(57)【要約】【課題】  安定した基準電位を供給し得る基準電位生成装置を提案する。【解決手段】  基準の電極と、基準の電極の周りに回転対称に配されるｍ個（ｍは４以上の偶数）の電極と、基準の電極を含む近傍範囲での強度が所定値未満となる信号を、ｍ個の電極に印加する印加手段と、基準の電極から得られる信号の変動幅が許容される値以下となるよう、印加手段でｍ個の電極に印加すべき信号の振幅値を調整する振幅調整手段とを備えることを特徴とする。【選択図】図３
2014057117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準の電極と、
前記基準の電極の周りに回転対称に配されるｍ個（ｍは４以上の偶数）の電極と、
前記基準の電極を含む近傍範囲での強度が所定値未満となる信号を、前記ｍ個の電極に印加する印加手段と、
前記基準の電極から得られる信号の変動幅が許容される値以下となるよう、前記印加手段が前記ｍ個の電極に印加すべき信号の振幅値を調整する振幅調整手段と
を備えることを特徴とする基準電位生成装置。
【請求項２】
前記振幅調整手段は、
単位とすべき電極ごとに、該電極に印加される信号の振幅を所定値ずつ増加させ、前記基準の電極から得られる信号の変動幅が許容される値以下となるときに単位とした電極に印加される信号の振幅値を、前記印加手段に印加させる
ことを特徴とする請求項１に記載の基準電位生成装置。
【請求項３】
前記振幅調整手段は、
単位とすべき電極の数を切り替える
ことを特徴とする請求項２に記載の基準電位生成装置。
【請求項４】
前記基準の電極、前記ｍ個の電極、前記印加手段及び前記振幅調整手段を収納する導電性の箱体と、
前記箱体の空間を仕切る導電性の板と
を備え、
前記板によって仕切られる一方の空間には前記基準の電極及び前記ｍ個の電極が配され、他方の空間には前記印加手段及び前記振幅調整手段が配される
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の基準電位生成装置。
【請求項５】
前記箱体又は前記板は、前記印加手段及び前記振幅調整手段に共通の接地対象とされる
ことを特徴とする請求項４に記載の基準電位生成装置。
【請求項６】
前記ｍ個の電極は、該電極から発生する放射電界、誘導電磁界及び準静電界のうち準静電界が他の電界よりも大きい強度となる空間として形成される距離よりも大きい距離を隔てて配される
ことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の基準電位生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基準電位生成装置に関し、接地がとれない機器において好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば通信端末機器等といった可搬型の機器では接地がとれないため、基準電位を得ることが困難となる。この問題を解決する技術として、本発明者らの１人によって提案されたものがある（特許文献１参照）。
【０００３】
この技術は、検出電極のペアとされる基準電極の周りに回転対称に例えば４つの電極を配し、これら４つの電極のうち、隣り合う電極の一方に対して信号を印加するとともに他方に対して該信号の位相が１８０度ずれた信号を印加する。これにより４つの電極から生じる電界における基準電極での強度が「０」又はその近傍範囲に納まる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−０８５２３０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、外界ノイズ（外部の力の場の影響）や、電極の大きさ又は位置の誤差等の事項は完全に排除できないものであり、当該事項に起因して基準電極での強度が変動し、基準電位が不安定であった。
