(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁場を検出する複数のＳＱＵＩＤセンサと、
各々の前記ＳＱＵＩＤセンサに対応して設けられ、前記ＳＱＵＩＤセンサを加熱して前記ＳＱＵＩＤセンサに発生する磁束トラップを解除する複数のトラップ解除ヒータと、
前記トラップ解除ヒータに電力を供給するためのｎ個（ｎ＝２，３，…）の高電位側の電源端子と、
前記トラップ解除ヒータに電力を供給するためのｍ個（ｍ＝２，３，…）の低電位側の電源端子と、を備え、
前記トラップ解除ヒータの数は、ｎ×ｍ個以下であり、
各々の前記トラップ解除ヒータが接続される前記高電位側の電源端子と前記低電位側の電源端子との組合せが、各前記トラップ解除ヒータ毎にすべて異なる組合せになるように、各前記高電位側の電源端子と、各前記低電位側の電源端子と、各前記トラップ解除ヒータと、が接続されていることを特徴とするＳＱＵＩＤ装置。
【請求項２】
前記高電位側の電源端子の数（ｎ）と前記低電位側の電源端子の数（ｍ）とは、
前記トラップ解除ヒータの数に基づいて、前記ｎの値と前記ｍの値とが最も近い自然数の組合せになるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載のＳＱＵＩＤ装置。
【請求項３】
生体内で発生する磁場を計測・解析する生体磁気計測装置であって、
前記生体内で発生する磁場を検出する複数のＳＱＵＩＤセンサと、
各々の前記ＳＱＵＩＤセンサに対応して設けられ、前記ＳＱＵＩＤセンサを加熱して前記ＳＱＵＩＤセンサに発生する磁束トラップを解除する複数のトラップ解除ヒータと、
前記トラップ解除ヒータに電力を供給するためのｎ個（ｎ＝２，３，…）の高電位側の電源端子と、
前記トラップ解除ヒータに電力を供給するためのｍ個（ｍ＝２，３，…）の低電位側の電源端子と、を備え、
前記トラップ解除ヒータの数は、ｎ×ｍ個以下であり、
各々の前記トラップ解除ヒータが接続される前記高電位側の電源端子と前記低電位側の電源端子との組合せが、各前記トラップ解除ヒータ毎にすべて異なる組合せになるように、各前記高電位側の電源端子と、各前記低電位側の電源端子と、各前記トラップ解除ヒータと、が接続されていることを特徴とする生体磁気計測装置。
【請求項４】
被験者の脳で発生する磁場を計測・解析する脳磁計であって、
前記被験者の脳で発生する磁場を検出する複数のＳＱＵＩＤセンサと、
各々の前記ＳＱＵＩＤセンサに対応して設けられ、前記ＳＱＵＩＤセンサを加熱して前記ＳＱＵＩＤセンサに発生する磁束トラップを解除する複数のトラップ解除ヒータと、
前記トラップ解除ヒータに電力を供給するためのｎ個（ｎ＝２，３，…）の高電位側の電源端子と、
前記トラップ解除ヒータに電力を供給するためのｍ個（ｍ＝２，３，…）の低電位側の電源端子と、を備え、
前記トラップ解除ヒータの数は、ｎ×ｍ個以下であり、
各々の前記トラップ解除ヒータが接続される前記高電位側の電源端子と前記低電位側の電源端子との組合せが、各前記トラップ解除ヒータ毎にすべて異なる組合せになるように、各前記高電位側の電源端子と、各前記低電位側の電源端子と、各前記トラップ解除ヒータと、が接続されていることを特徴とする脳磁計。
【請求項５】
被験者の心臓で発生する磁場を計測・解析する心磁計であって、
前記被験者の心臓で発生する磁場を検出する複数のＳＱＵＩＤセンサと、
各々の前記ＳＱＵＩＤセンサに対応して設けられ、前記ＳＱＵＩＤセンサを加熱して前記ＳＱＵＩＤセンサに発生する磁束トラップを解除する複数のトラップ解除ヒータと、
前記トラップ解除ヒータに電力を供給するためのｎ個（ｎ＝２，３，…）の高電位側の電源端子と、
前記トラップ解除ヒータに電力を供給するためのｍ個（ｍ＝２，３，…）の低電位側の電源端子と、を備え、
前記トラップ解除ヒータの数は、ｎ×ｍ個以下であり、
各々の前記トラップ解除ヒータが接続される前記高電位側の電源端子と前記低電位側の電源端子との組合せが、各前記トラップ解除ヒータ毎にすべて異なる組合せになるように、各前記高電位側の電源端子と、各前記低電位側の電源端子と、各前記トラップ解除ヒータと、が接続されていることを特徴とする心磁計。
【請求項６】
