(57)【要約】【課題】ＳＱＵＩＤセンサ冷却用の寒剤の充填量を抑えることができる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。【解決手段】ＳＱＵＩＤ装置１は、超伝導体からなり対象物からの磁場を検出するピックアップコイル３１と、ピックアップコイル３１と超伝導線３２で接続されると共に、ジョセフソン接合を有しピックアップコイル３１で検出された磁場を電圧に変換するＳＱＵＩＤ素子３３と、液体ヘリウム５を収容するデュワー７を有しＳＱＵＩＤ素子３３を液体ヘリウム５に浸漬させて冷却する浸漬冷却手段と、液体ヘリウム５の外側に配置されたピックアップコイル３１を冷却ステージ１１等からの熱伝導によって冷却する伝導冷却手段と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超伝導体からなり対象物からの磁場を検出するピックアップコイルと、
前記ピックアップコイルに超伝導線で接続されると共に、ジョセフソン接合を有し前記ピックアップコイルで検出された磁場を電圧に変換するＳＱＵＩＤ素子と、
液体の寒剤を収容する寒剤容器を有し前記ＳＱＵＩＤ素子を前記寒剤に浸漬させて冷却する浸漬冷却手段と、
前記寒剤の外側に配置された前記ピックアップコイルを低熱源からの熱伝導によって冷却する伝導冷却手段と、
を備えることを特徴とするＳＱＵＩＤ装置。
【請求項２】
前記伝導冷却手段は、
前記ピックアップコイルを保持し、前記低熱源からの低熱を前記ピックアップコイルに伝導するコイル保持部を有し、
前記コイル保持部は、前記寒剤容器に対する向きを変更可能とするように前記低熱源に支持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、
超伝導体からなり前記生体内で発生する磁場を検出するピックアップコイルと、
前記ピックアップコイルに超伝導線で接続されると共に、ジョセフソン接合を有し前記ピックアップコイルで検出された磁場を電圧に変換するＳＱＵＩＤ素子と、
液体の寒剤を収容する寒剤容器を有し前記ＳＱＵＩＤ素子を前記寒剤に浸漬させて冷却する浸漬冷却手段と、
前記寒剤の外側に配置された前記ピックアップコイルを低熱源からの熱伝導によって冷却する伝導冷却手段と、
を備え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、
超伝導体からなり前記被験者の脳で発生する磁場を検出するピックアップコイルと、
前記ピックアップコイルに超伝導線で接続されると共に、ジョセフソン接合を有し前記ピックアップコイルで検出された磁場を電圧に変換するＳＱＵＩＤ素子と、
液体の寒剤を収容する寒剤容器を有し前記ＳＱＵＩＤ素子を前記寒剤に浸漬させて冷却する浸漬冷却手段と、
前記寒剤の外側に配置された前記ピックアップコイルを低熱源からの熱伝導によって冷却する伝導冷却手段と、
を備えることを特徴とする脳磁計。
【請求項５】
前記伝導冷却手段は、
前記ピックアップコイルを保持し、前記低熱源からの低熱を前記ピックアップコイルに伝導するコイル保持部を有し、
前記コイル保持部は、前記寒剤容器に対する向きを変更可能とするように前記低熱源に支持されていることを特徴とする請求項４に記載の脳磁計。
【請求項６】
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、
超伝導体からなり前記被験者の心臓で発生する磁場を検出するピックアップコイルと、
前記ピックアップコイルに超伝導線で接続されると共に、ジョセフソン接合を有し前記ピックアップコイルで検出された磁場を電圧に変換するＳＱＵＩＤ素子と、
液体の寒剤を収容する寒剤容器を有し前記ＳＱＵＩＤ素子を前記寒剤に浸漬させて冷却する浸漬冷却手段と、
前記寒剤の外側に配置された前記ピックアップコイルを低熱源からの熱伝導によって冷却する伝導冷却手段と、
を備えることを特徴とする心磁計。
【請求項７】
前記伝導冷却手段は、
前記ピックアップコイルを保持し、前記低熱源からの低熱を前記ピックアップコイルに伝導するコイル保持部を有し、
前記コイル保持部は、前記寒剤容器に対する向きを変更可能とするように前記低熱源に支持されていることを特徴とする請求項６に記載の心磁計。
【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の探傷を行うＳＱＵＩＤ磁気探傷装置であって、