【０００６】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、安定した基準電位を提供し得る基準電位生成装置を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる課題を解決するため本発明は、基準電位生成装置であって、基準の電極と、基準の電極の周りに回転対称に配されるｍ個（ｍは４以上の偶数）の電極と、基準の電極を含む近傍範囲での強度が所定値未満となる信号を、ｍ個の電極に印加する印加手段と、基準の電極から得られる信号の変動幅が許容される値以下となるよう、印加手段でｍ個の電極に印加すべき信号の振幅値を調整する振幅調整手段とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、印加手段からｍ個の電極に対して電荷が印加され、該電極で形成される電界によって、基準の電極を含む近傍範囲での強度が所定値未満とされる。この電界が、外界における力の場の影響を受けた場合、基準とすべき位置を含む近傍範囲では電位変動が生じる。
【０００９】
しかしながら本発明では、振幅調整手段が、印加手段がｍ個の電極に印加すべき信号の振幅値を、基準の電極から得られる信号の変動幅が許容される値以下となるよう調整するため、ｍ個の電極で形成される電界に対する外界の力の影響は低減される。
【００１０】
また、基準の電極を含む近傍範囲に配される複数の導体は、ｍ個の電極で囲まれる範囲の内部であるため、該基準の電極に対して外部との直接的な結合が、ｍ個の電極で形成される電界によって回避される。
【００１１】
したがって本発明では、基準の電極が安定した状態となる。なお、基準の電極が安定化するということは、精密な値が要求されるセンシング分野などでは特に有用となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】距離に応じた各電界の相対的な強度変化（１[MHz]）を示すグラフである。
【図２】距離に応じた各電界の相対的な強度変化（１０[MHz]）を示すグラフである。
【図３】基準電位生成装置の構成を概略的に示す図である。
【図４】電極位置と当該電極に与えられる電荷との関係を概略的に示す図である。
【図５】シミュレーションに基づく電界・電位分布（１）を示す図である。
【図６】シミュレーションに基づく電界・電位分布（２）を示す図である。
【図７】振幅調整処理手順を示すフローチャートである。
【図８】他の実施の形態における電極位置と当該電極に与えられる電荷との関係（１）を概略的に示す図である。
【図９】各電極構造での基準電極の距離と電位との関係を示すグラフである。
【図１０】他の実施の形態における電極位置と当該電極に与えられる電荷との関係（２）を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（１）電界通信
本発明を実施するための形態を説明する前に、まずは、電界方式の通信について各種観点から説明する。
【００１４】
［１−１．電界の分類］
電界発生源となる微小ダイポールからの距離をｒとし、その距離ｒを隔てた位置をＰとした場合、当該位置Ｐでの電界強度Ｅは、マックスウェル方程式より、次式
【数１】
2014057117.tif 000003
のように曲座標（ｒ,θ,δ）として表すことができる。
【００１５】
ちなみに、（１）式における「Ｑ」は、電荷（単位はクーロン）であり、「ｌ」は、電荷間の距離（但し、微小ダイポールの定義より、「ｌ」は「ｒ」に比して小さい）であり、「π」は、円周率、「ε」は、微小ダイポールを含む空間の誘電率、「ｊ」は、虚数単位、「ｋ」は、波数である。
【００１６】
かかる（１）式を展開すると、次式
【数２】
2014057117.tif 000004
となる。
【００１７】
この（２）式からも分かるように、電界Ｅｒ及びＥΘは、電界発生源からの距離に線形に反比例する放射電界（ＥΘの第３項）と、電界発生源からの距離の２乗に反比例する誘導電磁界（Ｅｒ、ＥΘの第２項）と、電界発生源からの距離の３乗に反比例する準静電界（Ｅｒ、ＥΘの第１項）との合成電界として発生する。
【００１８】
このように電界は、距離との関係では、放射電界、誘導電磁界及び準静電界に分類することができる。
【００１９】
［１−２．電界の分解能］
ここで、電界発生源からの距離によって電界強度が変化する割合を、放射電界、誘導電磁界、準静電界で比較する。
【００２０】
（２）式における電界ＥΘのうち、放射電界に関する第３項を距離ｒで微分すると、次式
【数３】
2014057117.tif 000005
のように表すことができる。
【００２１】
また（２）式における電界ＥΘのうち、誘導電磁界に関する第２項を距離ｒで微分すると、次式
【数４】
2014057117.tif 000006