検査対象物からの磁場を計測・解析することにより前記検査対象物の探傷を行うＳＱＵＩＤ磁気探傷装置であって、
前記検査対象物からの磁場を検出する複数のＳＱＵＩＤセンサと、
各々の前記ＳＱＵＩＤセンサに対応して設けられ、前記ＳＱＵＩＤセンサを加熱して前記ＳＱＵＩＤセンサに発生する磁束トラップを解除する複数のトラップ解除ヒータと、
前記トラップ解除ヒータに電力を供給するためのｎ個（ｎ＝２，３，…）の高電位側の電源端子と、
前記トラップ解除ヒータに電力を供給するためのｍ個（ｍ＝２，３，…）の低電位側の電源端子と、を備え、
前記トラップ解除ヒータの数は、ｎ×ｍ個以下であり、
各々の前記トラップ解除ヒータが接続される前記高電位側の電源端子と前記低電位側の電源端子との組合せが、各前記トラップ解除ヒータ毎にすべて異なる組合せになるように、各前記高電位側の電源端子と、各前記低電位側の電源端子と、各前記トラップ解除ヒータと、が接続されていることを特徴とするＳＱＵＩＤ磁気探傷装置。
【請求項７】
検査対象物からの磁場を計測・解析することにより前記検査対象物の磁束分布像を得るＳＱＵＩＤ顕微鏡であって、
前記検査対象物からの磁場を検出する複数のＳＱＵＩＤセンサと、
各々の前記ＳＱＵＩＤセンサに対応して設けられ、前記ＳＱＵＩＤセンサを加熱して前記ＳＱＵＩＤセンサに発生する磁束トラップを解除する複数のトラップ解除ヒータと、
前記トラップ解除ヒータに電力を供給するためのｎ個（ｎ＝２，３，…）の高電位側の電源端子と、
前記トラップ解除ヒータに電力を供給するためのｍ個（ｍ＝２，３，…）の低電位側の電源端子と、を備え、
前記トラップ解除ヒータの数は、ｎ×ｍ個以下であり、
各々の前記トラップ解除ヒータが接続される前記高電位側の電源端子と前記低電位側の電源端子との組合せが、各前記トラップ解除ヒータ毎にすべて異なる組合せになるように、各前記高電位側の電源端子と、各前記低電位側の電源端子と、各前記トラップ解除ヒータと、が接続されていることを特徴とするＳＱＵＩＤ顕微鏡。
【請求項８】
検査対象物からの磁場を計測・解析することにより前記検査対象物中の金属を検出するＳＱＵＩＤ金属探知器であって、
前記検査対象物からの磁場を検出する複数のＳＱＵＩＤセンサと、
各々の前記ＳＱＵＩＤセンサに対応して設けられ、前記ＳＱＵＩＤセンサを加熱して前記ＳＱＵＩＤセンサに発生する磁束トラップを解除する複数のトラップ解除ヒータと、
前記トラップ解除ヒータに電力を供給するためのｎ個（ｎ＝２，３，…）の高電位側の電源端子と、
前記トラップ解除ヒータに電力を供給するためのｍ個（ｍ＝２，３，…）の低電位側の電源端子と、を備え、
前記トラップ解除ヒータの数は、ｎ×ｍ個以下であり、
各々の前記トラップ解除ヒータが接続される前記高電位側の電源端子と前記低電位側の電源端子との組合せが、各前記トラップ解除ヒータ毎にすべて異なる組合せになるように、各前記高電位側の電源端子と、各前記低電位側の電源端子と、各前記トラップ解除ヒータと、が接続されていることを特徴とするＳＱＵＩＤ金属探知器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、生体磁気計測装置等として利用されるＳＱＵＩＤ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のＳＱＵＩＤ装置においては、ＳＱＵＩＤセンサ内に形成されている超伝導の閉ループに、冷却過程において、地磁気等の強い磁束がトラップされる場合がある。このような磁束トラップは、ＳＱＵＩＤセンサの感度低下や動作不良の原因となるので、ＳＱＵＩＤセンサを一旦常伝導に転移させて磁束トラップを解除させるべく、ＳＱＵＩＤセンサの加熱用のヒータが設けられる場合がある。このような技術としては、例えば、下記特許文献１に記載の磁場計測装置が知られている。
【０００３】
特許文献１の磁場計測装置は、８×８のマトリックス状に配置された６４個のＳＱＵＩＤセンサと、各ＳＱＵＩＤセンサに対応する６４個のヒータとを備えている。これらのＳＱＵＩＤセンサ及びヒータは、８個ずつのグループに分けられており、グループ内の８個のヒータが各々電気的に並列になるように配線されている。そして、１つのグループのＳＱＵＩＤセンサのうちの１つのＳＱＵＩＤセンサに磁束トラップが発生した場合にも、当該グループの８個のヒータすべてが加熱されるように配線することで、給電線の数を抑えることが提案されている。
