(57)【要約】材料の電気的な或いは物理的な特性をテストするための装置は、材料サンプル（６）の近傍に取り付けられるシングル・コイル・センサー（４）を備える。材料が使用のための一般に認められる基準に適合しているかどうかを調べるため、多種多様の材料のシート伝導度がシングルコイル（４）を使用して測定されるかも知れない。幾つかの例では、材料は半導体ウエハーやフラットパネルディスプレイであり、他の例では、材料は患者の身体組織である。筋肉組織のような患者の組織の健康をモニターするため、及び／又は、健康的な血液の循環が存在しているか否かを確認するため、シングルコイル（４）により付与される磁場に反応した患者の組織（６）の伝導度を測定するという非観血式の技術が開示される。前記シングルコイル（４）はハンドヘルドであっても良く、コンピュータ制御（４６）下での自動位置決めシステム（２６，３５，４４）を使用して移動されても良い。【選択図】図１
2009516177.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験サンプル（６）の近傍に磁場を作り出すためのコイル（４）と、
該コイル（４）に電圧を供給すべく該コイル（４）に接続されたオシレータ（２）と、
該サンプルが前記コイル（４）に近接するように配置されて磁場に曝されたときに該サンプル（６）により引き起こされる電圧変化を検知すべく前記オシレータ（２）に接続された自動利得制御回路（５）と、
を備え、
前記電圧変化が、サンプル（６）の伝導度に比例するものである、
材料サンプルの伝導度を測定するためのシステム。
【請求項２】
さらに、移動可能なハウジング（１０，３２）を備え、
該ハウジング（１０，３２）の中には前記コイル（４）とオシレータ（２）と自動利得制御回路（５）が収容され、
該コイル（４）の一部は、前記サンプルを磁場に曝すように該サンプルの近傍に配置された、
請求項１のシステム。
【請求項３】
自動調整アセンブリ（２６，３５，４４）とコンピュータコントローラ（４６）とをさらに含み、
該自動調整アセンブリ（２６，３５，４４）は、前記サンプル（４）に対する所望の位置に前記コイル（４）を自動的に位置決めするために、前記移動可能なハウジング（１０，３２）に接続され、
前記動調整アセンブリ（２６，３５，４４）は、互いに直交する３軸（ｘ，ｙ，ｚ）に沿って調整され、
前記コンピュータコントローラ（４６）は、ユーザのコマンドや予めプログラムされたルーティンに応えて、所望の位置に前記自動調整アセンブリ（２６，３５，４４）を移動させるようにプログラムされている、
請求項２のシステム。
【請求項４】
オフセットセンサーとフィードバック制御ループとをさらに含み、
該オフセットセンサーは、前記コイル（４）と前記サンプル（６）との間の距離を測定すると共に、該距離に関する情報を前記フィードバック制御ループを介して前記コンピュータ・コントローラ（４６）に伝達するように構成され、
前記コンピュータ・コントローラ（４６）は、前記コイル（４）と前記サンプル（６）との間を所定の距離（Ｇ）に維持すべく、前記サンプル（６）に対する前記コイル（４）の位置を自動的に調整するように操作可能である、
請求項３のシステム。
【請求項５】
前記コイル（４）に結合されるメモリーであって、前記サンプル（６）の多くの伝導度の値を格納することができるメモリーと、
該メモリーに結合されるプロセッサであって、前記多くの伝導度の値から傾向情報を作成するための指示を実行するように構成されたプロセッサと、
をさらに含む請求項１乃至４のいずれか１項のシステム。
【請求項６】
コイル（４）と、磁場を誘発させるべく該コイルに接続されて電圧を供給するオシレータ（２）と、該オシレータに接続された自動利得制御回路（５）とを設け、
試験サンプル（６）に近接するように前記コイル（４）を位置決めし、
前記コイル（４）により生成された磁場を前記サンプル（６）に受けさせ、
該磁場中にサンプル（６）が存在することにより生じる電圧変化を検出し、
該電圧変化を前記サンプル（６）のシート伝導度に変換し、
該シート伝導度の値が所定の許容範囲内に入っているかどうかを確認するために、前記シート伝導度の値を基準の伝導度の値と比較する、
サンプルの伝導度を測定する方法。
【請求項７】
前記コイル（４）を位置決めするステップは、所定のオフセット距離だけ前記サンプル（６）からコイル（４）を移動させることを含む、
請求項６の方法。
【請求項８】
前記コイル（４）を位置決めするステップは、コンピュータ・コントロールに従った自動位置決めシステム（２６，３５，４４）を使用してコイル（４）の位置を調整することを含む、
請求項６又は７の方法。
【請求項９】
前記サンプル（６）はヒト患者の一部であり、前記方法は、さらに、コイル（４）に結合されるメモリー素子に前記伝導度の値や前記基準伝導度の値を保存するステップを含み、前記伝導度の値を基準の伝導度の値と比較するステップは、さらに、該サンプル（６）の伝導度の値に関する傾向情報を作成すること、及び患者に関して治療法の決定をするためにその傾向情報を使用することを含む、
