(57)【要約】【課題】電子機器内部で生じる誘導ＥＳＤを高確度に検出する。【解決手段】誘導ＥＳＤ現象を、当該誘導ＥＳＤ現象に伴って発生する特徴的な過渡電磁界によって検出する静電気放電検出装置Ｇ１であって、アンテナＧ５の検知信号に基づいて過渡電磁界の波形特性を、波形分析部Ｇ８で分析し、波形分析部Ｇ８の分析結果から、放電判定部Ｇ８０は、検知信号に広帯域特性又は繰り返し発生特性を有するか否かに基づいて、放電現象の有無を判断するようにした。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導ＥＳＤ現象に特徴的な過渡電磁界の分析を行う静電気放電検出装置であって、
前記過渡電磁界を検知するアンテナと、
前記アンテナの検知信号に基づいて前記過渡電磁界の波形特性を分析する波形分析部と、
前記波形分析部の分析結果から、前記検知信号に広帯域特性又は繰り返し発生特性を有するか否かに基づいて、前記誘導ＥＳＤ現象の有無を判断する放電判定部と、
を備えることを特徴とする静電気放電検出装置。
【請求項２】
前記波形分析部は、
前記検知信号に、第１周波数成分が含まれているか否かを判定する第１周波数分析部と、
前記検知信号に、前記第１周波数成分とは異なる第２周波数成分が含まれているか否かを判定する第２周波数分析部と、を備え、
前記放電判定部は、
前記検知信号における実質的に同じ出力波形に、前記第１及び第２周波数成分の双方が含まれている場合に、前記誘導ＥＳＤ現象が存在すると判断することを特徴とする、
請求項１に記載の静電気放電検出装置。
【請求項３】
前記検知信号に、前記第１及び第２周波数成分とは異なる第３周波数成分が含まれているか否かを判定する第３周波数分析部を備え、
前記放電判定部は、
前記検知信号における実質的に同じ出力波形に、前記第１、第２及び第３周波数成分が含まれている場合に、前記誘導ＥＳＤ現象が存在すると判断することを特徴とする、
請求項２に記載の静電気放電検出装置。
【請求項４】
前記第１周波数及び前記第２周波数は、ＭＦ（中波）帯、ＨＦ（短波）帯、ＶＨＦ（超短波）帯、ＵＨＦ（極超短波）帯から選択される２つの帯域に設定されていることを特徴とする、
請求項２又は３に記載の静電気放電検出装置。
【請求項５】
前記第１周波数成分と前記第２周波数成分は、３０ＭＨｚ程度以上の周波数差を有するように設定されていることを特徴とする、
請求項２乃至４のいずれかに記載の静電気放電検出装置。
【請求項６】
前記波形分析部は、
前記検知信号に、複数回の出力波形が含まれているか否かを判定する繰り返し波形分析部を備え、
前記放電判定部は、
前記複数回の出力波形が含まれている場合に、前記誘導ＥＳＤ現象が存在すると判断することを特徴とする、
請求項１乃至５のいずれかに記載の静電気放電検出装置。
【請求項７】
前記繰り返し波形分析部は、前記検知信号に、所定回数以上となる複数の出力波形が含まれているか否かを判定し、
前記放電判定部は、
所定回数以上となる複数の出力波形が含まれている場合に、前記誘導ＥＳＤ現象が存在すると判断することを特徴とする、
請求項６に記載の静電気放電検出装置。
【請求項８】
前記波形分析部は、
前記検知信号に含まれる出力波形が、正極性の波形か負極性の波形かを判定する極性分析部を備え、
前記繰り返し波形分析部は、前記正極性の波形と前記負極性の波形のそれぞれについて発生回数をカウントし、
前記放電判定部は、前記正極性の波形が複数回発生しているか、又は前記負極性の波形が複数回発生している場合に、前記誘導ＥＳＤ現象が存在すると判断することを特徴とする、
請求項７又は８に記載の静電気放電検出装置。
【請求項９】
前記アンテナは、モノポールアンテナであることを特徴とする、
請求項１乃至８のいずれかに記載の静電気放電検出装置。
【請求項１０】
被測定物となる電子機器に対して電界を暴露させる為の印加電極と、
検査中における前記電子機器に印加される前記電界の強さを変動させる電界変動手段と、
請求項１乃至９のいずれかに記載の静電気放電検出装置と、
を備え、
検査中における前記電界の変動によって、前記電子機器の内部に誘導帯電を生じさせることで、前記電子機器に誘導ＥＳＤ現象を発生させ、
前記誘導ＥＳＤ現象を前記静電気放電検出装置で検出し、
前記誘導帯電による前記誘導ＥＳＤ現象に基づいた該電子機器の動作特性を検査することを特徴とする、
電子機器の変動電界耐性検査装置。
【請求項１１】
前記電界変動手段は、前記印加電極に付与される電圧を変化させることで、前記電界の強さを変動させる電圧制御装置を備えることを特徴とする、
請求項１０に記載の電子機器の変動電界耐性検査装置。
【請求項１２】
前記電界変動手段は、前記電子機器に印加する正又は負の前記電界の絶対値を増大させることにより、前記電子機器に対して第１誘導帯電を生じさせた後、前記電子機器の前記第１誘導帯電の電位をリセットし、更に、前記正又は負の前記電界の絶対値を減少させることにより、前記電子機器に対して前記第１誘導帯電と正負が反転した第２誘導帯電を生じさせることを特徴とする、
請求項１１に記載の電子機器の変動電界耐性検査装置。
【請求項１３】
前記印加電極が板状電極であり、前記板状電極の平面を前記電子機器に対向させることを特徴とする、
請求項１０乃至１２のいずれかに記載の電子機器の変動電界耐性検査装置。
【請求項１４】
前記印加電極が板状電極であり、前記板状電極の端面を前記電子機器に対向させることを特徴とする、
請求項１０乃至１２のいずれかに記載の電子機器の変動電界耐性検査装置。
【請求項１５】
前記電界変動手段が、前記電子機器と前記印加電極の相対距離を変化させる移動機構を備えており、前記相対距離の変化によって前記電界の強度と勾配を変動させることを特徴とする、
請求項１０乃至１４のいずれかに記載の電子機器の変動電界耐性検査装置。
【請求項１６】
前記静電気放電検出装置のセンシングタイミングと、前記電界変動手段による前記電界の変動タイミングを同期させる同期制御手段を備えることを特徴とする、
請求項１０乃至１５のいずれかに記載の電子機器の変動電界耐性検査装置。
【請求項１７】
誘導ＥＳＤ現象に特徴的な過渡電磁界の分析を行う静電気放電検出検出方法であって、
アンテナによって前記過渡電磁界を検知するステップと、
前記アンテナの検知信号に基づいて前記過渡電磁界の波形特性を分析する波形分析ステップと、
前記波形分析ステップの分析結果から、前記検知信号に広帯域特性又は繰り返し発生特性を有するか否かに基づいて、前記誘導ＥＳＤ現象の有無を判断する放電判定ステップと、
を備えることを特徴とする静電気放電検出方法。
【請求項１８】
前記波形分析ステップは、
前記検知信号に、第１周波数成分が含まれているか否かを判定する第１周波数分析ステップと、
前記検知信号に、前記第１周波数成分とは異なる第２周波数成分が含まれているか否かを判定する第２周波数分析ステップと、を備え、
前記放電判定ステップは、
前記検知信号における実質的に同じ出力波形に、前記第１及び第２周波数成分の双方が含まれている場合に、前記誘導ＥＳＤ現象が存在すると判断することを特徴とする、
請求項１７に記載の静電気放電検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、電子機器に変動電界が暴露された際に電子機器やその周辺に生じる静電気放電現象を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路部品の集積密度の向上に伴って、半導体部品等を含む電子機器の静電気放電に対する強度（誤動作及び破壊耐性）の維持が困難となってきている。半導体部品メーカーや電子基板メーカーでは、非帯電化技術やアース強化などにより、静電気放電（ＥＳＤ：Electrostatic Discharge）による影響を安全な範囲に収めるようにコントロールする技術を向上させている。しかし、実際の使用・運用環境では、静電気を適切にコントロールすることが困難な場合が多い。
【０００３】
従来想定しているＥＳＤは、例えば人体等の導電性の物体が電子機器に接触したり導電性の物体が電子機器に充分に接近したりする際に、この両者の間で生じる放電現象である。このＥＳＤは、電子機器の誤動作や損傷などの問題を引き起こし、あるいは爆発性雰囲気の場合は着火爆発の引金となる。
【０００４】
なお、電子機器におけるＥＳＤに対する耐性試験は、国際規格ＩＥＣ６１０００−４−２及びその系列の規格（ＩＳＯ１０６０５、ＪＡＳＯ  Ｄ１０１）等で規定されており、一般的に、ＥＳＤガンを利用したＥＳＤ試験装置が用いられている。このＥＳＤ試験装置は、電源をＯＮにした状態の電子機器等の被測定物に対し、ＥＳＤガンの接触端子（放電棒）を被測定物の導電部に接触させ、ＥＳＤガンのトリガスイッチを引いて接触放電を発生させる。なお、被測定物の表面が絶縁物である場合は、トリガスイッチを引いた状態のＥＳＤガンの接触端子を被測定物に接近させて空気中で放電させる。いずれにしろ、被測定物に対して外部からＥＳＤを印加して、その影響を観察する。ＥＳＤ試験時には、被測定物が正常に動作をするか否か、瞬間的な誤動作が生じても正常に復帰するか否か、等の確認を行う。
【０００５】