【特許文献１】特開２００１−１２４８３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、磁束トラップ解除のためにＳＱＵＩＤセンサを一旦加熱し常伝導に転移させた後は、再びＳＱＵＩＤセンサを超伝導転移させ、調整を行い、感度を安定させることが必要である。従って、同グループ内の１個のＳＱＵＩＤセンサに磁束トラップが生じた場合に、本来は加熱不要な他の７個のＳＱＵＩＤセンサまで一緒に加熱することは、効率が悪い。また、磁束トラップが生じていないＳＱＵＩＤセンサを一旦加熱し常伝導に転移させれば、磁束トラップを生じさせる可能性を高めてしまう。また、ＳＱＵＩＤセンサ加熱の際には、ＳＱＵＩＤセンサ付近の冷却用の寒剤が蒸発し消費されてしまうので、加熱部分は極力少ない方が好ましい。以上のような理由から、磁束トラップ解除のための加熱は、ＳＱＵＩＤセンサ１個１個に対して個別に可能とすることが望まれる。
【０００５】
このようなトラップ解除ヒータの個別の加熱を可能にするためには、図４に示すような配線が考えられる。この配線では、各ＳＱＵＩＤセンサ３０１の近傍に配置された各ヒータ３０３に対して、個別に電力を供給可能とするために、電源部３０５から、１本の高電位側給電線３１１と、ヒータ３０３の数と同じ数の低電位側給電線３１３と、が延びている。すなわち、この配線では、（トラップ解除ヒータの数＋１）本の給電線を、電源部側からＳＱＵＩＤセンサ３０１付近まで延ばす必要がある。従って、近年のＳＱＵＩＤ装置に要求される多チャンネル化を図ろうとすれば、ＳＱＵＩＤセンサ及びトラップ解除ヒータ数の増加に伴って、給電線の数が増加することになる。その結果、給電線を通じたＳＱＵＩＤセンサや冷却用寒剤への熱侵入が大きくなり、ＳＱＵＩＤセンサの冷却効率が低下したり、ＳＱＵＩＤセンサの温度の安定性が悪化したりするおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明は、ＳＱＵＩＤセンサのトラップ解除ヒータの個別の加熱を実現しながらも、トラップ解除ヒータ用の給電線の数の減少を図ることができるＳＱＵＩＤ装置、生体磁気計測装置、脳磁計、心磁計、ＳＱＵＩＤ磁気探傷装置、ＳＱＵＩＤ顕微鏡、及びＳＱＵＩＤ金属探知器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のＳＱＵＩＤ装置は、磁場を検出する複数のＳＱＵＩＤセンサと、各々のＳＱＵＩＤセンサに対応して設けられ、ＳＱＵＩＤセンサを加熱してＳＱＵＩＤセンサに発生する磁束トラップを解除する複数のトラップ解除ヒータと、トラップ解除ヒータに電力を供給するためのｎ個（ｎ＝２，３，…）の高電位側の電源端子と、トラップ解除ヒータに電力を供給するためのｍ個（ｍ＝２，３，…）の低電位側の電源端子と、を備え、トラップ解除ヒータの数は、ｎ×ｍ個以下であり、各々のトラップ解除ヒータが接続される高電位側の電源端子と低電位側の電源端子との組合せが、各トラップ解除ヒータ毎にすべて異なる組合せになるように、各高電位側の電源端子と、各低電位側の電源端子と、各トラップ解除ヒータと、が接続されていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の生体磁気計測装置は、生体内で発生する磁場を計測・解析する生体磁気計測装置であって、生体内で発生する磁場を検出する複数のＳＱＵＩＤセンサと、各々のＳＱＵＩＤセンサに対応して設けられ、ＳＱＵＩＤセンサを加熱してＳＱＵＩＤセンサに発生する磁束トラップを解除する複数のトラップ解除ヒータと、トラップ解除ヒータに電力を供給するためのｎ個（ｎ＝２，３，…）の高電位側の電源端子と、トラップ解除ヒータに電力を供給するためのｍ個（ｍ＝２，３，…）の低電位側の電源端子と、を備え、トラップ解除ヒータの数は、ｎ×ｍ個以下であり、各々のトラップ解除ヒータが接続される高電位側の電源端子と低電位側の電源端子との組合せが、各トラップ解除ヒータ毎にすべて異なる組合せになるように、各高電位側の電源端子と、各低電位側の電源端子と、各トラップ解除ヒータと、が接続されていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の脳磁計は、被験者の脳で発生する磁場を計測・解析する脳磁計であって、被験者の脳で発生する磁場を検出する複数のＳＱＵＩＤセンサと、各々のＳＱＵＩＤセンサに対応して設けられ、ＳＱＵＩＤセンサを加熱してＳＱＵＩＤセンサに発生する磁束トラップを解除する複数のトラップ解除ヒータと、トラップ解除ヒータに電力を供給するためのｎ個（ｎ＝２，３，…）の高電位側の電源端子と、トラップ解除ヒータに電力を供給するためのｍ個（ｍ＝２，３，…）の低電位側の電源端子と、を備え、トラップ解除ヒータの数は、ｎ×ｍ個以下であり、各々のトラップ解除ヒータが接続される高電位側の電源端子と低電位側の電源端子との組合せが、各トラップ解除ヒータ毎にすべて異なる組合せになるように、各高電位側の電源端子と、各低電位側の電源端子と、各トラップ解除ヒータと、が接続されていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の心磁計は、被験者の心臓で発生する磁場を計測・解析する心磁計であって、被験者の心臓で発生する磁場を検出する複数のＳＱＵＩＤセンサと、各々のＳＱＵＩＤセンサに対応して設けられ、ＳＱＵＩＤセンサを加熱してＳＱＵＩＤセンサに発生する磁束トラップを解除する複数のトラップ解除ヒータと、トラップ解除ヒータに電力を供給するためのｎ個（ｎ＝２，３，…）の高電位側の電源端子と、トラップ解除ヒータに電力を供給するためのｍ個（ｍ＝２，３，…）の低電位側の電源端子と、を備え、トラップ解除ヒータの数は、ｎ×ｍ個以下であり、各々のトラップ解除ヒータが接続される高電位側の電源端子と低電位側の電源端子との組合せが、各トラップ解除ヒータ毎にすべて異なる組合せになるように、各高電位側の電源端子と、各低電位側の電源端子と、各トラップ解除ヒータと、が接続されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のＳＱＵＩＤ磁気探傷装置は、検査対象物からの磁場を計測・解析することにより検査対象物の探傷を行うＳＱＵＩＤ磁気探傷装置であって、検査対象物からの磁場を検出する複数のＳＱＵＩＤセンサと、各々のＳＱＵＩＤセンサに対応して設けられ、ＳＱＵＩＤセンサを加熱してＳＱＵＩＤセンサに発生する磁束トラップを解除する複数のトラップ解除ヒータと、トラップ解除ヒータに電力を供給するためのｎ個（ｎ＝２，３，…）の高電位側の電源端子と、トラップ解除ヒータに電力を供給するためのｍ個（ｍ＝２，３，…）の低電位側の電源端子と、を備え、トラップ解除ヒータの数は、ｎ×ｍ個以下であり、各々のトラップ解除ヒータが接続される高電位側の電源端子と低電位側の電源端子との組合せが、各トラップ解除ヒータ毎にすべて異なる組合せになるように、各高電位側の電源端子と、各低電位側の電源端子と、各トラップ解除ヒータと、が接続されていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のＳＱＵＩＤ顕微鏡は、検査対象物からの磁場を計測・解析することにより検査対象物の磁束分布像を得るＳＱＵＩＤ顕微鏡であって、検査対象物からの磁場を検出する複数のＳＱＵＩＤセンサと、各々のＳＱＵＩＤセンサに対応して設けられ、ＳＱＵＩＤセンサを加熱してＳＱＵＩＤセンサに発生する磁束トラップを解除する複数のトラップ解除ヒータと、トラップ解除ヒータに電力を供給するためのｎ個（ｎ＝２，３，…）の高電位側の電源端子と、トラップ解除ヒータに電力を供給するためのｍ個（ｍ＝２，３，…）の低電位側の電源端子と、を備え、トラップ解除ヒータの数は、ｎ×ｍ個以下であり、各々のトラップ解除ヒータが接続される高電位側の電源端子と低電位側の電源端子との組合せが、各トラップ解除ヒータ毎にすべて異なる組合せになるように、各高電位側の電源端子と、各低電位側の電源端子と、各トラップ解除ヒータと、が接続されていることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明のＳＱＵＩＤ金属探