(57)【要約】【課題】非接触で電流を直接検出するために用いることができる新規なプローブを提供する。【解決手段】電流検出プローブ１００は、ｘ方向とｙ方向で規定されたｘｙ平面に沿って、環状に配線された第１コイル１０１と、第１コイル１０１に接続され、第１コイル１０１からｙ方向に離れた位置においてｘｙ平面に沿って環状に配線され、第１コイル１０１と逆向きの巻線方向を有する第２コイル１０２と、ｚ方向とｘ方向で規定されたｚｘ平面に沿って環状に配線された第３コイル１０３と、第３コイル１０３に接続され、第３コイル１０３からｚ方向に離れた位置においてｚｘ平面に沿って環状に配線され、第３コイル１０１と逆向きの巻線方向を有する第４コイル１０４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】
任意に設定されるｘ方向、ｙ方向、ｚ方向の３つの方向において、ｘ方向とｙ方向で規定されるｘｙ平面に沿って環状に配線された第１コイル（１０１）と、
前記第１コイル（１０１）から前記ｙ方向に離れた位置において、前記ｘｙ平面に沿って環状に配線された第２コイル（１０２）と、
前記第１コイル（１０１）と前記第２コイル（１０２）の巻線方向が逆向きになるように、前記第１コイル（１０１）と前記第２コイル（１０２）とを接続した第１接続部（１２１）と、
前記ｚ方向と前記ｘ方向で規定されたｚｘ平面に沿って環状に配線された第３コイル（１０３）と、
前記第３コイル（１０３）から前記ｚ方向に離れた位置において、前記ｚｘ平面に沿って環状に配線された第４コイルと、
前記第３コイル（１０３）と前記第４コイル（１０４）の巻線方向が逆向きになるように、前記第３コイル（１０３）と前記第４コイル（１０４）とを接続した第２接続部（１２２）と、
を備えた、電流検出プローブ。
【請求項２】
前記第１コイル（１０１）と前記第２コイル（１０２）は、前記ｘ方向の幅に比べて、前記ｙ方向の幅が短い扁平形状を有する、請求項１に記載された電流検出プローブ。
【請求項３】
前記第３コイル（１０３）と前記第４コイル（１０４）は、前記ｘ方向の幅に比べて前記ｚ方向の幅が短い扁平形状を有する、請求項２に記載された電流検出プローブ。
【請求項４】
前記ｘｙ平面と前記ｚｘ平面が直交している、請求項１から３までの何れか一項に記載された電流検出プローブ。
【請求項５】
前記第１コイル（１０１）と前記第２コイル（１０２）は同じ形状を有し、かつ巻数が同じである、請求項１から４までの何れか一項に記載された電流検出プローブ。
【請求項６】
前記第３コイル（１０３）と前記第４コイル（１０４）は同じ形状を有し、かつ巻数が同じである、請求項１から５までの何れか一項に記載された電流検出プローブ。
【請求項７】
前記ｙ方向と前記ｚ方向で規定されるｙｚ平面に沿って環状に配線された第５コイル（１０５）と、
前記第５コイル（１０５）から前記ｚ方向に離れた位置において、前記ｙｚ平面に沿って環状に配線された第６コイル（１０６）と、
前記第５コイル（１０５）と前記第６コイル（１０６）の巻線方向が逆向きになるように、前記第５コイル（１０５）と前記第６コイル（１０６）とを接続した第３接続部（１２３）と、
前記ｘｙ平面に沿って環状に配線された第７コイル（１０７）と、
前記第７コイル（１０７）から前記ｘ方向に離れた位置において、前記ｘｙ平面に沿って環状に配線された第８コイル（１０８）と、
前記第７コイル（１０７）と前記第８コイル（１０８）の巻線方向が逆向きになるように、前記第７コイル（１０７）と前記第８コイル（１０８）とを接続した第４接続部（１２４）と、
前記ｚｘ平面に沿って環状に配線された第９コイル（１０９）と、
前記第９コイル（１０９）から前記ｘ方向に離れた位置において、前記ｚｘ平面に沿って環状に配線された第１０コイル（１１０）と、
前記第９コイル（１０９）と前記第１０コイル（１１０）の巻線方向が逆向きになるように、前記第９コイル（１０９）と前記第１０コイル（１１０）とを接続した第５接続部（１２５）と、
前記ｙｚ平面に沿って環状に配線された第１１コイル（１１１）と、
前記第１１コイル（１１１）からｙ方向に離れた位置において、前記ｙｚ平面に沿って環状に配線された第１２コイル（１１２）と、
前記第１１コイル（１１１）と前記第１２コイル（１１２）の巻線方向が逆向きになるように、前記第１１コイル（１１１）と前記第１２コイル（１１２）とを接続した第６接続部（１２６）と
を備えた、請求項１から６の何れか一項に記載された電流検出プローブ。
【請求項８】
前記ｘｙ平面、前記ｙｚ平面、前記ｚｘ平面が互いに直交している、請求項７に記載された電流検出プローブ。
【請求項９】
請求項１から８の何れか一項に記載された電流検出プローブを樹脂で封止し、前記各接続部によって接続された一連のコイルの出力端子を備える、電流検出デバイス。
【請求項１０】
請求項１から６の何れか一項に記載された電流検出プローブと、
前記電流検出プローブの第１コイル（１０１）側の端部と前記第２コイル（１０２）側の端部との間に生じる電位差と、及び、前記第３コイル（１０３）側の端部と前記第４コイル（１０４）側の端部との間に生じる電位差に基とづいて、前記ｘ方向に沿った電流Ｊｘを算出する第１電流算出部（１８１）と
を備えた、電流測定装置。
【請求項１１】
前記第１コイル（１０１）の端部と前記第２コイル（１０２）の端部との間に生じる電位差を検出する第１検出部（１４１）と、
前記第３コイル（１０３）の端部と前記第４コイル（１０４）の端部との間に生じる電位差を検出する第２検出部（１４２）と、
前記第１検出部（１４１）で検出された電位差に基づいて、前記第１コイル（１０１）を通過する磁界Ｈｚ（ｙ）１と前記第２コイル（１０２）を通過する磁界Ｈｚ（ｙ）２との差分ΔＨｚ（ｙ）を算出する第１磁界差分算出部（１６１）と、
前記第２検出部（１４２）で検出された電位差に基づいて、前記第３コイル（１０３）を通過する磁界Ｈｙ（ｚ）１と前記第４コイル（１０４）を通過する磁界Ｈｙ（ｚ）２との差分ΔＨｙ（ｚ）を算出する第２磁界差分算出部（１６２）とをさらに備え、
前記第１電流算出部（１８１）は、前記第１磁界差分算出部（１６１）で算出された差分ΔＨｚ（ｙ）と前記第２磁界差分算出部（１６２）で算出された前記差分ΔＨｙ（ｚ）とに基づいて前記ｘ方向に沿った電流Ｊｘを算出する、
請求項１０に記載の電流測定装置。
【請求項１２】
請求項７または８に記載の電流検出プローブと、
前記第１コイル（１０１）の端部と前記第２コイル（１０２）の端部との間に生じる電位差、及び、前記第３コイル（１０３）の端部と前記第４コイル（１０４）の端部との間に生じる電位差に基づいて、前記ｘ方向に沿った電流Ｊｘを算出する第１電流算出部（１８１）と、
前記第５コイル（１０５）の端部と前記第６コイル（１０６）の端部との間に生じる電位差、及び、前記第７コイル（１０７）の端部と前記第８コイル（１０８）の端部との間に生じる電位差に基づいて、前記ｙ方向に沿った電流Ｊｙを算出する第２電流算出部（１８２）と、
前記第９コイル（１０９）の端部と前記第１０コイル（１１０）の端部との間に生じる電位差、及び、前記第１１コイル（１１１）の端部と前記第１２コイル（１１２）の端部との間に生じる電位差に基づいて、前記ｚ方向に沿った電流Ｊｚを算出する第３電流算出部（１８３）とを備えた、
電流測定装置。
【請求項１３】
前記第１コイル（１０１）の端部と前記第２コイル（１０２）の端部との間に生じる電位差を検出する第１検出部（１４１）と、
前記第３コイル（１０３）の端部と前記第４コイル（１０４）の端部との間に生じる電位差を検出する第２検出部（１４２）と、
前記第５コイル（１０５）の端部と前記第６コイル（１０６）の端部との間に生じる電位差を検出する第３検出部（１４３）と、
前記第７コイル（１０７）の端部と前記第８コイル（１０８）の端部との間に生じる電位差を検出する第４検出部（１４４）と、
前記第９コイル（１０９）の端部と前記第１０コイル（１１０）の端部との間に生じる電位差を検出する第５検出部（１４５）と、
前記第１１コイル（１１１）の端部と前記第１２コイル（１１２）の端部との間に生じる電位差を検出する第６検出部（１４６）と、
前記第１検出部（１４１）で検出された電位差に基づいて、前記第１コイル（１０１）を通過する磁界Ｈｚ（ｙ）１と前記第２コイル（１０２）を通過する磁界Ｈｚ（ｙ）２との差分ΔＨｚ（ｙ）を算出する第１磁界差分算出部（１６１）と、
前記第２検出部（１４２）で検出された電位差に基づいて、前記第３コイル（１０３）を通過する磁界Ｈｙ（ｚ）１と前記第４コイル（１０４）を通過する磁界Ｈｙ（ｚ）２との差分ΔＨｙ（ｚ）を算出する第２磁界差分算出部（１６２）と、
前記第３検出部（１４３）で検出された電位差に基づいて、前記第５コイル（１０５）を通過する磁界Ｈｘ（ｚ）１と前記第６コイル（１０６）を通過する磁界Ｈｘ（ｚ）２との差分ΔＨｘ（ｚ）を算出する第３磁界差分算出部（１６３）と、
前記第４検出部（１４４）で検出された電位差に基づいて、前記第７コイル（１０７）を通過する磁界Ｈｚ（ｘ）１と前記第８コイル（１０８）を通過する磁界Ｈｚ（ｘ）２との差分ΔＨｚ（ｘ）を算出する第４磁界差分算出部１６４と、
前記第５検出部（１４５）で検出された電位差に基づいて、前記第９コイル（１０９）を通過する磁界Ｈｙ（ｘ）１と前記第１０コイル（１１０）を通過する磁界Ｈｙ（ｘ）２との差分ΔＨｙ（ｘ）を算出する第５磁界差分算出部１６５と、
前記第６検出部（１４６）で検出された電位差に基づいて、前記第１１コイル（１１１）を通過する磁界Ｈｘ（ｙ）１と前記第１２コイル（１１２）を通過する磁界Ｈｘ（ｙ）２との差分ΔＨｘ（ｙ）を算出する第６磁界差分算出部とを備え、
