(57)【要約】  短絡しないように直交配置された直線状導体（１），（２）と、直線状導体（１），（２）の両端を互いに接続し、一続きの一対のループを形成する接続導体（３），（４）と、一対のループのうちの１箇所が分断されて設けられた一対の端子（５）とを備えた。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
短絡しないように直交配置された２本の直線状導体と、
前記２本の直線状導体の両端を互いに接続し、一続きの一対のループを形成する２本の接続導体と、
前記一対のループのうちの１箇所が分断されて設けられた一対の端子と
を備えた電磁界プローブ。
【請求項２】
前記２本の直線状導体は、等しい長さであり、中点で交差された
ことを特徴とする請求項１記載の電磁界プローブ。
【請求項３】
前記一対の端子は、前記２本の直線状導体のうちの一方が交差位置で分断されて設けられた
ことを特徴とする請求項１記載の電磁界プローブ。
【請求項４】
前記２本の接続導体は、直線状である
ことを特徴とする請求項１記載の電磁界プローブ。
【請求項５】
前記２本の接続導体は、前記２本の直線状導体の両端間の中点に対して一方が直線状であり、他方が前記ループの面積を広げる又は狭める形状であり、
前記一対のループは、前記２本の直線状導体の交差位置を中心に点対称に形成された
ことを特徴とする請求項１記載の電磁界プローブ。
【請求項６】
前記ループは、プリント基板の導体パターンで形成された
ことを特徴とする請求項１記載の電磁界プローブ。
【請求項７】
前記ループは、前記プリント基板の１つの層の導体パターンで形成された
ことを特徴とする請求項６記載の電磁界プローブ。
【請求項８】
前記ループは、スルーホールを介して前記プリント基板の複数の層の導体パターンで形成された
ことを特徴とする請求項６記載の電磁界プローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ループアンテナを用いた電磁界プローブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電磁界プローブの検出方式として一般に用いられる方式の１つに、ループアンテナがある。従来のループアンテナは、単一平面上に形成されたループ構造を持ち、測定対象から生じる磁束がループ面を通過するように配置されることでループに誘導電流が生じる。これにより、測定対象を流れる電流を検出することができる（例えば特許文献１参照）。【０００３】
また、ループ構造として、直交する２つのループを組み合わせたものも考案されている（例えば特許文献２参照）。これにより、直交する２つの異なる方向の磁束に対応することができる。
さらに、単一平面上に形成されたループの中心に対して片側を１８０度捻り、２つのループの交差部の導体を平行にしたものも考案されている（例えば特許文献３参照）。これにより、基板配線上にループの中心が配置されることで、配線に流れる電流を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１８７５３９号公報
【特許文献２】特開２０１１−０２４１６８号公報
【特許文献３】特開２０１０−０７８５９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば特許文献１に記載されたようなループアンテナでは、基板配線の電流を検出する際に、ループ面が基板と垂直且つ配線方向と平行な向きであれば、配線の電流による磁束がループ面を通り、この電流を検出できる。しかしながら、ループ面が配線方向と垂直な向きであれば、磁束がループ面を通らないため、電流を検出できない。従って、測定対象の配線の向きに応じて、電磁界プローブの向き、すなわちループ面の向きを変える必要があるという課題がある。【０００６】
また、例えば特許文献２に記載されたようなループアンテナでは、電磁界プローブの角度を変えずに、直交する２つの方向の配線の電流が検出できる。しかしながら、直交するループ面に対して４５度及び１３５度の角度の配線に流れる電流は、２つのループ面に生じる誘導電流が互いに相殺する向きに誘導されるため、検出できないという課題がある。また、このようなループアンテナをプリント基板で製造しようとした場合、構造が複雑であるという課題がある。また、製造可能な基板の厚みによりループアンテナのサイズが制限されてしまうという課題がある。【０００７】
さらに、例えば特許文献３に記載されたようなループアンテナでは、直線状の交差部の向きが配線に沿う場合には２つのループに逆向きの磁束が通る。また、ループを捻ってあることにより、２つのループに生じる誘導電流が互いに強め合う向きに誘導されるため、配線を流れる電流が検出できる。しかしながら、直線状の交差部の向きが配線と直交する配置であれば、２つのループのそれぞれに互いに逆向きの磁束が通り、相殺されるため、配線を流れる電流を検出できない。すなわち、特許文献１の例と同様に、測定対象の配線の向きに応じて、電磁界プローブの向き、すなわちループ面の向きを変える必要があるという課題がある。