知器は、検査対象物からの磁場を計測・解析することにより検査対象物中の金属を検出するＳＱＵＩＤ金属探知器であって、検査対象物からの磁場を検出する複数のＳＱＵＩＤセンサと、各々のＳＱＵＩＤセンサに対応して設けられ、ＳＱＵＩＤセンサを加熱してＳＱＵＩＤセンサに発生する磁束トラップを解除する複数のトラップ解除ヒータと、トラップ解除ヒータに電力を供給するためのｎ個（ｎ＝２，３，…）の高電位側の電源端子と、トラップ解除ヒータに電力を供給するためのｍ個（ｍ＝２，３，…）の低電位側の電源端子と、を備え、トラップ解除ヒータの数は、ｎ×ｍ個以下であり、各々のトラップ解除ヒータが接続される高電位側の電源端子と低電位側の電源端子との組合せが、各トラップ解除ヒータ毎にすべて異なる組合せになるように、各高電位側の電源端子と、各低電位側の電源端子と、各トラップ解除ヒータと、が接続されていることを特徴とする。
【００１４】
これらの装置においては、複数のＳＱＵＩＤセンサ各々に対応して、磁束トラップを解除するためのトラップ解除ヒータが設けられている。そして、各ヒータに電力を供給する高電位側の電源端子と低電位側の電源端子との組合せが、ヒータ毎にすべて異なる。従って、高電位側と低電位側との電源端子を選択して電力供給することにより、複数のトラップ解除ヒータのうちの所望の１つのヒータに対して選択的に電力を供給することができる。従って、トラップ解除ヒータ毎に個別の加熱が可能となる。また、この場合、トラップ解除ヒータの数は、ｎ×ｍ個以下まで設けることができるが、これに対し、高電位側及び低電位側の電源端子からトラップ解除ヒータ付近まで延びる給電線は、合わせて（ｎ＋ｍ）本に抑えることができる。ここで、ｎ＝２，３，…、ｍ＝２，３，…であるので、給電線の数（ｎ＋ｍ）は、図４の配線を採用した場合の給電線の数（ｎ×ｍ＋１）よりも少なく抑えられる。
【００１５】
また、高電位側の電源端子の数（ｎ）と低電位側の電源端子の数（ｍ）とは、トラップ解除ヒータの数に基づいて、ｎの値とｍの値とが最も近い自然数の組合せになるように設定されると好適である。このような構成を採用することで、給電線の数をより効果的に抑えることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のＳＱＵＩＤ装置、生体磁気計測装置、脳磁計、心磁計、ＳＱＵＩＤ磁気探傷装置、ＳＱＵＩＤ顕微鏡、及びＳＱＵＩＤ金属探知器によれば、ＳＱＵＩＤセンサのトラップ解除ヒータの個別の加熱を実現しながらも、トラップ解除ヒータ用の給電線の数の減少を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照しつつ本発明に係るＳＱＵＩＤ装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１８】
（第１実施形態）
図１に示す脳磁計（ＳＱＵＩＤ装置）１は、計測ユニット１Ａ内の計測位置Ｈに頭が位置するように被験者Ｐを着座させ、当該被験者Ｐの脳の神経活動に伴って発生する微弱な磁場を非接触で計測、解析する装置である。この計測ユニット１Ａは、計測位置Ｈの周囲に配置され、脳で発生する磁場を検出するＳＱＵＩＤ（Superconducting QuantumInterference Device）センサ３を複数備えている。この脳磁計１では、被験者Ｐの脳の様々な位置から発生する磁場を検出するため、数十個〜数百個（６４個，１２８個，２５６個など）といった多数の上記ＳＱＵＩＤセンサ３が、被験者Ｐの頭の表面に沿うように２次元的に配置されている。この多数のＳＱＵＩＤセンサ３で得られた電気信号は、それぞれ信号線４を通じて、計測ユニット１Ａの外に設けられる情報処理部１Ｃに送信される。そして情報処理部１Ｃにおいて上記電気信号が解析されることにより、被験者Ｐの脳から発生した磁場が解析される。この情報処理部１Ｃとしては、例えばパーソナルコンピュータが用いられる。
【００１９】
また、計測ユニット１Ａは、ＳＱＵＩＤセンサ３を冷却するため、このＳＱＵＩＤセンサ３と液体ヘリウム（寒剤）５とを収納する断熱容器のデュワー７を備えている。更に、計測ユニット１Ａは、デュワー７を包囲するように配置されると共に、被験者Ｐを覆う筒型体１５を備えている。なお、デュワー７の内側と外側との間には真空断熱層１９が配置される。