超伝導体からなり前記検査対象物からの磁場を検出するピックアップコイルと、
前記ピックアップコイルに超伝導線で接続されると共に、ジョセフソン接合を有し前記ピックアップコイルで検出された磁場を電圧に変換するＳＱＵＩＤ素子と、
液体の寒剤を収容する寒剤容器を有し前記ＳＱＵＩＤ素子を前記寒剤に浸漬させて冷却する浸漬冷却手段と、
前記寒剤の外側に配置された前記ピックアップコイルを低熱源からの熱伝導によって冷却する伝導冷却手段と、
を備えることを特徴とするＳＱＵＩＤ磁気探傷装置。
【請求項９】
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、
超伝導体からなり前記検査対象物からの磁場を検出するピックアップコイルと、
前記ピックアップコイルに超伝導線で接続されると共に、ジョセフソン接合を有し前記ピックアップコイルで検出された磁場を電圧に変換するＳＱＵＩＤ素子と、
液体の寒剤を収容する寒剤容器を有し前記ＳＱＵＩＤ素子を前記寒剤に浸漬させて冷却する浸漬冷却手段と、
前記寒剤の外側に配置された前記ピックアップコイルを低熱源からの熱伝導によって冷却する伝導冷却手段と、
を備えることを特徴とするＳＱＵＩＤ顕微鏡。
【請求項１０】
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、
超伝導体からなり前記検査対象物からの磁場を検出するピックアップコイルと、
前記ピックアップコイルに超伝導線で接続されると共に、ジョセフソン接合を有し前記ピックアップコイルで検出された磁場を電圧に変換するＳＱＵＩＤ素子と、
液体の寒剤を収容する寒剤容器を有し前記ＳＱＵＩＤ素子を前記寒剤に浸漬させて冷却する浸漬冷却手段と、
前記寒剤の外側に配置された前記ピックアップコイルを低熱源からの熱伝導によって冷却する伝導冷却手段と、
を備え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、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金属探知器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような分野の技術として、下記特許文献１に記載の生体磁気計測装置が知られている。この生体磁気計測装置は、人間の脳で発生する磁場を計測・解析するものあり、微弱な磁場を検出するＳＱＵＩＤセンサを備えている。このＳＱＵＩＤセンサは、超伝導転移温度において安定した温度を維持する必要があるので、この装置は、極低温の液体の寒剤を収容するデュワーを備えており、ＳＱＵＩＤセンサは、この寒剤（ここでは、液体ヘリウム）中に浸漬されて冷却されている。
【特許文献１】特開２００５−２９１６２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この種の装置では、メンテナンスの度にデュワー内を一旦空にし、再度デュワー内に寒剤を充填するといった作業が必要である。例えば、寒剤として広く用いられる液体ヘリウムは非常に高価であるので、寒剤の充填量が少ない程この種の装置のメンテナンス費用を低く抑えることが可能となる。また、装置が保持する寒剤が少ない程、システムの運用の安全性が向上する。このように、ＳＱＵＩＤセンサを用いた装置にあっては、寒剤の充填量を少なくすることが望まれる。
【０００４】
そこで、本発明は、ＳＱＵＩＤセンサ冷却用の寒剤の充填量を抑えることができる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】
【０００５】
本発明のＳＱＵＩＤ装置は、超伝導体からなり対象物からの磁場を検出するピックアップコイルと、ピックアップコイルに超伝導線で接続されると共に、ジョセフソン接合を有しピックアップコイルで検出された磁場を電圧に変換するＳＱＵＩＤ素子と、液体の寒剤を収容する寒剤容器を有しＳＱＵＩＤ素子を寒剤に浸漬させて冷却する浸漬冷却手段と、寒剤の外側に配置されたピックアップコイルを低熱源からの熱伝導によって冷却する伝導冷却手段と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
