ｎの多重極磁気モーメントを生成する方向に電流を伝導するようにパターン化された第二の複数の導体をさらに備える。該第一の複数の導体および該第二の複数の導体は、複数のスタックされた（ｍｕｌｔｉ−ｓｔａｃｋｅｄ）形態において構成される。
【０００８】
例えば、本発明は、以下の項目を提供する。
（項目１）
基板と、
該基板の上または該基板内に配置された複数の伝導線であって、該複数の伝導線を介して伝導する電流によって生成された磁場を抑圧するように相互作用する２Ｎの多重極磁気モーメントを生成する方向に電流を伝導するようにパターン化され、Ｎは、１より大きい整数である、複数の伝導線と
を備える、温度システム。
（項目２）
上記複数の伝導線は、向かい合う方向に伝導電流を提供するために方向を変更し、そして異なる極性の磁気モーメントを生成するようにパターン化される一連の巻線ループにおいて配列される、上記項目のいずれか１項に記載のシステム。
（項目３）
上記一連の巻線ループは、概して長方形の形状を有する、上記項目のいずれか１項に記載のシステム。
（項目４）
上記第一の複数の伝導線は、正極モーメントに隣接した負極モーメントに隣接した負極モーメントに隣接した正極モーメントを生成する伝導パターンを提供するように平面の並列関係において構成される、上記項目のいずれか１項に記載のシステム。
（項目５）
第一の複数の伝導線は、負極モーメントに隣接した正極モーメントに隣接した正極モーメントに隣接した負極モーメントに隣接した正極モーメントに隣接した負極モーメントに隣接した負極モーメントに隣接した正極モーメントを生成する伝導パターンを提供するように平面の並列関係において構成される、上記項目のいずれか１項に記載のシステム。
（項目６）
上記基板は、第一の基板であり、上記複数の伝導線は、第一の複数の伝導線であり、
第二の基板および該第二の基板の上または該第二の基板内に配置され、該第二の複数の伝導線を介して伝導する電流によって生成された磁場を抑圧するように相互作用する２Ｎの多重極磁気モーメントを生成する方向に該電流を伝導するようにパターン化された第二の複数の伝導線をさらに備え、
該第一の基板は、該第二の基板に重なり、該第一の複数の伝導線および該第二の複数の伝導線は、互いによって生成された磁場を抑圧するように互いに相互作用する双極子モーメント配置において向かい合う方向に電流を生成するようにパターン化される、上記項目のいずれか１項に記載のシステム。
（項目７）
上記第一の基板は、第一の層であり、上記第二の基板は、第二の層であり、
接触層である第三の層をさらに備え、それにより、第一の接触は、該接触層から上記第一の複数の伝導線に延在し、第二の接触は、該第一の複数の伝導線から上記第二の複数の伝導線に延在し、第三の接触は、該第二の複数の伝導線から該接触層に延在して、閉ループ温度システムを提供する、上記項目のいずれか１項に記載のシステム。
（項目８）
上記複数の伝導線は、第一の複数の伝導線であり、
第一の基板の上または該第一の基板内に配置され、該第二の複数の伝導線を介して伝導する電流によって生成された磁場を抑圧するように相互作用する２Ｎの多重極磁気モーメントを生成する方向に該電流を伝導するようにパターン化された第二の複数の伝導線をさらに備え、
該第一の複数の伝導線は、第一の温度デバイスを形成し、該第二の複数の伝導線は、第二の温度デバイスを形成する、上記項目のいずれか１項に記載のシステム。
（項目９）
第一の温度デバイスは、抵抗性ヒータデバイスであり、第二の温度デバイスは、抵抗性温度検出器である、上記項目のいずれか１項に記載のシステム。
（項目１０）
上記温度システムは、抵抗性ヒータデバイスおよび抵抗性温度検出器のうちの１つである、上記項目のいずれか１項に記載のシステム。
（項目１１）
上記基板は、Ｋａｐｔｏｎおよびシリコンのうちの１つから形成され、上記複数の伝導線は、金から形成される、上記項目のいずれか１項に記載のシステム。
【０００９】
また、本発明は、以下の項目を提供する。
（項目１ａ）
複数の導体を介して伝導する電流によって生成された磁場を抑圧するように相互作用する２Ｎの多重極磁気モーメントを生成する方向に該電流を伝導するようにパターン化された該複数の導体を備え、ここで、Ｎは、１より大きい整数である、
温度システム。
（項目２ａ）
上記複数の導体は、向かい合う方向に伝導電流を提供するために方向を変更し、そして異なる極性の磁気モーメントを生成するようにパターン化される一連の巻線ループにおいて配列される、上記項目のうちのいずれか一項目に記載のシステム。
（項目３ａ）
上記複数の導体は、構造の周りに巻きつけられた複数の伝導ワイヤを備える、上記項目のうちのいずれか一項目に記載のシステム。