請求項６乃至８のいずれか１項の方法。
【請求項１０】
前記伝導度の値を前記基準伝導度の値と比較するステップは、さらに、多くの測定位置で測定された、サンプル（６）の多くの個々の伝導度値を比較すること、及び該個々の伝導度値を多くの個別の基準伝導度の値と比較することを含む、
請求項６乃至９のいずれか１項の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
これは、２００５年１１月１４日に出願され、発明の名称が“シングルコイル  シート伝導度／抵抗  測定システム”とされた、米国仮特許出願第６０／７３６，４１６号の、非仮出願であり、その出願の全体がここに参照されて組み入れられている。
【０００２】
本発明は、大まかには、材料サンプルのシート伝導度（シートコンダクタンス）を測定するための改良されたシステムに関し、より詳しくは、人間の体の組織も含む、多種多様な材料サンプルのシート伝導度を測定するためのシングルコイル測定システムの構造に関する。
［背景］
【０００３】
ガラスパネルや半導体ウエハーや他の材料のようなサンプルは、しばしば、製造された後や、製造中の様々な工程の後に、物理的、電気的、機械的及び化学的な様々な特性がテストされる。シート状のサンプルに対してたびたび実施されるテストの一つは、そのサンプルのシート伝導度を測定することである。一つの例では、エピタキシャル又はイオン注入され、アニールされた半導体ウエハーにおいて、好ましくないシート抵抗バラツキが無いことを保証するために、ＩＣを製造するために必要であるが費用の掛かる後続処理ステップを実施する前に、半導体ウエハーのシート伝導度（及び／又はシート抵抗）が測定される。
【０００４】
シート伝導度が、比例する直流電圧として測定されることは知られている。材料サンプルのシート伝導度を知ることは重要である。何故なら、最新のＩＣデバイスを製造するのに必要であるが費用の掛かる後続処理ステップを始めるよりも前に、その材料中の欠陥の早期の確認を可能にさせるからである。もし、そのサンプルが、公知のシート伝導度プロファイルと一致していないならば、そのときは、ウエハーやウエハーの一部に欠陥が存在していて該ウエハーがスクラップになったか、或いは、さらなる処理ステップが欠陥を取り入れたということが推測される。
【０００５】
サンプルのシート抵抗を測定するための現在の方法及びシステムは、大体は２コイルの構造を使用し、１のコイルは試験サンプルの反対側に配置されている。そのような２コイル構造の利点は、１又は複数のサンプルを貫通する磁場（磁界）が２つであるため、比較的均等に分布された磁場にサンプルが曝されるということである。このことは、シート抵抗測定を正確に行うためには重要である。かかる２コイルシステムの不利な点は、渦電流の処理が効果的であるためには、２つのコイルが十分近くに配置されなければならないので、測定されるサンプルの全厚が制限されてしまうという点である。加えて、いわゆる“直列接続の補助器具（ｓｅｒｉｅｓ  ａｉｄｉｎｇ）”の２コイルシステムのために、大径のサンプルの測定では、コイルとコイルとの間のリード線を長くする必要があり、周波数やロスの問題をもたらし、磁場を発生する回路の安定性が低減される。その結果、得られた測定は、要求される正確さよりも低いものになるかも知れない。
【０００６】
さらに、大きなサンプルを  対峙するコイルの間に入れたり、該コイルの間から出したりすること、並びに多くの測定箇所が必要とされている場合にそれらを適切に位置決めすることは、困難で時間がかかるか知れない。
【０００７】
したがって、材料サンプルのシート伝導度を測定するためには改良されたシステムが必要となる。特に、サンプルを広範囲に移動したり位置決めしたりすることなく試験ができるようにし、２つのコイルの間でサンプルを移動させる必要を排除し、その結果、より大きくより厚いサンプルの実用的な試験を可能とするために、サンプルに対して簡単に移動及び配置できるようなシート伝導度の試験装置が必要である。
【０００８】
また、従来の半導体及び／又はフラットパネルディスプレイの材料以外の試験材料に使用することができるデバイスが必要である。例えば、血液循環やヒト組織の酸化をモニタリングするというような、様々な診断医療の分析を補助するため、伝導度測定を実施する非観血式のシステムや技術が望まれている。超音波を使用している先行技術は、例えば、ある血管が満足できる循環を可能にしているか否かを示すことはできるが、組織の総体的な健康の基準を規定するために、循環された血液からの酸素が周囲の組織に十分に移行されているか否かを示すことはできない。したがって、組織が死んでいる場合を除いて、血液循環が満足できる状態であることを識別できるシステムを提供することは有利になるだろう。そのようなシステムは、現在の非観血式の技術では入手できない情報を医療関係者に有利に提供するだろう。
［本発明の概要］
【０００９】
先行技術における従来の不利な点は、シングルコイルのシート伝導度／シート抵抗測定システムの、創意に富んだデザインによって克服される。
【００１０】