前記第１電流算出部（１８１）は、前記第１磁界差分算出部（１６１）で算出された差分ΔＨｚ（ｙ）と前記第２磁界差分算出部（１６２）で算出された前記差分ΔＨｙ（ｚ）とに基づいて、前記ｘ方向に沿った電流Ｊｘを算出し、
前記第２電流算出部（１８２）は、前記第３磁界差分算出部（１６３）で算出された差分ΔＨｘ（ｚ）と前記第４磁界差分算出部（１６４）で算出された前記差分ΔＨｚ（ｘ）とに基づいて、前記ｙ方向に沿った電流Ｊｙを算出し、
さらに、前記第３電流算出部（１８３）は、前記第５磁界差分算出部（１６５）で算出された差分ΔＨｙ（ｘ）と前記第６磁界差分算出部（１６６）で算出された前記差分ΔＨｘ（ｙ）とに基づいて、前記ｚ方向に沿った電流Ｊｚを算出する、
請求項１２に記載の電流測定装置。
【請求項１４】
請求項１から８の何れか一項に記載された電流検出プローブと、
前記電流検出プローブを測定対象に対して相対移動させる移動装置（４１０）と、
前記電流検出プローブからの出力に基づいて電流を算出する電流算出装置（４２０）と
を備えた、多点電流測定装置。
【請求項１５】
請求項１から８の何れか一項に記載された電流検出プローブが複数の位置に配置された検出体（５１０）と、
前記検出体に配置された複数の電流検出プローブからの出力に基づいて電流を算出する電流算出装置（５２０）と
を備えた、多点電流測定装置。
【請求項１６】
所定の位置に配置された請求項１から８の何れか一項に記載された電流検出プローブと、
前記電流検出プローブに生じる電位差に基づいて電気的な動作状態を制御する制御部（６１０）と
を備えた電気機器。
【請求項１７】
請求項１から６の何れか一項に記載された電流検出プローブを用いて電流を検出する方法であって、
前記第１コイル（１０１）の端部と前記第２コイル（１０２）の端部との間に生じる電位差に基づいて、前記第１コイル（１０１）を通過する磁界Ｈｚ（ｙ）１と、前記第２コイル（１０２）を通過する磁界Ｈｚ（ｙ）２との差分ΔＨｚ（ｙ）を算出する工程と、
前記第３コイル（１０３）の端部と前記第４コイル（１０４）の端部との間に生じる電位差に基づいて、前記第３コイル（１０３）を通過する磁界Ｈｙ（ｚ）１と前記第４コイル（１０４）を通過する磁界Ｈｙ（ｚ）２との差分ΔＨｙ（ｚ）を算出する工程と、
前記算出された差分ΔＨｚ（ｙ）と差分ΔＨｙ（ｚ）とに基づいて、前記ｘ方向に沿った電流Ｊｘを算出する工程とを含む、
電流測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流検出に使用される電流検出プローブ、それを用いた電流測定装置及び電流検出デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コイルを通過する磁界の変化によってコイルに電位差を生じさせ、当該電位差を基に磁界を検出するプローブが種々提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、立体形状を呈するボビン本体部にそれぞれの中心が略一致し、かつ、直交する位置関係で形成した複数本の環状の溝にコイルを巻いたプローブが提案されている。
【０００４】
また、特許文献２には、互いに異なるループ方向を有する微分型コイルを、所定の間隔で複数並列に配置されているプローブが提案されている。かかるプローブによれば、磁気信号の検出感度は低減せず、かつ、外来ノイズを除去することができるとされている。
【０００５】
また、特許文献３には、高周波電流を検出する磁界プローブが開示されている。当該磁界プローブは同軸ケーブルが用いられ、同軸ケーブルの一端を基点にして平面視において複数のループ状部が形成されており、複数のループ状部のそれぞれの一部において、同軸ケーブルの外部導体を分断して内導体又は絶縁体が露出している。また、かかる複数の切り欠き部により分断された複数の外部導体部分は電気的に互いに接続されている。また、同軸ケーブルの他端における内部導体は、複数の外部導体部分のいずれかに接続され、複数のループ状部のうち少なくとも一対のループ状部は、平面視において巻き方向が互いに逆である。同公報によれば、かかる磁界プローブでは線路を流れる電流の真上の磁界測定値を最大化することができることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３４３１７８号公報
【特許文献２】特開２００７−１０８０８３号公報
【特許文献３】特開２０１０−８２８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、近年、地球温暖化や環境汚染、化石エネルギーの枯渇など、地球環境問題・エネルギー問題は人類にとって大きな課題となっている。その解決手段として、高効率で低消費電力の家電機器の開発や、太陽電池や燃料電池などクリーンエネルギーを電力源とする発電システムの開発、ハイブリッド電気自動車や電動自転車など低燃費、ゼロエミッションへの新しいトランスポートシステムの開発などが必要不可欠である。
【０００８】
かかるエネルギー分野における各種機器やシステムを実用化する上で極めて重要なコア技術として、パワーエレクトロニクス技術がある。パワーエレクトロニクス技術は、一言で言うと電力変換・電力制御を高効率・高精度に行うための技術である。かかるパワーエレクトロニクス技術では、携帯端末などに比べて低周波電流が用いられるとともに大きな電力が消費される。
【０００９】
かかるパワーエレクトロニクス技術については、低周波電流が用いられるものの使用される電力が大きく、ＥＭＣ問題を生じさせる可能性がある。そのようなパワーエレクトロニクス技術のＥＭＣ問題の解決において、非接触で電流を計測する技術は必須であり、適切に電流を計測する技術が要望されている。
【００１０】
本発明は、非接触で電流を直接検出するために用いることができる新規な電流検出プローブ及びそれを用いた電流測定装置及び電流検出デバイスを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る電流検出プローブは、任意に設定されるｘ方向、ｙ方向、ｚ方向の３つの方向において、ｘ方向とｙ方向で規定されるｘｙ平面に沿って環状に配線された第１コイルと、第１コイルからｙ方向に離れた位置においてｘｙ平面に沿って環状に配線された第２コイルと、第１コイルと第２コイルの巻線方向が逆向きになるように第１コイルと第２コイルとを接続した第１接続部と、ｚ方向とｘ方向で規定されたｚｘ平面に沿って環状に配線された第３コイルと、第３コイルからｚ方向に離れた位置において、ｚｘ平面に沿って環状に配線された第４コイルと、第３コイルと第４コイルの巻線方向が逆向きになるように、第３コイルと第４コイルとを接続した第２接続部とを備える。
【００１２】
この電流検出プローブによれば、第１コイルと第２コイル及び第３コイルと第４コイルによって、ｙ方向に所定距離離れた位置におけるｚ方向の磁界の差分ΔＨｚ（ｙ）に応じた電位差（Ｖ１）と、ｚ方向に所定距離離れた位置におけるｙ方向の磁界の差分ΔＨｙ（ｚ）に応じた電位差（Ｖ２）を同時に検出することができる。そして、かかる電位差（Ｖ１）と電位差（Ｖ２）とに基づいて、ｘ方向の電流Ｊｘを算出することができる。また、この電流検出プローブは、非接触で電流を直接検出するために用いることができる。
【００１３】
また、本発明に係る電流検出デバイスは、上述した電流検出プローブを、樹脂で封止するとともに、各接続部によって接続された一連のコイルの出力端子を備える。かかるデバイス化することによって電流検出プローブの取り扱いが容易になる。
【００１４】
また、本発明に係る電流測定装置は、上述した電流検出プローブによって検出された電位差に基づいて、電流検出プローブのｘ方向に沿った電流Ｊｘを算出する第１電流算出部を備える。
【００１５】
また、本発明の多点電流測定装置は、上述した電流検出プローブを備え、測定対象の複数の位置で電流を算出することができる。その多点電流測定装置は、電流検出プローブを測定対象に対して相対移動させる移動装置を備えてもよい。または、多点電流測定装置は、電流検出プローブが複数の位置に配置された検出体を備えてもよい。
【００１６】
また、本発明に係る電気機器は、上述した電流検出プローブと、電流検出プローブに生じる電位差に基づいて電気的な動作状態を制御する制御部とを備える。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、非接触にかつ直接的に電流を計測できる新規な電流検出プローブを提供でき、さらに、それを用いた電流測定装置及び電流検出デバイスを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１における電流検出プローブを示す図
【図２】本発明の実施の形態１における電流測定装置を説明するための図
【図３】本発明の実施の形態１における電流測定方法の処理フローを示す図
【図４】本発明の実施の形態２におけるｙ方向の電流Ｊｙを検出する電流検出プローブを示す図
【図５】本発明の実施の形態２におけるｚ方向の電流Ｊｚを検出する電流検出プローブを示す図
【図６】本発明の実施の形態２における３軸方向の電流Ｊｘ，Ｊｙ，Ｊｚを同時に検出する電流検出プローブを示す図
【図７】ｙ方向の電流Ｊｙを測定する電流測定装置を説明するための図
【図８】ｚ方向の電流Ｊｚを測定する電流測定装置を説明するための図
【図９】３軸方向の電流Ｊｘ，Ｊｙ，Ｊｚを測定する電流測定装置を説明するための図
【図１０】電流検出プローブの配置を示す図
【図１１】電流検出プローブの変形例を示す図