（項目４ａ）
上記複数の伝導ワイヤは、第一の複数の伝導ワイヤであり、そして２Ｎの多重極磁気モーメントを生成する方向に電流を伝導するようにパターン化された少なくとも１つの追加の複数の伝導ワイヤをさらに備えることにより、該第一の複数の伝導ワイヤおよび該少なくとも１つの追加の複数の伝導ワイヤは、平面配置および軸状配置のうちの少なくとも１つにおけるスタックされた配列において構成される、上記項目のうちのいずれか一項目に記載のシステム。
（項目５ａ）
上記複数の導体は、基板内または基板の上に配置された複数の伝導線を備える、上記項目のうちのいずれか一項目に記載のシステム。
（項目６ａ）
上記複数の導体は、正極モーメントに隣接する負極モーメントに隣接する負極モーメントに隣接する正極モーメントを生成する伝導パターンを提供するように並列関係および軸状関係のうちの１つにおいて構成される、上記項目のうちのいずれか一項目に記載のシステム。
（項目７ａ）
第一の基板をさらに備え、上記複数の導体は第一の複数の導体であり、
第二の基板および該第二の基板の上または該第二の基板内に配置された第二の複数の導体をさらに備え、
該第二の複数の導体は、該第二の複数の導体を介して伝導する電流によって生成された磁場を抑圧するように相互作用する２Ｎの多重極磁気モーメントを生成する方向に該電流を伝導するようにパターン化され、
該第一の基板は、該第二の基板に重なり、該第一の複数の導体および該第二の複数の導体は、互いによって生成された磁場を抑圧するように互いに相互作用する双極子モーメント配置において向かい合う方向に電流を生成するようにパターン化される、上記項目のうちのいずれか一項目に記載のシステム。
（項目８ａ）
上記第一の基板は第一の層であり、上記第二の基板は第二の層であり、
接触層である第三の層をさらに備え、それにより、第一の接触は、該接触層から上記第一の複数の導体に延在し、第二の接触は、該第一の複数の導体から上記第二の複数の導体に延在し、そして第三の接触は、該第二の複数の導体から該接触層に延在して、閉ループ温度システムを提供する、上記項目のうちのいずれか一項目に記載のシステム。
（項目９ａ）
上記複数の導体は、第一の複数の導体であり、
第一の基板の上または該第一の基板内に配置された第二の複数の導体をさらに備え、
該第二の複数の導体は、該第二の複数の導体を介して伝導する電流によって生成された磁場を抑圧するように相互作用する２Ｎの多重極磁気モーメントを生成する方向に該電流を伝導するようにパターン化され、
該第一の複数の導体は、第一の温度デバイスを形成し、該第二の複数の導体は、第二の温度デバイスを形成する、上記項目のうちのいずれか一項目に記載のシステム。
（項目１０ａ）
上記第一の温度デバイスは、抵抗性ヒータデバイスであり、上記第二の温度デバイスは、抵抗性温度検出器である、上記項目のうちのいずれか一項目に記載のシステム。
（項目１１ａ）
上記温度システムは、抵抗性ヒータデバイスおよび抵抗性温度検出器のうちの１つである、上記項目のうちのいずれか一項目に記載のシステム。
（項目１２ａ）
上記項目のうちのいずれか一項目に記載のシステムを備える核磁気共鳴ジャイロスコープ。
（項目１３ａ）
上記項目のうちのいずれか一項目に記載のシステムを備える磁気共鳴イメージャ。
（項目１４ａ）
第一の層と、
該第一の層の下にある第二の層と、
該第一の層の上または該第一の層内に配置された第一の複数の導体であって、該複数の導体を介して伝導する電流によって生成された磁場を抑圧するように相互作用する２Ｎの多重極磁気モーメントを生成する方向に該電流を伝導するようにパターン化され、ここで、Ｎは、１より大きい整数である、第一の複数の導体と、
第二の基板の上または該第二の基板内に配置された第二の複数の導体であって、該第二の複数の導体を介して伝導する電流によって生成された磁場を抑圧する２Ｎの多重極磁気モーメントを生成する方向に該電流を伝導するようにパターン化される、第二の複数の導体と
を備え、
該第一の複数の導体および該第二の複数の導体は、互いによって生成された磁場を抑圧するように互いに相互作用する双極子モーメント配置において向かい合う方向に電流を生成するようにパターン化される、
温度システム。
（項目１５ａ）
上記第一の複数の導体および上記第二の複数の導体は、向かい合う方向に伝導電流を提供し、そして異なる極性の磁気モーメントを生成するように方向を変更する一連の巻線ループにおいて配列される、上記項目のうちのいずれか一項目に記載のシステム。
（項目１６ａ）