被測定物の周囲に、水平結合板及び垂直結合板を配置し、これらにＥＳＤを印加して、間接放電に対する耐性を試験する場合もある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】静電気放電イミュニティ試験  ＩＥＣ６１０００−４−２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の国際規格ＩＥＣ６１０００−４−２で詳細且つ厳密に試験を行った電子機器であっても、例えば冬の乾燥時期に重大な誤動作を起こす場合がある。例えば、公共交通機関における自動改札機では、冬季に誤動作が頻発し、大混乱に陥った事がある。
【０００８】
この誤動作の要因は、一般的に明らかにされていない。しかし、未公知である本発明者らの新たな知見では、化学繊維等の帯電し易い衣料を着用した人が自動改札機を通過する際、その帯電衣料から生じる高圧静電界によって、絶縁物で覆われた改札機内部の制御回路の構成部品が誘導帯電し、その帯電電荷が近隣の接地金属に放電する。この電子機器内部で生じる放電によって、強力な過渡電磁波が発生し、これが至近距離にある制御回路に影響を与えて誤動作を誘発する。
【０００９】
また例えば、発電所や航空管制、化学プラントなどの制御室の制御パネルでも、同様な誤動作を生じる場合がある。オペレーターは通常、椅子に座って制御パネルを操作しているが、椅子から立ち上がって高所部分を操作しようとすると誤動作を生じる。椅子に座っているオペレーターの静電容量は概ね３００ｐＦと考えられるが、立ち上がった時には１００ｐＦ程度にまで減少する。オペレーターに蓄積されている電荷量が一定の場合、静電容量が３分の１になれば、オペレーターの電位は３倍に一瞬で跳ね上がることになる。このオペレーターの電位変動も、上述の自動改札機の通過動作と同様に、制御パネル内部の構成部品に誘導帯電を生じさせ、誤動作を誘発する可能性もある。
【００１０】
なお、本明細書では、「誘導帯電によって生じる静電気放電現象」を「誘導ＥＳＤ現象」と称することにする。
【００１１】
従って、この誘導ＥＳＤを検出することが極めて重要となってくる。例えば、各種電子機器については、出荷前の電子機器内部に対して強い静電界を暴露して強制的に誘導ＥＳＤを発生させ、この放電による過渡電磁界を検出し、同時に、電子機器の誤動作等を検証する誘導ＥＳＤ耐性試験が必要となるであろう。また、発電所や航空管制、化学プラントの制御室の制御パネルなどのように、実際に稼働している電子機器を監視し、誘導ＥＳＤが発生しているか否かを監視し、事故を未然に防ぐことも重要になる。このような場合、いずれにしろ確実に誘導ＥＳＤを検出する装置が求められる。
【００１２】
ちなみに、従来のＥＳＤ試験装置によるＩＥＣ６１０００−４−２試験では、誘導ＥＳＤの検出や、上述のような誘導ＥＳＤに対する耐性の評価は全くできない。このＩＥＣ規格に基づくＥＳＤ試験は、電子機器（被測定物）に対して外部から（操作する人体が）接触する事によって発生する、直接的な放電現象、または、電子機器の周辺で発生する間接的な放電現象に対する耐性を検査するものである。従って、ＥＳＤの発生も視覚的に認識できる。しかし、上述の誘導ＥＳＤでは、人体と電子機器の間に視覚的な放電が起こらなくても、電子機器内部で静かに、しかし激しく発生する静電気放電現象によって誤動作が起こってしまうことから、その検出は容易ではない。
【００１３】
特に、最近の電子機器は、ケースに金属板を用いることは希であり、大半がプラスチックケースなどの絶縁物である。このような絶縁ケースを使用する場合、静電シールド効果が低いので、周囲の静電界が大幅に変動すると、電子機器内部の非接地導体の電圧が誘導によって大きく変化する。この大きく電圧が変化した非接地導体の直ぐ近くに、狭い隙間を介して接地導体が配置されていると、両者間の隙間を絶縁破壊して火花放電が生じる。例えば、非接地導体と接地導体の間隔が０．１ｍｍ以下の場合、電位差が約１０００Ｖ以下、例えば０．０５ｍｍでは約７００Ｖで火花放電が生じる。このような変動静電界による、絶縁物内部にある非接地導体での放電現象は、従来のＥＳＤ試験装置では検出及び評価できない。
【００１４】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、従来のＥＳＤ試験装置や通常の放電監視装置では想定されていない誘導ＥＳＤを効率的に検出することができる技術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】
【００１５】
本発明者らの鋭意研究により、上記目的は以下の手段によって達成される。
【００１６】
即ち、上記目的を達成する本発明は、誘導ＥＳＤ現象に特徴的な過渡電磁界の分析を行う静電気放電検出装置であって、前記過渡電磁界を検知するアンテナと、前記アンテナの検知信号に基づいて前記過渡電磁界の波形特性を分析する波形分析部と、前記波形分析部の分析結果から、前記検知信号に広帯域特性又は繰り返し発生特性を有するか否かに基づいて、前記誘導ＥＳＤ現象の有無を判断する放電判定部と、を備えることを特徴とする静電気放電検出装置である。
【００１７】
上記静電気放電検出装置において、更に、前記波形分析部は、前記検知信号に、第１周波数成分が含まれているか否かを判定する第１周波数分析部と、前記検知信号に、前記第１周波数成分とは異なる第２周波数成分が含まれているか否かを判定する第２周波数分析部と、を備え、前記放電判定部は、前記検知信号における実質的に同じ出力波形に、前記第１及び第２周波数成分の双方が含まれている場合に、前記誘導ＥＳＤ現象が存在すると判断することを特徴とする。
【００１８】
上記静電気放電検出装置において、更に、前記検知信号に、前記第１及び第２周波数成分とは異なる第３周波数成分が含まれているか否かを判定する第３周波数分析部を備え、前記放電判定部は、前記検知信号における実質的に同じ出力波形に、前記第１、第２及び第３周波数成分が含まれている場合に、前記誘導ＥＳＤ現象が存在すると判断することを特徴とする。
【００１９】
上記静電気放電検出装置において、更に、前記第１周波数及び前記第２周波数は、ＭＦ（中波）帯、ＨＦ（短波）帯、ＶＨＦ（超短波）帯、ＵＨＦ（極超短波）帯から選択される２つの帯域に設定されていることを特徴とする。
【００２０】
上記静電気放電検出装置において、更に、前記第１周波数成分と前記第２周波数成分は、３０ＭＨｚ程度以上の周波数差を有するように設定されていることを特徴とする。
【００２１】
上記静電気放電検出装置において、更に、前記波形分析部は、前記検知信号に、複数回の出力波形が含まれているか否かを判定する繰り返し波形分析部を備え、前記放電判定部は、前記複数回の出力波形が含まれている場合に、前記誘導ＥＳＤ現象が存在すると判断することを特徴とする。
【００２２】
上記静電気放電検出装置において、更に、前記繰り返し波形分析部は、前記検知信号に、所定回数以上となる複数の出力波形が含まれているか否かを判定し、前記放電判定部は、所定回数以上となる複数の出力波形が含まれている場合に、前記誘導ＥＳＤ現象が存在すると判断することを特徴とする。
【００２３】
上記静電気放電検出装置において、更に、前記波形分析部は、前記検知信号に含まれる出力波形が、正極性の波形か負極性の波形かを判定する極性分析部を備え、前記繰り返し波形分析部は、前記正極性の波形と前記負極性の波形のそれぞれについて発生回数をカウントし、前記放電判定部は、前記正極性の波形が複数回発生しているか、又は前記負極性の波形が複数回発生している場合に、前記誘導ＥＳＤ現象が存在すると判断することを特徴とする。
【００２４】
上記静電気放電検出装置において、更に、前記アンテナは、モノポールアンテナであることを特徴とする。
【００２５】
上記目的を達成する本発明は、被測定物となる電子機器に対して電界を暴露させる為の印加電極と、検査中における前記電子機器に印加される前記電界の強さを変動させる電界変動手段と、上記いずれかに記載の静電気放電検出装置と、を備え、検査中における前記電界の変動によって、前記電子機器の内部に誘導帯電を生じさせることで、前記電子機器に誘導ＥＳＤ現象を発生させ、前記誘導ＥＳＤ現象を前記静電気放電検出装置で検出し、前記誘導帯電による前記誘導ＥＳＤ現象に基づいた該電子機器の動作特性を検査することを特徴とする、電子機器の変動電界耐性検査装置である。
【００２６】
上記変動電界耐性検査装置において、更に、前記電界変動手段は、前記印加電極に付与される電圧を変化させることで、前記電界の強さを変動させる電圧制御装置を備えることを特徴とする。
【００２７】
上記変動電界耐性検査装置において、更に、前記電界変動手段は、前記電子機器に印加する正又は負の前記電界の絶対値を増大させることにより、前記電子機器に対して第１誘導帯電を生じさせた後、前記電子機器の前記第１誘導帯電の電位をリセットし、更に、前記正又は負の前記電界の絶対値を減少させることにより、前記電子機器に対して前記第１誘導帯電と正負が反転した第２誘導帯電を生じさせることを特徴とする。
【００２８】
上記変動電界耐性検査装置において、更に、前記印加電極が板状電極であり、前記板状電極の平面を前記電子機器に対向させることを特徴とする。
【００２９】
上記変動電界耐性検査装置において、更に、前記印加電極が板状電極であり、前記板状電極の端面を前記電子機器に対向させることを特徴とする。
