(57)【要約】この発明に係る電磁界プローブは、該電磁界プローブの中心付近から放射状に延在する２Ｎ（Ｎは３以上の整数）の導体を有し、前記２Ｎの導体に含まれる導体の端部と前記２Ｎの導体に含まれる他の導体の端部が互いに接続されることにより形成された両端に端子をもち、途中で短絡することのない一続きの導体線を備え、前記２Ｎの導体に含まれる二の導体は、前記中心付近を挟んで対向する位置に配置され、前記二の導体の前記中心付近に近い端部は互いに接続されることを特徴とする。この発明の電磁界プローブによれば、0度、45度、90度、135度など様々な方向に配置された基板配線に対して、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。
2018138868.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁界プローブであって、
該電磁界プローブの中心付近から放射状に延在する２Ｎ（Ｎは３以上の整数）の導体を有し、前記２Ｎの導体に含まれる導体の端部と前記２Ｎの導体に含まれる他の導体の端部が互いに接続されることにより形成された両端に端子をもち、途中で短絡することのない一続きの導体線を備え、
前記２Ｎの導体に含まれる二の導体は、前記中心付近を挟んで対向する位置に配置され、前記二の導体の前記中心付近に近い端部は互いに接続される
ことを特徴とする電磁界プローブ。
【請求項２】
前記２Ｎの導体に含まれるｎ（＝１，２，・・・，２Ｎ−１）番目の導体とｎ＋１番目の導体とは隣り合う関係にあり、
前記２ｍ−１番目の導体と前記２ｍ番目の導体で構成されるＮ組（ｍ＝１，２，・・・，Ｎ）のそれぞれで、各組に含まれた２つの導体の一端は互いに接続される、又は、前記一続きの導体線の両端の端子に接続され、
前記２Ｎの導体に含まれる一部の導体は前記一端と異なる他端で異なる組に含まれた導体に接続される、
ことを特徴とする請求項１に記載の電磁界プローブ。
【請求項３】
前記一端は、前記他端より前記電磁界プローブの中心から遠いことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電磁界プローブ。
【請求項４】
前記２Ｎの導体は回転対称となる形状をもつことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電磁界プローブ。
【請求項５】
前記２Ｎの導体は前記中心付近から全方向に対して均等、または、前記２Ｎの導体に含まれるｎ（＝１，２，・・・，２Ｎ−１）番目の導体の方向とｎ＋１番目の導体の方向は３６０／（２Ｎ）度の角度差をもつ
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電磁界プローブ。
【請求項６】
前記２Ｎの導体に含まれる奇数番目の導体は第１の長さをもち、偶数番目の導体は第２の長さをもつことを特徴とする請求項５に記載の電磁界プローブ。
【請求項７】
前記第１の長さは前記第２の長さの√２倍、または、前記第２の長さと同じであることを特徴とする請求項６に記載の電磁界プローブ。
【請求項８】
Ｎ＝４であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電磁界プローブ。
【請求項９】
Ｎ＝４であり、
ｐ（＝１，３，５，７）番目の導体の前記電磁界プローブの中心から遠い端部とｐ＋１番目の導体の前記電磁界プローブの中心から遠い端部とはそれぞれ接続され、
ｑ（＝２，６）番目の導体の前記電磁界プローブの中心に近い端部とｑ＋１番目の導体の前記電磁界プローブの中心に近い端部、及び、１番目の導体の前記電磁界プローブの中心に近い端部と５番目の導体の前記電磁界プローブの中心に近い端部とは、それぞれ接続される
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電磁界プローブ。  
【請求項１０】
前記２Ｎの導体の端部の前記電磁界プローブの中心に近い端部の組み合わせ、または、前記２Ｎの導体の端部の前記電磁界プローブの中心から遠い端部の組み合わせは、同一円周上にある
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の電磁界プローブ。
【請求項１１】
前記一続きの導体線は同一平面上に形成されることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の電磁界プローブ。
【請求項１２】
前記一続きの導体線はプリント回路基板の一つの層の導体パターンとして形成されることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の電磁界プローブ。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の電磁界プローブを複数配置した一つの層を有することを特徴とする電磁界プローブ。
【請求項１４】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の電磁界プローブを複数配置した層を複数有し、前記複数の層のうち少なくとも２つの層に配置された複数の電磁界プローブは異なる中心位置、または、回転角度、または、大きさを有することを特徴とする電磁界プローブ。
【請求項１５】
前記導体は直線状導体であることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に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、測定対象から生じる電磁界を測定する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一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るループ構造を持ち、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することでループに誘導電流が生じ、これにより測定対象を流れる電流を検出する（例えば、特許文献１）。【０００３】