接触層である第三の層をさらに備え、それにより、第一の接触は、該接触層から上記第一の複数の導体に延在し、第二の接触は、該第一の複数の導体から上記第二の複数の導体に延在し、そして第三の接触は、該第二の複数の導体から該接触層に延在して、閉ループ温度システムを提供する、上記項目のうちのいずれか一項目に記載のシステム。
（項目１７ａ）
上記第一の基板の上または該第一の基板内に配置された第三の複数の導体であって、該第三の複数の導体を介して伝導する電流によって生成された磁場を抑圧するように相互作用する２Ｎの多重極磁気モーメントを生成する方向に該電流を伝導するようにパターン化される、第三の複数の導体と、
上記第二の基板の上または該第二の基板内に配置された第四の複数の導体であって、該第四の複数の導体を介して伝導する電流によって生成された磁場を抑圧するように相互作用する２Ｎの多重極磁気モーメントを生成する方向に該電流を伝導するようにパターン化される、第四の複数の導体と
をさらに備え、
該第三の複数の導体および該第四の複数の導体は、互いによって生成された磁場を抑圧するように双極子モーメント配置において向かい合う方向に電流を生成するようにパターン化される、上記項目のうちのいずれか一項目に記載のシステム。
（項目１８ａ）
上記項目のうちのいずれか一項目に記載のシステムを備える核磁気共鳴ジャイロスコープ。
（項目１９ａ）
上記項目のうちのいずれか一項目に記載のシステムを備える磁気共鳴イメージャ。
（項目２０ａ）
基板と、
該基板の上または該基板内に配置された第一の複数の導体であって、該複数の導体を介して伝導する電流によって生成された磁場を抑圧するように相互作用する２Ｎの多重極磁気モーメントを生成する方向に該電流を伝導するようにパターン化され、ここで、Ｎは、１より大きい整数である、第一の複数の導体と、
上記第一の基板の上または該第一の基板内に配置された第二の複数の導体であって、該第二の複数の導体を介して伝導する電流によって生成された磁場を抑圧するように相互作用する２Ｎの多重極磁気モーメントを生成する方向に該電流を伝導するようにパターン化される、第二の複数の導体と
を備え、
該第一の複数の導体は、第一の温度デバイスを形成し、該第二の複数の導体は、第二の温度デバイスを形成する、
温度システム。
（項目２１ａ）
上記第一の複数の導体および上記第二の複数の導体は、向かい合う方向に伝導電流を提供し、そして異なる極性の磁極を生成するように方向を変更する一連の概して長方形に形づくられた巻線ループにおいて配列される、上記項目のうちのいずれか一項目に記載のシステム。
（項目２２ａ）
上記基板は、第一の基板であり、
該第一の基板の下にある第二の基板と、
該第二の基板の上または該第二の基板内に配置された第三の複数の導体であって、該第三の複数の導体を介して伝導する電流によって生成された磁場を抑圧するように相互作用する２Ｎの多重極磁気モーメントを生成する方向に該電流を伝導するようにパターン化され、上記第一の複数の導体および該第三の複数の導体は、互いによって生成された磁場を抑圧するように双極子配置において向かい合う方向に電流を生成するようにパターン化される、第三の複数の導体と、
該第二の基板の上または該第二の基板内に配置された第四の複数の導体であって、該第四の複数の導体を介して伝導する電流によって生成された磁場を抑圧するように相互作用する２Ｎの多重極磁気モーメントを生成する方向に該電流を伝導するようにパターン化され、上記第二の複数の導体および該第四の複数の導体は、互いによって生成された磁場を抑圧するように互いに相互作用する双極子モーメント配置において向かい合う方向に電流を生成するようにパターン化される、第四の複数の導体と
をさらに備える、上記項目のうちのいずれか一項目に記載のシステム。
（項目２３ａ）
上記第一の温度デバイスは、抵抗性ヒータデバイスであり、上記第二の温度デバイスは、抵抗性温度検出器である、上記項目のうちのいずれか一項目に記載のシステム。
（項目２４ａ）
上記項目のうちのいずれか一項目に記載のシステムを備える核磁気共鳴ジャイロスコープ。
（項目２５ａ）
上記項目のうちのいずれか一項目に記載のシステムを備える磁気共鳴イメージャ。
（項目２６ａ）
第一の複数の導体であって、該複数の導体を介して伝導する電流によって生成された磁場を抑圧するように相互作用する２Ｎの多重極磁気モーメントを生成する方向に該電流を伝導するようにパターン化され、ここで、Ｎは、１より大きい整数である、第一の複数の導体と、
第二の複数の導体であって、該第二の複数の導体を介して伝導する電流によって生成された磁場を抑圧する２Ｎの多重極磁気モーメントを生成する方向に該電流を伝導するようにパターン化される、第二の複数の導体と
を備え、