【００３０】
上記変動電界耐性検査装置において、更に、前記電界変動手段が、前記電子機器と前記印加電極の相対距離を変化させる移動機構を備えており、前記相対距離の変化によって前記電界の強度と勾配を変動させることを特徴とする。
【００３１】
上記変動電界耐性検査装置において、更に、前記静電気放電検出装置のセンシングタイミングと、前記電界変動手段による前記電界の変動タイミングを同期させる同期制御手段を備えることを特徴とする。
【００３２】
上記目的を達成する本発明は、誘導ＥＳＤ現象に特徴的な過渡電磁界の分析を行う静電気放電検出検出方法であって、アンテナによって前記過渡電磁界を検知するステップと、前記アンテナの検知信号に基づいて前記過渡電磁界の波形特性を分析する波形分析ステップと、前記波形分析ステップの分析結果から、前記検知信号に広帯域特性又は繰り返し発生特性を有するか否かに基づいて、前記誘導ＥＳＤ現象の有無を判断する放電判定ステップと、を備えることを特徴とする静電気放電検出方法である。
【００３３】
上記放電検出方法において、更に、前記波形分析ステップは、前記検知信号に、第１周波数成分が含まれているか否かを判定する第１周波数分析ステップと、前記検知信号に、前記第１周波数成分とは異なる第２周波数成分が含まれているか否かを判定する第２周波数分析ステップと、を備え、前記放電判定ステップは、前記検知信号における実質的に同じ出力波形に、前記第１及び第２周波数成分の双方が含まれている場合に、前記誘導ＥＳＤ現象が存在すると判断することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、誘導ＥＳＤを極めて高確度に検知することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明で検出する放電現象を検証するための実験設備を示す図である。
【図２】同実験設備によって検出された放電波形を示すグラフである。
【図３】同放電波形の印加電圧と立ち上り時間の関係を示すグラフである。
【図４】過渡電磁界の周波数スペクトラム包絡線と、電子回路の動作に伴って放射される離散的な電磁波（ＥＭＩ）を比較するグラフである。
【図５】多重放電の検出例を示すグラフである。
【図６】本発明の静電気放電検出装置の一構成例を示すブロック図である。
【図７】本発明の静電気放電検出装置の一構成例を示すブロック図である。
【図８】ショート・モノポールアンテナで受信される２種類の誘導ＥＳＤ源（６００Ｖ、７２０Ｖ）の検知信号波形を示すグラフである。
【図９】ショート・モノポールアンテナの周波数特性を測定した結果を示すグラフである。
【図１０Ａ】本発明の第１実施形態に係る検査装置の本体装置を示す正面図である。
【図１０Ｂ】本発明の第１実施形態に係る検査装置の本体装置を示す上面図である。
【図１０Ｃ】本発明の第１実施形態に係る検査装置の本体装置を示す側面図である。
【図１０Ｄ】本発明の第１実施形態に係る検査装置の本体装置の制御パネルを示す図である。
【図１１Ａ】同検査装置の電界波形の時間変動を示すグラフである。
【図１１Ｂ】同検査装置の電子機器で生じる誘導帯電の時間変動を示すグラフである。
【図１２Ａ】本発明の第２実施形態に係る検査装置を示す側面図である。
【図１２Ｂ】本発明の第２実施形態に係る検査装置を示す上面図である。
【図１３Ａ】本発明の第３実施形態に係る検査装置を示す上面図である。
【図１３Ｂ】本発明の第３実施形態に係る検査装置を示す側面図である。
【図１４Ａ】本発明の第４実施形態に係る検査装置を示す上面図である。
【図１４Ｂ】本発明の第４実施形態に係る検査装置の電圧制御タイミング波形を示すグラフである。
【図１５Ａ】同検査装置の他の構成例を示す図である。
【図１５Ｂ】同検査装置の他の構成例を示す図である。
【図１５Ｃ】同検査装置の他の構成例を示す図である。
【図１５Ｄ】同検査装置の他の構成例を示す図である。
【図１６Ａ】本発明の第５実施形態に係る検査装置を示す側面図である。
【図１６Ｂ】本発明の第５実施形態に係る検査装置を示す正面図である。
【図１７】本発明の第６実施形態に係る検査装置を示す図である。
【図１８Ａ】本発明の第７実施形態に係る検査装置を示す図である。
【図１８Ｂ】同検査装置の他の構成例を示す図である。
【図１８Ｃ】同検査装置の他の構成例を示す図である。
【図１８Ｄ】同検査装置の他の構成例を示す図である。
【図１８Ｅ】同検査装置の他の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明の実施の形態の例について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３７】
まず先に、本発明者らによって行った実験について説明する。この実験では、電子機器に対して外部から変動電界を印加することによって、電子機器内部の構成部品が誘導帯電し、その誘導帯電によって電子機器内部で静電気放電現象（誘導ＥＳＤ）が生じるか否かについて検証した。
【００３８】
図１には、この検証用の実験設備１が示されている。この実験設備１は、プラスチックケース２の内部に、大小２個の銅板３、４を０．０５ｍｍの隙間を空けて配置している。なお、この隙間は０．０５ｍｍに限るものではなく、誘導電圧の程度に応じ、０．５ｍｍ程度でも良い。しかし火花放電はパッシェン則に基づく為、なるべく狭い方が良い。気圧一定であれば、隙間が狭い方がより低い電圧で放電するからである。更に、このプラスチックケース２の内部には、銅板３、４の下側において、２０ｍｍの距離をとり、差動プローブのプローブ部分(先端部)及びオシロスコープとの間を接続する同軸ケーブル５を平行となるように配置して、銅板３、４の間で発生した放電現象による電磁ノイズを検出するようにしている。この離隔距離２０ｍｍは、これに限るものではなく、充分な受信電圧が生じるのであればより離しても良い。具体的に、この差動プローブの検出帯域は４００ＭＨｚとし、この差動プローブ出力の同軸ケーブル５に対してデジタルオシロスコープ６を接続して、放電時に検出されるノイズ波形を解析する。なお、差動プローブの先端の信号入力端子、＋側と−側とを極めて短い銅線で短絡して入力信号が入らないようにしている。また、大小の銅板３、４は、地面に接地しておらず、更に周囲の導体と接触していないことから、ここでは浮上導体と呼ぶことにする。
【００３９】
検証では、プラスチックケース２の上面近くにて、帯電させたテフロン（登録商標）又はプラスチックの帯電板７を、右から左へ、又は左から右へ手で移動させることで生じた変動電界をプラスチックケース２に印加した。デジタルオシロスコープ６で検出された波形を図２に示す。この波形では、周期１ナノ秒以下の振動で、かつ振幅が１０Ｖ以上であることから、銅板３、４の間で放電が発生していることになる。前述の通り差動プローブの先端の入力部は＋側と−側を短絡してあるので、差動プローブには入力信号が入っていない。従って、本来このような大振幅の信号は生じないはずであるが、このように大きなノイズ信号が検出される。これは、帯電板７の移動に伴って、浮上導体となる銅板３、４に誘導帯電が生じ、両者の大きさ（寸法、静電容量）の違いによって生じる電位差によって、０．０５ｍｍの隙間に絶縁破壊が生じ、火花放電を生じたことを意味する。火花放電は極めて高速で短時間に終了するため、数ＧＨｚ以上の周波数成分を含む広帯域の過渡電磁界（電磁ノイズ）を放出する。その電磁ノイズを差動プローブの同軸ケーブルが受信し、コモンモード信号がノーマルモードに変換されてオシロスコープで解析されて図２の波形となるのである。なお、ここでは特に図示しないが、テフロン（登録商標）の帯電板７の場合は負に帯電し、アクリル等の帯電板７は正に帯電し易い性質がある。
【００４０】
図２で示したような放電による電磁ノイズが電子機器の内部で生じると、最近のＩＣの場合、十分に誤動作が生じる可能性がある。即ち、本発明者らの洞察の通り、絶縁ケースで保護されている電子機器に対して、外部から変動電界が印加されると、電子機器内部に誘導帯電が発生して放電（誘導ＥＳＤ）が生じ、電子機器が誤動作する事が分かった。
【００４１】
従って、この誘導ＥＳＤを検出する場合、電子装置内部に誘導ＥＳＤが生じた際に、それに伴って放出される過渡電磁界雑音（以降「誘導ＥＳＤノイズ」と称する）をモニタすれば良い。しかし、実際には、電子装置内部や周辺装置から頻繁に他の電磁雑音が発生しており、これを誤って検出してしまう可能性がある。電子装置内外部から発生する雑音源の主なものは、電源スイッチ、電磁開閉器、リレ−、モータ（特にブラシタイプ）、電磁ソレノイド／プランジャ−、電力用半導体デバイス、インバータ回路、蛍光灯、バイメタル式サーモスタット、高電圧電源周り（例：フライバックトランス）、乾式コピー機、電力用進相コンデンサバンク、ガス器具等の点火装置等がある。これらからは不定期にピークの大きいパルス状ノイズや、繰り返しの早いバーストノイズが放出される。従って、通常のノイズ検出回路では、目的とする誘導ＥＳＤノイズ（過渡電磁界雑音）か、それ以外の他のノイズかの識別が困難となる。特に、リレー接点での放電によって生ずるノイズ波形の時間変動は、静電気放電（ＥＳＤ）パルスに似ている為、これを誤認識してしまう恐れもある。雑音発生源固有の電磁スペクトラム（特定の周波数）を認識して、これを除外できれば良いが、雑音発生形態と伝搬経路（空間／導体）は千差万別であり、これらを確実に除外することも困難である。結果、目的とする誘導ＥＳＤノイズとの弁別は困難を極める。