材料サンプルの伝導度を測定するためのシステムが開示される。該システムは、試験サンプルの近傍に磁場を作り出すためのコイルと、該コイルに電圧を供給すべく該コイルに接続されたオシレータと、該サンプルが前記コイルに近接するように配置されて磁場に曝されたときに該サンプルにより引き起こされる電圧変化（サンプルの伝導度に比例するもの）を検知すべく前記オシレータに接続された自動利得制御回路と、を備える。
【００１１】
該システムは、さらに、移動可能なハウジングを備えても良く、該ハウジングには、前記コイルと、前記オシレータと、前記自動利得制御回路とを収容しておくと良く、該コイルの一部をサンプルの近傍に配置して、該サンプルが磁場に曝されるようにすると良い。該システムは、さらに、自動調整アセンブリとコンピュータ・コントローラを備えても良く、該自動調整アセンブリは、前記移動可能なハウジングに接続して、サンプルに対する所望の位置にコイルを自動的に位置決めするようにしても良い。該自動調整アセンブリは、互いに直交する３軸に沿って調整できるかも知れない。前記コンピュータ・コントローラは、ユーザのコマンドや予めプログラムされたルーティンに応えて、所望の位置に前記自動調整アセンブリを移動させるようにプログラムされている。
【００１２】
該システムは、さらに、オフセットセンサーとフィードバック制御ループとを備えても良く、該オフセットセンサーは、コイルとサンプルとの間の距離を測定し、該距離に関する情報を前記フィードバック制御ループを介して前記コンピュータ・コントローラに知らせるために構成されても良い。該コンピュータ・コントローラは、前記コイルとサンプルとの間の所定の距離を維持するために、サンプルに対するコイルの位置を自動的に調整するかも知れない。該システムは、さらに、前記サンプルの多くの伝導度の値を格納することのできる、前記コイルに結合されるメモリーを有するかも知れない。該メモリーには、前記多くの伝導度の値から傾向情報（ｔｒｅｎｄ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を作成するために指示を実行するように構成されたプロセッサが結合されるかも知れない。
【００１３】
また、コイルと、磁場を誘発させるべく該コイルに接続されて電圧を供給するオシレータと、該オシレータに接続された自動利得制御回路とを設け、試験サンプルに近接するように前記コイルを位置決めし、前記コイルにより生成された磁場を前記サンプルに受けさせ、該磁場中にサンプルが存在することにより生じる電圧変化を検出し、該電圧変化を前記サンプルのシート伝導度に変換し、該シート伝導度の値が所定の許容範囲内に入っているかどうかを確認するために、前記シート伝導度の値を基準の伝導度の値と比較する、サンプルの伝導度を測定する方法が開示される。
【００１４】
前記コイルを位置決めするステップは、所定のオフセット距離だけ前記サンプルからコイルを移動させることを含むかも知れない。該コイルを位置決めするステップは、コンピュータ・コントロールに従った自動位置決めシステムを使用してコイルの位置を調整することを含むかも知れない。該サンプルはヒト患者の一部であっても良く、前記方法は、さらに、コイルに結合されるメモリー素子に前記伝導度の値や前記基準伝導度の値を保存するステップを含んでも良い。前記伝導度の値を基準の伝導度の値と比較するステップは、さらに、該サンプルの伝導度の値に関する傾向情報を作成すること、及び患者に関して治療法の決定をするためにその傾向情報を使用することを含んでも良い。前記伝導度の値を前記基準伝導度の値と比較するステップは、さらに、多くの測定位置で測定された、サンプルの多くの個々の伝導度値を比較すること、及び該個々の伝導度値を多くの個別の基準伝導度の値と比較することを含むかも知れない。
［詳細な説明］
【００１５】
サンプル（例えば、半導体ウエハーや、フラットパネルディスプレイや、生物の組織や、他の導電体など）のシート伝導度（ｍｈｏｓ／ｓｑｕａｒｅ）を、シングルのサンプル検出コイルを使って測定するための方法及び装置を開示する。
【００１６】
図１を参照すると、典型的な伝導度回路基板１４の回路図はシングルコイル４と関連回路とを含み、該関連回路は、オシレータ２と、ピーク整流器３と、自動利得制御（ＡＧＣ）回路５と、電流増幅器７と、ゼロ・ゲイン調整電位差計（ｚｅｒｏ  ａｎｄ  ｇａｉｎ  ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ  ｐｏｔｅｎｔｉｏｍｅｔｅｒｓ）９，１１とを備える。
【００１７】
操作中、シングルコイル４は試験サンプル６に近接するように配置され、該コイル４は、オシレータ２により駆動され、交流電圧を発生させ、サンプル６の近傍に磁場（磁束）を発生させる。マージナル・オシレータ（ｍａｒｇｉｎａｌ  ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）２のタンク回路の一部は、簡単な回路基板モジュール１４のコンデンサ１３に含まれる。約３Ｖのピーク・トゥ・ピーク電圧出力がサンプル６に加えられ、該出力はＡＧＣ５により制御される。サンプル６がテストされるとき、ピーク・トゥ・ピークの振幅はサンプル６の伝導度に応じて減少し、ジュールの熱損失等を引き起こす。該ＡＧＣ５はこの減少を検知し、当初のピーク・トゥ・ピーク電圧を得るために追加の電流を供給する。該供給される追加の電流は試験サンプル６のシート伝導度に比例する。