のように表すことができる。
【００２２】
さらに（２）式における電界ＥΘのうち、準静電界に関する第１項を距離ｒで微分すると、次式
【数５】
2014057117.tif 000007
のように表すことができる。
【００２３】
なお、（３）乃至（５）式の「Ｔ」は、単純化するために(２)式の一部分を次式
【数６】
2014057117.tif 000008
のように置き換えている。
【００２４】
これら（３）乃至（５）式からも明らかなように、距離によって電界強度が変化する割合は準静電界に関する成分が最も大きい。つまり、準静電界は距離に対して高い分解能があるといえる。
【００２５】
［１−３．電界強度と周波数との関係］
ここで、これら放射電界、誘導電磁界及び準静電界それぞれの相対的な強度と、距離との関係を図１に示す。図１は、１[MHz]における各電界それぞれの相対的な強度と距離との関係を指数で示すものである。
【００２６】
この図１からも明らかなように、放射電界、誘導電磁界及び準静電界それぞれの相対的な強度が等しくなる距離(以下、これを強度境界距離と呼ぶ)が存在する。この強度境界距離よりも遠方の空間では放射電界が優位（誘導電磁界や準静電界の強度よりも大きい状態）となる。これに対して強度境界距離よりも近方の空間では準静電界が優位（放射電界や誘導電磁界の強度よりも大きい状態）となる。
【００２７】
この強度境界距離は、（２）式における電界ＥΘの各項（ＥΘ１、ＥΘ２、ＥΘ３）に対応する電界の各成分、すなわち次式
【数７】
2014057117.tif 000009
が一致する（ＥΘ１＝ＥΘ２＝ＥΘ３）ということであるから、次式
【数８】
2014057117.tif 000010
を充足する場合、つまり、次式
【数９】
2014057117.tif 000011
として表すことができる。
【００２８】
この（９）式における波数ｋは、光速をｃ（ｃ＝3 ×108[m/s] ）とし、周波数をｆ[Hz]とすると次式
【数１０】
2014057117.tif 000012
として表すことができる。
【００２９】
したがって強度境界距離は（９）式と（１０）式を整理し、次式
【数１１】
2014057117.tif 000013
となる。
【００３０】
この（１１）式からも分かるように、放射電界及び誘導電磁界に比して強度の大きい状態にある準静電界の空間（以下、これを準静電界優位空間と呼ぶ）を広くする場合には周波数が密接に関係している。
【００３１】
具体的には、低い周波数であるほど、準静電界優位空間が大きくなる（即ち、図１に示した強度境界距離は、周波数が低いほど長くなる（右に移ることになる））。これに対して高い周波数であるほど、準静電界優位空間が狭くなる（即ち、図１に示した強度境界距離は、周波数が高いほど短くなる（左に移ることになる））。
【００３２】
例えば１０[MHz]を選定した場合、上述の（１１）式により、４．７７５[m]よりも近方では準静電界が優位な空間となる。かかる１０[MHz]を選定した場合に放射電界、誘導電磁界及び準静電界それぞれの相対的な強度と、距離との関係をグラフ化すると図２に示す結果となる。
【００３３】
この図２からも明らかなように、電界発生源から０．０１[m]地点の準静電界の強度は、誘導電磁界に比しておよそ１８．２[dB]大きくなる。従ってこの場合の準静電界は、誘導電磁界及び放射電界の影響がないものとみなすことができる。つまり、放射電界や誘導電磁界には磁界が発生するため、該放射電界や誘導電磁界では電流が分布するが、この分布に起因する副次的な電界との干渉の程度が小さい。
【００３４】
このように準静電界は、低い周波数帯を選定するほど、電界発生源からより広い空間において、誘導電磁界及び放射電界に比して優位となる関係にあり、副次的な電界との干渉の程度が小さいものとなる。
【００３５】
（２）本発明を実施するための形態
図３において、携帯電話機等の可搬型の電子機器あるいは車等の車両に代表されるように、明示的な基準電位を確保し難いとされる装置に対して搭載すべき基準電位生成装置１の構成を示す。この基準電位生成装置１は、回路電源部１０、特異領域形成部２０、フィードバック処理部３０及び遮蔽部４０を含む構成とされる。
【００３６】
回路電源部１０は、基準電位生成装置１を搭載する装置におけるバッテリー等の電源を用いて基準電位生成装置１を駆動するための電源電圧を生成し、これを特異領域形成部２０及びフィードバック処理部３０に与える。