【００４２】
そこで本発明者らは、誘導ＥＳＤに関する分析を更に行っている。その結果として、誘導ＥＳＤが以下の特徴を有していることを明らかにしている。
【００４３】
（１）上記大小２個の銅板３、４の隙間に相当する浮上導電体間の放電間隙によって多少の違いはあるが、生じる誘導ＥＳＤは火花放電であり、かつ、極めて高速である。なお、放電間隔が広いほど、誘導ＥＳＤを生じさせるために浮上導電体間に印加する電圧が大きくなる。即ち、上記検証において、印加電圧の大きさは放電間隔に連動する。そして、印加電圧が小さい、即ち放電間隔が小さい程、誘導ＥＳＤの立ち上がり時間はより高速となることも分かっている。図３には、上記検証における印加電圧と、誘導ＥＳＤの立ち上り時間との関係が示されている。
【００４４】
（２）誘導ＥＳＤが周辺に放出する過渡電磁界の持つ周波数スペクトラムは、連続的で極めて広帯域である。図４には、過渡電磁界の周波数スペクトラム包絡線と、電子回路の動作に伴って放射される離散的な電磁波（ＥＭＩ）を比較している。電子回路による電磁波等は、特定の周波数に限定されたスペクトラム（周波数成分）となる。一方、誘導ＥＳＤによって発生する過渡電磁界は、離散的ではなく、超広帯域に渡る連続的なスペクトラムとなることが分かる。本発明者らの検証によると、放電間隔幅が数十μｍ以下の場合に、その間に放出される誘導ＥＳＤノイズの（周波数）スペクトラムは、ＤＣに近いところからＳＨＦ帯（数十ＧＨｚ）にかけて連続して分布する超広帯域特性を示す。これは、デルタ関数の周波数領域での特性に近いといえるが、個々の（線）スペクトラムの振幅（電力：ｄＢｍ値）は、それ程大きくはない。これは、放出電磁波エネルギが全帯域に渡って分散してしまう為である。一方、この特性を利用して、受信回路の帯域を極めて広く取ることで、誘導ＥＳＤノイズを判定することが可能となる。一方、図４に示されているように、誘導ＥＳＤノイズのスペクトラム分布の包絡線の各部に混在する通常のノイズは、この様な広帯域性は示さず、狭い帯域にスペクトラムが集中する。例えば電力系のノイズ（例：インバータから発生する高周波ノイズ）の場合、奇数高調波がある程度の高周波域までは分布するが、それでも数百ｋＨｚが上限である。一般のノイズ源は、放出電力が大きくなるに従い、ノイズの占有帯域は、より狭くなる傾向がある。従って、誘導ＥＳＤの（超）広帯域特性を活用すれば、誘導ＥＳＤのみを確度良く検知出来ると考えられる。
【００４５】
（３）上記プラスチックの帯電板７に相当する外部電界と、この外部電界によって帯電する一方の浮上導体の電位変動と、一方の浮上導体からの放電を受け止める他方の浮上導体の３者の正負電荷の状態によって、その周辺に生じる電界変動の極性が決定される。結果、それらの各々の近傍においてアンテナで受信する波形の先頭部の極性（正スロープか、負スロープか）も自ずと決定される。
【００４６】
（４）通常は、浮上導体間の放電間隙は固定している。従って、静電誘導による外部からの帯電環境が継続している場合には、放電が終了した後にも、再帯電による放電が起きて、複数回の放電が繰り返して発生するケースが多い（これを「多重放電」と呼ぶことにする）。図５は多重放電の検出例が示されている。放電間隔は１０ｍｓ程度（図５の例では５〜１５ｍｓ、帯電板の移動速度の影響を受ける）となり、１００ｍｓ内に６回の放電が生じていることが分かる。従って、所定時間間隔内に、複数回の放電が生じる状況も誘導ＥＳＤを判定する重要事項となる。誘導ＥＳＤ以外の一般の放電事象では、同一箇所で短時間に繰り返し放電する事はあり得ない。
【００４７】
従って、以上の通り考察される誘導ＥＳＤの特徴を認識しておく事により、後述する検出技術では、誘導ＥＳＤとその他の放電事象を区別しながら、より確度高く誘導ＥＳＤのみを検出する。
【００４８】
次に、図６以降を参照して、本発明の一実施形態に係る静電気放電検出装置Ｇ１について説明する。なお、本発明の実施形態は図６及び図７の構成以外にも多くの実施形態が考えられるので、その基本的な機能、波形処理等の流れを逸脱しない限り、実施形態を簡素化、変更、追加しても構わない。
【００４９】
この静電気放電検出装置Ｇ１は、アンテナＧ５と、波形分析部Ｇ８と、放電判定部Ｇ８０を備えている。波形分析部Ｇ８は、第１〜第３周波数分析部Ｇ１０〜Ｇ３０、極性分析部Ｇ４０、繰り返し波形分析部Ｇ６０を備える。放電判定部Ｇ８０は、広帯域特性判定部Ｇ８２、連続性判定部Ｇ８４、極性判定部Ｇ８６、総合判定部Ｇ８８を備える。
【００５０】
アンテナＧ５は４本設けられており、波形分析部Ｇ８に接続されている。一つのアンテナＧ５−４は、いわゆるショートモノポールアンテナであり、これは波形分析部Ｇ８の中でも、誘導ＥＳＤによって生じたインパルス状ノイズ波形の極性を弁別する極性分析部Ｇ４０（後述）と、その弁別結果を利用した繰り返し波形分析部Ｇ６０に用いられる。
【００５１】
残り３本のアンテナＧ５−１、Ｇ５−２、Ｇ５−３は、夫々、第１周波数分析部Ｇ１０、第２周波数分析部Ｇ２０、第３周波数分析部Ｇ３０に接続されている。具体的には、アンテナＧ５−１は、第１周波数分析部Ｇ１０の第１周波数帯域フィルタＧ１２に接続される。アンテナＧ５−２は、第２周波数分析部Ｇ２０の第２周波数帯域フィルタＧ２２に接続される。アンテナＧ５−３は、第３周波数分析部Ｇ３０の第３周波数帯域フィルタＧ３２に接続される。
【００５２】
以下の第１〜第３周波数成分Ｆ１〜Ｆ３は、第１〜第３帯域フィルタＧ１２、Ｇ２２、Ｇ３２を通過する波形成分を意味している。即ち、第１〜第３帯域フィルタＧ１２、Ｇ２２、Ｇ３２は、それぞれ、中心周波数と、これを基準とした通過帯域幅（ここでは６ｄＢ減衰までの帯域幅）を有している。第１〜第３中心周波数は、無線送信電力が小さく、使用頻度の少ないバンドにすることが好ましいが、電磁環境に応じて適宜変更することができる。
【００５３】
本実施形態では以下の数値に設定されている。
第１周波数成分Ｆ１＝第１中心周波数１．８２ＭＨｚ  第１通過帯域幅  ０．１ＭＨｚ（−６ｄＢ）
第２周波数成分Ｆ２＝第２中心周波数  ３０．０ＭＨｚ  第２通過帯域幅  １ＭＨｚ（−６ｄＢ）
第３周波数成分Ｆ３＝第３中心周波数２００．０ＭＨｚ  第３通過帯域幅１０ＭＨｚ（−６ｄＢ）
【００５４】
なお、第２周波数成分Ｆ３は現状ではＶＨＦ帯に設定しているが、状況に応じ、これをＵＨＦ帯（３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ）に変更しても良い。回路が複雑になるが、ＵＨＦ帯の帯域を、新たな第４周波数成分Ｆ４として加えることもできる。予め、第１周波数帯域フィルタから第４周波数帯域フィルタまで用意しておき、運用時に適宜、選択できる様な回路構成も出来る。
【００５５】
第１周波数分析部Ｇ１０用のアンテナＧ５−１はループアンテナ（スリット付き）としている。１．８２ＭＨｚの帯域（ＭＦ帯）では、磁界成分の方が小型化できるからである。第２、第３周波数分析部Ｇ２０、Ｇ３０用のアンテナＧ５−２、Ｇ５−３は、小型のショートモノポールアンテナを用いている。なお、何れの周波数であっても、発生源（誘導ＥＳＤの発生箇所）は、アンテナの極近傍（数センチ〜数十センチ）に位置しており、通常の電波受信の様な高利得の増幅器は必要ないが、周辺回路駆動の為の最低限のゲイン（１０ｄＢ〜２０ｄＢ程度）は必要である。
【００５６】
ちなみに、例えばテレビ用の受信アンテナが前提としている電波は、遠方からくる微弱電磁波（電界強度Ｅ：数百ｎＶ／ｍ〜数百μＶ／ｍ）であって特定周波数（ｆ）を有しているものである。しかも、電界も磁界も直交成分しかない（進行方向に成分をもたない）電磁波（ＴＥＭモード）を想定している。従って、通常のアンテナは、この特定周波数の電波を効率よく受信するために設計されている。例えば、テレビ用受信アンテナで電界を受信する場合、２本のエレメントを、受信すべき電波の波長（λ）の半分（λ／２）に合わせる事により、特定周波数に同調させる。この方法により、アンテナ感度（利得）が増大する。更に、微弱アンテナ出力（μＶオーダ）を増幅するため、回路側でも高利得（６０ｄＢ以上）で、狭帯域の同調増幅回路を必要とする。
【００５７】
ところが、誘導ＥＳＤによって、アンテナ近傍で発生する過渡電磁波は、電界や磁界が進行方向成分を持つ非ＴＥＭモードであって、かつ、立ち上がりが極めて早いインパルス波形となる。更に周波数成分も超広帯域に渡る（ｋＨｚ〜ＧＨｚ）。結果、通常のアンテナ理論をストレートには適用出来ない。
【００５８】
そこで本発明者らの検証によると、誘導ＥＳＤの過渡電磁波を受信するアンテナは、１つのエレメントで良く、長さは、実験等から５ｍｍないし２０ｍｍ程度有れば充分であることが判明している。このアンテナは、通常のダイポールアンテナよりも短く、エレメントが１つしかないのでモノポールアンテナと呼ばれ、特に本実施形態では、その長さが短いことからショート・モノポールアンテナと呼ぶ。構造も簡単で、コスト的にも極めて有利である。エレメントが短くなってくると、無指向性が強まるので、電波到来角が不定な誘導ＥＳＤを受信する場合に特に好ましい。