【００１８】
その電圧変化をサンプル６の伝導度値に関連付けるために、システムは、まず、特性が知られている標準ウエハーや組織ファントムや同様の更正サンプルを使って調整されるかも知れない。これを成し遂げるため、回路（ＩＣオペアンプから成るかも知れない（図２参照））がサンプル無しの状態でゼロに合わせられるかも知れない。次に、基準の値に従った、適切に温度補正された出力を得るため、基準となるものが、コイル４や、オペアンプ中の帰還抵抗や他の適当な方法によって調整される利得回路に近接するように置かれるかも知れない。試験サンプル６がコイル４に近接するように置かれたとき、サンプル６のシート伝導度に関連するように電圧信号は変化するだろう。
【００１９】
再び図１を参照すると、コイル４を駆動するオシレータ２のＡＧＣ５が交流電圧を発生することをモニターするとき、前記サンプル検出コイル４は、サンプル６の近傍に磁場を与える。渦電流の生成によりサンプルが消耗するエネルギー量はオシレータの出力の変化を引き起こす。ＡＧＣはこのエネルギー変化を補償し、従って、直流電圧の変化を生じる。該システムは、コイル４の近傍にサンプル６が移動される前と、コイル４の近傍にサンプルが移動された後に直流電圧を測定する。サンプル６のシート伝導度を計算し、或いは決定するため、比例する直流電圧の差分（すなわち、コイル４の近傍にサンプルがあるときの測定と、コイル４の近傍にサンプルが無いときの測定との差分）がコンピュータや電圧計によって記録されるかも知れない。この決定は、シート抵抗やバルク抵抗率を得るためのインバータ回路の結合（ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を含むかも知れない。シート抵抗はシート伝導度の逆数である。バルク抵抗率は、また、シート抵抗と、（入力された、或いは測定された）既知の厚さとから計算できる。抵抗が高いサンプルの場合、テスト方法は、サンプルを支持又は移動させるのに使用される場合は、ハンドラー・レール（ｈａｎｄｌｅｒ  ｒａｉｌ）の磁気特性図（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｓｉｇｎａｔｕｒｅ）を補償する“レール更正”ステップをさらに含んでも良い。
【００２０】
図３は、“シングル”のコイル４の配置を、瞬間的な高周波磁場と共に示す。カップコイル（ｃｕｐ  ｃｏｒｅ  ｃｏｉｌ）４の断面はサンプル６が受けるであろう磁場との関連で示されている。図４は、図３の“シングル”コイル４の磁場に曝されたサンプル６上での渦電流効果を示す。該サンプル６は、コイル４からは既知の間隙“Ｇ”に配置され、磁場が与えられ、該磁場を受けた領域（サンプルの領域）１７に渦電流を引き起こす。磁場のエリア（及びテスト範囲１７）が“シングル”コイル４のフェライトのエリアに等しくなることは高く評価されるだろう。前述したように、調整のステップで置かれる更正サンプルの間隙“Ｇ”を同じ距離にすることに注意する。
【００２１】
シングルコイル４の配置を使用することの利点は、従来のデュアルコイル配置と比べ、より厚いサンプル６や、厚さが変化するサンプル６の広い用途の測定を可能にするかも知れないということである。また、システムの電気部品や機械部品の総数を低減し、製造コストや修理コストや材料コストを低減するかも知れない。シングルコイルシステムを設計する上での課題は、所望の精度の測定を行うために、コイル４とサンプル６との間の間隙“Ｇ”（ｚ軸距離（図４参照））を高い許容差内の一定値に維持する必要を含む。加えて、試験サンプルが、その製造工程、又はそのサンプルの元々の形状（例えば、人間の腕や脚の表面など）のために、一様でない厚さ（ｕｎｅｖｅｎ  ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）を有する場合には、所望の間隙が維持されることを保証するため、該サンプルに対してシングルコイルが適切に位置決めされることを保証するために一定の調整（ｃｏｎｓｔａｎｔ  ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ）が要求されるかも知れない。したがって、後で  より詳細に記載するように、所望の間隙の維持を保証するためにシングルコイル４と組み合わせてフィードバック制御システムが使用されるかも知れない。
【００２２】