【図１２】電流検出プローブの変形例を示す図
【図１３】本発明の一実施形態における電流検出デバイスを示す図
【図１４】本発明の一実施形態における多点電流測定装置を示す図
【図１５】本発明の他の実施形態における多点電流測定装置を示す図
【図１６】電流検出プローブが組み込まれた電気機器を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態に係る電流検出プローブ及び電流検出方法を添付の図面を参照して説明する。なお、同じ機能を奏する部材又は部位には適宜に同じ符号を付している。本発明の思想は以下の特定の実施形態に限定されない。
【００２０】
（実施の形態１）
１．１  電流検出プローブの構成
図１は、本発明の一実施形態に係る電流検出プローブ１００を示している。この電流検出プローブ１００は、図１に示すように、第１コイル１０１と、第２コイル１０２と、第３コイル１０３と、第４コイル１０４とを備えている。
【００２１】
電流検出プローブ１００は、任意に設定されたｘ方向、ｙ方向、ｚ方向の３つの方向のうち、ｘ方向に流れる電流Ｊｘを検出する。
【００２２】
第１コイル１０１は、図１に示すように、ｘ方向とｙ方向で規定されたｘｙ平面に沿って、環状に配線されている。また、第２コイル１０２は、第１コイル１０１からｙ方向に所定距離（本実施形態では、Δｙ）だけ離れた位置においてｘｙ平面に沿って環状に配線されている。
【００２３】
第１コイル１０１と第２コイル１０２は、第１接続部１２１によって接続されている。第１接続部１２１は、第１コイル１０１と第２コイル１０２の巻線方向が逆向きになるように、第１コイル１０１と第２コイル１０２を接続している。換言すると、第１コイル１０１と第２コイル１０２は、第１接続部１２１によって接続される部分が、Ｓ字状の線路、或いは、Ｓ字の左右を反転した線路を描くように接続されている。これにより、図１に示すように、第１接続部１２１によって連続した第１コイル１０１と第２コイル１０２の線路において、第１コイル１０１と第２コイル１０２の巻線方向が逆向きになっている。
【００２４】
また、第３コイル１０３は、ｚ方向とｘ方向で規定されたｚｘ平面に沿って環状に配線されている。第４コイル１０４は、第３コイル１０３からｚ方向に所定距離（この実施形態では、Δｚ）だけ離れた位置において、ｚｘ平面に沿って環状に配線されている。
【００２５】
また、第３コイル１０３と第４コイル１０４は第２接続部１２２によって接続されている。第２接続部１２２は、第３コイル１０３と第４コイル１０４の巻線方向が逆向きになるように、第３コイル１０３と第４コイル１０４とを接続している。換言すると、第３コイル１０３と第４コイル１０４は、第２接続部１２２によって接続される部分が、Ｓ字状の線路、或いは、Ｓ字の左右を反転した線路を描くように接続されている。そして、図１に示すように、第２接続部１２２によって連続した第３コイル１０３と第４コイル１０４の線路において、第３コイル１０３と第４コイル１０４の巻線方向が逆向きになっている。
【００２６】
電流検出プローブ１００は、第１コイル１０１と第２コイル１０２を含む第１のコイル対（Ｌ１）と、第３コイル１０３と第４コイル１０４を含む第２のコイル対（Ｌ２）とを備えている。磁界の変化に応じて、第１のコイル対（Ｌ１）において、第１コイル１０１側の端部（端子）１０１ａと第２コイル１０２側の端部（端子）１０２ａとの間に電位差（Ｖ１）が生じ、また、第２のコイル対（Ｌ２）において、第３コイル１０３の端部１０３ａと第４コイル１０４の端部１０４ａとの間に電位差（Ｖ２）が生じる。
【００２７】
このため、磁界の変化に応じた第１のコイル対（Ｌ１）に生じる電位差（Ｖ１）と、第２のコイル対（Ｌ２）に生じる電位差（Ｖ２）とを、同時に検出することができる。
【００２８】
この実施形態では、ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向の３つの方向は互いに直交しており、ｘ方向、ｙ方向及びｚ方向は、それぞれ直交座標系を構成する３つの座標軸によって規定される。また、この実施形態では、第２コイル１０２は、第１コイル１０１に対してｙ方向の正の方向に離れた位置に配線されている。また、第４コイル１０４は、第３コイル１０３に対してｚ方向の正の方向に離れた位置に配線されている。また、この実施形態では、第１コイル１０１と第２コイル１０２は、概ね同じ形状かつ同じ巻数であり、さらに、第３コイル１０３と第４コイル１０４も、概ね同じ形状かつ同じ巻数である。
【００２９】
なお、電流検出プローブ１００のｘ方向、ｙ方向及びｚ方向は、必ずしも、直交していなくてもよい。また、第１コイル１０１と第２コイル１０２、及び、第３コイル１０３と第４コイル１０４は、それぞれ同じ形状かつ同じ巻数でなくてもよい。
【００３０】
１．２  電流検出プローブの動作
１．２．１  磁界差分ΔＨｚ（ｙ）
図１に示すように、電流検出プローブ１００は、ｚ方向の磁界Ｈｚが時間的に変化した場合に、第１コイル１０１と第２コイル１０２にそれぞれ誘導起電力が生じる。図１において、第１コイル１０１を通過する磁界を矢印Ｈｚ（ｙ）１とし、第２コイル１０２を通過する磁界を矢印Ｈｚ（ｙ）２で表している。すなわち、Ｈｚ（ｙ）１とＨｚ（ｙ）２は、それぞれ電流検出プローブ１００によって検出されるｙ方向に離れた２つの位置におけるｚ方向の一対の磁界を意味している。
【００３１】
ｚ方向の磁界Ｈｚが時間に対して変化した場合、第１コイル１０１には、第１コイル１０１を通過するｚ方向の磁界Ｈｚ（ｙ）１の時間的な変化量に応じて誘導起電力Ｖ１０１が生じる。同様に、第２コイル１０２には、第２コイル１０２を通過するｚ方向の磁界Ｈｚ（ｙ）２の時間的な変化量に応じて誘導起電力Ｖ１０２が生じる。
【００３２】
また、第１コイル１０１と第２コイル１０２とは、第１接続部１２１によって、巻線方向が逆向きになるように接続されている。この構成により、第１コイル１０１と第２コイル１０２に同じ向きの誘導起電力Ｖ１０１とＶ１０２が生じた場合、Ｖ１０１とＶ１０２は相殺される。このため、第１コイル１０１側の端部１０１ａと第２コイル１０２側の端部１０２ａには、Ｖ１０１とＶ１０２の差分（Ｖ１０２−Ｖ１０１）に応じた電位差（Ｖ１）が生じる。すなわち、第１コイル１０１と第２コイル１０２の巻線方向を逆向きにすることで、電流検出プローブ１００のｙ方向に所定距離離れた位置におけるｚ方向の磁界の差分ΔＨｚ（ｙ）に対応した電位差（Ｖ１）を容易に生成することができる。
【００３３】
このように、電流検出プローブ１００の第１コイル１０１と第２コイル１０２を含む第１のコイル対（Ｌ１）は、ｙ方向に離れた２つの位置における一対のｚ方向の磁界Ｈｚ（ｙ）１とＨｚ（ｙ）２の変化に応じた誘導起電力（Ｖ１）を生じる。この誘導起電力（Ｖ１）に基づいて、電流検出プローブ１００のｙ方向に所定距離離れた位置におけるｚ方向の磁界の差分ΔＨｚ（ｙ）を算出することができる。
【００３４】
１．２．２  磁界差分ΔＨｙ（ｚ）
図１に示すように、電流検出プローブ１００は、ｙ方向の磁界Ｈｙが時間的に変化した場合に、第３コイル１０３と第４コイル１０４にそれぞれ誘導起電力が生じる。図１において、第３コイル１０３を通過する磁界を矢印Ｈｙ（ｚ）１とし、第４コイル１０４を通過する磁界を矢印Ｈｙ（ｚ）２で表している。すなわち、Ｈｙ（ｚ）１とＨｙ（ｚ）２は、それぞれ電流検出プローブ１００によって検出されるｚ方向に離れた２つの位置における一対のｙ方向の磁界を意味している。
【００３５】
ｙ方向の磁界Ｈｙが時間に対して変化した場合、第３コイル１０３には、第３コイル１０３を通過するｙ方向の磁界Ｈｙ（ｚ）１の時間的な変化量に応じた誘導起電力Ｖ１０３が生じる。同様に、第４コイル１０４には、第４コイル１０４を通過するｙ方向の磁界Ｈｙ（ｚ）２の時間的な変化量に応じた誘導起電力Ｖ１０４が生じる。
【００３６】
また、第３コイル１０３と第４コイル１０４とは、第２接続部１２２によって、巻線方向が逆向きになるように接続されている。この構成により、第３コイル１０３と第４コイル１０４に同じ向きの誘導起電力Ｖ１０３とＶ１０４が生じた場合、Ｖ１０３とＶ１０４は相殺される。このため、第３コイル１０３側の端部１０３ａと第４コイル１０４側の端部１０４ａには、Ｖ１０３とＶ１０４の差（Ｖ１０４−Ｖ１０３）に応じた電位差（Ｖ２）が生じる。すなわち、第３コイル１０３と第４コイル１０４の巻線方向を逆向きにすることで、電流検出プローブ１００のｚ方向に所定距離離れた位置におけるｙ方向の磁界の差分ΔＨｙ（ｚ）に対応した電位差（Ｖ２）を容易に生成することができる。
【００３７】
このように、電流検出プローブ１００の第３コイル１０３と第４コイル１０４を含む第２のコイル対（Ｌ２）は、ｚ方向に離れた２つの位置におけるｙ方向の一対の磁界Ｈｙ（ｚ）１とＨｙ（ｚ）２の変化に応じた誘導起電力（Ｖ２）が生じる。この誘導起電力（Ｖ２）に基づいて、電流検出プローブ１００のｚ方向に所定距離離れた位置におけるｙ方向の磁界の差分ΔＨｙ（ｚ）を算出することができる。
【００３８】
１．２．３  電流Ｊｘの算出
３軸直交座標系において、ｘ方向に流れる電流Ｊｘはマクスウェルの方程式より下記の式（１）によって計算することができる。
【００３９】
【数１】
2011226804.tif 000003
【００４０】