該第一の複数の導体および該第二の複数の導体は、複数のスタックされた形態において構成される、
温度システム。
（項目２７ａ）
２Ｎの多重極磁気モーメントを生成する方向に電流を伝導するようにパターン化された少なくとも２つの追加の複数の導体をさらに備え、
上記システムは、体積構成において２Ｎの導体のスタックによってスタックされた配列において構成され、ここで、Ｎはまた、スタックの数に等しい整数であり、そしてＮはまた、所与のスタックを形成する導体の組における平面の極の数および／または軸状の極の数に等しい、上記項目のうちのいずれか一項目に記載のシステム。
（項目２８ａ）
上記複数の導体の各組は、基板内または基板の上に配置された複数の伝導線を備える、上記項目のうちのいずれか一項目に記載のシステム。
（項目２９ａ）
上記複数の導体の各組は、構造の周りに巻きつけられた複数の伝導ワイヤを備える、上記項目のうちのいずれか一項目に記載のシステム。
（項目３０ａ）
上記システムは、２Ｎ×２Ｍの配置において構成された導体の複数のスタックされた構成であり、ここで、ＮはＭと等しくなく、Ｍは、スタックの数に等しい整数であり、そしてＮは、所与のスタックを形成する導体の組における平面の極の数および／または軸状の極の数に等しい、上記項目のうちのいずれか一項目に記載のシステム。
【００１０】
（摘要）
温度システムは、磁場抑圧とともに提供される。一実施形態において、温度システムは、複数の導体を介して伝導する電流によって生成された磁場を抑圧するように相互作用する２Ｎの多重極磁気モーメントを生成する方向に電流を伝導するようにパターン化された複数の導体を備える。ここで、Ｎは、１より大きい整数である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の一局面に従った、温度システムの一部分の断面図を例示する。
【図２】図２は、本発明の別の局面に従った、温度システムの一部分の断面図を例示する。
【図３】図３は、本発明の一局面に従った、双極子磁気モーメント配置において構成された２つの層を有する温度システムの一部分の断面図を例示する。
【図４】図４は、本発明の一局面に従った、八重極モーメント配置を有する温度システムの平面図を例示する。
【図５】図５は、本発明の一局面に従った、双極子磁気モーメント配置において構成された２つの八重極磁気モーメント層を有する温度システムの一部分の断面図を例示する。
【図６】図６は、本発明の一局面に従った、第一の加熱デバイスおよび第二の加熱デバイスを有する温度システムの平面図を例示する。
【図７】図７は、本発明の一局面に従った、構造の周りに巻きつけられた導体を利用する別の温度システムの断面図を例示する。
【図８】図８は、本発明の一局面に従った、構造の周りに巻きつけられた導体を利用するまた別の温度システムの断面図を例示する。
【図９】図９は、本発明の一局面に従った、構造の周りに巻きつけられた導体を利用するなおさらなる温度システムの断面図を例示する。
【図１０】図１０は、本発明の一局面に従った、温度制御された環境を有する磁気的に敏感なシステムのブロック図を例示する。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（発明の詳細な説明）
電流に誘導された磁場を抑圧するように構成される温度システムが提供される。温度システムは、磁気的に敏感なシステムの一部分を加熱するための抵抗性ヒータおよび／または磁気的に敏感なシステムの一部分の温度を決定するための抵抗性温度デバイス（ＲＴＤ；ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｄｅｖｉｃｅ）であり得る。本発明の一局面において、温度システムが提供され、該温度システムは、複数の導体を介して伝導する電流によって生成された磁場を抑圧するように相互作用する２Ｎの多重極磁気モーメントを生成する方向に電流を伝導するようにパターン化された複数の導体を含んでいる。ここで、Ｎは、１より大きい整数である。例えば、複数の導体は、四重極磁気モーメント配置、八重極磁気モーメント配置、十六重極磁気モーメント配置、三十二重極磁気モーメント配置、六十四重極磁気モーメント配置などにおいて構成され得る。複数の導体は、単一の層または多層構成において配列された基板の上または基板内に配置された複数の伝導線、または絶縁チューブなどの構造の周りに巻きつけられた複数の伝導ワイヤであり得る。複数の導体は、単一の平面配置および／または軸状配置あるいは複数のスタックされた平面配置および／または軸状配置において配列され得る。複数のスタック構成は、２Ｎ×２Ｍの配置において構成され得、ここで、ＮはＭに等しくなく、Ｍは、スタックの数に等しい整数であり、そしてＮは、所与のスタックを形成する導体の組における平面の極の数または軸状の極の数に等しい。あるいは、複数のスタック構成は、２Ｎ×２Ｎの構成（すなわち、体積構成）において構成され得、ここで、導体の組のスタックの数は、所与のスタックを形成する導体の組における平面の極の数または軸状の極の数に等しい。