コイルのサイズは、該コイル４とサンプル６との間の測定間隙“Ｇ”の範囲を決定する。この“範囲”は、基準更正値を得ることのできる測定検出範囲を示す。コイル４が小さければ小さい程、間隙の全般的な許容範囲も小さくなる。したがって、２．５インチのコイルにとって、コイル４とサンプル６の間の間隙“Ｇ”の最適範囲は約５ミル（ｍｉｌ）から約２００ミル（ｍｉｌ）である。１インチのコイルにとって、コイル４とサンプル６の間の間隙“Ｇ”の最適範囲は約１０ミル（ｍｉｌ）から約８０ミル（ｍｉｌ）である。１４ｍｍのコイルにとって、この調整の範囲は約０ミル（ｍｉｌ）から約１０ミル（ｍｉｌ）であることが分かった。
【００２３】
したがって、使用に当たっては、“基準となる”材料サンプル（例えば、シート伝導度が既知のサンプル）がコイルの下に置かれ、間隙距離“Ｇ”は前述の範囲（コイルサイズに依存するもの）のいずれかにされる。この場合も先と同様に、２．５インチのコイルにとって、この間隙距離“Ｇ”は、約５ミル（ｍｉｌ）から約２００ミル（ｍｉｌ）の範囲であるかも知れない。“基準の”示度数（ｒｅａｄｉｎｇ）や更正値は、選択された間隙値にて、コイル４を使って取得されるかも知れない。該基準となる更正値がいったん得られたら、基準となるものは取り除かれ、サンプル６が挿入されテストされるかも知れない。サンプルのテスト測定値の所望の正確さを得るために、間隙“Ｇ”は、更正中に使用された間隙値“Ｇ”に出来るだけ近くなるように維持されなければならない（例えば、更正に、もし、１００ｍｉｌの間隙が使用されたなら、そのときは、サンプル６の測定値の取得の場合も１００ｍｉｌの間隙が維持されるべきである）。本発明者らは、シート抵抗測定の精度が  期待された示度数の±３％になるためには、２．５インチのコイルの場合には  “基準”示度数を取得するために使用された間隙値の約±０．００６インチ以内に該間隙を維持すべきであり、１インチのコイルの場合には  “基準”示度数を取得するために使用された間隙値の約±０．００４インチ以内に該間隙を維持すべきであり、１４ｍｍコイルの場合には  “基準”示度数を取得するために使用された間隙値の約±０．００３インチ以内に該間隙を維持すべきであることを見出した。
【００２４】
理解できるように、小さなコイルサイズ（例えば、１４ｍｍ）に関しては、サンプル６にコイル４を単に接触させることにより、或いは、非常に薄いプラスチックシートや他のバリア材のシートをコイルとサンプルとの間に使用することにより、サンプルの測定が可能であるかも知れない。これは、特に、平坦で無いサンプルの形状（トポグラフィ）に遭遇した場合に、コイル４とサンプル６との間を所望の間隙“Ｇ”に維持する問題を排除するかも知れない。１つの例では、“サンプル”６が患者の脚の部位である場合、該システムは、個々の動脈を通っての血液の満足のいく浸透を確認するために使用されるかも知れない。脚の表面の平坦でない性質のため、コイル４と皮膚との間が一定の間隙に維持されることを保証することは困難かも知れない。また、間隙の維持は自動化された位置決めシステムを使用してのみ可能になるかも知れない。したがって、皮膚にコイル４を単に接触させ、脚をアップ又はダウンさせて異なるエリアや部分を測定することは簡単かも知れない。当然のことながら、そのような接触による方法は、火傷被害者のケースには適用できないかも知れない。加えて、もし、試験サンプルが半導体ウエハーやフラットパネルディスプレイならば、サンプルにコイルを接触させることは望めない。
【００２５】
したがって、コイル４とサンプル６との間の間隙“Ｇ”を維持することが望ましいというケースのため、一定のフィードバックと、サンプル６に対するコイル４の位置調整／再位置調整を提供するため、自動位置決め装置がシステムに組み入れられるかも知れない。したがって、自動位置決め装置は、後で  より詳細に記載されるように、コイル４とサンプル６とが所望の間隙を維持するために使用されるかも知れない。
【００２６】
図５を参照すると、コイル４と、関連する電子モジュール１４とを有するシングルコイルテストアセンブリ１０が示されている。該アセンブリ１０は、コイルや電子機器を簡単に操作し、持ち運び、配置することを許容する。したがって、該テストアセンブリは電子測定モジュール１４やコイル４を収納する区画室１２を有しても良い。該電子測定モジュール１４は、図１及び２との関連で既に記載したように、コイル４の駆動及びサンプル６の測定のために使用される回路を含む。図６は、前記アセンブリ１０から外された前記電子測定モジュール１４を示し、ハウジングの中のモジュールの配置を明らかにする。システムを調整するために使用されるゼロ・ゲイン調整電位差計１６，１８（図５）にアクセスするため、最上部に示されるように対策がされている。また、アナログの電圧出力信号を入手するためのコネクター２０と、電源入力の端子のためのピンコネクター２２とが示されている。ブラケット２４は、シングルコイルテスターアセンブリ１０を図７に示すような自動位置決めシステムに接続するように構成されている。そのユニットに電源を供給するために必要な外部接続は開示されていない。
【００２７】
再び図６を参照すると、シングルコイル４は電子測定モジュール１４に近接するように直接取り付けられている。この構造はコイル４と測定モジュール１４との間の距離を最小限にし、より長いケーブルリード長の必要を排除し、それに伴い、システムの信号対雑音比を改善する。アセンブリ１０の設計は、特定のサイズのコイルアセンブリのサイズに限定されず、したがって、様々なサイズのコイルが容易にこの構成に使用できることは高く評価される。