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、超伝導体からなり生体内で発生する磁場を検出するピックアップコイルと、ピックアップコイルに超伝導線で接続されると共に、ジョセフソン接合を有しピックアップコイルで検出された磁場を電圧に変換するＳＱＵＩＤ素子と、液体の寒剤を収容する寒剤容器を有しＳＱＵＩＤ素子を寒剤に浸漬させて冷却する浸漬冷却手段と、寒剤の外側に配置されたピックアップコイルを低熱源からの熱伝導によって冷却する伝導冷却手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
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、超伝導体からなり被験者の脳で発生する磁場を検出するピックアップコイルと、ピックアップコイルに超伝導線で接続されると共に、ジョセフソン接合を有しピックアップコイルで検出された磁場を電圧に変換するＳＱＵＩＤ素子と、液体の寒剤を収容する寒剤容器を有しＳＱＵＩＤ素子を寒剤に浸漬させて冷却する浸漬冷却手段と、寒剤の外側に配置されたピックアップコイルを低熱源からの熱伝導によって冷却する伝導冷却手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
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、超伝導体からなり被験者の心臓で発生する磁場を検出するピックアップコイルと、ピックアップコイルに超伝導線で接続されると共に、ジョセフソン接合を有しピックアップコイルで検出された磁場を電圧に変換するＳＱＵＩＤ素子と、液体の寒剤を収容する寒剤容器を有しＳＱＵＩＤ素子を寒剤に浸漬させて冷却する浸漬冷却手段と、寒剤の外側に配置されたピックアップコイルを低熱源からの熱伝導によって冷却する伝導冷却手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
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、超伝導体からなり検査対象物からの磁場を検出するピックアップコイルと、ピックアップコイルに超伝導線で接続されると共に、ジョセフソン接合を有しピックアップコイルで検出された磁場を電圧に変換するＳＱＵＩＤ素子と、液体の寒剤を収容する寒剤容器を有しＳＱＵＩＤ素子を寒剤に浸漬させて冷却する浸漬冷却手段と、寒剤の外側に配置されたピックアップコイルを低熱源からの熱伝導によって冷却する伝導冷却手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
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、超伝導体からなり検査対象物からの磁場を検出するピックアップコイルと、ピックアップコイルに超伝導線で接続されると共に、ジョセフソン接合を有しピックアップコイルで検出された磁場を電圧に変換するＳＱＵＩＤ素子と、液体の寒剤を収容する寒剤容器を有しＳＱＵＩＤ素子を寒剤に浸漬させて冷却する浸漬冷却手段と、寒剤の外側に配置されたピックアップコイルを低熱源からの熱伝導によって冷却する伝導冷却手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
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、超伝導体からなり検査対象物からの磁場を検出するピックアップコイルと、ピックアップコイルに超伝導線で接続されると共に、ジョセフソン接合を有しピックアップコイルで検出された磁場を電圧に変換するＳＱＵＩＤ素子と、液体の寒剤を収容する寒剤容器を有しＳＱＵＩＤ素子を寒剤に浸漬させて冷却する浸漬冷却手段と、寒剤の外側に配置されたピックアップコイルを低熱源からの熱伝導によって冷却する伝導冷却手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
これらの装置においては、温度変動を嫌うジョセフソン接合をもつＳＱＵＩＤ素子は、液体の寒剤に浸漬させて冷却時の温度変動を抑える。一方、多少の温度変動が許容されるピックアップコイルは、寒剤の外側に配置し熱伝導による冷却を行っている。従って、寒剤容器は、ピックアップコイルを収容する必要がなく大きさを抑えることができるので、その結果、これらの装置における寒剤の充填量を抑制することができる。