すなわち、ｘ方向の電流Ｊｘは、式（１）に示されるとおり、ｚ方向の磁界Ｈｚのｙ方向の距離微分（ΔＨｚ（ｙ）／Δｙ）と、ｙ方向の磁界Ｈｙのｚ方向の距離微分（ΔＨｙ（ｚ）／Δｚ）との差によって計算することができる。ここで、Δｙは、第１コイル１０１と第２コイル１０２とのｙ方向の距離である。この実施形態では、Δｙは、第１コイル１０１の捲回中心と第２コイル１０２の捲回中心とのｙ方向の距離で規定されている。Δｚは、第３コイル１０３と第４コイル１０４とのｚ方向の距離である。この実施形態では、Δｚは、第３コイル１０３の捲回中心と第４コイル１０４の捲回中心とのｚ方向の距離で規定されている。
【００４１】
この電流検出プローブ１００は非接触で電流を直接検出するために用いることができる。この実施形態では、ｙ方向に所定距離だけ離れた位置におけるｚ方向の磁界の差分ΔＨｚ（ｙ）に応じた電位差（Ｖ１）と、ｚ方向に所定距離離れた位置におけるｙ方向の磁界の差分ΔＨｙ（ｚ）に応じた電位差（Ｖ２）を同時に検出することができる。そして、上述した式（１）にしたがい、電流検出プローブ１００によって検出された電位差（Ｖ１）と電位差（Ｖ２）とに基づいて、ｘ方向の電流Ｊｘを算出することができる。
【００４２】
１．３  電流測定装置
図２は、電流検出プローブ１００を備えた電流測定装置２００の構成例を示している。電流測定装置２００は、図２に示すように、電流検出プローブ１００と、電流検出プローブ１００によって検出された電位差（Ｖ１，Ｖ２）に基づいて、電流検出プローブ１００のｘ方向に沿った電流Ｊｘを算出する第１電流算出部１８１とを備える。
【００４３】
電流測定装置２００は、さらに第１検出部１４１と、第２検出部１４２と、第１磁界差分算出部１６１と、第２磁界差分算出部１６２とを備えている。
【００４４】
また、この実施形態では、電流測定装置２００は、図１及び図２に示すように、接続端子２０１〜２０４を備えている。接続端子２０１には、電流検出プローブ１００の第１コイル１０１の端部１０１ａが接続されている。接続端子２０２には、電流検出プローブ１００の第２コイル１０２の端部１０２ａが接続されている。接続端子２０３には、電流検出プローブ１００の第３コイル１０３の端部１０３ａが接続されている。接続端子２０４には、電流検出プローブ１００の第４コイル１０４の端部１０４ａが接続されている。接続端子２０１、２０２は、第１検出部１４１に接続されており、接続端子２０３、２０４は、第２検出部１４２に接続されている。
【００４５】
第１検出部１４１は、電流検出プローブ１００の第１コイル１０１側の端部１０１ａと第２コイル１０２側の端部１０２ａとの間に生じる電位差（Ｖ１）を検出する。第２検出部１４２は、第３コイル１０３側の端部１０３ａと第４コイル１０４側の端部１０４ａとの間に生じる電位差（Ｖ２）を検出する。
【００４６】
なお、第１検出部１４１と第２検出部１４２は、それぞれのコイル対の端部の電位差を直接的に測定してもよいし、それぞれのコイル対の一方の端部を接地（グランド接続）して基準電位にし、他方の端部の電位を測定してもよい。第１検出部１４１と第２検出部１４２として、電位差を検出する種々の機器を用いることができる。電位差を検出する機器としては、例えば、オシロスコープが挙げられる。
【００４７】
第１磁界差分算出部１６１は、第１検出部１４１で検出された電位差（Ｖ１）に基づいて、第１コイル１０１を通過する磁界Ｈｚ（ｙ）１と第２コイル１０２を通過する磁界Ｈｚ（ｙ）２との差分ΔＨｚ（ｙ）を算出する。この実施形態では、第１磁界差分算出部１６１は、下記の式（２）に基づいて、第１コイル１０１を通過する磁界Ｈｚ（ｙ）１と第２コイル１０２を通過する磁界Ｈｚ（ｙ）２との差分ΔＨｚ（ｙ）を求める。
【００４８】
【数２】
2011226804.tif 000004
ここで、「μ」は透磁率、「Ｓ」はコイルの開口面積、「ω」は周波数である。
【００４９】
また、第２磁界差分算出部１６２は、第２検出部１４２で算出された電位差（Ｖ２）に基づいて、第３コイル１０３を通過する磁界Ｈｙ（ｚ）１と第４コイル１０４を通過する磁界Ｈｙ（ｚ）２との差分ΔＨｙ（ｚ）を算出する。この実施形態では、第２磁界差分算出部１６２は、下記の式（３）に基づいて、第３コイル１０３を通過する磁界Ｈｙ（ｚ）１と第４コイル１０４を通過する磁界Ｈｙ（ｚ）２との差分ΔＨｙ（ｚ）を求める。
【００５０】
【数３】
2011226804.tif 000005
【００５１】
なお、この実施形態では、第１コイル１０１と第２コイル１０２、及び、第３コイル１０３と第４コイル１０４は、それぞれ同じ形状かつ同じ巻数である。よって、式（２）及び式（３）において、各コイルの開口面積Ｓは同一にしている。このため、磁界の差分ΔＨｚ（ｙ）、ΔＨｙ（ｚ）の算出式は、式（２）、式（３）のように簡素化できる。
【００５２】
第１電流算出部１８１は、第１磁界差分算出部１６１で算出された差分ΔＨｚ（ｙ）と第２磁界差分算出部１６２で算出された差分ΔＨｙ（ｚ）とに基づいて上述の式（１）を用いて、ｘ方向に沿った電流Ｊｘを算出する。
【００５３】
図３は、この実施形態における電流測定装置２００における電流測定方法の処理フローを示している。電流測定装置２００における電流測定方法は、図３に示すように、第１磁界差分算出工程（Ｓ１）と、第２磁界差分算出工程（Ｓ２）と、第１電流算出工程（Ｓ３）とを備えている。
【００５４】
第１磁界差分算出工程（Ｓ１）は、電位差（Ｖ１）に基づいて、第１コイル１０１を通過する磁界Ｈｚ（ｙ）１と第２コイル１０２を通過する磁界Ｈｚ（ｙ）２との差分ΔＨｚ（ｙ）を算出する。差分ΔＨｚ（ｙ）は、上述の式（２）に沿って算出することができる。
【００５５】
第２磁界差分算出工程（Ｓ２）は、電位差（Ｖ２）に基づいて、第３コイル１０３を通過する磁界Ｈｙ（ｚ）１と第４コイル１０４を通過する磁界Ｈｙ（ｚ）２との差分ΔＨｙ（ｚ）を算出する。差分ΔＨｙ（ｚ）は、上述の式（３）に沿って算出することができる。
【００５６】
ここで、電流検出プローブ１００には、第３コイル１０３側の端部１０３ａと第４コイル１０４側の端部１０４ａとの間に生じる電位差（Ｖ２）と、第１コイル１０１側の端部１０１ａと第２コイル１０２側の端部１０２ａとの間に生じる電位差（Ｖ１）とを同時に検出することができる。このため、第２磁界差分算出工程（Ｓ２）において算出される差分ΔＨｙ（ｚ）は、第１磁界差分算出工程（Ｓ１）において算出される差分ΔＨｚ（ｙ）と同じタイミングでの測定結果が得られる。
【００５７】
第１電流算出工程（Ｓ３）は、第１磁界差分算出工程（Ｓ１）で算出された差分ΔＨｚ（ｙ）と第２磁界差分算出工程（Ｓ２）で算出された差分ΔＨｙ（ｚ）とに基づいて、ｘ方向に沿った電流Ｊｘを算出する。電流Ｊｘは、上述した式（１）に沿って算出することができる。このように、本実施形態の電流測定方法及び電流測定装置２００によれば、電流検出プローブ１００のｘ方向に沿った電流Ｊｘを算出することができる。
【００５８】
以上説明した本実施形態の電流検出プローブ１００は、マクスウェルの方程式から導かれる式（１）を考慮して構成されたものである。すなわち、第１コイル１０１と第２コイル１０２のコイル対Ｌ１がコイルの巻線方向を逆にしてｘｙ平面上に配置され、第３コイル１０３と第４コイル１０４のコイル対Ｌ２がコイルの巻線方向を逆にしてｚｘ平面上に配置される。この構成により、コイル対Ｌ１、Ｌ２から、差分ΔＨｚ（ｙ）、差分ΔＨｙ（ｚ）に応じた電圧Ｖ１、Ｖ２を容易に検出することができる。この検出電圧Ｖ１、Ｖ２及び式（２）、（３）を用いることで、式（１）に沿って、ｘ方向に沿った電流Ｊｘを算出することが可能となる。この結果、本実施形態の電流検出プローブ１００は、式（１）を用いて電流Ｊｘを直接的に検出することを可能としている。
【００５９】
（実施の形態２）
以下、本発明の電流検出プローブの他の実施形態を説明する。実施の形態１では、ｘ方向の電流Ｊｘを検出する電流検出プローブ１００を説明した。すなわち、電流検出プローブ１００は、一つの方向に流れる電流を検出できる。よって、電流検出プローブ１００を所望の向きに向けることによって、所望の方向の電流を測定することができる。
【００６０】
図４は、ｙ方向の電流Ｊｙを検出する電流検出プローブ１００Ａを示している。図５は、ｚ方向の電流Ｊｚを検出する電流検出プローブ１００Ｂを示している。図６は、３軸方向の電流Ｊｘ，Ｊｙ，Ｊｚを同時に検出する電流検出プローブ１００Ｃを示している。また、図７は、ｙ方向の電流Ｊｙを検出する電流検出プローブ１００Ａに接続される電流測定装置２００Ａを示している。また、図８は、ｚ方向の電流Ｊｚを検出する電流検出プローブ１００Ｂに接続される電流測定装置２００Ｂを示している。
【００６１】
なお、ｙ方向の電流Ｊｙを検出する電流検出プローブ１００Ａ及びｚ方向の電流Ｊｚを検出する電流検出プローブ１００Ｂは、ｘ方向の電流Ｊｘを検出する電流検出プローブ１００のｘ、ｙ、ｚの軸を入れ替えたものであり、ｘ方向の電流Ｊｘを検出する電流検出プローブ１００と実質的に同じである。以下、ｘ方向以外の方向に流れる電流を検出できる電流検出プローブの例を具体的に説明する。
【００６２】
２．１  ｙ方向の電流を検出する電流検出プローブ
図４を参照し、ｙ方向の電流Ｊｙを検出する電流検出プローブを説明する。電流検出プローブ１００Ａは、図４に示すように、第５コイル１０５と、第６コイル１０６と、第７コイル１０７と、第８コイル１０８とを備えている。
【００６３】
第５コイル１０５は、図４に示すように、ｙ方向とｚ方向で規定されたｙｚ平面に沿って環状に配線されている。また、第６コイル１０６は、第５コイル１０５からｚ方向に所定距離（この実施形態では、Δｚ）だけ離れた位置においてｙｚ平面に沿って環状に配線されている。
【００６４】