【００２８】
このシングルコイルテスターアッセンブリ１０は、ブラケット２４を介して位置決め装置２６に取り付けられるように設計されており（図７参照）、該位置決め装置２６は、所望の位置やサンプル６の近傍の位置にコイル４を正確に配置するために使用されるかも知れない。該位置決め装置２６は、ｘ、ｙ、ｚ方向に、サンプル６に対する所望の位置に前記シングルコイルテスターアセンブリ１０を配置するだろう。ここで、図７を参照すると、シングルコイルテスターアセンブリ１０は典型的な位置決め装置２６に組み入れられて示されている。該位置決め装置は、図示の実施例では、外部のＣＮＣ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ：コンピュータ数値制御）ｘ，ｙ，ｚテーブルアセンブリのような、調整できるガントリーアセンブリである。試験サンプル６はシングルコイルテスターアセンブリ１０の真下に配置されて示されている。該シングルコイルテスターアセンブリの位置決めは、緻密で正確なｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の位置制御が可能なＣＮＣコントローラによって行われる。ｘ軸及びｙ軸の制御は、サンプル６の上面に特定の測定がなされる場所を規定するために使用されるかも知れない。別のｚ軸の制御は、シングルコイル４とサンプル６との間を所定の間隙“Ｇ”に維持するために設けられるかも知れない。この位置決め方法は、シングルコイル４とサンプル６との間の間隙を既知の距離にすることにより、正確で再現性が良い測定結果を保証する。また、この配置は、サンプル６に近接して、所望の磁束密度の維持を保証する。
【００２９】
測定されたシート抵抗値の正確さを確保するため、コイル４とサンプル６との間の間隙“Ｇ”を確認し点検するために多様な技術が使用されるかも知れない。一つの例では、アリゾナのテンピ（Ｔｅｍｐｅ）のシグマテックによって販売される、シグマテックΣ９６００Ｍのような、空気式で非接触式の測定システムが、スタンドオフ距離（間隙“Ｇ”）を確認し制御するために使用されるかも知れない。もう一つの方法として、メリーランドのアナポリスのフィルテック社により販売されているような、光ファイバーを使った非接触式の測定システムが使用されるかも知れない。また、レーザーを使った測定システムも考慮される。
【００３０】
間隙“Ｇ”を確認するため、及び必要に応じて間隙を自動的に調整するため、これらの測定システムはフィードバック制御システムとの組み合わせで使用されるかも知れない。したがって、ｚ軸制御は各テストポイントで確認されるかも知れない。また、該間隙距離“Ｇ”は  示度数を取得する前に調整されるかも知れない。この確認は手動で遂行されることができ、或いは、コンピュータ４６で制御され（図１０参照）、全体のシステム自動化の一部としても良い。
【００３１】
当然のことながら、サンプル６がウエハーやフラットパネルディスプレイや同種のものを含む場合、ロボット搬送や同種の搬送のような、様々な周知の自動化技術の内のいずれかを使用して、該サンプルが取り扱われる（言い換えれば、位置決め装置２６の上に移動される）かも知れない。
【００３２】
発明性のある装置はシングルのコイル配置に関して記載されてきたけれども、当然のことながら、試験サンプルの真下にリンギング・コイル（ｒｉｎｇｉｎｇ  ｃｏｉｌ、不図示）を配置してダブルコイル配置としても良い。そのようなダブルコイル配置は、システムで測定する際に所望の精度（例えば、３％）を確保している間、コイル４と試験サンプル６との間の間隙“Ｇ”は広い範囲の許容変化が与えられるかも知れない。
【００３３】
典型的なデュアルコイル配置が図８に示される。この配置では、Ｕコアコイル２８が、“Ｕ”字の形に形成されたフェライト材を有するように設けられる。Ｕのそれぞれの端部には、巻線コイル３０Ａ，３０Ｂが取り付けられている。両方のコイル３０Ａ，３０Ｂは互いに向かい合い、様々なサイズ、及び／又は形状の長方形の、或いは円筒形のロッドになるかも知れない。Ｕコアコイル２８は、図８に示す構成が、各コイル３０Ａ，３０Ｂのコアの間に接続経路や“リターン”経路を有することを除いて、図１及び図２に関して述べたのと同じ回路基板モジュール１４を使用するだろう。そのようなＵコアコイルの利点は、従来のデュアルコイルシステムでは、コイルが手巻きであって、両方のコイルに同一のインダクタンスを与えることは多くの場合  困難であるので、コイルの間のスペースに、より均一な磁場をもたらすかも知れないということである。したがって、Ｕ形状のコアは、磁束を分担するようにコイル３０Ａ，３０Ｂの間に経路（ｐａｔｈ）が与えられる。
【００３４】
図８との関連で開示したようなデュアルコイルシステムの使用は、指やつま先のような、患者の四肢のスキャンに適用性を見出すかも知れないし、或いは、大変小さな患者に使用されるかも知れない。