【００１３】
図１は、本発明の一局面に従った、温度システム１０の一部分の断面図を例示する。温度システム１０の部分は、四重極モーメント配置において構成される。複数の導体は、第二の基板層１４に重なる第一の基板層１２内に配置される。複数の導体は、金またはなんらかの他の伝導性材料から形成された伝導線であり得、標準的な半導体処理技術を利用して、第一の基板層においてトレンチをエッチングし、第一の基板層１２にわたって金の層を堆積させ、そして研摩することによって形成され得る。第一の基板層１２は、Ｋａｐｔｏｎまたはシリコンガラスまたはなんらかの他の絶縁体タイプの材料などの絶縁体材料から形成され得る。第二の基板層１４は、支持層として提供され、絶縁体材料層から形成され得る。温度システム１０は、導体に印加される電圧および電流の振幅に依存する抵抗性ヒータまたは抵抗性温度デバイスとして構成され得る。例えば、１０ミリアンペアの電流をともなう２５ボルトの電圧が、抵抗性ヒータを利用する環境を加熱するために利用され得、一方で１０マイクロアンペアの電流をともなう１ミリボルトの電圧が、抵抗性温度デバイスを利用する温度を測定するために利用され得る。
【００１４】
図１に例示されるように、複数の導体は、正の（＋）電流方向として示された第一の方向に電流を伝導する第一の導体１６と、負の（−）電流方向として示された第二の方向に電流を伝導する第二の導体１８と、負の電流方向に電流を伝導する第三の導体２０と、正の電流方向に電流を伝導する第四の導体２２とを含んでいる。正の電流方向は、負の電流方向と反対の方向である。複数の導体は、平面の並列関係において構成され、伝導パターン（＋，−，−，＋）を提供する。該伝導パターンは、第四の導体２２によって生成される正極モーメントに隣接する第三の導体２０によって生成される負極モーメントに隣接する第二の導体１８によって生成される負極モーメントに隣接する第一の導体１６によって生成される正極モーメントを生成する。伝導パターン（−，＋，＋，−）は、負極モーメントに隣接する正極モーメントに隣接する正極モーメントに隣接する負極モーメントによって構成され得ることが認識される。用語正および負は、説明目的のために利用されることがさらに認識される。なぜならば、電流の方向が観察者の視点に関係するからである。例えば、ループ構成において、正の電流方向は時計回りの方向を示し得、一方で、負の電流方向は反時計回りの方向を示し得る。複数の導体は、複数の異なるパターン（例えば、ジグザグパターンまたは一連の巻線ループ）において配列され得、該パターンは、向かい合う方向に伝導電流を提供するために方向を変更し、異なる極性の磁気モーメントを生成するようにパターン化される。
【００１５】
図２は、本発明の一局面に従った、温度システム３０の一部分の概略断面図を例示する。温度システム３０の部分は、図１の温度システム１０に類似する四重極モーメント配置において構成される。しかしながら、複数の導体は基板層３２上に配置される。複数の導体は、正の電流方向に電流を伝導する第四の導体４０に隣接する、負の電流方向に電流を伝導する第三の導体３８に隣接する、負の電流方向に電流を伝導する第二の導体３６に隣接する、正の電流方向に電流を伝導する第一の導体３４を含む。複数の導体は、金またはなんらかの他の伝導性材料から形成された伝導線であり得、標準的な印刷回路基板処理技術を利用して、基板層３２に重なる金属層を堆積させ、そしてエッチングすることによって形成され得る。図１の第一の基板層１２および図２の基板層３２は、壁または磁気的に敏感なシステムの一部などの磁気的に敏感なシステムの一部分であり得ることが認識される。
【００１６】
図３は、本発明の一局面に従った、双極子磁気モーメント配置において構成された２つの四重極磁気モーメント層を有する温度システム５０の概略断面図を例示する。第一の基板層５２は、誘電体層５４に重なり、そして第二の基板層５６は、誘電体層５４の下にある。第一の基板層５２は、第一の複数の導体を含み、そして第二の基板層５６は、誘電体層５４によって分離された第二の複数の導体を含む。第一の基板層５２は、第二の基板層５６に重なり、そして該第一の複数の導体および該第二の複数の導体は、互いによって生成された磁場を抑圧するように互いに相互作用する双極子モーメント配置において向かい合う方向に電流を生成するようにパターン化される。接触７６は、第一の複数の導体を第二の複数の導体と連結することにより、閉ループ温度システムを提供する。