【００１３】
また、上記のＳＱＵＩＤ装置、脳磁計、及び心磁計においては、伝導冷却手段は、ピックアップコイルを保持し、低熱源からの低熱をピックアップコイルに伝導するコイル保持部を有し、コイル保持部は、寒剤容器に対する向きを変更可能とするように低熱源に支持されていることが好ましい。液体の寒剤を収容する寒剤容器は、容易に姿勢を変更できないが、上記のような構成を採用することで、寒剤容器の姿勢を変更することなくピックアップコイルの向きを自在に変更することができる。従って、例えば、検査対象物の姿勢を変更することが困難な場合にも、ピックアップコイルの向きを変更することにより、検査対象物の姿勢と寒剤容器の姿勢とのいずれも変更することなく磁場の測定が可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ＳＱＵＩＤセンサ冷却用の寒剤の充填量を抑えることができる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ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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。
【００１６】
図１に示すＳＱＵＩＤ装置１は、磁場検出ユニット１Ａを備え、磁場検出ユニット１Ａは、検査対象物αからの磁場を検出するＳＱＵＩＤセンサ３を複数備えている。このＳＱＵＩＤセンサ３は、図２に示すように、検査対象物αの表面近傍において検査対象物αからの磁場を検出するピックアップコイル３１を備えている。このピックアップコイル３１は、チップ上に形成された環状の回路である。さらにＳＱＵＩＤ装置１は、ピックアップコイル３１と超伝導線３２で接続されたＳＱＵＩＤ素子３３を備えている。ＳＱＵＩＤ素子３３は、チップ上に形成され超伝導線３２からの電流が入力される入力コイル３５と、当該入力コイル３５に対面して同じチップ上に環状に形成されたＳＱＵＩＤ回路３７とを有している。ＳＱＵＩＤ回路３７は、２つのジョセフソン接合３７ａを有しており、入力コイル３５から入力される微弱な磁場を電圧に変換して出力する。
【００１７】
上記ピックアップコイル３１に検査対象物αからの磁場が作用すると、ピックアップコイル３１、超伝導線３２、及び入力コイル３５で形成される閉ループの回路に電流が発生する。この電流に伴って入力コイル３５に発生する磁場が、入力コイル３５からＳＱＵＩＤ回路３７に入力され、ＳＱＵＩＤ回路３７によって電圧に変換され、電気信号としてＳＱＵＩＤ素子３３から出力される。この電気信号が、情報処理部１Ｃに送信され、情報処理部１Ｃにおいて電気信号が解析されることにより、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。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。
【００１８】
上記ＳＱＵＩＤセンサ３のピックアップコイル３１、超伝導線３２、入力コイル３５、及びＳＱＵＩＤ回路３７は、すべて超伝導体からなり、ＳＱＵＩＤ装置１の動作時においては、超伝導転移させ安定に動作させるべく冷却されている。以下、再び図１を参照しながら、ピックアップコイル３１の冷却手段、及びＳＱＵＩＤ素子３３の冷却手段を含めて、ＳＱＵＩＤ装置１について説明する。なお、図１においては、図の上下方向を鉛直方向として示している。
【００１９】
図１に示すように、ＳＱＵＩＤ装置１は、液体ヘリウム（寒剤）５を収容するデュワー（寒剤容器）７と、ピックアップコイル３１を保持するコイル保持部９と、を備えている。そして、各ＳＱＵＩＤセンサ３のＳＱＵＩＤ素子３３は、デュワー７の液体ヘリウム５に浸漬されることで、約４Ｋに冷却されている。また、各ＳＱＵＩＤセンサ３のピックアップコイル３１は、２次元的に配列された状態でコイル保持部９に保持されている。ＳＱＵＩＤ装置１の測定時には、これら複数のピックアップコイル３１が、検査対象物αの表面に沿って配列される。
【００２０】