【００３５】
述べたように、シングルコイルテスト装置は、血液の循環及び／又は筋肉組織の酸化を確認するというような、医療診断処置の遂行での使用に、特に適しているかも知れない。したがって、病気や、怪我や、生物の組織の健康状態に影響を与える他の医学的原因のような内的な、或いは外的な刺激によって伝導度の変化が引き起こされるという要因を背景として、患者の組織の健康の非観血式測定を得るために、該装置は、患者の手足や付属肢をスキャンするために使用されるかも知れない。生物組織の測定に使用されるベーシックな方法は、サンプル６の測定に関して既に記載した方法と似ているかも知れない。その組織の測定の技術は、手動による方法でも自動による方法でもどちらでも良い。
【００３６】
試験サンプル６に関連する位置にコイル４が移動する“構台”タイプのシステムは記載されているけれども、測定用コイルを定位置に保持すると共に、該測定用コイルの所望の近くまでサンプルを移動させることも可能であるかも知れない。もう一つの方法として、サンプル及びコイルの両方を互いに移動させることあり得る。さらに、このシステムを使って測定されるサンプルのサイズ（面積及び厚さ）は、位置決めテーブルの物理的なサイズのみにより制限され、シングルコイルテスターアセンブリによっては制限されないことが分かる。
【００３７】
図９を参照すると、医学的検査用途で使用されるためのハンドヘルド・ユニット３２が開示されている。該ハンドヘルド・ユニット３２は、シングルコイル４や電気モジュール１４を有し、ケーブル３４を介して外部電源やコンピュータに接続されるかも知れない。使用に当たっては、下に横たわる組織の伝導度を測定するため、医療介護士が、組織の異なるエリアにコイルセンサ４を配置するかも知れない。例えば、関連したコンピュータやマイクロプロセッサを使用して伝導度を測定し記録するために患者のふくらはぎに該ユニット３２が置かれるかも知れない。その伝導度の情報はメモリーに保存され、患者の組織の実際に測定された値と、正常な組織の伝導度に関連して保存された“基準となる”伝導度との比較がなされる。そのような比較により、組織の健康に関する判定がなされ、組織の健康の診断や治療を行う際に医療専門家を支援するかも知れない。
【００３８】
もう一つの方法として、手術中や、その後の回復期間などの様々な状況で、ある期間に亘って、継続的な患者のモニタリングのため、付属肢にユニット３２がストラップで固定されても良い。一つの実施例では、該ユニット３２は電池式で持ち運びができるかも知れない。したがって、該ユニットは患者にストラップで固定され、伝導度の測定値は、ある期間、内蔵メモリーに保存されるかも知れない。その保存された情報は、患者の状態を連続して診断することを簡単にするため、一定期間ごとに、医師や他の医療専門家によって検査するためにダウンロードされるかも知れない。一つの実施例では、ユニット３２に保存される伝導度情報は、患者個人のパソコンにダウンロードされるかも知れないし、インターネットや他のネットワーク経由で医療専門家に送られるかも知れない。
【００３９】
ハンドヘルド・ユニット３２は、また、図１０に示すような自動位置決めシステム３５と共に使用するように改造されるかも知れない。該自動位置決めシステム３５は、ユニット３２内に収容されているコイル４を自動的に移動できるようにするための、ｘ、ｙ及びｚ位置調整要素３６，３８，４０を有するかも知れない。さらに、該位置決めシステム３５は“Ａ”の方向にコイル４を回転させることができるように回転調整要素４２を含むかも知れない。該位置決めシステム３５は、患者が横になる或いは座らされるテーブル４４や台に取り付けられるかも知れない。一つの実施例では、該位置決めシステム３５はコンピュータ４６によって制御され、該コンピュータは、特定のオペレータの入力に応えて  位置決め要素３６，３８，４０や回転調整要素４２を動かすかも知れない。該コンピュータ４６は要素を動かす指示を実行するプロセッサを有するかも知れない。前記位置決め要素や回転調整要素は、コンピュータの制御の下、予め設定されている起動に沿って移動するかも知れない。一つの実施例においては、位置決めシステム３５は平坦でないサンプル形状にて所望の間隙“Ｇ”を維持するため、前述したように、
空気式又は光ファイバーのオフセット測定装置との組み合わせで使用されるかも知れない。コイル４とサンプル６との間のオフセットを決定するため、高いレベルの精度で所望の間隙
“Ｇ”を維持するため、１又はそれ以上の要素３６，３８，４０，４２を自動的に再配置するために、フィードバック制御ループが提供されるかも知れない。
【００４０】
該システムは、横になっている患者のスキャンに使用するために改造されるかも知れない（図１０）。或いは、他の患者の姿勢に適応するために位置決めシステム４４が設けられるかも知れない。図１１に開示されるシステムは、例えば、立った状態の患者の脚をスキャンするために使用されるかも知れない。その患者は、その台に対して垂直及び水平の移動をするように配置されたコイル４及び電子モジュール１４を有する台４７の上に立つかも知れない。図１０のシステムに関して既に記載したようにコンピュータ・コントロールとフィードバック制御ループの援助の下に、コイルセンサーと被測定面との間が所定の間隙距離に維持されるように、脚の輪郭の曲線に沿ってコイル４を移動させるために、一対のモータ４８，４０が配置されるかも知れない。