特許文献１に記載されたような単一平面上に形成されたループ構造では、基板配線の電流を測定する場合に、ループ面を基板と垂直かつ、配線方向と平行な向きの場合に配線の電流による磁束がループ面を通り、検出できる。しかし、ループ面を配線方向と垂直な向きにした場合には、磁束がループ面を通らないため検出できない。従って、測定対象の配線の向きに応じてプローブの角度（ループ面の角度）を変える必要がある。【０００４】
また、単一平面上に形成されたループを１８０度捻り、基板配線上にループ中心を配置して配線を流れる電流を測定するようにしたループ構造も考案されている（例えば、特許文献２）。このループアンテナでは、特許文献２の図５に記載されているような単一平面上に形成されたループを180度捻り、2つのループの交差部の導体を平行にした構造の場合、直線状の交差部を基板配線に沿う向きに配置した場合に2つのループには逆向きの磁束が通る。その結果、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、配線を流れる電流を検出できる。しかし、直線状の交差部の向きが基板配線と直交する場合は、2つのループのそれぞれに互いに逆向きの磁束が通り、相殺されるために配線を流れる電流が検出でない。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プローブの角度（ループ面の角度）を変える必要があるという問題点がある。【０００５】
この問題に対し、特許文献３では、直交する二つのループを組み合わせ直交する2つの異なる方向の磁束に対応したループ構造が考案されている。特許文献３に記載されるように直交する二つのループを組み合わせた場合、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。【０００６】
また、非特許文献１では、2本の直線状導体を短絡しないように概略直交させ、その2本の直線状導体のうち、一方の直線状導体の一端と他方の直線状導体の一端を導体で接続するとともに、残る他端同士も同様に導体で接続して一続きのループを構成し、その一続きのループの任意の1ヶ所を分断してループに生じる検出電流を引き出す端子を設けたことを特徴とする電磁界プローブが示されている。非特許文献１の図１に記載されているような2本の直線状導体(非特許文献１の図１では一方の直線状導体の中央部を切って端子としているが1本とみなす)をループの一部に持つ場合、2本の直線状導体のいずれかの向きと基板配線の向きを同じにすれば配線を流れる電流が検出できるので、90度異なる方向の配線をループの向きを変えずに検出可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１８７５３９号公報
【特許文献２】特開２０１０−０７８５９７号公報
【特許文献３】特開２０１１−０２４１６８号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】小林剛、他、「PCB 配線を対象とした磁界プローブの検討」2015年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会  B-4-18.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献３に記載されたような直交する二つのループを組み合わせた場合、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を検出することができる。しかし、たとえば特許文献３の図２において、中心軸Ｏを通り、かつ同図に示されているＸＹＺ座標軸におけるＸ軸から時計回りで135度の角度をもつ配線に流れる電流に対しては、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。【００１０】
また、非特許文献１に記載されるループアンテナにおいても、測定対象の配線が135度(非特許文献１の図１で右下から左上方向の斜め配線)の場合は、2つのループのそれぞれに互いに逆向きの磁束が通り、相殺されるために配線を流れる電流を検出でない。すなわち、非特許文献１のループアンテナでは、0度、45度、90度の配線は向きを変えずに電流を検出できるが、135度の配線の電流を検出できないという課題がある。【００１１】
この発明はこの課題を解決するためになされたもので、0度、45度、90度、135度など様々な方向に配置された基板配線に対して、プローブの向きを変えずに電流を検出可能な電磁界プローブを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明に係る電磁界プローブは、電磁界プローブであって、該電磁界プローブの中心付近から放射状に延在する２Ｎ（Ｎは３以上の整数）の導体を有し、前記２Ｎの導体に含まれる導体の端部と前記２Ｎの導体に含まれる他の導体の端部が互いに接続されることにより形成された両端に端子をもち、途中で短絡することのない一続きの導体線を備え、前記２Ｎの導体に含まれる二の導体は、前記中心付近を挟んで対向する位置に配置され、前記二の導体の前記中心付近に近い端部は互いに接続されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