【００３７】
特異領域形成部２０は、基準として用いられる電極（以下、これを基準電極とも呼ぶ）２１、４つの電極２２Ａ〜２２Ｄ、信号発振源２３及び信号印加部２４を有する。
【００３８】
基準電極２１は、信号の送出対象とされる電極（以下、これを送出電極とも呼ぶ）又は振動波の検出対象とされる電極（以下、これを検出電極とも呼ぶ）とのペアとされるものである。
【００３９】
基準電極２１が送出電極とのペアとされる場合、該基準電極２１はアンプの一方の入力端に接続される。この場合、アンプでは、他方の入力端に与えられる信号との差分が送出信号として増幅され、該アンプの出力端に接続される送出電極に出力される。
【００４０】
基準電極２１が検出電極とのペアとされる場合、該基準電極はアンプの一方の入力端に接続される。この場合、アンプでは、他方の入力端に接続される検出用の電極との差分が検出信号として増幅され、該アンプの出力端に接続される後段の回路に送出される。
【００４１】
電極２２Ａ〜２２Ｄは、基準電極２１を重心として正方形の各頂点となる位置に配される。信号発振源２３は、回路電源部１０から与えられる駆動電圧を用いて動作し、正弦波信号を発振する。電極２２Ａ〜２２Ｄ及び信号発振源２３は、信号印加部２４に接続される。
【００４２】
信号印加部２４では、信号発振源２３から発振される正弦波信号の周波数又は振幅の値が、操作入力部又は振幅調整部３３によって設定される。信号印加部２４は、回路電源部１０から与えられる駆動電圧を用いて動作し、信号発振源２３から発振される正弦波信号の周波数又は振幅を設定値に調整する。
【００４３】
信号印加部２４は、正弦波信号の周波数又は振幅を調整した場合、電極２２Ａ〜２２Ｄのうち一方の対角線上に配される電極２２Ａ，２２Ｃに出力する。また信号印加部２４は、電極２２Ａ〜２２Ｄのうち他方の対角線上に配される電極２２Ｂ，２２Ｄに対して、電極２２Ａ，２２Ｃに出力される正弦波信号と同じ周波数及び振幅で位相が１８０°異なる信号（以下、これを逆波信号とも呼ぶ）を出力する。
【００４４】
信号印加部２４に対して設定される正弦波信号の振幅は同じ値とされ、該正弦波信号の周波数は、上述の（１１）式に基づく「ｒ＜ｃ／２πｆ」を充足する周波数とされる。具体的には、基準電極２１の配置位置と、電極２２Ａ〜２２Ｄの配置位置との間の距離などを考慮して、ハムノイズの周波数帯域（５０〜６０[Hz]程度）等のノイズフロアとの差が明確となる周波数が選定される。
【００４５】
したがって、電極２２Ａ〜２２Ｄに対して信号印加部２４から信号（正弦波信号，逆波信号）が印加された場合、該電極２２Ａ〜２２Ｄから発生する放射電界、誘導電磁界及び準静電界の合成電界は、準静電界優位空間として形成される。ちなみに準静電界優位空間は、上述したように、放射電界及び誘導電磁界に比して強度が大きい状態にある準静電界の空間である。
【００４６】
また電極２２Ａ〜２２Ｄには、隣り合う電極での極性が反転する同レベルの電荷が与えられるため、当該電荷により生じる電界は相互に打ち消しあう。したがって、図４に示すように、電極２２Ａ〜２２Ｄに形成される電界の強度は基準電極２１のＺ軸（破線で示す）では時間経過にかかわらず０[Ｖ／ｍ]又はそれに近い値となる。以下、電界が打ち消しあってその強度が、０[Ｖ／ｍ]とみなすものとして許容し得る値未満となる領域を特異領域と呼ぶこととする。
【００４７】
ここで、図４に示す点電荷により生じる電界を重ねあわせたｘ−ｙ平面での電界を計算してマッピングしたものを図５及び図６に示す。
【００４８】
図５（Ａ）は電界Ｅ[Ｖ／ｍ]を対数尺度で示し、図５（Ｂ）は電界Ｅ[Ｖ／ｍ]を線形尺度（リニアスケール）で示している。図５（Ｃ）は、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）の電界分布に対応する電位分布である。また図６（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、それぞれ、図５（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）における特異領域を拡大したものである。なお、図５及び図６では、電荷Ｑは１[Ｃ]とし、点電荷間の距離は０．０１[ｍ]とした。
【００４９】