【００１７】
図２に例示されるように、第一の複数の導体は、正の電流方向に電流を伝導する第一の導体５８と、負の電流方向に電流を伝導する第二の導体６０と、負の電流方向に電流を伝導する第三の導体６２と、正の電流方向に電流を伝導する第四の導体６４とを備える。複数の導体は、平面の並列関係において構成され、そして伝導パターンを提供する。該伝導パターンは、第四の導体６４によって生成される正極モーメントに隣接する、第三の導体６２によって生成される負極モーメントに隣接する、第二の導体６０によって生成される負極モーメントに隣接する、第一の導体５８によって生成される正極モーメントを生成する。
【００１８】
第二の複数の導体は、負の電流方向に電流を伝導する第五の導体６６と、正の電流方向に電流を伝導する第六の導体６８と、正の電流方向に電流を伝導する第七の導体７０と、負の電流方向に電流を伝導する第八の導体７２とを備える。第二の複数の導体は、平面の並列関係において構成され、そして伝導パターンを提供する。該伝導パターンは、第八の導体７２によって生成される負極モーメントに隣接する、第七の導体７０によって生成される正極モーメントに隣接する、第六の導体６８によって生成される正極モーメントに隣接する、第五の導体６６によって生成される負極モーメントを生成する。図３に例示されるように、一方の基板層において正極モーメントを生成する導体は、双極子モーメント配置においてもう一方の基板の負極モーメントを生成する導体と並置された関係において整列される。この構成において、磁場は、それぞれの基板層５２および基板層５６において、基板層５２および基板層５６のそれぞれの四重極磁気モーメント配置によって抑圧され、そして磁場は、基板層５２と基板層５６とのそれぞれの間の双極子磁気モーメント配置によって、基板層５２と基板層５６とのそれぞれの間で抑圧される。
【００１９】
図４は、本発明の一局面に従った、八重極磁気モーメント配置を有する温度システム１００の一部分の平面図を例示する。該温度システムは、向かい合う方向に伝導電流を提供するために方向を変更し、そして異なる極性の磁気モーメントを生成するようにパターン化された一連の８つの連続的な巻線ループにおいて配列された８つの導体を含んでいる。複数の導体は、正の電流方向に電流を伝導する第一の導体１０２と、負の電流方向に電流を伝導する第二の導体１０４と、負の電流方向に電流を伝導する第三の導体１０６と、正の電流方向に電流を伝導する第四の導体１０８とを含んでいる。複数の導体はさらに、負の方向に電流を伝導する第五の導体１１０と、正の方向に電流を伝導する第六の導体１１２と、正の方向に電流を伝導する第七の導体１１４と、負の方向に電流を伝導する第八の導体１１６とを含んでいる。複数の導体は、基板層の上または基板層内に配置され得ることが認識される。
【００２０】
複数の導体は、一連の巻線ループに沿って平面の並列の関係において構成され、伝導パターン（＋，−，−，＋，−，＋，＋，−）を提供する。該伝導パターンは、第八の導体１１６によって生成される負極モーメントに隣接する、第七の導体１１４によって生成される正極モーメントに隣接する、第六の導体１１２によって生成される正極モーメントに隣接する、第五の導体１１０によって生成される負極モーメントに隣接する、第四の導体１０８によって生成される正極モーメントに隣接する、第三の導体１０６によって生成される負極モーメントに隣接する、第二の導体１０４によって生成される負極モーメントに隣接する、第一の導体１０２によって生成される正極モーメントを生成する。接触１１８および接触１２０は、複数の導体を電気的刺激（すなわち、電圧／電流ソース）に連結するように提供されることにより、閉ループ温度システムを提供する。
【００２１】
図５は、本発明の一局面に従った、双極子磁気モーメント配置において構成された２つの八重極磁気モーメント層を有する温度システム１５０の一部分の断面図を例示する。第一の基板層１５２は、第一の誘電体層１５４に重なり、第二の基板層１５６は、第一の誘電体層１５４の下にある。第一の基板層１５２は、第一の巻線ループの組を含み、第二の基板層１５６は、誘電体層１５４によって分離された第二の巻線ループの組を含む。第一の基板層１５２は、第二の基板層１５６に重なり、そして第一の巻線ループの組および第二の巻線ループ組は、互いによって生成された磁場を抑圧するように互いに相互作用する双極子モーメント配置において向かい合う方向に電流を生成するようにパターン化される。第二の基板層１５６は、第二の誘電体層１５８に重なる。接触１８０および接触１８２が、第二の誘電体層１５８内に配置される。接触１８０は、第一の巻線ループの組に電気的刺激入力（すなわち、電圧／電流）を提供し、そして接触１８２は、第二の巻線ループの組に電気的刺激入力（すなわち、電圧／電流）を提供する。接触１８４は、第一の巻線ループの組を第二の巻線ループの組と連結することにより、閉ループ温度システムを提供する。