この発明の電磁界プローブによれば、0度、45度、90度、135度など様々な方向に配置された基板配線に対して、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。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態１に係る電磁界プローブのもつループ型導体１の構成図。
【図２】実施の形態１に係る別のループ構造を示す図。
【図３】実施の形態１において、配線３０の上に本発明のループ型導体１を配置した図。
【図４】実施の形態１に係る別のループ構造を示す図。
【図５】実施の形態２に係る電磁界プローブのループ型導体２の構成図。
【図６】実施の形態２に係る別のループ構造を示す図。
【図７】実施の形態３において、プリント基板の片面に導体パターンとしてループ配線を形成した様子を示す図。
【図８】実施の形態４において、図２に示すループを同一平面上に多数配置した場合の一例。
【図９】実施の形態４において、図２に示すループを各ループの回転角度を変えて多数配置した一例。
【図１０】実施の形態４において、図５に示すループを同一平面上に多数配置した場合の一例。
【図１１】実施の形態４において、図５に示すループを各ループの回転角度を変えて多数配置した一例。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施の形態１．
図１はこの発明の電磁界プローブのもつループ型導体（以下、ループ）１の構造を示す図である。図１において、直線状導体１０a〜１０ｈは互いに概略45度の角度で電磁界プローブの中心付近から放射状に配置され、かつ、両端に端子をもち途中で短絡しないように接続された一続きの導体線であるループを構成している。さらに、この一続きのループには、ループに生じる検出電流を引き出す端子１１ａと１１ｂが設けられている。ここで、直線状導体は全部で２Ｎ個あり、直線状導体１０a〜１０ｈはそれぞれｎ（＝１，２，・・・，２Ｎ）番目の直線状導体に相当する。なお、図１では、Ｎ＝４の場合の一例を示している。また、２つの直線状導体１０aと１０ｅはループ型導体１の中心付近を挟んで対向する位置に配置され、直線状導体１０aと１０ｅの前記中心付近に近い端部は互いに接続されている。
【００１６】
図２はこの発明の別のループ構造を示す図である。図２の構造が図１と異なる点は、端子１１aと１１ｂの位置を直線導体１０ｄと１０ｈの中心側の端点に設けた点である。この構造により交差部がなくなりループ配線を単一平面上で構成することができる。
【００１７】
なお、図１、図２共に直線状導体１０a〜１０ｈを2重線で示し、直線状導体１０a〜１０ｈの端点同士をつなぐ導体を1重線で示しているが、説明上の都合で異なる線で表しているだけで、異なる導体線で構成する必要はない。
【００１８】
図１、図２では、ｎ（＝１，２，・・・，２Ｎ−１）番目の直線状導体とｎ＋１番目の直線状導体とは隣り合う関係にあり、２ｍ−１番目の直線状導体と２ｍ番目の直線状導体で構成されるＮ組（ｍ＝１，２，．．．，Ｎ）の直線状導体のうち少なくともＮ−１組において各組に含まれた２つの直線状導体の一端は互いに接続されている。また、一部の直線状導体はこの一端と異なる他端で異なる組に含まれた直線状導体と接続されている。また、この一端は、この他端より電磁界プローブの中心から遠い位置関係にある。また、２Ｎの直線状導体は回転対称となる形状を有している。なお、図１、２はこの発明の電磁界プローブの一例であって、この一例の満たす条件を示しているが、この発明はこれらの条件が全て満たされるものに限られるものではない。
【００１９】
本実施の形態のループ１の構造は、小さな三角形のループが４つ組み合わさった構造となっている。
【００２０】
次に、図２のループ構造を用いて、配線を流れる電流の検出原理について説明する。図３は給電や信号伝送が行われる配線３０の上に、図２で説明した本発明のループ１を配置した図である。
【００２１】
図３（a）は水平方向を０度とした配線上にループ１を配置した様子を示している。配線３０に図に示すような左から右方向への電流４０が流れると、右ネジの法則に従い、配線３０の周囲に右回りの磁束５０が発生する。中央に黒点のある丸印の磁束は紙面の下側から上向きに磁束が向いていることを示し、中に×がある丸印の磁束は紙面の上側から下向きに磁束が向いていることを示している。この時、ループ１を構成する4つの三角形ループ部には、６１a〜６１ｄのような向きの誘導電流が生じる。ここで、誘導電流６１ｂと６１ｄの破線が、６１aと６１ｃに比べて太くしているのは、６１ｂと６１ｄの誘導電流の方が大きいことを示している。これは、配線３０を流れる電流４０で生じる磁束が配線３０に近い位置ほど磁束密度が高く、それぞれの三角形ループ部を通る磁束の数が異なるために生じるものである。図３（a）のような０度配線に対する誘導電流はループ１に導体経路に沿って全て同じ向きで誘導され、６１a〜６１ｄを合成した誘導電流によって配線３０に流れる電流４０を検出することができる。
【００２２】
図３（ｂ）は４５度方向の配線上にループ１を配置した様子を示している。配線３０を流れる電流４０により生じる磁束は図３（a）と同様なので説明は省略する。この時、ループ１を構成する４つの三角形ループ部には６２a〜６２ｄのような向きの誘導電流が生じる。ここで、６２ｂと６２ｄの誘導電流向きに対し、６２aと６２ｃの誘導電流は逆向きとなり、互いに打消し合う向きとなるが、磁束密度の関係で、６２ｂと６２ｄの誘導電流の方が大きいため、６１a〜６１ｄを合成した誘導電流によって配線３０に流れる電流４０を検出することができる。  
【００２３】