図５及び図６に示されるとおり、ｘ−ｙ平面に存在する電極２２Ａ〜２２Ｄの重心位置（基準電極２１の配置位置）及びその近傍は特異領域となっていることが分かる。
【００５０】
また図５及び図６からも分かるように、電極２２Ａ〜２２Ｄでの電界強度は急峻に減衰する。具体的には２の累乗数（電極個数）＋１で減衰する。つまり、電極２２Ａ〜２２Ｄから生じる電界の範囲はごく近傍に限局した状態にある。
【００５１】
このことは、電極２２Ａ〜２２Ｄに対する外部の結合範囲がごく近傍に限局されるということを意味する。したがって、この基準電位生成装置１を搭載すべき装置に含まれる他の部品と電極２２Ａ〜２２Ｄとの結合が低減され、特異領域での電位の変動は大幅に抑制されることとなる。また、この基準電位生成装置１を搭載すべき装置に対して、該基準電位生成装置１の搭載スペースの制約が緩和されることにもなる。
【００５２】
このように信号印加部２４は、正方形の各頂点となる位置に配される電極２２Ａ〜２２Ｄの隣り合う位置で逆極性かつ同レベルとなる電荷を与えることによって、当該電極２２Ａ〜２２Ｄの重心位置にある基準電極２１とその近傍をおおよそ０[Ｖ]の領域（特異領域）として形成する。
【００５３】
フィードバック処理部３０は、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）３１、アンプ３２及び振幅調整部３３を有する。
【００５４】
ＦＥＴ３１のゲートは基準電極２１に接続される。またＦＥＴ３１のドレインはアンプ３２の入力端に接続され、ソースはグランドとすべき部位に接続される。
【００５５】
基準電極２１に電位変動が生じた場合、該電位変動は、ＦＥＴ３１におけるドレイン−ソース間での電流変動としてそれぞれ検知され、その検知結果がアンプ３２においてドリフト成分信号として増幅され振幅調整部３３に出力される。
【００５６】
振幅調整部３３は、所定の間隔ごとに、アンプ３２から出力されるドリフト成分信号の変動が最も小さくなるよう電極２２Ａ〜２２Ｄに印加すべき信号の振幅値を調整する。
【００５７】
この振幅調整処理は、例えば、図７に示すフローチャートに従って実行される。すなわち振幅調整部３３は、回路電源部１０から電源電圧が与えられた場合、振幅調整処理を開始し、ステップＳＰ１に進む。
【００５８】
振幅調整部３３は、ステップＳＰ１では、印加すべき信号の極性が同極性とされる１対の電極２２Ａ，２２Ｃ、２２Ｂ，２２Ｄのうち、振幅を可変させるべき１対の電極を選択し、ステップＳＰ２に進む。
【００５９】
振幅調整部３３は、ステップＳＰ２では、選択した例えば１対の電極２２Ａ，２２Ｃに印加すべき信号の振幅として信号印加部２４に設定される値を所定量だけ増加させ、ステップＳＰ３に進む。なお、振幅を可変させるべきとして選択された電極２２Ａ，２２Ｃ以外の電極２２Ｂ，２２Ｄに印加すべき信号の振幅値は固定値として、信号印加部２４において設定されている値のまま維持される。
【００６０】
振幅調整部３３は、ステップＳＰ３では、アンプ３２から出力されるドリフト成分信号の計測を開始し、該ドリフト成分信号の計測期間として指定される期間（以下、これをドリフト計測期間とも呼ぶ）が経過するまで計測し続ける。
【００６１】
振幅調整部３３は、ドリフト計測期間が経過した場合、ステップＳＰ４に進んで、該ドリフト計測期間におけるドリフト成分信号の変動幅を検出し、ステップＳＰ５に進む。この変動幅は、平均値、分散等のばらつきの程度又は最大値などの統計値として検出される。
【００６２】
振幅調整部３３は、ステップＳＰ５では、ステップＳＰ１で選択した時点で信号印加部２４に設定される振幅値からの増加量が、規定される増加量（以下、これを規定増加レベルとも呼ぶ）以上であるか否かを判定する。
【００６３】
ここで否定結果が得られた場合、振幅調整部３３は、ステップＳＰ２に戻って上述の処理を繰り返す。
【００６４】
これに対して肯定結果が得られた場合、振幅調整部３３は、ステップＳＰ６に進んで、印加すべき信号の極性が同極性とされる１対の電極のすべてを、振幅を可変させるべき電極として選択したか否かを判定する。
【００６５】
ここで否定結果が得られた場合、振幅調整部３３は、ステップＳＰ７に進んで、ステップＳＰ１で印加すべき信号の振幅を可変させるべきとして選択した電極２２Ａ，２２Ｃに対して信号印加部２４で設定される振幅値を、ステップＳＰ１で選択した時点の振幅値に戻す。そして振幅調整部３３は、ステップＳＰ１に戻って、印加すべき信号の振幅を可変させるべきとして未選択となる電極について、ステップＳＰ１〜ステップＳＰ６の各処理を繰り返す。