【００５９】
また誘導ＥＳＤの場合、波源とアンテナ間の距離は、数ｃｍから数十ｃｍ程度であり、アンテナ誘起電圧（インパルス状）は、アンテナ長さが５ｍｍの長さでも、ピーク値で数十ｍＶから数百ｍＶはある。結果、受信回路は大きな利得を必要としない。但し、パルス極性の判定を行う為には有る程度の帯域幅は必要になる。
【００６０】
長さ５ｍｍのショート・モノポールアンテナを使い、検証用として、２種類の誘導ＥＳＤ源（６００Ｖ、７２０Ｖ）近傍約３ｃｍにおける、アンテナ誘起波形を図８に示す。図８（Ａ）（Ｂ）は、誘導ＥＳＤ（７２０Ｖ）を、５ｍｍの長さとなるショート・モノポールアンテナで検知した場合の誘起電圧波形となる。誘導ＥＳＤ発生源とアンテナとの距離は約３ｃｍであり、テフロンシートの帯電体を、波源に接近させることで誘導ＥＳＤを発生させている。なお、図８（Ａ）はＶ：50mV/div, Ｈ：10ns/divで表示しており、図８（Ｂ）はＶ：100mV/div,Ｈ：2ns/divで表示している。共に正極性の検出波計の例である。
【００６１】
また、図８（Ｃ）（Ｄ）は、誘導ＥＳＤ（６００Ｖ）を、５ｍｍの長さとなるショート・モノポールアンテナで検知した場合の誘起電圧波形となる。誘導ＥＳＤ発生源とアンテナとの距離は約３ｃｍであり、テフロンシートの帯電体を、波源に接近させることで誘導ＥＳＤを発生させている。図８（Ｃ）はＶ：100mV/div,Ｈ：5ns/divであり、図８（Ｂ）はＶ：100mV/div,Ｈ：2ns/divとなっている。共に正極性の検出波計の例である。
【００６２】
また、長さが５ｍｍのショート・モノポールアンテナの周波数特性を、ＧＴＥＭセルで測定した例を図９に示す。測定周波数は５０ＭＨｚ〜３ＧＨｚであり、横軸は周波数（ＭＨｚ）、縦軸は相対感度（ｄＢ）となる。この測定では３ＧＨｚまでフラット（＋，−３ｄＢ）だが、特に図示しない別測定では８ＧＨｚを越えてもフラットなデータも得られており、ショート・モノポールアンテナが超広帯域特性を持つ事が分かる。誘導ＥＳＤによるインパルス状電磁波のパルス立ち上がり時間（ｔｒ）は、数十ｐｓオーダであり、アンテナエレメントでのパルス伝達（遅延）時間（ｔｐｄ）がパルス立ち上がり時間（ｔｒ）に接近してくると、アンテナの受信波形は振動的になる。例えば、電磁波のパルス立ち上がり時間ｔｒが５０ｐｓの場合、エレメントが３０ｍｍよりも長くなってくると、受信波形は振動することも分かっている。
【００６３】
従って、モノポールアンテナの長さは、１００ｍｍ以下、特に３０ｍｍ以下であることが望ましく、より好ましくは５ｍｍ〜２０ｍｍの長さを採用する。アンテナの接地面のサイズは、設置環境により適宜選択すればよい。
【００６４】
図６に戻って、アンテナＧ５が接続される波形分析部Ｇ８は、第１周波数分析部Ｇ１０と、第２周波数分析部Ｇ２０と、第３周波数分析部Ｇ３０と、極性分析部Ｇ４０と、繰り返し波形分析部Ｇ６０を備える。
【００６５】
第１周波数分析部Ｇ１０は、アンテナＧ５−１の検知信号に少なくとも第１周波数成分Ｆ１が含まれているか否かを判定する。第２周波数分析部Ｇ２０は、アンテナＧ５−１の検知信号に少なくとも第２周波数成分Ｆ２が含まれているか否かを判定する。第３周波数分析部Ｇ３０は、アンテナＧ５−３の検知信号に少なくとも第３周波数成分Ｆ３が含まれているか否かを判定する。なお、第１〜第３周波数分析部Ｇ１０、Ｇ２０、Ｇ３０の詳細構成は殆ど同じであることから、ここでは第１周波数分析部Ｇ１０について詳細に説明し、第２、第２周波数分析部Ｇ２０、Ｇ３０については説明を省略する。
【００６６】
第１周波数分析部Ｇ１０は、第１周波数帯域フィルタＧ１２と、ＲＦ増幅器Ｇ１４と、検波回路Ｇ１６と、出力均質化回路Ｇ１７と、ラッチ回路Ｇ１８を備える。
【００６７】
第１周波数帯域フィルタＧ１２は、第１中心周波数且つ第１通過帯域幅に合致する信号として、第１周波数成分Ｆ１を通過させるバンドパスフィルタとなる。第１周波数帯域フィルタＧ１２の通過帯域での挿入損失は１２ｄＢ以下とすることが好ましい。また、この第１帯域フィルタＧ１２は、シールドケースに収容することで、他の回路や誘導ＥＳＤによる過渡電磁界との結合を防止することが好ましい。
【００６８】
なお、第１〜第３周波数帯域フィルタＧ１２、Ｇ２２、Ｇ３２を出た信号の持続時間は、通過帯域幅に反比例して短くなる。例えば第１周波数帯域フィルタＧ１２では１０μｓ、第２周波数帯域フィルタＧ２２では１μｓ、第３周波数帯域フィルタＧ３２では０．１μｓになる。
【００６９】
なお、本実施形態における第１〜第３中心周波数は、上記の通り設定しているが、特に無線送信電力が小さく、使用頻度の少ないバンドに設定することが好ましい。また、これらの周波数に限定される訳ではなく、電磁環境に応じて適宜変更しても良い。
【００７０】
特に、第１〜第３周波数成分Ｆ１〜Ｆ３は、ＭＦ（中波）帯である０．３〜３ＭＨｚ帯、ＨＦ（短波）帯である３〜３０ＭＨｚ帯、ＶＨＦ（超短波）帯である３０〜３００ＭＨｚ帯、ＵＨＦ（極超短波）帯である３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ帯から、少なくとも２つ以上の帯域に属していることを条件とすることが好ましい。従って、第１〜第３中心周波数は、上記帯域における少なくとも２つ以上の帯域にから確定することが望ましく、より好ましくは、３つの帯域から確定するのが良い。より望ましくは、各帯域から合計４種の中心周波数を確定することが好ましい。本実施形態では、第１中心周波数をＭＦ帯から、第２中心周波数をＨＦ帯から抽出し、第３中心周波数をＶＨＦ帯から抽出している。
【００７１】
なお、本実施形態では、第２周波数成分Ｆ３がＶＨＦ帯に属しているが、状況に応じてこれをＵＨＦ帯に変更しても良い。また、既に述べたように、ＵＨＦ帯の帯域を、新たな第４周波数成分Ｆ４として加えることもできる。予め、第１周波数帯域フィルタＦ１から第４周波数帯域フィルタＦ４まで用意しておき、運用時に適宜、選択できる様な回路構成とすることで、利便性を高めることも出来る。
【００７２】
ＲＦ増幅器Ｇ１４は、第１周波数帯域フィルタＧ１２から出力される信号を増幅する。例えば、第１周波数帯域フィルタＧ１２を出た信号レベルが数十ｍＶオーダの場合は、このままでは次段の検波回路Ｇ１６を直接駆動出来ないことから、増幅する必要がある。更に第１〜第３周波数帯域フィルタＧ１２、Ｇ２２、Ｇ３２の出力信号の持続時間は、通過帯域幅に反比例して短くなっているので、このＲＦ増幅器Ｇ１４も有る程度の帯域が必要となる。従って、ＲＦ増幅器Ｇ１４のゲインは１０倍（２０ｄＢ）、帯域幅は１００ｋＨｚ〜５００ＭＨｚとすることが好ましい。第１〜第３周波数分析部Ｇ１０、Ｇ２０、Ｇ３０の各ＲＦ増幅器Ｇ１４、Ｇ２４、Ｇ３４の出力レベルは極力同じレベルに設定する。これは、次段にある検波回路Ｇ１６、Ｇ２６、Ｇ３６を効率よく動作させる為である。
【００７３】
検波回路Ｇ１６は、ＲＦ増幅器Ｇ１４から出力される振動信号を包絡線検波する。結果、第１周波数帯域フィルタＧ１２の出力時間幅（振動持続時間）のパルス状信号を取り出すことができる。
【００７４】
出力均質化回路Ｇ１７は、第１〜第３周波数分析部Ｇ１０、Ｇ２０、Ｇ３０の各検波回路Ｇ１６、Ｇ２６、Ｇ３６から出力されるパルス状信号について、波形の均質化を行う。なお、各検波回路Ｇ１６、Ｇ２６、Ｇ３６から出力されるパルス状信号は、そのパルス幅が異なる。また各検波回路におけるダイオードの閾値の違いによるスキューも起こり得る。従って、検波回路Ｇ１６、Ｇ２６、Ｇ３６から出力されるパルス状信号を、このままラッチ回路に入力しても、その後の放電判定部Ｇ８０において正確な判定を行うことができなくなる。そこで、検波回路Ｇ１６、Ｇ２６、Ｇ３６から出力されるパルス状信号のパルス幅に依存しないで、互いに共通となる固定パルス幅及び固定パルス振幅に変換する。具体的に本実施形態では単安定マルチバイブレータを用いる。
【００７５】
ラッチ回路Ｇ１８は、出力均質化回路Ｇ１７から出力される均質化信号をラッチさせ、その信号を放電判定部Ｇ８０に出力する。
【００７６】
以上の構成により、第１周波数分析部Ｇ１０では、アンテナＧ５−１の検知信号中に第１周波数Ｆ１が含まれているか否かを分析することになる。検知信号中に第１周波数が含まれている場合は、ラッチ回路Ｇ１８からのラッチ出力が得られる。第２、第３周波数分析部Ｇ２０、Ｇ３０も同様である。
【００７７】
放電判定部Ｇ８０は、広帯域特性判定部（ＡＮＤ回路）Ｇ８２を備えており、第１〜第３周波数分析部Ｇ１０、Ｇ２０、Ｇ３０のラッチ出力が導入される。ＡＮＤ回路Ｇ８２がＯＮ（ＨＩ）になった場合は、アンテナＧ５から得られる検知信号において、実質的に同じ出力波形内に、第１、第２及び第３周波数成分Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３が同時に含まれていることになる。結果、誘導ＥＳＤに基づく過渡電磁界が発生したと判断する。
【００７８】
図７に示されるように、極性分析部Ｇ４０は、アンテナＧ５−４に接続される広帯域増幅器Ｇ４４と、プラス極性増幅器Ｇ４６と、マイナス極性増幅器Ｇ４８と、プラス側レベル比較器Ｇ５０と、マイナス側レベル比較器Ｇ５２と、周波数弁別器Ｇ５４を有する。