図３（ｃ）は９０度方向の配線上にループ１を配置した様子を示している。配線３０を流れる電流３０により生じる磁束は図３（a）と同様なので説明は省略する。この時、ループ１を構成する４つの三角形ループ部には６３a〜６３ｄのような向きの誘導電流が生じる。ここで、６３aと６３ｃの誘導電流向きに対し、６３ｂと６３ｄの誘導電流は逆向きとなり、互いに打消し合う向きとなるが、磁束密度の関係で、６３aと６３ｃの誘導電流の方が大きいため、６３a〜６３ｄを合成した誘導電流によって配線３０に流れる電流４０を検出することができる。
【００２４】
図３（ｄ）は１３５度方向の配線上にループ１を配置した様子を示している。配線３０を流れる電流４０により生じる磁束は図３（a）と同様なので説明は省略する。この時、ループ１を構成する４つの三角形ループ部には６４a〜６４ｄのような向きの誘導電流が生じる。誘導電流６４a〜６４ｄはループ１に導体経路に沿って全て同じ向きで誘導され、６４a〜６４ｄを合成した誘導電流によって配線３０に流れる電流４０を検出することができる。
【００２５】
この他、１８０度の配線の場合は図３（a）の電流３の向きが逆となり、磁束の方向も逆となるが、図３（a）の説明と同様の原理で電流を検出できる。同様に、２２５度配線の場合は図３（ｂ）の４５度配線、２７０度配線は図３（ｃ）の９０度配線、３１５度配線は図３（ｄ）の１３５度配線の説明と同様の原理で電流を検出できる。
【００２６】
以上のように、８本の直線状導体を概略４５度の角度で放射状に配置し、かつ、図１または図２に示すように、途中で短絡しないように接続した一続きのループは、０度、４５度、９０度、１３５度、１８０度、２２５度、２７０度、３１５度、３６０度のいずれの方向の配線であっても、ループ１の中心を配線の真上に配置した状態でループ１の向きを変えることなく、配線を流れる電流を検出することができる。また、この他の角度の配線であっても、4つの三角形ループ部に生じる誘導電流が完全に打消し合う条件とならない限り、電流の有無を検出することができる。
さらに、図示していないが、4つの三角形ループ部すべてに同じ向き、同じ密度で磁束が通るような場合は、4つの三角形ループ部に生じる誘導電流が完全に打消し合うため、遠方からの磁界による影響をうけない。
【００２７】
なお、図１では端子１１a、１１ｂの位置を直線状導体１０aと１０ｂの中心から遠い側の端点の間に設けているが、一続きのループのどこに端子を設けてもよい。図２に示すように、端子１１a、１１ｂの位置を直線導体の中心側の端点同士をつなぐ導体が交差する位置に設ければ、ループ配線を単一平面上に構成することができる。
【００２８】
また、直線状導体１０a〜１０hは、図４に示す一続きのループ１として構成しても同様の原理で０度、４５度、９０度、１３５度、１８０度、２２５度、２７０度、３１５度、３６０度のいずれの方向の配線であっても、ループの中心を配線の真上に配置した状態でループの向きを変えることなく、配線を流れる電流を検出することができる。この他の角度の配線であっても、4つの三角形ループ部に生じる誘導電流が完全に打消し合う条件とならない限り、電流の有無を検出することができる。
【００２９】
また、この実施の形態では、直線状導体１０a〜１０ｈは放射状に配置した中心から同じ距離、同じ長さの導体としているが、これに限らない。さらに、直線状導体の間隔は概略４５度としているが、４５度間隔に限らない。また、６本以上の偶数本であれば、直線状導体を何本用いてもよい。すなわち、２Ｎ（Ｎは３以上の整数）の直線状導体であればよい。
【００３０】
この実施の形態では、直線状導体１０a〜１０ｈを用いて説明を行ったが、直線状導体１０a〜１０ｈの代わりに曲線を含んだ導体を用いることも可能である。例えば、プロペラのような形状の曲線の持つ一続きの導体線とすることも可能であり、直線状導体１０a〜１０ｈは一般的な導体に置き換えることが可能である。
【００３１】
このように、本実施の形態の電磁界プローブは、該電磁界プローブの中心付近から放射状に延在する２Ｎ（Ｎは３以上の整数）の導体を有し、途中で短絡することなく、前記２Ｎの導体に含まれる導体の端部と前記２Ｎの導体に含まれる他の導体の端部が互いに接続されることにより形成された両端に端子をもつ一続きの導体線を備え、前記２Ｎの導体に含まれる二の導体は、前記中心付近を挟んで対向する位置に配置され、前記二の導体の前記中心付近に近い端部は互いに接続されることを特徴とする。ここで、「前記中心付近を挟んで対向する位置に配置される二の導体」は、この二の導体は電磁界プローブの中心に対して１８０°の位置に対向して置かれるもの（例えば、図１、図２の直線状導体１０ａと１０ｅ）に限定されるものではなく、電磁界プローブの中心に対して１３５°や９０°の位置関係を持つものであってもよい。この発明の電磁界プローブによれば、0度、45度、90度、135度などの様々な方向に配置された基板配線に対して、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。
【００３２】
また、本実施の形態の電磁界プローブでは、前記２Ｎの導体に含まれるｎ（＝１，・・・，２Ｎ−１）番目の導体とｎ＋１番目の導体とは隣り合う関係にあり、２ｍ−１番目の導体と２ｍ番目の導体で構成されるＮ組（ｍ＝１，２，・・・，Ｎ）の導体のうち少なくともＮ−１組において各組に含まれた２つの導体の一端を互いに接続するとともに、一部の導体を前記一端と異なる他端で異なる組に含まれた導体に接続する、ことを特徴とする。この構成を用いることにより、簡易なプローブの構成で様々な方向に配置された基板配線に対して、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。特に、Ｎ＝４の場合には、0度、45度、90度、135度を含むさまざまな方向の基板配線に対して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。
【００３３】