【００２０】
この脳磁計１では、被験者Ｐの脳で発生する極めて微弱な磁場を検出する必要があるので、計測位置Ｈの近傍から外部磁場の影響を除去する必要がある。このため、筒型体１５は、筒軸が計測位置Ｈを通るように配置された筒状の磁気シールド体１１を備えている。磁気シールド体１１は、デュワー７を包囲して筒型体１５の外筒部１５ａに支持されると共に、筒型体１５の上下寸法とほぼ同じ寸法で延在し、外筒部１５ａと内筒部１５ｂとの間の間隙に内蔵されている。また、計測位置Ｈは、筒軸上に位置すると共に、上下方向においても磁気シールド体１１の全長のほぼ中央に位置している。
【００２１】
この磁気シールド体１１は、ニッケルからなる円筒状の基板１１ａと、当該基板４０の内壁面４２全体に成膜されたシールド膜１１ｂとを備えている。シールド膜１１ｂは、ビスマス系酸化物超伝導体からなり、磁束侵入長よりも十分に大きい膜厚を有している。ここで、シールド膜１１ｂに用いられるビスマス系酸化物超伝導体としては、例えば、組成式Bi2Sr2Ca2Cu3Oxで表されるＢｉ２２２３、或いは、組成式Bi2Sr2CaCu2Oxで表されるＢｉ２２１２が好適に採用される。
【００２２】
また、筒型体１５には、磁気シールド体１１の外壁面に沿って冷媒を流通させる冷媒管（図示せず）が更に内蔵されている。そして、この冷媒管に、脳磁計１の冷凍機ユニット１Ｂから送出される極低温の冷媒（例えば、ここではヘリウム）を循環させることで、磁気シールド体１１のシールド膜１１ｂが、超伝導転移温度まで冷却され、完全反磁性を発揮する。そして、このシールド膜１１ｂの完全反磁性によって、磁気シールド体１１に包囲された計測位置Ｈが外部磁場から遮蔽されるので、ＳＱＵＩＤセンサ３においては外部磁場によるノイズをほとんど排除した微弱な磁場計測が可能になる。なお、当然ながら、この脳磁計１は、シールド膜１１ｂの下部臨界磁場を超えない外部磁場の環境下で使用される。
【００２３】
上記のＳＱＵＩＤセンサ３の内部には、超伝導の閉ループを形成する超伝導回路が存在する。そして、ＳＱＵＩＤセンサ３の冷却過程において上記閉ループに地磁気等の強い磁束がトラップされることがある。このような現象は「磁束トラップ」などと呼ばれるが、この磁束トラップが発生すると、ＳＱＵＩＤセンサ３の感度が低下したり動作不良の原因になったりする。従って、この脳磁計１では、各々のＳＱＵＩＤセンサ３に対応して、ＳＱＵＩＤセンサ３の数と同じ数のトラップ解除ヒータＴが、各ＳＱＵＩＤセンサ３の近傍に設けられている。このトラップ解除ヒータＴは、ＳＱＵＩＤセンサ３を加熱して一旦常伝導転移させることで、ＳＱＵＩＤセンサ３の磁束トラップを解除する。このようなトラップ解除ヒータＴは、例えば、ＳＱＵＩＤセンサ３がパターン形成される基板において、一緒にパターンとして形成される。
【００２４】
以下、図２を参照し、このトラップ解除ヒータＴに電力を供給するための給電線の配線について説明する。
【００２５】
脳磁計１は、計測ユニット１Ａの外側に設置され、各トラップ解除ヒータＴに対して電力を供給するための電源部３１を備えている。この電源部３１は、ｎ個（ｎ＝２，３，…）の高電位側電源端子Ｐ１〜Ｐｎと、ｍ個（ｍ＝２，３，…）の低電位側電源端子Ｑ１〜Ｑｍと、を有している。高電位側電源端子Ｐ１〜Ｐｎからは、液体ヘリウム５に浸漬される領域まで、それぞれ高電位側給電線ｐ１〜ｐｎが延びている。同様に、低電位側電源端子Ｑ１〜Ｑｍからは、液体ヘリウム５（図１）に浸漬される領域まで、それぞれ低電位側給電線ｑ１〜ｑｍが延びている。
【００２６】