【００４１】
図１０及び１１の自動位置決めシステムに付加された制御やオプションは、患者の測定領域の異なる側をスキャンする能力を付加して、細胞の組織の三次元マップを構築することができるかも知れない。加えて、前記調整／位置決めシステムが、特定の患者の組織をスキャンするために特別な経路を“学習”することを許容するために、適切なコントロールが設けられるかも知れない。したがって、一つの例では、コイル４は、手動での位置決め及び所望の経路（患者の脚の動脈を下るような経路）に沿った移動がされるかも知れない。該コイル４の移動はメモリーに保存し、同じ経路に沿って移動させるために、継続して実施されるスキャンの間中使用し、引き続き行うスキャンに必要な時間を最小限にするようにしても良い。
【００４２】
このように繰り返しできることは、組織虚血のような状態を治療すべく血液の抗凝結薬を患者が服用するために、患者が良くなったか、安定しているか、或いは悪化しているかを究明するために、血行の測定の追跡記録を毎日又は毎週行うために役に立つかも知れない。加えて、該開示した技術は、薬が血流の中にどの程度吸収されたかを究明するため、製薬会社による研究にて使用しても良い。
【００４３】
加えて、該システムは、外部の兆候がほとんど或いは全く得られない場合に、内出血のような身体の内部の損傷を診断するために改造されるかも知れない。例えば、コイル４は、血液の伝導度を測定するため、具体的には身体における血液滞留を検出するために使用されるかも知れない。異常に高い伝導度がそのような血液滞留を示すかも知れない。したがって、そのような出血が生じているかどうかを究明するために外傷患者は時間を掛けて測定されるかも知れない。そのような検出方法の有用性の一つの明確な例は、戦争（多数の患者が処理され、血液伝導度の迅速かつ簡単なモニタリングが、外部の目に見える怪我がほとんど無い、ひどい負傷兵の鑑定をもたらす場所）での患者の治療の優先順位付け（例えば、重傷度判定検査）にあるだろう。
【００４４】
さらに、自動位置決めシステムや伝導度測定機器は、金属製又は非金属製の飛行機の羽根や胴体や他の構造物（構造物の現行の品位が決定的に重要であるもの）のような構造物を測定するような適合性を有するかも知れない。
【００４５】
ここで公開された説明や図面は、本発明の実施例を示すものであって、本発明により広く予期される対象の単なる代表に過ぎないと理解される。さらに、本発明の範囲は、当業者に明白となる他の実施例を含み、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲以外の何物によっても制限されないことが理解される。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
構造も操作も、本発明の詳細は、添付した図面を見ることで得られる。該図面では、類似の部分には類似の参照番号を付す。
【図１】図１は、発明性のあるシングルコイルテストアセンブリと共に使用される伝導度回路基板（ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ  ｂｏａｒｄ）のブロック図である。
【図２】図２は、図１の前記伝導度回路基板の詳細な回路図である。
【図３】図３は、シングルコイルテストアセンブリに付随する磁場を示す。
【図４】図４は、図３に示した磁場に曝されたサンプルに関する、渦電流効果を示す。
【図５】図５は、シングルコイルテストアセンブリのためのモジュール式のハウジング・ユニットを示す等角図である。
【図６】図６は、前記ハウジング・ユニット内における、電気モジュールとシングルコイルの配置を示す、図５のテストアセンブリの分解図である。
【図７】図７は、図５のハウジングの中に入れられ、さらに、自動位置決め装置に組み込まれたシングルコイルテストアセンブリの斜視図である。
【図８】図８は、別のコイル配置の平面図である。
【図９】図９は、シングルコイルテストアセンブリのための、別のモジュール式ハウジング・ユニットの等角図である。
【図１０】図１０は、自動位置決め装置に組み込まれた、図９のモジュール式ハウジング・ユニットの等角図である。
【図１１】図１１は、さらに別の自動位置決め装置の等角図である。
【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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【図１１】
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【国際調査報告】
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