また、本実施の形態の電磁界プローブでは、前記一端は、前記他端より前記電磁界プローブの中心から遠いことを特徴とする。この構成を用いることにより、前記一端が前記他端より前記電磁界プローブの中心に近い場合に比べて、より簡易なプローブの構成とすることができる。
【００３４】
また、本実施の形態の電磁界プローブでは、前記２Ｎの導体は回転対称となる形状をもつことを特徴とする。この構成を用いることにより、２Ｎの導体は全方向に対して均等な配置となり、検出可能な基板配線の向きに隔たりをなくすことができる。
【００３５】
また、本実施の形態の電磁界プローブでは、前記２Ｎの導体に含まれるｎ（＝１，２，・・・，２Ｎ−１）番目の導体の方向とｎ＋１番目の導体の方向は３６０／（２Ｎ）度の角度差をもつことを特徴とする。この構成を用いることにより、２Ｎの導体は全方向に対して均等な配置となり、検出可能な基板配線の向きに隔たりをなくすことができる。
【００３６】
また、本実施の形態の電磁界プローブでは、Ｎ＝４であることを特徴とする。この構成を用いることにより、0度、45度、90度、135度方向の基板配線に対して、電流を検出することができる。
【００３７】
また、本実施の形態の電磁界プローブでは、Ｎ＝４であり、ｐ（＝１，３，５，７）番目の導体の前記電磁界プローブの中心から遠い端部とｐ＋１番目の導体の前記電磁界プローブの中心から遠い端部とはそれぞれ接続され、ｑ（＝２，６）番目の導体の前記電磁界プローブの中心に近い端部とｑ＋１番目の導体の前記電磁界プローブの中心に近い端部、及び、１番目の導体の前記電磁界プローブの中心に近い端部と５番目の導体の前記電磁界プローブの中心に近い端部とは、それぞれ接続されることを特徴とする。この構成を用いることにより、簡易なプローブの構成とすることができる。
【００３８】
また、本実施の形態の電磁界プローブでは、前記２Ｎの導体の端部の前記電磁界プローブの中心に近い端部の組み合わせ、または、前記２Ｎの導体の端部の前記電磁界プローブの中心から遠い端部の組み合わせは、同一円周上にあることを特徴とする。この構成を用いることにより、２Ｎの導体は全方向に対して均等な形状となり、電磁界プローブをさまざまな環境で配置する際に容易に配置することができる。
【００３９】
また、本実施の形態の電磁界プローブでは、前記一続きのループ型導体は同一平面上に形成されることを特徴とする。この構成を用いることにより、簡易で扱いやすい電磁界プローブを構成することができる。
【００４０】
また、本実施の形態の電磁界プローブでは、２Ｎの導体は直線状導体であることを特徴とする。この構成を用いることにより、簡易で扱いやすい電磁界プローブを構成することができる。
【００４１】
実施の形態２．
本実施の形態では、実施の形態１と別のループ構造の実施形態を示す。
【００４２】
図５は本実施の形態２の電磁界プローブのループ型導体（以下、ループ）２のループ構造を示す図である。図５の構造が図２と異なる点は、直線導体２０a、２０ｃ、２０ｅ、２０ｇの長さを同じとし、直線導体２０ｂ、２０ｄ、２０ｆ、２０ｈの長さを他の直線状導体の１／√２としてループを構成したことである。
【００４３】
このような構造であっても実施の形態１の図３で示した検出原理と同様の原理で配線を流れる電流を検出できる。従って、０度、４５度、９０度、１３５度、１８０度、２２５度、２７０度、３１５度、３６０度のいずれの方向の配線であっても、ループ２の中心を配線の真上に配置した状態でループ２の向きを変えることなく、配線を流れる電流を検出することができる。また、この他の角度の配線であっても、4つの三角形ループ部に生じる誘導電流が完全に打消し合う条件とならない限り、電流の有無を検出することができる。
【００４４】
また、図６に示す一続きのループ２を構成しても、同様の原理で０度、４５度、９０度、１３５度、１８０度、２２５度、２７０度、３１５度、３６０度のいずれの方向の配線であっても、ループの中心を配線の真上に配置した状態でループの向きを変えることなく、配線を流れる電流を検出することができる。この他の角度の配線であっても、4つの三角形ループ部に生じる誘導電流が完全に打消し合う条件とならない限り、電流の有無を検出することができる。
なお、図５、図６のいずれのループ構造でも、4つの三角形ループ部すべてに同じ向き、同じ密度で磁束が通るような場合は、4つの三角形ループ部に生じる誘導電流が完全に打消し合うため、遠方からの磁界による影響をうけない。
【００４５】
この構造を用いると、ループ２を２次元平面上に多数配置する場合に、より高密度にループを配置することができる。この高密度にループ２を配置する場合の例は実施の形態４で示す。
【００４６】
この実施の形態では、直線状導体２０a〜２０ｈを用いて説明を行ったが、直線状導体２０a〜２０ｈの代わりに曲線を含んだ導体を用いることも可能である。例えば、プロペラのような形状の曲線の持つ一続きの導体線とすることも可能であり、直線状導体２０a〜２０ｈは一般的な導体に置き換えることが可能である。
【００４７】
このように、本実施の形態の電磁界プローブでは、２Ｎの導体に含まれるｎ（＝１，２，・・・，２Ｎ−１）番目の導体の方向とｎ＋１番目の導体の方向は３６０／（２Ｎ）度の角度差をもち、前記２Ｎの導体に含まれる奇数番目の導体は第１の長さをもち、偶数番目の導体は第２の長さをもつことを特徴とする。この構成により、ループを２次元平面上に多数配置する場合に、より高密度にループを配置することができる。
【００４８】
特に、前記第１の長さは前記第２の長さの√２倍である場合には、２次元平面上で多数のループを高密度に配置することができる。
【００４９】
実施の形態３．
【００５０】
実施の形態１、２では、導体のみでループを構成した例を示した。これに対して、本実施の形態では、より具体的な実現方法として片面基板で製造する例を示す。
【００５１】