第５コイル１０５と第６コイル１０６は、第３接続部１２３によって接続されている。第３接続部１２３は、第５コイル１０５と第６コイル１０６の巻線方向が逆向きになるように、第５コイル１０５と第６コイル１０６を接続している。
【００６５】
また、第７コイル１０７は、ｘ方向とｙ方向で規定されたｘｙ平面に沿って環状に配線されている。第８コイル１０８は、第７コイル１０７からｘ方向に所定距離（この実施形態では、Δｘ）だけ離れた位置において、ｘｙ平面に沿って環状に配線されている。
【００６６】
また、第７コイル１０７と第８コイル１０８は第４接続部１２４によって接続されている。第４接続部１２４は、第７コイル１０７と第８コイル１０８の巻線方向が逆向きになるように、第７コイル１０７と第８コイル１０８とを接続している。
【００６７】
電流検出プローブ１００Ａは、第５コイル１０５と第６コイル１０６を含む第３のコイル対（Ｌ３）と、第７コイル１０７と第８コイル１０８を含む第４のコイル対（Ｌ４）とを備えている。磁界の変化に応じて、第３のコイル対（Ｌ３）において、第５コイル１０５側の端部（端子）１０５ａと第６コイル１０６側の端部（端子）１０６ａとの間に電位差（Ｖ３）が生じ、また、第４のコイル対（Ｌ４）において、第７コイル１０７側の端部（端子）１０７ａと第８コイル１０８側の端部（端子）１０８ａとの間に電位差（Ｖ４）が生じる。
【００６８】
このため、磁界の変化に応じた第３のコイル対（Ｌ３）に生じる電位差（Ｖ３）と、第４のコイル対（Ｌ４）に生じる電位差（Ｖ４）とを、同時に検出することができる。
【００６９】
ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向の３つの方向は互いに直交している。また、この実施形態では、第６コイル１０６は、第５コイル１０５に対してｚ方向の正の方向に離れた位置に配線されている。また、第８コイル１０８は、第７コイル１０７に対してｘ方向の正の方向に離れた位置に配線されている。また、この実施形態では、第５コイル１０５と第６コイル１０６、及び、第７コイル１０７と第８コイル１０８は、それぞれ同じ形状かつ同じ巻数とする。
【００７０】
２．１．１  磁界差分ΔＨｘ（ｚ）
図４に示すように、電流検出プローブ１００Ａは、ｘ方向の磁界Ｈｘが時間的に変化した場合に、第５コイル１０５と第６コイル１０６にそれぞれ誘導起電力が生じる。図４において、第５コイル１０５を通過する磁界を矢印Ｈｘ（ｚ）１とし、第６コイル１０６を通過する磁界を矢印Ｈｘ（ｚ）２で表している。すなわち、Ｈｘ（ｚ）１とＨｘ（ｚ）２は、それぞれ電流検出プローブ１００Ａによって検出されるｚ方向に離れた２つの位置におけるｘ方向の一対の磁界を意味している。
【００７１】
ｘ方向の磁界Ｈｘが時間的に変化した場合、第５コイル１０５には、第５コイル１０５を通過するｘ方向の磁界Ｈｘ（ｚ）１の時間的な変化量に応じて誘導起電力Ｖ１０５が生じる。同様に、第６コイル１０６には、第６コイル１０６を通過するｘ方向の磁界Ｈｘ（ｚ）２の時間的な変化量に応じて誘導起電力Ｖ１０６が生じる。
【００７２】
第５コイル１０５と第６コイル１０６とは、第３接続部１２３によって、巻線方向が逆向きになるように接続されている。第５コイル１０５と第６コイル１０６に同じ向きの誘導起電力Ｖ１０５とＶ１０６が生じた場合、Ｖ１０５とＶ１０６は相殺される。このため、第５コイル１０５側の端部１０５ａと第６コイル１０６側の端部１０６ａには、Ｖ１０５とＶ１０６の差分（Ｖ１０５−Ｖ１０６）に応じた電位差（Ｖ３）が生じる。
【００７３】
このように、電流検出プローブ１００Ａの第５コイル１０５と第６コイル１０６を含む第３のコイル対（Ｌ３）は、ｚ方向に離れた２つの位置におけるｘ方向の一対の磁界Ｈｘ（ｚ）１とＨｘ（ｚ）２の変化に応じた誘導起電力（Ｖ３）を生じる。この誘導起電力（Ｖ３）に基づいて、電流検出プローブ１００Ａのｚ方向に所定距離離れた位置におけるｘ方向の磁界の差分ΔＨｘ（ｚ）を算出することができる。
【００７４】
２．１．２  磁界差分ΔＨｚ（ｘ）
図４に示すように、電流検出プローブ１００Ａは、ｚ方向の磁界Ｈｚが時間的に変化した場合に、第７コイル１０７と第８コイル１０８にそれぞれ誘導起電力が生じる。図４において、第７コイル１０７を通過する磁界を矢印Ｈｚ（ｘ）１とし、第８コイル１０８を通過する磁界を矢印Ｈｚ（ｘ）２で表している。すなわち、Ｈｚ（ｘ）１とＨｚ（ｘ）２は、それぞれ電流検出プローブ１００Ａによって検出されるｘ方向に離れた２つの位置における一対のｚ方向の磁界を意味している。
【００７５】
ｚ方向の磁界Ｈｚが時間的に変化した場合、第７コイル１０７には、第７コイル１０７を通過するｚ方向の磁界Ｈｚ（ｘ）１の時間的な変化量に応じた誘導起電力Ｖ１０７が生じる。これに対して、第８コイル１０８には、第８コイル１０８を通過するｚ方向の磁界Ｈｚ（ｘ）２の時間的な変化量に応じた誘導起電力Ｖ１０８が生じる。
【００７６】
また、第７コイル１０７と第８コイル１０８とは、第４接続部１２４によって、巻線方向が逆向きになるように接続されている。第７コイル１０７と第８コイル１０８に同じ向きの誘導起電力Ｖ１０７とＶ１０８が生じた場合、Ｖ１０７とＶ１０８は相殺される。このため、第７コイル１０７側の端部１０７ａと第８コイル１０８側の端部１０８ａには、Ｖ１０７とＶ１０８の差分に応じた電位差（Ｖ４）が生じる。
【００７７】
このように、電流検出プローブ１００Ａの第７コイル１０７と第８コイル１０８を含む第４のコイル対（Ｌ４）は、ｘ方向に離れた２つの位置におけるｚ方向の一対の磁界Ｈｚ（ｘ）１とＨｚ（ｘ）２の変化に応じた誘導起電力（Ｖ４）が生じる。この誘導起電力（Ｖ４）に基づいて、電流検出プローブ１００Ａのｘ方向に所定距離離れた位置におけるｚ方向の磁界の差分ΔＨｚ（ｘ）を算出することができる。
【００７８】
２．１．３  電流Ｊｙの算出
３軸直交座標系において、ｙ方向の電流Ｊｙは、下記の式（４）によって計算することができる。
【００７９】
【数４】
2011226804.tif 000006
【００８０】
すなわち、ｙ方向の電流Ｊｙは、式（４）に示されるとおり、ｘ方向の磁界Ｈｘのｚ方向の距離微分（ΔＨｘ（ｚ）／Δｚ）と、ｚ方向の磁界Ｈｚのｘ方向の距離微分（ΔＨｚ（ｘ）／Δｘ）との差によって計算することができる。ここで、Δｚは、第５コイル１０５の捲回中心と第６コイル１０６の捲回中心とのｚ方向の距離で規定されている。Δｘは、第７コイル１０７の捲回中心と第８コイル１０８の捲回中心とのｘ方向の距離で規定されている。
【００８１】
この電流検出プローブ１００Ａは、ｚ方向に所定距離だけ離れた位置におけるｘ方向の磁界の差分ΔＨｘ（ｚ）に応じた電位差（Ｖ３）と、ｘ方向に所定距離離れた位置におけるｚ方向の磁界の差分ΔＨｚ（ｘ）に応じた電位差（Ｖ４）を同時に検出することができる。そして、上述した式（４）に沿って、電流検出プローブ１００Ａによって検出された電位差（Ｖ３）と電位差（Ｖ４）とに基づいて、ｙ方向の電流Ｊｙを算出することができる。
【００８２】
２．１．４  電流測定装置
図７は、電流検出プローブ１００Ａを備えた電流測定装置２００Ａの構成例を示している。電流測定装置２００Ａは、図７に示すように、電流検出プローブ１００Ａと、電流検出プローブ１００Ａによって検出された電位差（Ｖ３）と電位差（Ｖ４）とに基づいて、電流検出プローブ１００Ａのｙ方向に沿った電流Ｊｙを算出する第２電流算出部１８２とを備える。
【００８３】
電流測定装置２００Ａは、さらに第３検出部１４３と、第４検出部１４４と、第３磁界差分算出部１６３と、第４磁界差分算出部１６４とを備えている。
【００８４】
また、この実施形態では、電流測定装置２００Ａは、図４及び図７に示すように、接続端子２０５〜２０８を備えている。接続端子２０５には、電流検出プローブ１００Ａの第５コイル１０５の端部１０５ａが接続されている。接続端子２０６には、電流検出プローブ１００Ａの第６コイル１０６の端部１０６ａが接続されている。接続端子２０７には、電流検出プローブ１００Ａの第７コイル１０７の端部１０７ａが接続されている。接続端子２０８には、電流検出プローブ１００Ａの第８コイル１０８の端部１０８ａが接続されている。接続端子２０５、２０６は、第３検出部１４３に接続されており、接続端子２０７、２０８は、第４検出部１４４に接続されている。
【００８５】
第３検出部１４３は、電流検出プローブ１００Ａの第５コイル１０５側の端部１０５ａと第６コイル１０６側の端部１０６ａとの間に生じる電位差（Ｖ３）を検出する。第４検出部１４４は、第７コイル１０７側の端部１０７ａと第８コイル１０８側の端部との間に生じる電位差（Ｖ４）を検出する。
【００８６】
第３磁界差分算出部１６３は、第３検出部１４３で検出された電位差（Ｖ３）に基づいて、第５コイル１０５を通過する磁界Ｈｘ（ｚ）１と第６コイル１０６を通過する磁界Ｈｘ（ｚ）２との差分ΔＨｘ（ｚ）を算出する。この実施形態では、第３磁界差分算出部１６３は、下記の式（５）に基づいて、第５コイル１０５を通過する磁界Ｈｘ（ｚ）１と第６コイル１０６を通過する磁界Ｈｘ（ｚ）２との差分ΔＨｘ（ｚ）を求める。
【００８７】
【数５】
2011226804.tif 000007
【００８８】
また、第４磁界差分算出部１６４は、第４検出部１４４で算出された電位差（Ｖ４）に基づいて、第７コイル１０７を通過する磁界Ｈｚ（ｘ）１と第８コイル１０８を通過する磁界Ｈｚ（ｘ）２との差分ΔＨｚ（ｘ）を算出する。この実施形態では、第４磁界差分算出部１６４は、下記の式（６）に基づいて、第７コイル１０７を通過する磁界Ｈｚ（ｘ）１と第８コイル１０８を通過する磁界Ｈｚ（ｘ）２との差分ΔＨｚ（ｘ）を求める。
【００８９】
【数６】
2011226804.tif 000008