【００７９】
アンテナＧ５−４は、既に述べたようにショート・モノポールアンテナを用いる。なお、ループアンテナ（スリット付き）を用いることもできる。広帯域増幅器Ｇ４４は、アンテナＧ５−４の出力が数百ｍＶに達しない場合は、ゲイン２０ｄＢ且つ帯域１０ｋＨｚ〜３ＧＨｚ程度の広帯域をまとめて増幅する。なお、アンテナＧ５−４のゲインが十分な場合、この広帯域増幅器Ｇ４４は不要となる。
【００８０】
プラス極性増幅器Ｇ４６とマイナス極性増幅器Ｇ４８は、広帯域増幅器Ｇ４４から出力される波形を、更に、後段のレベル比較器で比較できるレベルに、プラス極性、マイナス極性毎に増幅する。但し、プラス極性とマイナス極性を必ずしも別々の増幅器を使用して増幅しなければならないわけではない。１台の増幅器で増幅した出力を＋側レベル比較器Ｇ５０とマイナス側レベル比較器Ｇ５２に接続しても良い。なお、プラスの極性の波形は、既に図８で示した通りである。特に図示しないが、マイナス極性の波形はこれらとは逆極性（先頭部分が負側に振れる状態）となる。また、アンテナＧ５−４の特性によっては、図８のような単一インパルスではなく、バースト状態の減衰振動波形となる場合も有り得る。
【００８１】
プラス側レベル比較器Ｇ５０は、プラス極性増幅器Ｇ４６によって増幅された信号振幅が、設定レベルとなるプラス側比較電圧を越えているかどうかを比較する。同様に、マイナス側レベル比較器Ｇ５２は、マイナス極性増幅器Ｇ４７によって増幅された信号振幅が、設定レベルとなるマイナス側比較電圧を越えているかどうかを比較する。なお、＋側比較電圧とマイナス側比較電圧の絶対値は同一とする。
【００８２】
プラス側レベル比較器Ｇ５０とマイナス側レベル比較器Ｇ５２のいずれかから、先に出力した信号は、それぞれ、反転用ＡＮＤゲートを通過して、プラス側ラッチ回路Ｇ５３又はマイナス側ラッチ回路Ｇ５４のクロック（ＣＬＫ）端子に入力される。プラス側ラッチ回路Ｇ５３又はマイナス側ラッチ回路Ｇ５４は、いわゆるＤ型フリップフロップとなっている。
【００８３】
例えば、プラス側レベル比較器Ｇ５０から先に信号が出力される場合は、その信号がクロック端子に入力されてプラス側ラッチ回路Ｇ５３がトリガされて、Ｑ出力がＯＮ（ＨＩ）となると同時に、ＱＸ出力はＯＦＦ（ＬＯ）になる。Ｑ出力は後述するプラス側単一波形生成回路Ｇ５５に入力される。
【００８４】
プラス側ラッチ回路Ｇ５３のＱＸ出力は、マイナス極性側の反転用ＡＮＤゲートに入力される。結果、プラス側ラッチ回路Ｇ５３がトリガされている間は、マイナス側レベル比較器Ｇ５２からの出力は、マイナス極性側の反転用ＡＮＤゲートを通過できなくなるので、マイナス側ラッチ回路Ｇ５４のトリガが禁止される。なお、プラス側ラッチ回路Ｇ５３のトリガがリセットされると、ＱＸ出力はＯＮ（ＨＩ）となり、マイナス側レベル比較器Ｇ５２からの出力が、マイナス極性側の反転用ＡＮＤゲートを通過して、マイナス側ラッチ回路Ｇ５４をトリガできるようになる。
【００８５】
例えば、マイナス側レベル比較器Ｇ５２から先に信号が出力される場合は、その信号がクロック端子に入力されてマイナス側ラッチ回路Ｇ５４がトリガされて、Ｑ出力がＯＮ（ＨＩ）となると同時に、そのＱＸ出力はＯＦＦ（ＬＯ）になる。Ｑ出力は後述するマイナス側単一波形生成回路Ｇ５６に入力される。
【００８６】
マイナス側ラッチ回路Ｇ５４のＱＸ出力は、プラス極性側の反転用ＡＮＤゲートに入力される。結果、マイナス側ラッチ回路Ｇ５４がトリガされている間は、プラス側レベル比較器Ｇ５０からの出力は、プラス極性側の反転用ＡＮＤゲートを通過できなくなるので、プラス側ラッチ回路Ｇ５３のトリガが禁止される。なお、マイナス側ラッチ回路Ｇ５４のトリガがリセットされると、そのＱＸ出力はＯＮ（ＨＩ）となり、プラス側レベル比較器Ｇ５０からの出力が、プラス極性側の反転用ＡＮＤゲートを通過して、プラス側ラッチ回路Ｇ５３をトリガできるようになる。
【００８７】
このように、プラス側及びマイナス側レベル比較器Ｇ５０、Ｇ５２と、プラス側及びマイナス側ラッチ回路Ｇ５３、Ｇ５４の間に、２つの反転用ＡＮＤゲートを配置しておくことで、プラス側及びマイナス側ラッチ回路Ｇ５３、Ｇ５４が同時にトリガされることを禁止できる。結果、一つの繰り返し波形の正負極性の推移を正確に分析することができる。
【００８８】
プラス側及びマイナス側ラッチ回路Ｇ５３、Ｇ５４の各Ｑ出力が入力されるプラス側及びマイナス側単一波形生成回路Ｇ５５、Ｇ５６は、いわゆる単安定マルチバイブレータであり、各Ｑ出力によって、比較的広いパルス幅（ここでは１ｍｓに設定されている）となる広幅単一パルスが出力される。この広幅単一パルスは、後段の繰り返し波形分析部Ｇ６０の各極性に入力される。
【００８９】
なお、プラス側及びマイナス側単一波形生成回路Ｇ５５、Ｇ５６のいずれか一方から出力される広幅単一パルスは、初期化用第１ＯＲゲートを通過して、狭いパルス幅（ここでは１μｓに設定されている）のリセット用単一波形生成回路Ｇ５７（これも単安定マルチバイブレータ）をトリガする、これにより、リセット用単一波形生成回路Ｇ５７からリセット用の狭幅単一パルスが出力される。この狭幅単一パルスは、初期化用第２ＯＲゲートを介して、プラス側及びマイナス側ラッチ回路Ｇ５３、Ｇ５４のＣＬＲ端子に入力されて、これらのトリガをリセットする。この結果、プラス側及びマイナス側ラッチ回路Ｇ５３、Ｇ５４は、プラス側及びマイナス側レベル比較器Ｇ５０、Ｇ５２から先に出力した信号を待ち受ける状態となる。
【００９０】
なお、この初期化用第２ＯＲゲートには、初期化信号も入力されるようになっている。この初期化信号は、システム起動時の初期化を行う場合、又は一連の放電検出終了後に次の一連の放電イベントを待ち受ける場合に入力される。
【００９１】
また、プラス側及びマイナス側ラッチ回路Ｇ５３、Ｇ５４のＤ型フリップフロップは、そのクロック（ＣＬＫ）入力から、Ｑ及びＱＸ出力までの伝搬遅延時間ができるだけ早いものを使用することが好ましい。誘導ＥＳＤより得られる減衰振動型の検出信号の振動の繰り返し周期は、使用する検出アンテナにもよるが、数ｎｓと高速となる．従って、一方のＤ型フリップフロップに信号が入力されてから１周期以内に、他方のＡＮＤゲートを禁止できるような回路にする為には、高速フリップフロップを使うことが好ましい。なお、本実施形態ではＤ型フリップフロップで構成した例を示したが、他のタイプのフリップフロップ等を用いる事も出来る。
【００９２】
図６に戻って、極性分析部Ｇ４０のプラス側及びマイナス側単一波形生成回路Ｇ５５、Ｇ５６からそれぞれ出力される広幅単一パルスは、繰り返し波形分析部Ｇ６０に入力される。繰り返し波形分析部Ｇ６０は、アンテナＧ５−４の検知信号に複数回の出力波形が含まれているか否かを判定する。なお本実施形態では、繰り返し波形分析部Ｇ６０が、極性分析部Ｇ４０の後段に設けられることで、プラス波形毎、マイナス波形毎に出力回数をカウントするようになっている。一方で、本発明はこれに限定されず、プラス波形のみ、マイナス波形のみ、更にはプラス波形とマイナス波形を区別することなく出力回数をカウントしても良い。
【００９３】
繰り返し波形分析部Ｇ６０は、タイマ用ＡＮＤゲートと、プラス側カウンタＧ６４と、マイナス側カウンタＧ６８と、測定タイマＧ６９を備える。極性分析部Ｇ４０の正極側及び負極側の広幅単一パルスは、タイマ用ＡＮＤゲートを介して、プラス側カウンタＧ６４とマイナス側カウンタＧ６８にそれぞれ入力される。なお、このタイマ用ＡＮＤゲートには、測定タイマＧ６９から出力される測定用ゲート信号が入力される。プラス側又はマイナス側単一波形生成回路Ｇ５５、Ｇ５６から出力される最初の広幅単一パルスは、ＯＲゲートを介して測定タイマＧ６９をトリガする。結果、測定タイマＧ６９は、所定時間の測定用ゲート信号を出力する。この測定用ゲート信号は、一連の放電イベントを観測する為の観測時間を設定するものであり、例えば１秒、１０秒などに自在に設定できる。
【００９４】
プラス側カウンタＧ６４は、正極側の広幅単一パルスをカウントして、カウント数が所定閾値（２〜１０回）を超えるか否か判定する。同様に、マイナス側カウンタＧ６８は、負極側の広幅単一パルスをカウントして、カウント数が所定閾値（２〜１０回）を超えるか否か判定する。このそれぞれの判定結果やカウント数、カウント間の間隔（振動周期）は、放電判定部Ｇ８０側に出力される。
【００９５】
放電判定部Ｇ８０は、既に説明した広帯域特性判定部（ＡＮＤ回路）Ｇ８２とは別に、繰り返し性判定部（ＯＲ回路）Ｇ８４と、極性判定部Ｇ８６を備える。この繰り返し性判定部Ｇ８４は、プラス側カウンタＧ６４又はマイナス側カウンタＧ６８の一方が、所定閾値を超えた場合に繰り返し特性があると判断する。なお、ここでは特に説明を省略するが、このプラス側カウンタＧ６４又はマイナス側カウンタＧ６８のカウント値は、基準時間内にカウントされたものであることを要するが、その基準時間は、繰り返し波形分析部Ｇ６０の測定タイマＧ６９による測定ゲート信号のパルス幅に対応している。誘導ＥＳＤの過渡電磁界は、繰り返し発生特性を有している場合が多分にあるので、この繰り返し性判定部Ｇ８４の判定結果が、誘導ＥＳＤの有無の判断として利用できる。