図７はプリント基板の片面に導体パターンとしてループ配線を形成した様子を示す図である。図７（a）は実施の形態１の図２で示したループ構造をプリント基板１００の裏面に導体パターン１０１として形成し、スルーホール１０２を介して、端子１０３ａ、１０３ｂを表面に出した構造の斜視図である。図７（ｂ）は同じプリント基板の表面のパターン、図７（ｃ）は裏面のパターンを示している。
【００５２】
従来技術では、ループ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問題がある。また、製造可能な基板の厚みによりループ構造のサイズが制限されてしまうという問題もある。
【００５３】
これに対して、本発明のループ構造はプリント基板の１層のみの単一平面上で配線できるので、簡単かつ安価に製造することができる。また、製造可能な基板の厚みによりループ構造のサイズが制限されてしまうという問題もない。
【００５４】
このように、本実施の形態の電磁界プローブでは、前記一続きのループ型導体はプリント回路基板の一つの層の導体パターンとして形成されることを特徴とする。この構成により、簡単かつ安価に電磁界プローブを製造することができる。
【００５５】
実施の形態４．
実施の形態１〜３では、ループ単体の構成および製造例を示したが、本実施の形態では、これらのループを多数配置する場合の配置方法の例を示す。
【００５６】
図８は図２で示したループ１を同一平面上に多数配置した場合の一例である。ここで、0度、90度、180度、270度に配置された4本の直線状導体の中心点から遠い側の端点と中心点との距離をＬ、2次元平面上に複数配置した時に互いに接触（短絡）しないように設ける微小間隔をl、nを整数nとし、各ループの中心点の{Ｘ、Ｙ}座標を｛(Ｌ+ｌ)×2ｎ， (Ｌ＋l)×２n ｝としている。
【００５７】
図９は各ループの中心点の座標は図８と同じであるが、各ループの回転角度を変えた例である。実施の形態１で示したように、ループに誘導される電流は配線との角度関係により、全て同じ向きに誘導される場合と、一部の誘導電流が逆向きとなり若干感度が低下する場合が生じることがある。このように、各ループの角度を変えて配置することで、全てのループが同じ角度の配線に対して感度が低下することを防止することができる。
【００５８】
このような配置は実施の形態２で示した構造のループ２に対して適用してもよい。図１０は図５で示した構造のループ２を多数配置する場合の配置方法の例である。図１０は図５で示したループ２の0度、90度、180度、270度に配置された4本の直線状導体の中心点から遠い側の端点と中心点との距離をLとし、2次元平面上に複数配置した時に互いに接触（短絡）しないように設ける微小間隔をlとし、nを整数としたとき、中心点の{Ｘ，Ｙ}座標を｛(Ｌ＋l)×２n，(Ｌ＋l)×２n｝および｛(Ｌ＋l)×(２n＋１)，(Ｌ＋l)×(２n＋１)｝となる位置として、同一平面上に配置した場合の一例である。
【００５９】
図１１は各ループの中心点の座標は図１０と同じであるが、各ループの回転角度を変えた例である。ここで、図１１では、各ループの回転角度を変えたことにより、ループによって配置される端子の向きが変化している。なお、各ループの角度は、90度のみでなく任意の角度でも構わない。このように各ループの回転角度を変えることも可能である。
【００６０】
さらに、図１０〜１１に示したような多数のループを配置した平面を複数重ね、平面ごとにループの中心位置や、回転角度、またはその両方を変えて重ねるようにしてもよい。
【００６１】
このように、本実施の形態の電磁界プローブは、電磁界プローブを複数配置した一つの層を有することを特徴とする。この構成により、2次元的な電流分布を一度に取得することができる。
【００６２】
また、本実施の形態の電磁界プローブは、電磁界プローブを複数配置した層を複数有し、前記複数の層のうち少なくとも２つの層に配置された複数の電磁界プローブは異なる中心位置、または、回転角度、または、大きさを有することを特徴とする。この構成により、2次元的な電流分布を、より高精度かつ  一度に取得することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１、２：ループ、１０a〜１０ｈ：直線状導体、１１a、１１ｂ：端子、２０ａ〜ｈ：直線導体、３０：配線、４０：電流、５０：磁束、６１ａ〜６１ｄ、６２ａ〜６２ｄ、６３ａ〜６３ｄ、６４ａ〜６４ｄ：誘導電流、１００：プリント基板、１０１：導体パターン、１０２：スルーホール、１０３ａ、１０３ｂ：端子
【図１】
2018138868.tif 000003
【図２】
2018138868.tif 000004
【図３】
2018138868.tif 000005
【図４】
2018138868.tif 000006
【図５】
2018138868.tif 000007
【図６】
2018138868.tif 000008
【図７】
2018138868.tif 000009
【図８】
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【図９】
2018138868.tif 000011
【図１０】
2018138868.tif 000012
【図１１】
2018138868.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成29年5月16日(2017.5.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