トラップ解除ヒータＴの数は、前述のとおりＳＱＵＩＤセンサ３の数と同じ数であり、これをｓ個とする（但し、ｓ≦ｎ×ｍ）。各トラップ解除ヒータＴは、それぞれ、何れかの高電位側給電線ｐｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）と、何れかの低電位側給電線ｑｊ（ｊ＝１，２，…，ｍ）と、に両端が接続されることで、電源部３１からの電力供給を受ける。そして、それぞれのトラップ解除ヒータＴが接続される給電線ｐｉ，ｑｊの組合せは、各トラップ解除ヒータＴ毎に、すべて異なる組合せが選択されている。換言すると、１組の給電線ｐｉと給電線ｑｊとの組合せで接続されるトラップ解除ヒータＴは、常に１個又０個である。すなわち、図２に示すように高電位側給電線ｐ１〜ｐｎと、低電位側給電線ｑ１〜ｑｍと、を模式的にマトリックス状に交差させて考えると、各トラップ解除ヒータＴが接続される給電線ｐｉ，ｑｊの組合せは、模式的には給電線ｐ１〜ｐｎと，給電線ｑ１〜ｑｍとが交差する各交差点に対応させることができる。そして、１つの交差点に対応して接続されるトラップ解除ヒータＴは常に１個又は０個である。
【００２７】
このような配線によれば、電源部３１は、高電位側電源端子Ｐ１〜Ｐｎと低電位側電源端子Ｑ１〜Ｑｍとを選択して電力供給することにより、ｓ個のトラップ解除ヒータＴのうちの所望の１つのヒータＴに対して選択的に電力を供給することができる。すなわち、電源端子Ｐｉに高電位、電源端子Ｑｊに低電位を付与すれば、給電線ｐｉと給電線ｑｊとに接続された１個のトラップ解除ヒータＴのみを個別選択的に加熱することができる。従って、磁束トラップが発生したＳＱＵＩＤセンサ３のみを個別選択的に効率よくトラップ解除させることができる。そして、磁束トラップ解除後は、当該ＳＱＵＩＤセンサ３のみを再調整すればよい。また、トラップ解除ヒータＴによる加熱を最低限に抑えることにより、液体ヘリウム５の蒸発が最低限に抑えられる。
【００２８】
また、このような配線によれば、電源部３１から液体ヘリウム５に浸漬される位置まで延びる給電線は、合計で（ｎ＋ｍ）本である。ここで、ｎ＝２，３，…であり、ｍ＝２，３，…であるので、給電線の数（ｎ＋ｍ）は、図４の配線を採用した場合の給電線の数（ｎ×ｍ＋１）よりも少なく抑えられる。その結果、給電線を通じた液体ヘリウム５への熱侵入を抑制することができ、ＳＱＵＩＤセンサの冷却効率が低下したり、ＳＱＵＩＤセンサの温度の安定性が悪化したりすることを抑制することができる。このような効果は、チャンネル数（ＳＱＵＩＤセンサ３及びトラップ解除ヒータＴの数）が多くなるほど顕著であるので、上記の配線は、ＳＱＵＩＤ装置の多チャンネル化を図る場合にも有利である。
【００２９】
また、高電位側電源端子の数ｎと、低電位側電源端子の数ｍとは、トラップ解除ヒータＴの数ｓに基づいて、ｓ≦ｎ×ｍを満足し、かつ、ｎの値とｍの値とが最も近い自然数の組合せになるように選択される。このようなｎ，ｍの値が設定されることで、トラップ解除ヒータＴの数ｓに対して給電線の数を最も少なくすることができる。なお、トラップ解除ヒータＴの数ｓが平方数である場合には、ｎ＝ｍとなり、最も効率よく給電線の数を減少させることができる。
【００３０】
以下、具体的な例として、トラップ解除ヒータＴの数が２５６個である場合について説明する。この場合、電源部３１には、１６個の高電位側電源端子Ｐ１〜Ｐ１６と、１６個の低電位側電源端子Ｑ１〜Ｑ１６が設けられる。電源部３１からは、液体ヘリウム５の液面下まで、１６本の給電線ｐ１〜ｐ１６と１６本の給電線ｑ１〜ｑ１６とが延在する。従って、図２における給電線ｐ１〜ｐ１６と、給電線ｑ１〜ｑ１６との交差点は２５６個となる。そして、すべての交差点に対応して１個ずつのトラップ解除ヒータＴが過不足なく接続される。
【００３１】
すなわち、２５６個のトラップ解除ヒータＴを、１６×１６のマトリックス状に配列した場合には、第ｉ列のｊ番目に位置するトラップ解除ヒータＴ（ｉ，ｊ）は、給電線ｐｉと給電線ｑｊとに接続される（但し、ｉ＝１，２，…，１６、ｊ＝１，２，…，１６）。
【００３２】
そして、この場合、電源部３１から液体ヘリウム５に浸漬される位置まで延びる給電線は、合計で３２本に抑えられ、図２の配線を採用した場合における給電線の数（トラップ解除ヒータＴの数＋１本）よりも少なくなる。
【００３３】