【００９６】
更に放電判定部Ｇ８０は、総合判定部Ｇ８８を備える。この総合判定部Ｇ８６では、広帯域特性判定部Ｇ８２と繰り返し性判定部Ｇ８４の双方の判定結果を利用して、誘導ＥＳＤが発生したか否かを最終判断を行う。本実施形態では、総合判定部Ｇ８８としてＡＮＤ回路が採用されており、広帯域特性判定部Ｇ８２と繰り返し性判定部Ｇ８４の双方において、広帯域特性と繰り返し発生特性を有していると判断した場合に限って、誘導ＥＳＤが発生したと判断する。これにより、その判断の正確性を高めるようにしている。なお、多少の誤まりも許容して、広く誘導ＥＳＤの発生の可能性を判断したい場合は、総合判定部Ｇ８８においてＯＲ回路を用いる。結果、広帯域特性判定部Ｇ８２による広帯域特性、又は繰り返し性判定部Ｇ８４による繰り返し発生特性の一方を有している場合は、誘導ＥＳＤが発生したと判断できる。
【００９７】
以上、本実施形態の静電気放電検出装置Ｇ１によれば、アンテナＧ５で受信した過渡電磁界の波形特性を分析し、その過渡電磁界が、広帯域特性を有するか又は繰り返し発生特性を有するか否か判定し、その結果を利用して誘導ＥＳＤの発生状況を検出することができる。特に、誘導ＥＳＤの過渡電磁界に特有な、３０ＭＨｚ以上の帯域幅、特に１００ＭＨｚ以上の帯域幅を有する過渡電磁界の存在が検知された場合、誘導ＥＳＤが発生していると判断できる。
【００９８】
また、本実施形態の静電気放電検出装置Ｇ１では、過渡電磁界内に複数の周波数成分が同時に発生しているか否かによって過渡電磁界の広帯域特性を分析している。ここでは３箇所の第１〜第３周波数成分Ｆ１〜Ｆ３の発生の有無を利用して、過渡電磁界の広帯域特性を分析している。また、この第１〜第３周波数成分Ｆ１〜Ｆ３として、ＭＦ（中波）帯、ＨＦ（短波）帯、ＶＨＦ（超短波）帯、ＵＨＦ（極超短波）帯から選択される別々の２つの帯域（望ましくは３つの帯域）に、第１〜第３周波数成分Ｆ１〜Ｆ３を属させているので、より確実に広帯域特性を分析できる。なお、第１〜第３周波数の設定は上記設定手法に限定されず、例えば、３０ＭＨｚ程度以上の帯域幅となる広帯域特性を検知するために、３複数の設定周波数の最大値と最小値の差を３０ＭＨｚ程度以上に設定することも好ましい。望ましくは、最大値と最小値の差を１００ＭＨｚ程度以上に設定する。
【００９９】
更に本実施形態では、波形分析部Ｇ８が繰り返し波形分析部Ｇ６０を備えており、短時間に複数回の過渡電磁界波形が生じているか否かについて分析する。結果、誘導ＥＳＤの過渡電磁界の特徴となる繰り返し発生特性を有するか否かを確実に分析できる。結果、放電判定部Ｇ８０では、より高精度に誘導ＥＳＤを検出できることになる。特に本実施形態では、極性分析部Ｇ４０によって、各インパルス波形の正負を区別しているので、どのような静電誘導によって、誘導ＥＳＤが生じたのか否かを判断することも可能となる。
【０１００】
なお、この静電気放電検出装置Ｇ１では、アンテナＧ５−１、Ｇ５−２、Ｇ５−３の直後に増幅器を設置していないが、出力が不足する場合は増幅器を配置しても良い。また、第１〜第３周波数分析部Ｇ１０、Ｇ２０、Ｇ３０に独立してアンテナＧ５−１、Ｇ５−２、Ｇ５−３を設ける場合を例示したが、本発明はこれに限定されず、一つのアンテナ出力を、第１〜第３周波数分析部Ｇ１０、Ｇ２０、Ｇ３０に分配しても良い。
【０１０１】
なお、ここでは、波形分析部Ｇ８内に、各周波数分析部Ｇ１０〜Ｇ３０と、繰り返し波形分析部Ｇ６０の双方が設けられる場合を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、各周波数分析部Ｇ１０〜Ｇ３０の分析結果と、広帯域特性判定部Ｇ８２の判定結果を利用して、誘導ＥＳＤの有無を判断することが可能である。反対に、繰り返し波形分析部Ｇ６０の分析結果と、繰り返し性判定部Ｇ８４の判定結果を利用して、誘導ＥＳＤの有無を判断することも可能である。
【０１０２】
次に、本発明の実施形態に係る変動電界耐性検査装置について説明する。この変動電界耐性検査装置は、検査対象の電子機器、電子装置の内部及び周辺に存在する浮上導体に対して、外部から強制的に誘導帯電させることで、浮上導体の間の急速放電（火花放電）を生じさせ、既に述べた静電気放電検出装置Ｇ１により、その誘導ＥＳＤを検出するとともに、その放電に起因する誤作動の有無を検査する。
【０１０３】
例えば、変動電界耐性検査装置が検査対象としている主なトラブルは、電子機器に対しての直接的なＥＳＤや、機器周辺における間接的なＥＳＤが発生していないのに、電子機器が誤作動を起こしてしまうような現象である。つまり、電子機器の操作者又は周辺の帯電物体は、検査対象となる電子機器に接触していない（電子機器に対して放電は起きていない）状態のまま、誤動作が生じるような現象である。誤動作を誘発する静電気放電は、電子機器の内部で発生しており、しかも、近接する金属導体の狭い間隙で生じるので、放出される過渡電磁波に含まれている周波数成分が極めて広く（数ＧＨｚ以上）、かつ、非常に強力となり、電界強度は容易にｋＶ／ｍオーダに達することになる。結果、放電源の近傍に配置されているか、放電源の近傍を通過している信号線路を介して接続されているＬＳＩ（例えばＣＰＵやＩＣ）などが誤作動を誘発する。このようなトラブルは、本発明に係る変動電界耐性検査装置による方法でしか、検出、評価、対策は出来ない。
【０１０４】
なお、ＣＰＵ  ＩＣなどが誤動作した場合、通常、自動的に再起動が働いて自動復帰するのが一般的である。しかしながら、大規模ネットワークの一部を構成している電子装置の場合、通信回線を通じてセンターのコンピュータに割り込みする。割り込みが多数の電子装置から入ると、システム全体の処理能力が大幅に低下し、システム障害が発生する可能性がある。特に、この現象によって放出される過渡電磁界は非常に強力であることから、基幹インフラで採用されている多重の冗長構成（例：２重並列運転）の電子装置の全てを誤動作させてしまうと、結果として重大な事故に直結する可能性もある。
【０１０５】
なお、航空電子装置、防衛機器では、レーダ波による電磁干渉（ＥＭＩ）に対して厳重な防御処置を講じているが、その根拠となる電磁波照射試験（例：ＲＴＣＡ  ＤＯ−１６０Ｅ）の電界強度は最大でも６００Ｖ／ｍである（０．４ＧＨｚ〜１８ＧＨｚ）。この値は、機器から距離１０ｍの所にある１０００ｋＷ（１ＭＷ）のパルスレーダから照射された時の電界強度に匹敵するが、今回、我々が提案する方法は、機器内部において、１ｋＶ／ｍを越える電界強度を発生させることが出来、その耐性を検査することを可能にする。また、本発明によれば、高価で大掛かりな電波暗室や、ハイパワーの電力増幅器、放射アンテナ等は一切不要である。なお、本発明者らの検証によれば、放電の間隙が０．０５ｍｍ程度の場合、スペクトラムアナライザで観測されるスペクトラム分布は優に１８ＧＨｚを超えており、浮上導体（微小ダイポール）を駆動するインパルス状の電流の立上りが極めて早く（推定では４０ｐｓ未満）、かつ大振幅（電荷量に拠るが、数十Ａから１００Ａオーダ）になることが分かっている。
【０１０６】
次に、図１０Ａ〜Ｄ以降を参照して、上記のような特殊な放電現象を電子機器内に強制的に誘発させて、電子機器の耐性を検査する第１実施形態の変動電界耐性検査装置（以下、検査装置）１０について説明する。図１０Ａは検査装置の正面図、図１０Ｂは検査装置の上面図、図１０Ｃは検査装置の側面図、図１０Ｄは検査装置の本体の制御パネルが示されている。
【０１０７】
この検査装置１０は、本体１５、印加電極２０、電界変動手段３０、筐体４０、上記実施形態の静電気放電検出装置Ｇ１（図６、図７）、同期制御手段６０、載置テーブル７０を備えている。本体１５における筐体４０の内部には、電界変動手段３０、静電気放電検出装置Ｇ１、同期制御手段６０が収容されている。
【０１０８】
印加電極２０は、被被測定物となる電子機器Ｐに対して、非接触状態で外部から正又は負の一方の電界を印加する。この印加電極２０は、いわゆるプレート形状（板状）になっており、この平面が電界放出面２２となっている。この電界放出面２２が電子機器Ｐの側面に対向するように、印加電極２０は、載置テーブル７０に立てた状態で固定される。
【０１０９】
この載置テーブル７０は、本体１５の側面から突出するように水平に配置されており、少なくとも上面が絶縁体で構成される。この載置テーブル７０の中央に電子機器Ｐが配置される。
【０１１０】
電界変動手段３０は、ここでは電圧制御装置であり、筐体４０の内部に収容されている。この電界変動手段３０は、印加電極２０に付与する直流電圧を変化させることで、印加電極２０から発生する電界の強さを、極性を変えることなく変動させる。これにより、検査中における電子機器Ｐに印加される電界の強さを、極性を変えることなく経時的に変動させることができる。仮に電子機器Ｐの内部に浮上導体（接地されてない導体）が存在する場合、電子機器Ｐに印加する電界を変動させると、この浮上導体に誘導帯電が生じる。検査装置１０では、この誘導帯電を電子機器Ｐ内に強制的に発生させることにより、電子機器Ｐの内部およびその周辺に火花放電を発生する構造があるかどうか、そしてそれによって電子機器Ｐが誤動作するか否か等の動作特性を検証できる。具体的に、電子機器Ｐの内部の浮上導体に対して、他の導体が接近した状態で配置されている場合、上記検証事例で示したように両者の間で放電現象が生じる場合がある。この放電を強制的に発生させる環境を提供する事により、放電の有無を検証し、同時にノイズに対する耐性を検査する。