この発明に係る電磁界プローブは、電磁界プローブであって、該電磁界プローブの中心付近から放射状に延在する２Ｎ（Ｎは４以上の整数）の導体を有し、前記２Ｎの導体に含まれる導体の端部と前記２Ｎの導体に含まれる他の導体の端部が互いに接続されることにより形成された、両端に端子をもち途中で短絡することのない一続きの導体線を備え、前記２Ｎの導体に含まれる二の導体は、前記中心付近を挟んで対向する位置に配置され、前記二の導体の前記中心付近に近い端部は互いに接続され、前記２Ｎの導体は前記中心付近から全方向に対して均等、または、前記２Ｎの導体に含まれるｎ（＝１，２，・・・，２Ｎ−１）番目の導体の方向とｎ＋１番目の導体の方向は３６０／（２Ｎ）度の角度差をもつことを特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
この発明の電磁界プローブによれば、全方向に対して均等な大きさを持つ扱いやすい電磁界プローブを用いて、0度、45度、90度、135度など様々な方向に配置された基板配線に対して、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。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁界プローブであって、
該電磁界プローブの中心付近から放射状に延在する２Ｎ（Ｎは４以上の整数）の導体を有し、前記２Ｎの導体に含まれる導体の端部と前記２Ｎの導体に含まれる他の導体の端部が互いに接続されることにより形成された、両端に端子をもち途中で短絡することのない一続きの導体線を備え、
前記２Ｎの導体に含まれる二の導体は、前記中心付近を挟んで対向する位置に配置され、前記二の導体の前記中心付近に近い端部は互いに接続され、
前記２Ｎの導体は前記中心付近から全方向に対して均等、または、前記２Ｎの導体に含まれるｎ（＝１，２，・・・，２Ｎ−１）番目の導体の方向とｎ＋１番目の導体の方向は３６０／（２Ｎ）度の角度差をもつ
ことを特徴とする電磁界プローブ。
【請求項２】
前記２Ｎの導体に含まれるｎ（＝１，２，・・・，２Ｎ−１）番目の導体とｎ＋１番目の導体とは隣り合う関係にあり、
前記２ｍ−１番目の導体と前記２ｍ番目の導体で構成されるＮ組（ｍ＝１，２，・・・，Ｎ）のそれぞれで、各組に含まれた２つの導体の一端は互いに接続される、又は、前記一続きの導体線の両端の端子に接続され、
前記２Ｎの導体に含まれる一部の導体は前記一端と異なる他端で異なる組に含まれた導体に接続される、
ことを特徴とする請求項１に記載の電磁界プローブ。
【請求項３】
前記２Ｎの導体に含まれる奇数番目の導体は第１の長さをもち、偶数番目の導体は第２の長さをもつことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電磁界プローブ。
【請求項４】
前記第１の長さは前記第２の長さの√２倍、または、前記第２の長さと同じであることを特徴とする請求項３に記載の電磁界プローブ。
【請求項５】
Ｎ＝４であり、
ｐ（＝１，３，５，７）番目の導体の前記電磁界プローブの中心から遠い端部とｐ＋１番目の導体の前記電磁界プローブの中心から遠い端部とはそれぞれ接続され、
ｑ（＝２，６）番目の導体の前記電磁界プローブの中心に近い端部とｑ＋１番目の導体の前記電磁界プローブの中心に近い端部、及び、１番目の導体の前記電磁界プローブの中心に近い端部と５番目の導体の前記電磁界プローブの中心に近い端部とは、それぞれ接続される
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電磁界プローブ。  
【請求項６】
Ｎ＝４であり、
ｐ（＝１，３，５，７）番目の導体の前記電磁界プローブの中心から遠い端部とｐ＋１番目の導体の前記電磁界プローブの中心から遠い端部とはそれぞれ接続され、
ｑ（＝２，６）番目の導体の前記電磁界プローブの中心に近い端部とｑ＋２番目の導体の前記電磁界プローブの中心に近い端部、及び、１番目の導体の前記電磁界プローブの中心に近い端部と５番目の導体の前記電磁界プローブの中心に近い端部とは、それぞれ接続される
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電磁界プローブ。  
【請求項７】
前記２Ｎの導体の端部の前記電磁界プローブの中心に近い端部の組み合わせ、または、前記２Ｎの導体の端部の前記電磁界プローブの中心から遠い端部の組み合わせは、同一円周上にある
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電磁界プローブ。
【請求項８】
前記一続きの導体線は同一平面上に形成されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電磁界プローブ。
【請求項９】
前記一続きの導体線はプリント回路基板の一つの層の導体パターンとして形成されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の電磁界プローブ。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の電磁界プローブを複数配置した一つの層を有することを特徴とする電磁界プローブ。
【請求項１１】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の電磁界プローブを複数配置した層を複数有し、前記複数の層のうち少なくとも２つの層に配置された複数の電磁界プローブは異なる中心位置、または、回転角度、または、大きさを有することを特徴とする電磁界プローブ。
【請求項１２】
前記導体は直線状導体であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の電磁界プローブ。
【手続補正書】
【提出日】平成29年8月23日(2017.8.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