【０００８】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、様々な方向に走る配線に対して向きを変えずに検出可能であり、且つ簡単な構造で容易に作成可能な電磁界プローブを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る電磁界プローブは、短絡しないように直交配置された２本の直線状導体と、２本の直線状導体の両端を互いに接続し、一続きの一対のループを形成する２本の接続導体と、一対のループのうちの１箇所が分断されて設けられた一対の端子とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、上記のように構成したので、様々な方向に走る配線に対して向きを変えずに検出可能であり、且つ簡単な構造で容易に作成可能な電磁界プローブを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１に係る電磁界プローブのループ構造の一例を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る電磁界プローブのループ構造の別の一例を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る電磁界プローブの効果を説明する図であり、配線方向が０度、４５度、９０度、１３５度の角度の配線上に電磁界プローブの中心を配置した図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係る電磁界プローブのループ構造の一例を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態２に係る電磁界プローブのループ構造の別の一例を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態３に係る電磁界プローブであって、プリント基板の片面にループ構造を形成した一例を示す図であり、（ａ）斜視図であり、（ｂ）上面図であり、（ｃ）底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る電磁界プローブのループ構造の一例を示す図である。
電磁界プローブでは、図１に示すように、直線状導体１，２が、短絡しないように直交（略直交の意味を含む）して配置されている。図の例では、直線状導体１，２は、等しい長さであり、中点で交差されている。
【００１３】
また、直線状導体１，２の両端は互いに、接続導体３，４により接続されている。これにより、一続きの一対のループが形成される。
さらに、一続きの一対のループのうちの１箇所が分断されて、その分断された部分に一対の端子５が設けられている。この一対の端子５は、ループに生じる検出電流を引出すためのものである。図１の例では、接続導体４の中点部分が分断されて、一対の端子５が設けられている。
【００１４】
ここで、図１に示すループ構造では、直線状導体１と直線状導体２とが立体的に交差しているため、単一平面上に構成することができない。それに対し、例えば図２に示すように、直線状導体１，２のうちの一方を交差位置で分断して一対の端子５を設けることで、ループ構造を単一平面上に構成することができる。なお図２の例では、直線状導体２を交差位置で分断した場合を示している。
【００１５】
次に、上記のように構成された電磁界プローブの動作について、図３を参照しながら説明する。以下では、図２のループ構造を用いて、給電又は信号伝送が行われる配線５０を流れる電流の検出原理について説明する。
ここで、プリント基板配線を測定対象とした場合、その配線方向の大半は直交する０度と９０度である。また、一部、４５度又は１３５度の配線が用いられることがある。そこで、以下では、配線方向が０度、４５度、９０度、１３５度の配線５０に対する電流検出についてそれぞれ説明する。
【００１６】
まず、図３（ａ）を参照して、配線方向が０度の配線５０に対し、電磁界プローブを中心が配線５０上に位置するように配置した場合について説明する。
配線５０に図に示す方向の電流１００が流れると、右ネジの法則に従い、配線５０の周囲に右回りの磁束１０１が発生する。このとき、電磁界プローブの左上のループには、紙面下方向から上向きの磁束１０１が通り、右下のループには、紙面上方向から下向きの磁束１０１が通る。また、電磁界プローブは四角形のループの１辺を１８０度捻った形状に構成されているため、電磁界プローブの左上のループに生じる誘導電流１０２と右下のループに生じる誘導電流１０３は互いに強め合う方向で合成される。その結果、図２に示す電磁界プローブでは、配線方向が０度の配線５０に流れる電流を検出することができる。
【００１７】
次に、図３（ｂ）を参照して、配線方向が時計回りに４５度の配線５０に対し、電磁界プローブを、向きを変えずに、中心が配線５０上に位置するように配置した場合について説明する。
この場合にも、配線５０に図に示す方向の電流１００が流れると、右ネジの法則に従い、配線５０の周囲に右回りの磁束１０１が発生する。このとき、電磁界プローブの左上のループには、紙面下方向から上向きの磁束１０１が通り、右下のループには、紙面上方向から下向きの磁束１０１が通る。また、電磁界プローブは四角形のループの１辺を１８０度捻った形状に構成されているため、電磁界プローブの左上のループに生じる誘導電流１０２と右下のループに生じる誘導電流１０３は互いに強め合う方向で合成される。その結果、図２に示す電磁界プローブでは、配線方向が４５度の配線５０に流れる電流を検出することができる。