【００９０】
この実施形態では、第５コイル１０５と第６コイル１０６、及び、第７コイル１０７と第８コイル１０８は、それぞれ同じ形状かつ同じ巻数であるから、式（５）及び式（６）において、各コイルの開口面積Ｓは同一にしている。このため、磁界の差分ΔＨｘ（ｚ）、ΔＨｚ（ｘ）の算出式は、式（５）、式（６）のように簡素化できる。
【００９１】
第２電流算出部１８２は、第３磁界差分算出部１６３で算出された差分ΔＨｘ（ｚ）と第４磁界差分算出部１６４で算出された差分ΔＨｚ（ｘ）とに基づいて上述した式（４）を用いて、ｙ方向に沿った電流Ｊｙを算出する。
【００９２】
２．２  ｚ方向の電流を検出できる電流検出プローブ
図５を参照し、ｚ方向の電流Ｊｚを検出する電流検出プローブ１００Ｂを説明する。電流検出プローブ１００Ｂは、図５に示すように、第９コイル１０９と、第１０コイル１１０と、第１１コイル１１１と、第１２コイル１１２とを備えている。
【００９３】
第９コイル１０９は、図５に示すように、ｚ方向とｘ方向で規定されたｚｘ平面に沿って環状に配線されている。また、第１０コイル１１０は、第９コイル１０９からｘ方向に所定距離（この実施形態では、Δｘ）だけ離れた位置においてｚｘ平面に沿って環状に配線されている。
【００９４】
第９コイル１０９と第１０コイル１１０は、第５接続部１２５によって接続されている。第５接続部１２５は、第９コイル１０９と第１０コイル１１０の巻線方向が逆向きになるように、第９コイル１０９と第１０コイル１１０を接続している。
【００９５】
また、第１１コイル１１１は、ｙ方向とｚ方向で規定されたｙｚ平面に沿って環状に配線されている。第１２コイル１１２は、第１１コイル１１１からｙ方向に所定距離（この実施形態では、Δｙ）だけ離れた位置において、ｙｚ平面に沿って環状に配線されている。
【００９６】
また、第１１コイル１１１と第１２コイル１１２は第６接続部１２６によって接続されている。第６接続部１２６は、第１１コイル１１１と第１２コイル１１２の巻線方向が逆向きになるように、第１１コイル１１１と第１２コイル１１２とを接続している。
【００９７】
電流検出プローブ１００Ｂは、第９コイル１０９と第１０コイル１１０を含む第５のコイル対（Ｌ５）と、第１１コイル１１１と第１２コイル１１２を含む第６のコイル対（Ｌ６）とを備えている。磁界の変化に応じて、第５のコイル対（Ｌ５）において、第９コイル１０９側の端部（端子）１０９ａと第１０コイル１１０側の端部（端子）１１０ａとの間に電位差（Ｖ５）が生じ、また、第６のコイル対（Ｌ６）において、第１１コイル１１１側の端部（端子）１１１ａと第１２コイル１１２側の端部（端子）１１２ａとの間に電位差（Ｖ６）が生じる。
【００９８】
このため、磁界の変化に応じた第５のコイル対（Ｌ５）に生じる電位差（Ｖ５）と、第６のコイル対（Ｌ６）に生じる電位差（Ｖ６）とを、同時に検出することができる。
【００９９】
ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向の３つの方向は互いに直交している。また、この実施形態では、第１０コイル１１０は、第９コイル１０９に対してｘ方向の正の方向に離れた位置に配線されている。また、第１２コイル１１２は、第１１コイル１１１に対してｙ方向の正の方向に離れた位置に配線されている。また、この実施形態では、第９コイル１０９と第１０コイル１１０、及び、第１１コイル１１１と第１２コイル１１２は、それぞれ同じ形状かつ同じ巻数とする。
【０１００】
２．２．１  磁界差分ΔＨｙ（ｘ）
図５に示すように、電流検出プローブ１００Ｂは、ｙ方向の磁界Ｈｙが時間的に変化した場合に、第９コイル１０９と第１０コイル１１０にそれぞれ誘導起電力が生じる。図５において、第９コイル１０９を通過する磁界を矢印Ｈｙ（ｘ）１とし、第１０コイル１１０を通過する磁界を矢印Ｈｙ（ｘ）２で表している。すなわち、Ｈｙ（ｘ）１とＨｙ（ｘ）２は、それぞれ電流検出プローブ１００Ｂによって検出されるｘ方向に離れた２つの位置における一対のｙ方向の磁界を意味している。
【０１０１】
ｙ方向の磁界Ｈｙが時間的に変化した場合、第９コイル１０９には、第９コイル１０９を通過するｙ方向の磁界Ｈｙ（ｘ）１の時間的な変化量に応じて誘導起電力Ｖ１０９が生じる。同様に、第１０コイル１１０には、第１０コイル１１０を通過するｙ方向の磁界Ｈｙ（ｘ）２の時間的な変化量に応じて誘導起電力Ｖ１１０が生じる。
【０１０２】
第９コイル１０９と第１０コイル１１０とは、第５接続部１２５によって、巻線方向が逆向きになるように接続されている。第９コイル１０９と第１０コイル１１０に同じ向きの誘導起電力Ｖ１０９とＶ１１０が生じた場合、Ｖ１０９とＶ１１０は相殺される。このため、第９コイル１０９側の端部１０９ａと第１０コイル１１０側の端部１１０ａには、Ｖ１０９とＶ１１０の差分（Ｖ１０９−Ｖ１１０）に応じた電位差（Ｖ５）が生じる。
【０１０３】
このように、電流検出プローブ１００Ｂの第９コイル１０９と第１０コイル１１０を含む第５のコイル対（Ｌ５）は、ｘ方向に離れた２つの位置におけるｙ方向の一対の磁界Ｈｙ（ｘ）１とＨｙ（ｘ）２の変化に応じた誘導起電力（Ｖ５）を生じる。この誘導起電力（Ｖ５）に基づいて、電流検出プローブ１００Ｂのｘ方向に所定距離離れた位置におけるｙ方向の磁界の差分ΔＨｙ（ｘ）を算出することができる。
【０１０４】
２．２．２  磁界差分ΔＨｘ（ｙ）
図５に示すように、電流検出プローブ１００Ｂは、ｘ方向の磁界Ｈｘが時間的に変化した場合に、第１１コイル１１１と第１２コイル１１２にそれぞれ誘導起電力が生じる。図５において、第１１コイル１１１を通過する磁界を矢印Ｈｘ（ｙ）１とし、第１２コイル１１２を通過する磁界を矢印Ｈｘ（ｙ）２で表している。Ｈｘ（ｙ）１とＨｘ（ｙ）２は、それぞれ電流検出プローブ１００Ｂによって検出されるｙ方向に離れた２つの位置における一対のｘ方向の磁界を意味している。
【０１０５】
ｘ方向の磁界Ｈｘが時間的に変化した場合、第１１コイル１１１には、第１１コイル１１１を通過するｘ方向の磁界Ｈｘ（ｙ）１の時間的な変化量に応じた誘導起電力Ｖ１１１が生じる。これに対して、第１２コイル１１２には、第１２コイル１１２を通過するｘ方向の磁界Ｈｘ（ｙ）２の時間的な変化量に応じた誘導起電力Ｖ１１２が生じる。
【０１０６】
また、第１１コイル１１１と第１２コイル１１２とは、第６接続部１２６によって、巻線方向が逆向きになるように接続されている。第１１コイル１１１と第１２コイル１１２に同じ向きの誘導起電力Ｖ１１１とＶ１１２が生じた場合、Ｖ１１１とＶ１１２は相殺される。このため、第１１コイル１１１側の端部１１１ａと第１２コイル１１２側の端部１１２ａには、Ｖ１１１とＶ１１２の差分に応じた電位差（Ｖ６）が生じる。
【０１０７】
このように、電流検出プローブ１００Ｂの第１１コイル１１１と第１２コイル１１２を含む第６のコイル対（Ｌ６）は、ｙ方向に離れた２つの位置におけるｘ方向の一対の磁界Ｈｘ（ｙ）１とＨｘ（ｙ）２の変化に応じた誘導起電力（Ｖ６）が生じる。この誘導起電力（Ｖ６）に基づいて、電流検出プローブ１００Ｂのｙ方向に所定距離離れた位置におけるｘ方向の磁界の差分ΔＨｘ（ｙ）を算出することができる。
【０１０８】
２．２．３  電流Ｊｚの算出
３軸直交座標系においてｚ方向の電流Ｊｚは下記の式（７）によって計算することができる。
【０１０９】
【数７】
2011226804.tif 000009
【０１１０】
すなわち、ｚ方向の電流Ｊｚは、式（７）に示されるとおり、ｙ方向の磁界Ｈｙのｘ方向の距離微分（ΔＨｙ（ｘ）／Δｘ）と、ｘ方向の磁界Ｈｘのｙ方向の距離微分（ΔＨｘ（ｙ）／Δｙ）との差によって計算することができる。ここで、Δｘは、第９コイル１０９の捲回中心と第１０コイル１１０の捲回中心とのｘ方向の距離で規定されている。Δｙは、第１１コイル１１１の捲回中心と第１２コイル１１２の捲回中心とのｙ方向の距離で規定されている。
【０１１１】
この電流検出プローブ１００Ｂは、ｘ方向に所定距離だけ離れた位置におけるｙ方向の磁界の差分ΔＨｙ（ｘ）に応じた電位差（Ｖ５）と、ｙ方向に所定距離離れた位置におけるｘ方向の磁界の差分ΔＨｘ（ｙ）に応じた電位差（Ｖ６）を同時に検出することができる。そして、上述した式（７）に沿って、電流検出プローブ１００Ｂによって検出された電位差（Ｖ５）と電位差（Ｖ６）とに基づいて、ｚ方向の電流Ｊｚを算出することができる。
【０１１２】
２．２．４  電流測定装置
図８は、電流検出プローブ１００Ｂを備えた電流測定装置２００Ｂの構成例を示している。電流測定装置２００Ｂは、図８に示すように、電流検出プローブ１００Ｂと、電流検出プローブ１００Ｂによって検出された電位差（Ｖ５）と電位差（Ｖ６）とに基づいて、電流検出プローブ１００Ｂのｚ方向に沿った電流Ｊｚを算出する第３電流算出部１８３とを備える。
【０１１３】
この実施形態では、電流測定装置２００Ｂは、さらに第５検出部１４５と、第６検出部１４６と、第５磁界差分算出部１６５と、第６磁界差分算出部１６６とを備えている。
【０１１４】
また、この実施形態では、電流測定装置２００Ｂは、図５及び図８に示すように、接続端子２０９〜２１２を備えている。接続端子２０９には、電流検出プローブ１００Ｂの第９コイル１０９の端部１０９ａが接続されている。接続端子２１０には、電流検出プローブ１００Ｂの第１０コイル１１０の端部１１０ａが接続されている。接続端子２１１には、電流検出プローブ１００Ｂの第１１コイル１１１の端部１１１ａが接続されている。接続端子２１２には、電流検出プローブ１００Ｂの第１２コイル１１２の端部１１２ａが接続されている。接続端子２０９、２１０は、第５検出部１４５に接続されており、接続端子２１１、２１２は、第６検出部１４６に接続されている。