この発明に係る電磁界プローブは、電磁界プローブであって、該電磁界プローブの中心付近から放射状に延在する２Ｎ（Ｎは４以上の整数）の導体を有し、前記２Ｎの導体に含まれる導体の端部と前記２Ｎの導体に含まれる他の導体の端部が互いに接続されることにより形成された、両端に端子をもち途中で短絡することのない一続きの導体線を備え、前記２Ｎの導体に含まれる二の導体は、前記中心付近を挟んで対向する位置に配置され、前記二の導体の前記中心付近に近い端部は互いに接続され、前記２Ｎの導体に含まれるｎ（＝１，２，・・・，２Ｎ−１）番目の導体の方向とｎ＋１番目の導体の方向は３６０／（２Ｎ）度の角度差をもつことを特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
この発明の電磁界プローブによれば、扱いやすい電磁界プローブを用いて、0度、45度、90度、135度など様々な方向に配置された基板配線に対して、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。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁界プローブであって、
該電磁界プローブの中心付近から放射状に延在する２Ｎ（Ｎは４以上の整数）の導体を有し、前記２Ｎの導体に含まれる導体の端部と前記２Ｎの導体に含まれる他の導体の端部が互いに接続されることにより形成された、両端に端子をもち途中で短絡することのない一続きの導体線を備え、
前記２Ｎの導体に含まれる二の導体は、前記中心付近を挟んで対向する位置に配置され、前記二の導体の前記中心付近に近い端部は互いに接続され、
前記２Ｎの導体に含まれるｎ（＝１，２，・・・，２Ｎ−１）番目の導体の方向とｎ＋１番目の導体の方向は３６０／（２Ｎ）度の角度差をもつ
ことを特徴とする電磁界プローブ。
【請求項２】
前記２Ｎの導体に含まれるｎ（＝１，２，・・・，２Ｎ−１）番目の導体とｎ＋１番目の導体とは隣り合う関係にあり、
前記２ｍ−１番目の導体と前記２ｍ番目の導体で構成されるＮ組（ｍ＝１，２，・・・，Ｎ）のそれぞれで、各組に含まれた２つの導体の一端は互いに接続される、又は、前記一続きの導体線の両端の端子に接続され、
前記２Ｎの導体に含まれる一部の導体は前記一端と異なる他端で異なる組に含まれた導体に接続される、
ことを特徴とする請求項１に記載の電磁界プローブ。
【請求項３】
前記２Ｎの導体に含まれる奇数番目の導体は第１の長さをもち、偶数番目の導体は第２の長さをもつことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電磁界プローブ。
【請求項４】
前記第１の長さは前記第２の長さの√２倍、または、前記第２の長さと同じであることを特徴とする請求項３に記載の電磁界プローブ。
【請求項５】
Ｎ＝４であり、
ｐ（＝１，３，５，７）番目の導体の前記電磁界プローブの中心から遠い端部とｐ＋１番目の導体の前記電磁界プローブの中心から遠い端部とはそれぞれ接続され、
ｑ（＝２，６）番目の導体の前記電磁界プローブの中心に近い端部とｑ＋１番目の導体の前記電磁界プローブの中心に近い端部、及び、１番目の導体の前記電磁界プローブの中心に近い端部と５番目の導体の前記電磁界プローブの中心に近い端部とは、それぞれ接続される
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電磁界プローブ。  
【請求項６】
Ｎ＝４であり、
ｐ（＝１，３，５，７）番目の導体の前記電磁界プローブの中心から遠い端部とｐ＋１番目の導体の前記電磁界プローブの中心から遠い端部とはそれぞれ接続され、
ｑ（＝２，６）番目の導体の前記電磁界プローブの中心に近い端部とｑ＋２番目の導体の前記電磁界プローブの中心に近い端部、及び、１番目の導体の前記電磁界プローブの中心に近い端部と５番目の導体の前記電磁界プローブの中心に近い端部とは、それぞれ接続される
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電磁界プローブ。  
【請求項７】
前記２Ｎの導体の端部の前記電磁界プローブの中心に近い端部の組み合わせ、または、前記２Ｎの導体の端部の前記電磁界プローブの中心から遠い端部の組み合わせは、同一円周上にある
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電磁界プローブ。
【請求項８】
前記一続きの導体線は同一平面上に形成されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電磁界プローブ。
【請求項９】
前記一続きの導体線はプリント回路基板の一つの層の導体パターンとして形成されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の電磁界プローブ。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の電磁界プローブを複数配置した一つの層を有することを特徴とする電磁界プローブ。
【請求項１１】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の電磁界プローブを複数配置した層を複数有し、前記複数の層のうち少なくとも２つの層に配置された複数の電磁界プローブは異なる中心位置、または、回転角度、または、大きさを有することを特徴とする電磁界プローブ。
【請求項１２】
前記導体は直線状導体であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の電磁界プローブ。
【国際調査報告】
2018138868.tif 000014
2018138868.tif 000015
2018138868.tif 000016
2018138868.tif 000017