【００６６】
これに対して肯定結果が得られた場合、このことは、同じ極性の信号を印加対象とする１対の電極を単位として、該電極に印加すべき信号の振幅値として信号印加部２４に設定される値を所定値ずつ増加したときの特異領域での変動幅を計測できたことを意味する。
【００６７】
この場合、振幅調整部３３は、ステップＳＰ８に進んで、特異領域での変動幅が最も小さく検出されたときに信号印加部２４に設定されていた振幅値を、該信号印加部２４に対して再設定し、振幅調整処理を終了する。
【００６８】
このように振幅調整部３３は、同じ極性の信号を印加対象とする１対の電極を単位として、該電極に印加される信号の振幅値を所定値ずつ増加したときの特異領域での変動幅を計測し、最も変動幅が小さくなるときに電極２２Ａ〜２２Ｄに印加していた信号の振幅値を信号印加部２４に設定する。したがって特異領域における電位は、直流成分又はそれに近い状態として保持される。
【００６９】
遮蔽部４０は、回路電源部１０、特異領域形成部２０及びフィードバック処理部３０を収める導電性の箱体でなり、各部１０，２０，３０に対する外部における力の場の影響を遮蔽する。この遮蔽部４０は、回路電源部１０、特異領域形成部２０及びフィードバック処理部３０に共通の接地対象とされる。
【００７０】
この実施の形態の場合、遮蔽部４０の内部では、該遮蔽部４０によって囲まれる空間を２つの空間に仕切る導電性の板（以下、これを遮蔽板とも呼ぶ）４１が設けられる。遮蔽板４１を境界とする一方の空間には電極２２Ａ〜２２Ｄ及び基準電極２１が設けられ、他方の空間には回路電源部１０、信号発振源２３、ＦＥＴ３１、アンプ３２及び振幅調整部３３が設けられる。
【００７１】
したがってこの遮蔽部４０では、特異領域に対して、基準電位生成装置１内の電子部品から生じる輻射ノイズ等の影響が遮蔽板４１によって大幅に低減される。この結果、特異領域に配される基準電極３１に対する電位の変動は、遮蔽板４１を設けない場合に比べて大幅に抑制される。
【００７２】
またこの遮蔽部４０では、例えばアクリル板等の絶縁性のスペーサ（以下、これを絶縁スペーサとも呼ぶ）４２を用いて、遮蔽部４０の内壁から準静電界優位空間を形成すべき距離よりも大きい距離を隔てて電極２２Ａ〜２２Ｄが配される。
【００７３】
したがって、遮蔽部４０の外部における他の部品と電極２２Ａ〜２２Ｄとの結合が、絶縁スペーサ４２を用いない場合に比べて大幅に低減され、特異領域に配される基準電極３１に対する電位の変動は大幅に抑制される。
【００７４】
（３）他の実施の形態
上述の実施の形態では、基準電極２１を配すべき位置を重心とする正方形の各頂点の関係となる位置に配される電極２２Ａ〜２２Ｄに対して、隣り合う極性が反転する関係となる同レベルの信号を与える電極構造（平面４極構造）が採用された。しかしながら電極構造はこの実施の形態に限定されるものではない。
【００７５】
例えば、基準電極２１を配すべき位置を重心とする正２ｎ（ｎは２以上の偶数）角形の各頂点の関係となる位置に配される電極に対して、隣り合う極性が反転する関係となる同レベルの信号を与える電極構造（すなわち平面２ｎ極構造）が適用可能である。
【００７６】
ここで、平面６極構造（ｎ＝３）及び平面８極構造（ｎ＝４）における電極位置と、当該電極に与えられる電荷との関係を図８に示す。また平面４極構造（ｎ＝２）、平面６極構造及び平面８極構造での特異領域（基準電極が配される正２ｎ角形の重心）からの距離と、電位との関係を図９に示す。
【００７７】
図９からも分かるように、平面２ｎ極構造ではｎが大きい電極構造となるほど、正２ｎ角形の重心近傍での電位の減衰の程度が大きくなる。これは、正２ｎ角形の重心から各頂点までの距離が一定であれば、ｎが大きくなるほど、隣り合う電荷間の距離（すなわち多角形の辺の長さ）が小さくなり、当該電極から生じる電界が打ち消しあう効率が向上することによる。したがって、平面２ｎ極構造としてｎが大きい電極構造が採用されるほど、特異領域における電位の変動を抑制する程度を大きくすることができる。
【００７８】