【０１１５】
第５検出部１４５は、電流検出プローブ１００Ｂの第９コイル１０９側の端部１０９ａと第１０コイル１１０側の端部１１０ａとの間に生じる電位差（Ｖ５）を検出する。第６検出部１４６は、第１１コイル１１１側の端部１１１ａと第１２コイル１１２側の端部１１２ａとの間に生じる電位差（Ｖ６）を検出する。
【０１１６】
第５磁界差分算出部１６５は、第５検出部１４５で検出された電位差（Ｖ５）に基づいて、第９コイル１０９を通過する磁界Ｈｙ（ｘ）１と第１０コイル１１０を通過する磁界Ｈｙ（ｘ）２との差分ΔＨｙ（ｘ）を算出する。この実施形態では、第５磁界差分算出部１６５は、下記の式（８）に基づいて、第９コイル１０９を通過する磁界Ｈｙ（ｘ）１と第１０コイル１１０を通過する磁界Ｈｙ（ｘ）２との差分ΔＨｙ（ｘ）を求める。
【０１１７】
【数８】
2011226804.tif 000010
【０１１８】
また、第６磁界差分算出部１６６は、第６検出部１４６で算出された電位差（Ｖ４）に基づいて、第１１コイル１１１を通過する磁界Ｈｘ（ｙ）１と第１２コイル１１２を通過する磁界Ｈｘ（ｙ）２との差分ΔＨｘ（ｙ）を算出する。この実施形態では、第６磁界差分算出部１６６は、下記の式９に基づいて、第１１コイル１１１を通過する磁界Ｈｘ（ｙ）１と第１２コイル１１２を通過する磁界Ｈｘ（ｙ）２との差分ΔＨｘ（ｙ）を求める。
【０１１９】
【数９】
2011226804.tif 000011
【０１２０】
この実施形態では、第９コイル１０９と第１０コイル１１０、及び、第１１コイル１１１と第１２コイル１１２は、それぞれ同じ形状かつ同じ巻数であるから、式（８）及び式（９）において、各コイルの開口面積Ｓは同一にしている。このため、磁界の差分ΔＨｙ（ｘ）、ΔＨｘ（ｙ）の算出式は、式（８）、式（９）のように簡素化できる。
【０１２１】
第３電流算出部１８３は、第５磁界差分算出部１６５で算出された差分ΔＨｙ（ｘ）と第６磁界差分算出部１６６で算出された差分ΔＨｘ（ｙ）とに基づいて上述した式（７）を用いて、ｚ方向に沿った電流Ｊｚを算出する。
【０１２２】
２．３  ３軸方向の電流を同時に検出できる電流検出プローブ
図６を参照し、３軸方向の電流Ｊｘ，Ｊｙ，Ｊｚを同時に検出することができる電流検出プローブ１００Ｃを説明する。電流検出プローブ１００Ｃは、図６に示すように、第１コイル１０１から第１２コイル１１２の１２個のコイルを備えている。
【０１２３】
第１コイル１０１は、図６に示すように、ｘｙ平面に沿って環状に配線されている。第２コイル１０２は、第１コイル１０１からｙ方向に所定距離離れた位置において、ｘｙ平面に沿って環状に配線されている。第１コイル１０１と第２コイル１０２は、巻線方向が逆向きになるように第１接続部１２１によって接続されている。
【０１２４】
第３コイル１０３は、ｚｘ平面に沿って環状に配線されている。第４コイル１０４は、第３コイル１０３からｚ方向に所定距離離れた位置において、ｚｘ平面に沿って環状に配線されている。第３コイル１０３と第４コイル１０４は、巻線方向が逆向きになるように第２接続部１２２によって接続されている。
【０１２５】
第５コイル１０５は、ｙｚ平面に沿って環状に配線されている。第６コイル１０６は、第５コイル１０５からｚ方向に所定距離離れた位置において、ｙｚ平面に沿って環状に配線されている。第５コイル１０５と第６コイル１０６は、巻線方向が逆向きになるように第３接続部１２３によって接続されている。
【０１２６】
第７コイル１０７は、ｘｙ平面に沿って環状に配線されている。第８コイル１０８は、第７コイル１０７からｘ方向に所定距離離れた位置においてｘｙ平面に沿って環状に配線されている。第７コイル１０７と第８コイル１０８は、巻線方向が逆向きになるように第４接続部１２４によって接続されている。
【０１２７】
第９コイル１０９は、ｚｘ平面に沿って環状に配線されている。第１０コイル１１０は、第９コイル１０９からｘ方向に所定距離離れた位置において、ｚｘ平面に沿って環状に配線されている。第９コイル１０９と第１０コイル１１０は、巻線方向が逆向きになるように第５接続部１２５によって接続されている。
【０１２８】
第１１コイル１１１は、ｙｚ平面に沿って環状に配線されている。第１２コイル１１２は、第１１コイル１１１からｙ方向に所定距離離れた位置において、ｙｚ平面に沿って環状に配線されている。第１１コイル１１１と第１２コイル１１２は、巻線方向が逆向きになるように第６接続部１２６によって接続されている。
【０１２９】
このように、３軸方向の電流Ｊｘ，Ｊｙ，Ｊｚを同時に検出することができる電流検出プローブ１００Ｃは、図１に示す電流Ｊｘを検出する電流検出プローブ１００、図４に示す電流Ｊｙを検出する電流検出プローブ１００Ａ、及び、図５に示す電流Ｊｚを検出する電流検出プローブ１００Ｂの構成を全て備えている。
【０１３０】
電流検出プローブ１００Ｃによれば、第１コイル１０１から第４コイル１０４までのコイル対によって、ｙ方向に所定距離離れた位置におけるｚ方向の磁界の差分ΔＨｚ（ｙ）に応じた電位差（Ｖ１）と、ｚ方向に所定距離離れた位置におけるｙ方向の磁界の差分ΔＨｙ（ｚ）に応じた電位差（Ｖ２）を同時に検出することができる。そして、上述した式（１）に沿って、電流検出プローブ１００によって検出された電位差（Ｖ１）と電位差（Ｖ２）とに基づいて、ｘ方向の電流Ｊｘを算出することができる。
【０１３１】
また、電流検出プローブ１００Ｃによれば、第５コイル１０５から第８コイル１０８までのコイル対によって、ｚ方向に所定距離離れた位置におけるｘ方向の磁界の差分ΔＨｘ（ｚ）に応じた電位差（Ｖ３）と、ｘ方向に所定距離離れた位置におけるｚ方向の磁界の差分ΔＨｚ（ｘ）に応じた電位差（Ｖ４）を同時に検出することができる。そして、上述した式（４）に沿って、電流検出プローブ１００Ａによって検出された電位差（Ｖ３）と電位差（Ｖ４）とに基づいて、ｙ方向の電流Ｊｙを算出することができる。
【０１３２】
さらに、電流検出プローブ１００Ｃによれば、第９コイル１０９から第１２コイル１１２までのコイル対によって、ｘ方向に所定距離離れた位置におけるｙ方向の磁界の差分ΔＨｙ（ｘ）に応じた電位差（Ｖ５）と、ｙ方向に所定距離離れた位置におけるｘ方向の磁界の差分ΔＨｘ（ｙ）に応じた電位差（Ｖ６）を同時に検出することができる。そして、上述した式（７）に沿って、電流検出プローブ１００Ｂによって検出された電位差（Ｖ５）と電位差（Ｖ６）とに基づいて、ｚ方向の電流Ｊｚを算出することができる。
【０１３３】
さらに、上記のように算出されたｘ方向の電流Ｊｘと、ｙ方向の電流Ｊｙと、ｚ方向の電流Ｊｚとを合成して、当該電流検出プローブ１００Ｃが配置された空間での電流の大きさ及び向きを算出することができる。
【０１３４】
２．３．１  電流測定装置
図９に、電流検出プローブ１００Ｃを備えた、ｘ方向の電流Ｊｘと、ｙ方向の電流Ｊｙと、ｚ方向の電流Ｊｚとを求める電流測定装置２００Ｃの構成を示す。電流測定装置２００Ｃの構成は、上述した電流測定装置２００（図２参照）、電流測定装置２００Ａ（図７参照）、電流測定装置２００Ｂ（図８参照）の各構成を含んでおり、同一の機能を奏する部材・部位には、同じ符号を付している。ここでは、これらの部材・部位について重複する説明は省略する。
【０１３５】
電流測定装置２００Ｃでは、ｘ方向に沿った電流Ｊｘを算出する第１電流算出部１８１と、ｙ方向に沿った電流Ｊｙを算出する第２電流算出部１８２と、ｚ方向に沿った電流Ｊｚを算出する第３電流算出部１８３とを備えている。この実施形態では、電流測定装置２００Ｃは、第１電流算出部１８１で算出されたｘ方向に沿った電流Ｊｘと、第２電流算出部１８２で算出されたｙ方向に沿った電流Ｊｙと、第３電流算出部１８３で算出されたｚ方向に沿った電流Ｊｚとを合成する電流算出部１８０を備えている。
【０１３６】
電流算出部１８０は、合成された電流Ｊを算出する。電流Ｊは、下記の式（１０）に沿って算出できる。
【０１３７】
【数１０】
2011226804.tif 000012
ここで、ｉはｘ方向の単位ベクトル、ｊはｙ方向の単位ベクトル、ｋはｚ方向の単位ベクトルをそれぞれ示している。これにより、電流算出部１８０は、電流検出プローブ１００Ｃが配置された位置における電流Ｊを算出することができる。
【０１３８】
以上、電流検出プローブ、電流測定装置、電流測定方法について、種々の実施形態を説明した。本発明に係る電流検出プローブ１００は、直接的には、電流検出プローブ１００Ｃが配置された位置における磁場の変化から、電流検出プローブ１００Ｃが配置された位置における電流Ｊを算出することができる。
【０１３９】
この場合、例えば、図１０に示すように、電流検出プローブ１００は、測定対象２６０から離れた位置に配置される。この場合、電流検出プローブ１００と測定対象２６０との距離ｈを考慮した電流Ｊｘを補正するとよい。例えば、電流検出プローブ１００から検出される電位差（Ｖ１）や電位差（Ｖ２）に補正する係数を掛けるなどして電流Ｊｘを求めてもよい。
【０１４０】
また、電流Ｊｘ、Ｊｙ，Ｊｚ，Ｊの算出について、上述した実施形態では、第１コイル１０１から第１２コイル１１２までの各コイルの形状と巻数がともに同じ場合を例に挙げて説明したが、各コイルの形状と巻数は、それぞれ異なっていてもよい。各コイルの形状と巻数が異なる場合には、各コイルの形状と巻数に応じて適当な補正を行うとよい。また、ｘ方向、ｙ方向及びｚ方向が、それぞれ直交座標系を構成する３つの座標軸に倣って規定された実施形態を例示したが、ｘ、ｙ、ｚはそれぞれ直交していなくてもよい。ｘ、ｙ、ｚがそれぞれ直交していない場合には、それぞれの傾きに応じて適当な補正を行うとよい。