【００２２】
第一の基板層１５２は、一連の８つの連続的な概して長方形の巻線ループにおいて配列された第一の導体の組を含む。概して長方形の巻線ループは、第一の巻線ループの組１６０〜１６７として図５の断面図において例示される。第一の巻線ループの組１６０〜１６７は、向かい合う方向に伝導電流を提供するために方向を変更し、第一の巻線ループの組１６０〜１６７を介して伝導する電流によって生成された磁場を抑圧する八重極磁気モーメントを生成するようにパターン化される。
【００２３】
第二の基板層１５６は、一連の８つの連続的な概して長方形の巻線ループにおいて配列された第二の導体の組を含む。概して長方形の巻線ループは、第二の巻線ループの組１７０〜１７７として図５の断面図において例示される。第二の巻線ループの組１７０〜１７７は、向かい合う方向に伝導電流を提供するために方向を変更し、第二の巻線ループの組１７０〜１７７を介して伝導する電流によって生成された磁場を抑圧する八重極磁気モーメントを生成するようにパターン化される。
【００２４】
図５に例示されるように、一方の基板層において正極モーメントを生成する巻線ループは、双極子モーメント配置においてもう一方の基板の負極モーメントを生成する巻線ループと並置された関係において整列される。この構成において、磁場は、それぞれの基板層１５２および基板層１５６において、各々の基板層の八重極磁気モーメント配置によって抑圧され、そして磁場は、各々の基板層の間の双極子磁気モーメント配置によって、各々の基板層１５２と基板層１５６との間で抑圧される。
【００２５】
図６は、本発明の一局面に従った、第一の温度デバイスおよび第二の温度デバイスを有する温度システム２５０の平面図を例示する。第一の温度デバイス２５１は、一連の８つの連続的な概して長方形の巻線ループにおいて配列された第一の８つの導体の組２５２〜２５９を備える。第一の８つの導体の組２５２〜２５９は、向かい合う方向に伝導電流を提供するために方向を変更し、第一の８つの導体の組２５２〜２５９を介して伝導する電流によって生成された磁場を抑圧する八重極磁気モーメントを生成するようにパターン化される。第二の温度デバイス２６７は、第一の温度デバイス２５１内側に配置される。第二の温度デバイス２６７は、一連の８つの連続的な巻線ループにおいて配列された第二の８つの導体の組２６１〜２６８を備える。第二の８つの導体の組２６１〜２６８は、向かい合う方向に伝導電流を提供するために方向を変更し、第二の８つの導体の組２６１〜２６８を介して伝導する電流によって生成された磁場を抑圧する八重極磁気モーメントを生成するようにパターン化される。接触２８４および接触２８６は、電気的刺激入力（すなわち、電圧／電流）を第一の温度デバイス２５１に提供し、接触２８８および接触２９０は、電気的刺激入力（すなわち、電圧／電流）を第二の温度デバイス２６０に提供する。第一の温度デバイス２５１は、例えば、抵抗性ヒータであり得、第二の温度デバイス２６０は、例えば、抵抗性温度検出器であり得る。第一の温度デバイス２５１および第二の温度デバイス２６０は、同じ基板の上または同じ基板内に存在し得る。
【００２６】
図７は、本発明の一局面に従った、構造３０２に巻きつけられた導体３０６を利用する別の温度システム３００の断面図を例示する。構造３０２は、例えば、中心軸３０４まわりの中心の開口３０５を取り囲む絶縁体チューブであり得、導体３０６は、複数の伝導ワイヤであり得る。複数の伝導ワイヤは、複数のスタック構成においてチューブ内側部分に巻きつけられ得る。所与の導体３０６は、正極モーメントを生成する正の電流方向（例えば、時計回り）か、または負極モーメントを生成する負の電流方向（例えば、反時計回り）のいずれかにおいて電流を伝導し、それにより、導体は、極の極性を変更するために、巻きつく方向を変更する。複数の導体３０６は、２Ｎの多重極磁気モーメントを生成する方向に電流を伝導するようにパターン化され、体積構成において導体の２Ｎのスタックによってスタックされた配列において構成される。ここで、Ｎは、１より大きい整数である。各スタックは、点線によって例示された平面の四重極構成３０８において構成され、それにより、四重極（＋，−，−，＋）は、チューブ３０６の中心軸３０４に垂直なスタックの平面に沿って延在する。