【００１８】
次に、図３（ｃ）を参照して、配線方向が時計回りに９０度の配線５０に対し、電磁界プローブを、向きを変えずに、中心が配線５０上に位置するように配置した場合について説明する。
この場合にも、配線５０に図に示す方向の電流１００が流れると、右ネジの法則に従い、配線５０の周囲に右回りの磁束１０１が発生する。このとき、電磁界プローブの左上のループには、紙面下方向から上向きの磁束１０１が通り、右下のループには、紙面上方向から下向きの磁束１０１が通る。また、電磁界プローブは四角形のループの１辺を１８０度捻った形状に構成されているため、電磁界プローブの左上のループに生じる誘導電流１０２と右下のループに生じる誘導電流１０３は互いに強め合う方向で合成される。その結果、図２に示す電磁界プローブでは、配線方向が９０度の配線５０に流れる電流を検出することができる。
【００１９】
次に、図３（ｄ）を参照して、配線方向が時計回りに１３５度の配線５０に対し、電磁界プローブを、向きを変えずに、中心が配線５０上に位置するように配置した場合について説明する。
この場合にも、配線５０に図に示す方向の電流１００が流れると、右ネジの法則に従い、配線５０の周囲に右回りの磁束１０１が発生する。このとき、電磁界プローブの左上のループと右下のループにはそれぞれ、配線５０を境に上向きの磁束１０１と下向きの磁束１０１が等分に通る。そのため、ループ内で磁束１０１が互いに相殺され、誘導電流１０２，１０３も相殺される。その結果、図２に示す電磁界プローブでは、向きを変えずに、配線方向が１３５度の配線５０に流れる電流を検出することができない。
【００２０】
一方、図１，２に示すループ構造を裏返した構造の電磁界プローブを用いることで、配線方向が１３５度の配線５０に流れる電流を検出することができる。ただし、この場合には、向きを変えずに、配線方向４５度の配線５０に流れる電流を検出することができない。
【００２１】
以上のように、この実施の形態１によれば、短絡しないように直交配置された直線状導体１，２と、直線状導体１，２の両端を互いに接続して一続きの一対のループを形成する接続導体３，４と、一対のループのうちの１箇所が分断されて設けられた一対の端子５とを設けたので、様々な方向に走る配線５０に対して向きを変えずに検出可能であり、且つ簡単な構造で容易に作成可能である。
すなわち、プリント基板配線を測定対象とした場合には、配線方向の大半は直交する０度と９０度であり、配線５０の角度に応じて電磁界プローブの向きを変えることなく電流検出を行うことができる。また、プリント基板配線には、一部、配線方向が４５度又は１３５度の配線５０が用いられることがあるが、４５度又は１３５度のいずれか一方の配線５０に流れる電流についても、電磁界プローブの向きを変えることなく検出することができる。
【００２２】
また、直線状導体１，２のうちの一方を交差位置で分断して一対の端子５を設けることで、ループ構造を単一平面上に構成することができる。
【００２３】
実施の形態２．
実施の形態１に係る電磁界プローブでは、配線方向が４５度又は１３５度の配線５０のうちの一方については、電磁界プローブの向きを変えることなく電流を検出することができない。それに対し、実施の形態２では、配線方向が４５度及び１３５度の配線５０に対して、電磁界の向きを変えることなく電流を検出可能なループ構造を示す。
図４はこの発明の実施の形態２に係る電磁界プローブのループ構造の一例を示す図である。この図４に示す実施の形態２に係る電磁界プローブは、図２に示す実施の形態１に係る電磁界プローブの接続導体３，４の形状を変更したものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２４】
実施の形態１では、接続導体３，４が、直線状導体１，２の両端同士をそれぞれ最短距離で直線状に接続していた。それに対し、実施の形態２では、接続導体３ｂ，４ｂを、直線状導体１，２の両端間の中点に対して一方を直線状とし、他方をループの面積を広げる形状とし、且つ、一対のループを、直線状導体１，２の交差位置を中心に点対称に形成している。
図４の例では、接続導体３ｂは、直線状導体１，２の一方の端部間の中点を境にして、右側は直線状であり、左側はループ面積を広げるような経路で接続されている。また、接続導体４ｂは、直線状導体１，２の他方の端部刊の中点を境にして、左側は直線状であり、右側はループ面積を広げるような経路で接続されている。
【００２５】
これにより、図４に示すように、配線方向が１３５度の配線５０に流れる電流１００によって生じる磁束１０１において、電磁界プローブの左上のループでは、紙面下方向から上向きに通る磁束１０１よりも下向きに通る磁束１０１の面積が大きくなる。そのため、上向きの磁束１０１により生じる誘導電流１０２ａよりも下向きの磁束１０１により生じる誘導電流１０２ｂの方が大きくなり、相殺されずに、電流１０２ｂ方向の誘導電流成分が残る。同様に、電磁界プローブの右下のループでは、紙面上方向から下向きに通る磁束１０１よりも上向きに通る磁束１０１の面積が大きくなる。そのため、下向きの磁束１０１により生じる誘導電流１０３ａよりも上向きの磁束１０１により生じる誘導電流１０３ｂの方が大きくなり、相殺されずに、電流１０３ｂ方向の誘導電流成分が残る。このようにして残った誘導電流１０２ｂ及び誘導電流１０３ｂは互いに強め合う方向で合成される。その結果、図４に示す電磁界プローブでは、配線方向が１３５度の配線５０に流れる電流を検出することができる。