さらにＳＱＵＩＤ装置１は、低熱源としての冷却ステージ１１と、冷却ステージ１１に接続され下方に延びる伝熱板１３とを備えている。上記コイル保持部９は、ヒンジ１５を介して伝熱板１３に支持されている。コイル保持部９は、ヒンジ１５を中心として伝熱板１３に対して回動可能である。冷却ステージ１１は、冷凍機１Ｄによって約４Ｋに冷却されており、ピックアップコイル３１は、冷却ステージ１１、伝熱板１３及びコイル保持部９を介した熱伝導によって冷却される。このように、熱伝導によって、ピックアップコイル３１も約４Ｋに冷却される。このような伝熱板１３及びコイル保持部９は、例えば、銅やアルミニウムといったような高い熱伝導性を示す材料からなる。なお、例えば、超伝導線３２には伝熱被覆（図示せず）が施され、当該伝熱被覆が伝熱板１３に熱的に接続されることで、超伝導線３２は約４Ｋに冷却される。
【００２１】
ＳＱＵＩＤセンサ３において、ジョセフソン接合３７ａ（図２参照）を含むＳＱＵＩＤ素子３３にあっては、０．１Ｋ程度の温度変動がノイズ発生の原因となるので、温度変動を極めて低く抑えた状態で冷却する必要がある。その一方、ピックアップコイル３１にあっては、多少の温度変動は許容され、０．３Ｋ程度の温度変動下においても正常に動作することができる。
【００２２】
このような知見に基づいて、ＳＱＵＩＤ装置１においては、温度変動を嫌うＳＱＵＩＤ素子３３は、前述のように、液体ヘリウム５に浸漬冷却されている。液体ヘリウム５に浸漬冷却されることで、ＳＱＵＩＤ素子３３の温度は約４Ｋで安定し、温度変動も極めて小さく抑えられる。その結果、ＳＱＵＩＤ素子３３におけるノイズが抑えられ、ＳＱＵＩＤセンサ３による微弱な磁場検出が可能となる。その一方、ピックアップコイル３１については、前述のように、デュワー７の外側に配置し、冷却ステージ１１からの熱伝導による冷却を行っている。このような伝導冷却によれば、ピックアップコイル３１は、約４Ｋに冷却されながらも、０．３Ｋ程度の温度変動があり得る。ところが、ピックアップコイル３１は、この程度の温度変動を許容し正常に動作するので、ピックアップコイル３１は、熱伝導により冷却すれば十分であり何らの不都合はない。
【００２３】
このように、デュワー７は、ピックアップコイル３１を収容する必要がなく、大きさを抑えることができる。その結果、ＳＱＵＩＤ装置１における液体ヘリウム５の充填量を抑制することができる。
【００２４】
特に、ＳＱＵＩＤ装置１が脳磁計に適用される場合を考えると、ＳＱＵＩＤセンサ３及びピックアップコイル３１の個数は、数十個〜数百個（６４個，１２８個，２５６個など）である。そして、これらのピックアップコイル３１が、所定のピッチで、人間の頭の幅に亘って配列されることになる。従って、すべてのピックアップコイル３１を液体ヘリウム５に浸漬しようとすれば、デュワー７の幅も、人間の頭の幅以上に確保する必要があり、液体ヘリウム５の充填量低減にも限界がある。これに対し、ＳＱＵＩＤ装置１によれば、１カ所に集めてコンパクトに収容することが可能なＳＱＵＩＤ素子３３のみを液体ヘリウム５に浸漬し、ある程度の幅をもって配列すべきピックアップコイル３１は液体ヘリウム５の外側に配置することができる。従って、ＳＱＵＩＤ装置１の構成によれば、特に、脳磁計のような複数のピックアップコイル３１を用いるＳＱＵＩＤ装置の場合には、寒剤の充填量を抑制する効果が大きい。
【００２５】
また、このＳＱＵＩＤ装置１では、コイル保持部９が伝熱板１３に対して回動可能とされている。従って、例えば、コイル保持部９を回動させることで、ピックアップコイル３１を下に向け水平面に沿って配列させたり、図３に示すように、ピックアップコイル３１を９０°回動させることで、ピックアップコイル３１を水平に向け鉛直面に沿って配列させたりすることができる。なお、ピックアップコイル３１を任意の方向に向け傾斜面に沿って配列させることもできる。
【００２６】
このようなＳＱＵＩＤ装置１では、液体ヘリウム５を収容するデュワー７は、冷却効率を維持するために容易に姿勢を変更できないところ、コイル保持部９の上記機構によれば、デュワー７を傾斜させることなくピックアップコイル３１の配列面の向きを変更することができる。従って、デュワー７の姿勢と検査対象物αの姿勢とのいずれも変更することなく、検査対象物αの側方から磁場の測定を行ったり、検査対象物αの上方から磁場の測定を行ったりすることが容易になる。この構成によれば、例えば、脳磁計や心磁計といったように、測定対象（被験者）の向きの変更が困難な場合にも、当該被験者の姿勢を変更することなく、必要な方向からの磁場の測定が可能となるので、特に効果が高い。
【００２７】
このようなＳＱＵＩＤ装置１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、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１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。
【００２８】
続いて、図４を参照し、上記ＳＱＵＩＤ装置１が、脳磁計として利用される場合について説明する。
【００２９】
図４に示す脳磁計（ＳＱＵＩＤ装置、生体磁気計測装置）１０１は、円筒形状の磁気シールド体１１の内部に被験者Ｐを収容し、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。この脳磁計１は、磁気シールド体１０３の内部に配置される磁場検出ユニット１Ａと、磁気シールド体１０３の外部に配置される情報処理部１Ｃ、冷凍機１Ｄとを備えている。磁場検出ユニット１Ａ、情報処理部１Ｃ、及び冷凍機１Ｄの構成は、前述した通りである。
【００３０】
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、ピックアップコイル３１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、上記磁気シールド体１０３は、ニッケルからなる円筒状の基板の内壁面全体に、超伝導体からなる磁気シールド膜が形成された構造をなしている。このシールド膜は、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。
【００３１】
そして、磁気シールド体１０３の外壁面に沿って冷媒を流通させる冷媒管に、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１０３のシールド膜が、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、このシールド膜の完全反磁性によって、磁気シールド体１０３に包囲された磁場検出ユニット１Ａ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状態で微弱な磁場計測が可能になる。
【００３２】
この脳磁計１０１によれば、磁気シールド体１０３内で被験者Ｐが座った姿勢（図４に示す姿勢）になった場合には、コイル保持部９を、図１に示す向きにすることで、被験者Ｐの頭頂部側から磁場を測定することが可能である。また、磁気シールド体１０３内で被験者Ｐが寝る姿勢になった場合にも、コイル保持部９を９０度回動させ図３に示す向きにすることで、デュワー７の姿勢を変えることなく、被験者Ｐの頭頂部側から磁場を測定することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】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２】図１のＳＱＵＩＤ装置のＳＱＵＩＤセンサを示す図である。
【図３】図１のＳＱＵＩＤ装置において、コイル保持部を回動させた状態を示す図である。
【図４】図１のＳＱＵＩＤ装置が脳磁計に適用された状態を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３４】
１…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、１Ａ…磁場検出ユニット、１Ｄ…冷凍機（伝導冷却手段、低熱源）、３…ＳＱＵＩＤセンサ、５…液体ヘリウム（寒剤）、７…デュワー（浸漬冷却手段、寒剤容器）、９…コイル保持部（伝導冷却手段）、１１…冷却ステージ（伝導冷却手段、低熱源）、１３…伝熱板（伝導冷却手段、低熱源）、３１…ピックアップコイル、３２…超伝導線、３３…ＳＱＵＩＤ素子、３７…ＳＱＵＩＤ回路、３７ａ…ジョセフソン接合、１０１…ＳＱＵＩＤ装置、脳磁計、Ｐ…被験者、α…検査対象物。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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