【００２７】
図８は、本発明の一局面に従った、構造３３２に巻きつけられた導体３３６を利用するまた別の温度システム３３０の断面図を例示する。構造３３２は、例えば、中心軸３３４まわりの中心の開口３３５を取り囲む絶縁体チューブであり得、導体３３６は、複数の伝導ワイヤであり得る。複数の伝導ワイヤは、複数のスタック構成においてチューブの内側部分に巻きつけられ得る。所与の導体３３６は、正極モーメントを生成する正の電流方向（例えば、時計回り）か、または負極モーメントを生成する負の電流方向（例えば、反時計回り）のいずれかにおいて電流を伝導し、それにより、導体は、極の極性を変更するために、巻きつく方向を変更する。複数の導体３３６は、２Ｎの多重極磁気モーメントを生成する方向に電流を伝導するようにパターン化され、体積構成において伝導ワイヤの２Ｎのスタックによってスタックされた配列において構成される。ここで、Ｎは、１より大きい整数である。各スタックは、点線によって示されたように、軸状の四重極構成３３８において構成され、それにより、四重極（＋，−，−，＋）は、チューブの中心軸３３４と並列に軸方向に延在する。
【００２８】
図９は、本発明の一局面に従った、構造３６２に巻きつけられた導体３６６を利用するなおさらなる温度システム３６０の断面図を例示する。構造３６２は、例えば、中心軸３６４まわりの中心の開口３６４を取り囲む絶縁体チューブであり得、導体３６６は、複数の伝導ワイヤであり得る。複数の伝導ワイヤは、複数のスタック構成においてチューブの内側部分に巻きつけられ得る。所与の導体３６６は、正極モーメントを生成する正の電流方向（例えば、時計回り）か、または負極モーメントを生成する負の電流方向（例えば、反時計回り）のいずれかにおいて電流を伝導し、それにより、導体３６６は、極の極性を変更するために、巻きつく方向を変更する。複数の導体３６６は、２Ｎの多重極磁気モーメントを生成する方向に電流を伝導するようにパターン化され、体積構成において伝導ワイヤの２Ｎのスタックによってスタックされた配列において構成される。ここで、Ｎは、１より大きい整数である。スタックは、点線によって示されたような平面の四重極構成３６８と、また点線によって示されたような軸状の四重極構成３７０との両方において構成され、それにより、四重極（＋，−，−，＋）は、チューブの中心軸３６４に垂直な平面と、チューブの中心軸３６４と並列の軸方向との両方に延在する。
【００２９】
図１０は、本発明の一局面に従った、磁気的に敏感な温度制御された環境を有するシステムのブロック図を例示する。システム４００は、電源コントローラ４０２によって磁気的に敏感な温度制御された環境４０４に給電する。温度制御された環境３０４の温度は、抵抗性ヒータ４０６によって加熱される。抵抗性ヒータ４０６は、複数の導体から形成され得、該複数の導体は、複数の導体を介して伝導する電流によって生成された磁場を抑圧するように相互作用する２Ｎの多重極磁気モーメントを生成する方向に電流を伝導するようにパターン化される。ここで、Ｎは、１より大きい整数である。磁気的に敏感な温度制御された環境４０４の温度は、抵抗式温度センサ４０８によって決定される。抵抗式温度センサ４０８はまた、複数の導体から形成され得、該複数の導体は、複数の導体を介して伝導する電流によって生成された磁場を抑圧するように相互作用する２Ｎの多重極磁気モーメントを生成する方向に電流を伝導するようにパターン化される。ここで、Ｎは、１より大きい整数である。電源コントローラは、抵抗式温度センサ４０８から温度測定値を受信し、抵抗ヒータ４０６への電力の量を制御することにより、温度制御された環境において所望の温度を維持する。磁気的に敏感なシステム４００は例えば、ＮＭＲジャイロスコープまたはＭＲＩであり得る。
【００３０】
上記されたことは、本発明の例示的な実装を含んでいる。本発明を記載する目的に対して、考えられる構成要素または方法のすべての組み合わせを記載することはもちろん可能ではないけれども、当業者は、本発明の多くのさらなる組み合わせと並べ替えとが可能であることを認識する。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲内にあるすべてのそのような改変、修正、および変形を包含することを意図している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【外国語明細書】
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