また、他の具体的な例として、トラップ解除ヒータＴの数が１２８個である場合について説明する。この場合、高電位側電源端子の数ｎと、低電位側電源端子の数ｍとは、トラップ解除ヒータＴの数１２８個に基づいて、１２８≦ｎ×ｍを満足し、かつ、ｎの値とｍの値とが最も近い自然数の組合せになるように選択される。従って、ｎ＝１１，ｍ＝１２が選択され、電源部３１には、１１個の高電位側電源端子Ｐ１〜Ｐ１１と、１２個の低電位側電源端子Ｑ１〜Ｑ１２が設けられる。電源部３１からは、液体ヘリウム５の液面下まで、１１本の給電線ｐ１〜ｐ１１と１２本の給電線ｑ１〜ｑ１２とが延在する。従って、図２における給電線の交差点は１３２個となる。そして、このうちの１２８個の交差点に対応して、それぞれ１個ずつのトラップ解除ヒータＴが接続される。なお、残り４個の交差点に対応して接続されるトラップ解除ヒータＴは存在しないが、不都合は生じない。この場合、電源部３１から液体ヘリウム５に浸漬される位置まで延びる給電線は、合計で２３本に抑えられ、図２の配線を採用した場合における給電線の数（トラップ解除ヒータＴの数＋１本）よりも少なくなる。なお、この例の場合、ｎ＝１２，ｍ＝１１としてもよい。
【００３４】
（第２実施形態）
図３に示すＳＱＵＩＤ装置１０１は、検査対象αにおいて発生する微弱な磁場を非接触で計測、解析する装置である。このＳＱＵＩＤ装置１０１では、検査対象物αの様々な位置から発生する磁場を検出するため、数十個〜数百個（６４個，１２８個，２５６個など）といった多数のＳＱＵＩＤ（Superconducting QuantumInterference Device）センサ３が、検査対象物αの表面に沿うように２次元的に配置されている。この多数のＳＱＵＩＤセンサ３で得られた電気信号を、情報処理部１３５で解析することで、検査対象物αからの磁場を計測・解析し、目的に応じた情報処理に利用することができる。
【００３５】
また、ＳＱＵＩＤ装置１０１は、ＳＱＵＩＤセンサ３を冷却するため、このＳＱＵＩＤセンサ３と液体ヘリウム５とを収納する断熱容器のデュワー７を備えている。更に、各ＳＱＵＩＤセンサ３の近傍には、各々のＳＱＵＩＤセンサ３に対応して、各ＳＱＵＩＤセンサ３の数と同じ数のトラップ解除ヒータＴが設けられている。そして、デュワー７の外側には電源部１３１が設けられている。この電源部１３１は、複数の高電位側電源端子及び低電位側電源端子を有しており、複数の給電線を介してトラップ解除ヒータＴに個別に電力を供給することができる。なお、電源部１３１と各トラップ解除ヒータＴとの接続状態及びその接続状態による作用効果については、上記第１実施形態において図２で説明したような電源部３１とトラップ解除ヒータＴとの接続と同じであるので、詳細な説明を省略する。
【００３６】
このようなＳＱＵＩＤ装置１０１は、具体的には、生体内で発生する磁場を計測・解析するための生体磁気計測装置に利用される。この生体磁気計測装置としては、第１実施形態で示したような、被験者の脳で発生する磁場を計測・解析するための脳磁計や、被験者の心臓で発生する磁場を計測・解析するための心磁計がある。またＳＱＵＩＤ装置１０１は、検査対象物αからの磁場を計測・解析することにより当該検査対象物αの探傷を行うＳＱＵＩＤ磁気探傷装置、検査対象物αからの磁場を計測・解析することにより当該検査対象物αの磁束分布像を得るＳＱＵＩＤ顕微鏡、又は検査対象物αからの磁場を計測・解析することにより当該検査対象物α中の金属を検出するＳＱＵＩＤ金属探知器として利用される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る脳磁計の一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１の脳磁計におけるトラップ解除ヒータの配線を示す図である。
【図３】本発明に係るＳＱＵＩＤ装置の一実施形態を示す断面図である。
【図４】ＳＱＵＩＤ装置において、トラップ解除ヒータの個別の加熱を可能にする配線の一例を示す配線図である。
【符号の説明】
【００３８】
１…脳磁計（ＳＱＵＩＤ装置）、３…ＳＱＵＩＤセンサ、Ｔ…トラップ解除ヒータ、Ｐ１〜Ｐｎ…高電位側電源端子、Ｑ１〜Ｑｍ…低電位側電源端子。１０１…ＳＱＵＩＤ装置、生体磁気計測装置、脳磁計、心磁計、ＳＱＵＩＤ磁気探傷装置、ＳＱＵＩＤ顕微鏡、ＳＱＵＩＤ金属探知器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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