また例えば、基準電極２１を配すべき位置を重心とする正４面体以外の正多面体、もしくは、全ての面の形状が２ｎ角形となる準正多面体の各頂点の関係となる位置に配される電極に対して、隣り合う極性が反転する関係となる同レベルの信号を与える電極構造（すなわち立体多極構造）が適用可能である。なお、立体８極構造（正６面体）、立体１４極構造（切頂８面体）における電極位置と、当該電極に与えられる電荷との関係を図１０に示す。
【００７９】
なお、電極構造は上述した以外であってもよい。要するに、基準電極２１を配すべき位置の周りに回転対称なｍ個（ｍは４以上の偶数）の電極に対して、隣り合う電極での極性が正対する関係となる同レベルの電荷が与えられる電極構造であればよい。なお、この多極構造自体の詳細等については本発明者の一人が既に提案している特願２００７−５６９５４も参照されたい。
【００８０】
上述の実施の形態では、電極２２Ａ〜２２Ｄに対して交番信号が印加されたが、直流信号であってもよい。要するに、隣り合う電極に対して、該電極での極性が正対する同レベルの電荷が印加されればよい。
【００８１】
上述の実施の形態では、電極２２Ａ〜２２Ｄの形状が正方形とされた。しかしながらこれら電極の形状はこの実施の形態に限定されるものではなく、あらゆる形状を採用することが可能である。なお、電極２２Ａ〜２２Ｄの大きさは図示した大きさに限るものではない。
【００８２】
上述の実施の形態では、電極２２Ａ〜２２Ｄが同一平面に配されたが、必ず同一平面としなければならないものではない。
【００８３】
上述の実施の形態では、同じ極性の信号を印加対象とする１対の電極を単位として、該電極に印加される信号の振幅値を所定値ずつ増加したときの特異領域での変動幅が計測された。しかしながら、電極の単位は、同じ極性の信号を印加対象とする１対の電極に限定されるものではない。
【００８４】
例えば、１つの電極２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ又は２２Ｄが単位とされてもよい。この単位では、例えば、１つの電極２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ又は２２Ｄだけが規格外の位置、形状又は大きさとなる場合、あるいは、多方向からの外界ノイズ（外部の力の場の影響）がある場合などに有用である。
【００８５】
また別の例として、極性が逆となる信号を印加対象とする１対の電極が単位とされてもよい。この単位では、例えば、同じ極性の信号を印加対象とする１対の電極を単位とする場合と同様に、方向性をもった外界ノイズ（外部の力の場の影響）がある場合などに有用である。
【００８６】
また別の例として、単位とすべき電極を１つとする場合と、同じ極性の信号を印加対象とするペアとする場合と、極性が逆となる信号を印加対象とするペアとする場合とを所定の順序で切り替えるようにしてもよい。この場合、特異領域における電位を直流成分又はそれに近い状態として保持させる観点では好ましい。
【００８７】
上述の実施の形態では、所定間隔ごとに振幅調整処理が実行された。しかしながら、振幅調整処理を実行すべき時期は、所定間隔ごとに限られない。例えば、ドリフト成分信号の変動幅が、該変動幅に対して設定される閾値以上となった場合に、振幅調整処理が実行されてもよい。
【００８８】
上述の実施の形態では、回路電源部１０、特異領域形成部２０及びフィードバック処理部３０に共通の接地対象が遮蔽部４０とされたが、該遮蔽部４０に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明は、例えば農業、林業、漁業、鉱業、建設業、製造業、電気業、情報通信業、運輸業又は医薬業において利用可能性があり、もちろんこれら以外のあらゆる産業において幅広く利用可能性がある。
【符号の説明】
【００９０】
１・・・基準電位生成装置
１０・・・回路電源部
２０・・・特異領域形成部
２１・・・基準電極
２２Ａ〜２２Ｄ・・・電極
２３・・・信号発振源
２４・・・信号印加部
３０・・・フィードバック処理部
３１・・・ＦＥＴ
３２・・・アンプ
３３・・・振幅調整部
４０・・・遮蔽部
４１・・・遮蔽板
４２・・・絶縁スペーサ
【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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