【００２６】
なお上記では、配線方向が１３５度の配線５０の電流検出について示したが、その他の角度（０度、４５度、９０度）の配線５０についても、実施の形態１と同様の原理で、電磁界プローブの向きを変えずに電流を検出することができる。
【００２７】
なお図４では、接続導体３ｂ，４ｂを、片側のループ面積を広げるような形状に構成した場合について示した。それに対し、例えば図５に示すように、接続導体３ｃ，４ｃを、片側のループ面積を狭めるような形状に構成してもよい。
図５の例では、接続導体３ｃは、直線状導体１，２の一方の端部間の中点を境にして、右側は直線状であり、左側はループ面積を狭めるような経路で接続されている。また、接続導体４ｃは、直線状導体１，２の他方の端部間の中点を境にして、左側は直線状であり、右側はループ面積を狭めるような経路で接続されている。このようなループ構造であっても、上記と同様の原理で、配線方向が０度、４５度、９０度、１３５度の配線５０に流れる電流を検出することができる。
【００２８】
以上のように、この実施の形態２によれば、接続導体３ｂ，４ｂ（３ｃ，４ｃ）を、直線状導体１，２の両端間の中点に対して一方を直線状とし、他方をループの面積を広げる又は狭める形状とし、且つ、一対のループを、直線状導体１，２の交差位置を中心に点対称に形成したので、電磁界プローブの向きを変えずに、配線方向が０度、４５度、９０度、１３５度のどの角度の配線５０を流れる電流でも検出することができる。
また、一般的なプリント基板上の配線５０の大半は０度、４５度、９０度、１３５度で構成されていることから、配線５０の方向に応じて、電磁界プローブの向きを変えることなく電流を検出することができる。
【００２９】
なお、電磁界プローブの左上のループ及び右下のループのそれぞれにおいて、異なる方向の磁束が通る面積が同じにならない限り、配線方向が０度、４５度、９０度、１３５度以外の角度の配線５０であっても、電磁界プローブの向きを変えることなく、その配線５０を流れる電流を検出することができる。
【００３０】
実施の形態３．
実施の形態１，２では、線状の導体のみで電磁界プロ―ブを構成した例を示したが、実施の形態３では、より具体的な実現方法として片面基板で電磁界プローブを製造する例を示す。
図６はこの発明の実施の形態３に係る電磁界プローブであって、プリント基板１０の片面にループ構造を形成した一例を示す図である。
【００３１】
この図６では、プリント基板１０の片面（裏面）に、実施の形態１の図２に示すループ構造を導体パターン１１として形成している。また、スルーホール１２を介してプリント基板１０の表面に一対の端子１３（端子５）を出している。
なお、プリント基板１０の裏面に形成する導体パターン１１は、実施の形態２の図４，５で示したループ構造としてもよい。
【００３２】
なお、プリント基板１０の片面に導体パターン１１としてループ構造を形成した場合でも、その動作原理は導体パターン１１に対応した実施の形態１及び実施の形態２の電磁界プローブの動作と同様であるため、その説明を省略する。
【００３３】
以上のように、この実施の形態３によれば、電磁界プローブをプリント基板１０の片面に形成したので、簡単な構造で容易に電磁界プローブを製造することができる。
【００３４】
なお、電磁界プローブのループ構造は、プリント基板１０の１層のみで形成できるため、片面基板又は両面基板の表面層の１層のみに限らず、多層基板であれば内層を含め任意の１層のみを使用して、簡単且つ安価に電磁界プローブを製造することができる。
また上記では、電磁界プローブのループ構造を、プリント基板１０の１つの層の導体パターン１１で形成した場合について示した。しかしながら、これに限るものではなく、スルーホールを介してプリント基板１０の複数の層の導体パターン１１で形成してもよい。
【００３５】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
この発明に係る電磁界プローブは、短絡しないように直交配置された２本の直線状導体と、２本の直線状導体の両端を互いに接続し、一続きの一対のループを形成する２本の接続導体と、一対のループのうちの１箇所が分断されて設けられた一対の端子を備えるので、様々な方向に走る配線に対して向きを変えずに検出可能であり、且つ簡単な構造で容易に作成可能なため、非接触の測定に適している。
【符号の説明】
【００３７】
１，２  直線状導体、３，３ｂ，３ｃ，４，４ｂ，４ｃ  接続導体、５  一対の端子、１０  プリント基板、１１  導体パターン、１２  スルーホール、１３  一対の端子、５０  配線。
【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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【国際調査報告】
2016189999.tif 000009
2016189999.tif 000010
2016189999.tif 000011
2016189999.tif 000012