【０１４１】
２．４  その他の変形例
電流検出プローブ１００のその他の変形例を説明する。
【０１４２】
電流検出プローブ１００の各コイルの形状は、概ね円形のコイルを例示したが、電流検出プローブ１００の各コイルの捲回形状は、円形に限定されない。例えば、図１１に示すように、第１コイル１０１と第２コイル１０２は、ｘ方向の幅に比べてｙ方向の幅が短い扁平形状にしてもよい。これにより、電流検出プローブ１００を全体としてｙ方向にコンパクトに構成することができる。この構成によって、電流検出プローブ１００の中心を測定対象２５０に近づけることができる。
【０１４３】
図１１に示す例では、第１コイル１０１と第２コイル１０２の捲回形状は、それぞれ角を丸めた長方形にしている。この捲回形状によれば、第１コイル１０１と第２コイル１０２をｙ方向に扁平な形状にしつつ、第１コイル１０１と第２コイル１０２の開口面積（コイルに囲まれた面積）を大きく確保することができる。これにより、第１コイル１０１と第２コイル１０２に適切に誘導起電力を生じさせることができる。
【０１４４】
また、電流検出プローブ１００は、図１２に示すように、さらに第３コイル１０３と第４コイル１０４の形状が、ｘ方向の幅に比べてｙ方向の幅が短い扁平形状であってもよい。これにより、ｚ方向及びｙ方向において、電流検出プローブ１００をコンパクトに構成しつつ、各コイル１０１〜１０４に適切に誘導起電力を生じさせることができる。
【０１４５】
（実施の形態３）
以下、上述した電流検出プローブを用いた種々の応用例を説明する。
【０１４６】
３．１  電流検出デバイス
上述した電流検出プローブを用いて、電流を検出するデバイスを構成することができる。図１３にその構成例を示す。図１３に示す電流検出デバイス３００は、電流検出プローブ１００が樹脂３１０で封止され、接続部１２１、１２２（図１３には示さず。図１参照）によって接続されたコイル１０１〜１０４の出力端子１０１ａ〜１０４ａが外部に導出されている。このようにデバイス化することによって電流検出プローブ１００の取り扱いが容易になる。
【０１４７】
電流検出デバイス３００は、例えば、電流検出プローブ１００を金型に設置した状態で、金型に熱硬化性樹脂を流し込むことで製造できる。かかる熱硬化性樹脂には、例えば、エポキシ樹脂を用いることができる。電流検出デバイス３００によれば、電流検出プローブ１００が樹脂３１０に埋め込まれているので、例えば、基板への実装が容易になる。また電流検出デバイス３００は家電製品の基板に対して予め定めた複数の位置に実装することができる。
【０１４８】
３．２  多点電流測定装置
上述の電流検出プローブ１００は、測定対象上の複数の位置で電流を算出する多点電流測定装置に適用することもできる。多点電流測定装置４００は、例えば、図１４に示すように、移動装置４１０と、電流算出装置４２０とを備える。移動装置４１０は、電流検出プローブ１００を測定対象４３０に対して相対移動させる装置である。この実施形態では、移動装置４１０は、測定対象４３０が載置されるステージ４１２と、ステージ４１２に載置された測定対象４３０上の任意の位置に電流検出プローブ１００を移動させる移動機構４１４と、移動機構４１４を制御して電流検出プローブ１００を所望の位置に移動させる移動制御部４１６とを備える。電流算出装置４２０は、電流検出プローブ１００からの出力信号に基づいて電流を算出する。この実施形態では、移動機構４１４は、ステージ４１２のｘ方向、ｙ方向に沿って、それぞれ電流検出プローブ１００を移動させる機構を採用する。
【０１４９】
この多点電流測定装置４００は、電流検出プローブ１００を測定対象４３０上の複数の位置に移動させ、各位置で電流を検出することができる。したがって、多点電流測定装置４００は、例えば、測定対象４３０の複数の位置の電流値に基づいて、測定対象４３０の電流分布を出力することができる。そのような多点電流測定装置４００によれば、例えば、家電製品の基板の電流の分布を検出することができる。また、多点電流測定装置４００によれば、不要輻射ノイズの発生源（家電製品）の特定も容易になる。
【０１５０】
なお、この実施形態では、測定対象４３０を固定し、電流検出プローブ１００を移動させる機構を例示しているが、これに代わり、電流検出プローブ１００を固定し、電流検出プローブ１００に対して測定対象４３０が載置されるステージ４１２を移動させる機構を採用してもよい。
【０１５１】
図１５を参照し、点電流測定装置の他の構成例を説明する。図１５に示す多点電流測定装置５００は、検出体５１０と、電流算出装置５２０とを備えている。検出体５１０は、電流検出プローブ１００が複数の位置に配置されている。電流算出装置５２０は、検出体５１０に配置された複数の電流検出プローブ１００からの出力に基づいて、各電流検出プローブ１００が配置された位置における電流を算出する。
【０１５２】
この多点電流測定装置５００によれば、検出体５１０を測定対象に近づけることによって、測定対象に生じる磁界分布に基づいて、測定対象の電流分布を検出することができる。例えば、電流算出装置５２０をモニター５３０に接続し、電流検出プローブの位置毎に検出結果を表示させてもよい。例えば、検出体５１０の各電流検出プローブ１００で検出された電流の大きさに応じて色を変えた表示をモニター５３０上に表示させてもよい。これにより測定対象の電流分布を容易に視認できるようになる。
【０１５３】
３．３  電流検出プローブが組み込まれた電気機器
図１６は、電流検出プローブ１００が組み込まれた電気機器（図１６の例では電子レンジ）６００を示している。電気機器６００に電流検出プローブ１００を組み込み、電流検出プローブ１００の出力に基づいて、電気機器６００の電気的な動作状態を制御するように構成してもよい。この場合、電流検出プローブ１００は、電気機器６００の予め定められた位置、すなわち、電気機器６００で生じる電流を検出したい位置に配置するのが好ましい。
【０１５４】
電流検出プローブ１００は、電気機器６００の制御部６１０に接続されている。制御部６１０は、電流検出プローブ１００の出力に基づいて、電気機器６００の電気的な動作状態を制御する。これにより、例えば、電気機器６００に生じた異常な電流を検出し、異常電流を抑えるための所定の制御を行うことができる。このように、電流検出プローブ１００は、電流（電磁界）の検出手段として電気機器６００に組み込み、電気機器６００を制御するために用いることができる。また、電流検出プローブ１００は、電流（電磁界）を検出する検出手段として用いることができ、電子レンジに限らず、種々の電気機器において電流検出手段として利用できる。
【０１５５】
例えば、電流検出プローブ１００を用いて上述した電流検出デバイス３００（図１３参照）を構成し、複数の電流検出デバイス３００を、電気機器６００の基板上において所定の位置に実装することができる。そして、電流検出デバイス３００の出力から電気機器６００の基板を流れる電流を検出することができる。さらに、電流検出デバイス３００の出力に基づいて電気機器６００を電気的に制御することによって、電気機器６００の基板を流れる電流を適切に制御することができる。
【０１５６】
電流検出デバイス３００は、例えば、電気機器６００の基板の所定位置に接着するとよい。この場合、電流検出デバイス３００は、測定対象となる基板上の配線に対して電気的に接続されない。このため、従来のように、基板上の配線に対して電気的に接続される抵抗器を用いた電流検出デバイスに比べて電力損失を低く抑えることができる。このため、電気機器６００の複数の位置に電流検出デバイス３００を配置して、当該複数の位置で電流を検出しても、電子機器の電力損失を小さく抑えることができる。
【０１５７】
以上、本発明の一実施形態に係る電流検出プローブ、電流測定装置、電流検出デバイス、電流測定方法を説明したが、本発明は上述した実施形態に限らず、種々の変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１５８】
本発明は、非接触な方法で電流を計測する電流検出プローブ、電流測定装置に適用でき、また、電流を検出し、検出した電流に基づき動作を制御する種々の電気機器にも適用できる。
【符号の説明】
【０１５９】
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ  電流検出プローブ
１０１〜１１２  コイル
１０１ａ〜１１２ａ  コイルの端部（出力端子）
１２１〜１２６  接続部
１４１〜１４６  検出部
１６１〜１６６  磁界差分算出部
１８０〜１８３  電流算出部
２００、２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ  電流測定装置
２０１〜２１２  接続端子
２５０  測定対象
２６０  測定対象
３００  電流検出デバイス
３１０  樹脂
４００  多点電流測定装置
４１０  移動装置
４１２  ステージ
４１４  移動機構
４１６  移動制御部
４２０  電流算出装置
４３０  測定対象
５００  多点電流測定装置
５１０  検出体
５２０  電流算出装置
５３０  モニター
６００  電気機器
６１０  制御部
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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