【０１１１】
本体１５の筐体４０には制御パネル４２（図１０Ｄ参照）が用意されている。この制御パネル４２は、放射電圧設定部（Test  Voltage）、検査開始ボタン（Start）、検査終了ボタン（Stop）、テスト回数（電圧印加回数）を０〜９回の範囲で設定する繰り返し設定部（Repetition）、複数電極仕様の場合の各電極に供給する電圧の印加タイミング（遅延タイミング）を０．１〜１秒の範囲内で設定する印加時間設定部（Timing）、同電圧の印加スロープを０．１〜１秒の範囲内で設定するスロープ設定部（Ramp）、各電極に電圧供給する配線を接続するコネクタ部（Output）、高電圧電界の極性を切り替える極性設定部（Polarity）、電子機器や検査ヘッド治具にグランド電位を供給する端子（FG）、放電検出用プローブの接続コネクタ（Disc.  Probe）、帯電電位検出用プローブの接続コネクタ（V  Probe）、印加電極を移動させる多軸移動ロボット（第２実施形態で詳述）の制御を行う接続コネクタ（Control）などを備えている。
【０１１２】
放射電圧設定部（Test  Voltage）は、０〜−２５ｋＶ、又は０〜＋２５ｋＶの範囲内で印加電圧を設定する。
【０１１３】
検査開始ボタン（Start）及び検査終了ボタン（Stop）は、テストの開始と終了を手動で行うボタンである。繰り返し設定部（Repetition）の設定回数を０にすると、検査開始ボタン（Start）を押してから検査終了ボタン（Stop）を押すまで繰り返しテストを行うようになっている。一方、テスト回数（電圧印加回数）を１〜９回の範囲で設定すると、そのテスト回収が終了したら自動的に終了する。
【０１１４】
放電検出用プローブの接続コネクタ（Disc.  Probe）には、静電気放電検出装置Ｇ１の放電検出用アンテナが接続される。このアンテナは、放電で放出される電磁波を受信して増幅、検波処理して検出し、アラーム音やＬＥＤ表示によって使用者に告知するものである。なお、この検出信号を本体１５に伝送し、履歴として記録する機能を組み込んでも良い。また、帯電電位検出用プローブの接続コネクタ（V  Probe）には、帯電検出用アンテナ（図示省略）が接続される。帯電検出用アンテナは電界変動を検出し、更に増幅してその後信号処理を行い帯電検出する。なお、これらの放電検出や帯電電位検出機能は、本体１５内に内蔵することも可能である。
【０１１５】
図１１Ａには、電界変動手段３０によって印加電極３０から放出される電界の時間変動が模式的に示されており、図１１Ｂには、電子機器Ｐに作用する誘導帯電の時間変動が模式的に示されている。
【０１１６】
電界変動手段３０は、まず、印加電極２０に付与する正又は負の一方の直流電圧の絶対値を次第に増加させることで、印加電極２０から増加領域となる電界Ｅ１を生じさせる。ここでは電界Ｅ１を正に設定している。この結果、電子機器Ｐには、次第に増加する正の誘導帯電Ｔ１が生じる。この動作によって、電子機器Ｐに正の第１誘導帯電Ｔ１が生じた場合の放電及び誤動作を検査する。
【０１１７】
その後、印加電極２０の電界Ｅ１を維持した状態で、電子機器Ｐの第１誘導帯電Ｔ１を接地させることによって、その電位を一旦リセットする。更に印加電極２０に付与される正又は負の電圧の絶対値を０Ｖとなるまで減少させることで、印加電極２０から減少領域となる電界Ｅ２を生じさせる。これにより電子機器Ｐに対して、第１誘導帯電Ｔ１と正負が反転した、次第に増加する負の第２誘導帯電Ｔ２を生じる。この動作によって、電子機器Ｐに負の第２誘導帯電Ｔ２が生じた場合の放電及び誤動作を検査する。
【０１１８】
即ち、この電界変動手段３０によれば、印加電極２０に対して、正又は負の一方の電圧を供給するだけで、電子機器Ｐに対して正及び負の誘導帯電現象を生じさせることができるので、機器構成を簡略化することが可能となっている。
【０１１９】
ちなみに本実施形態では、電界変動手段３０が、印加電極２０に対して電圧（放射電圧）を−２５ｋＶ〜＋２５ｋＶの範囲内で調整可能となっており、正負双方の電界を生じさせるができる。また、電圧供給の繰り返し速度は２秒〜１０秒／回の範囲で調整できるようになっている。印加する電界のスロープは０．１秒〜１秒で制御できる。
【０１２０】
なお、ここでは特に図示しないが、電子機器Ｐにおける誘導帯電のリセットは、この電子機器Ｐに対して、接地状態のＯＮ・ＯＦＦを切り換えることが可能な接地端子（ＦＧ）を接続しておき、電界変動手段３０が接地端子のＯＮ・ＯＦＦを切り換えることで、強制的にリセットすることが好ましい。一方、電子機器Ｐに印加する電界の強度（絶対値）がある程度（近接導体間の間隙その他の条件で決まる電圧）に達すると、自然放電することから、静電気放電検出装置Ｇ１によって電子機器Ｐの自然放電が検出されたら、電圧の増大を中止して減少に転ずるように制御してもよい。このようにすれば接地端子のＯＮ／ＯＦＦスイッチを省略する事ができる。
【０１２１】
同期制御手段６０は、静電気放電検出装置Ｇ１（図６、図７）のセンシングタイミングと、電界変動手段３０による電界の変動タイミングを同期させる。これは、一度の検査において、電子機器Ｐに対して電界を繰り返して印加して、その放電状況の有無などを検出する必要があるからである。なお、ここでは電界印加の繰り返し回数を１〜９回の範囲内で選択したり、又は強制停止させるまで連続印加するパターンを選択したりできるようになっている。
【０１２２】
以上、本第１実施形態の検査装置１０によれば、電子機器Ｐに対して、外部から、いわゆる帯電体が近づいたり離れたりする状況を、擬似的に創出することができる。結果、例えば静電気が帯電した衣類や人体が、電子機器Ｐに近づいたり離れたりする現象に基づいた、電子機器Ｐの誤動作を検査できることになる。特にこの検査装置１０によれば、印加電極２０から生じる電界強度を増減させることで、仮想的に、帯電体が近づいたり離れたりする状況を生み出しているので、装置構造が極めて簡略化され、かつ、安定した検査が可能となる。
【０１２３】
更にこの検査装置１０によれば、従来のようなＥＳＤガンを用いた直接放電ではなく、外部の静電界の変動に起因して、電子機器Ｐの内部で発生する放電現象を検証することができるので、電子機器Ｐを操作する利用者（静電荷の保持者）の動きを想定した動作保証を行うことが可能となり、電子機器Ｐの信頼性と安全性を一層高めることができる。
【０１２４】
なお具体的な検査では、静電気放電検出装置Ｇ１によって電子機器Ｐの内部で生じた放電現象の回数、放電波形が検出された際の振幅の大きさ（ノイズの強さ）、スペクトラム分布、電子機器Ｐが実際の誤動作を生じているか否か、などの情報を適宜利用して、電子機器Ｐの変動電界耐性を検証すれば良い。
【０１２５】
次に第２実施形態に係る検査装置１１０について図１２Ａ、図１２Ｂを参照しながら説明する。図１２Ａは検査装置１１０の側面図であり、図１２Ｂは上面図である。なお、この検査装置１１０の図示及び説明で用いている符号の下二桁は、第１実施形態の検査装置１０の符号と一致させることで、重複説明を省略し、ここでは第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
【０１２６】
この検査装置１１０では、電界制御手段１３０として、電子機器Ｐと印加電極１２０の相対距離Ｓを変化させる移動機構１８０を備えている。相対距離Ｓの変化によって、電子機器Ｐに印加される電界の強度を変動させる。
【０１２７】
具体的に移動機構１８０は、水平方向に配置されるＸ軸ガイド１８２と、このＸ軸ガイド１８２上に配置されるＹ軸ガイド１８４と、Ｙ軸ガイド１８４上に配置されるＺ軸回転モータ１８６と、このＺ軸回転モータ１８６に保持されるアーム部材１８８を備える。アーム部材１８８の先端には印加電極１２０が固定されている。なお、更に高さ方向（Ｚ方向）の移動を制御するＺ軸ガイドを更に追加して、３軸移動を実現することも可能である。
【０１２８】
Ｘ軸ガイド１８２は、Ｙ軸ガイド１８４をＸ軸方向に搬送し、Ｙ軸ガイド１８４は、Ｚ軸回転モータ１８６をＹ軸方向に搬送する。Ｚ軸回転モータ１８６はアーム部材１８８を回転させる。これらの運動の組合せにより、印加電極１２０は、Ｘ−Ｙ平面状及びＺ軸回転を自在に行うことが出来る。同期制御手段１６０は、静電気放電検出装置Ｇ１のセンシングタイミングと、移動機構１８０による移動タイミングを同期させる。
【０１２９】
この検査装置１１０によれば、電子機器Ｐに対して、様々な方向や角度から帯電体を接近させたり離したりすることが可能であり、それにより電子機器Ｐに印加される電界を変動させることができる。例えば、化学繊維等の帯電し易い衣料を着用した人が自動改札機を通過するような状況を、擬似的に検証することが可能となる。即ち本検査装置１１０によれば、様々な電界変動パターンをシミュレーションして、電子機器Ｐの内部に誘導帯電を生じさせ、誤動作を起こすか否かを確かめることが可能になる。
【０１３０】
なお、ここでは移動機構１８０による相対距離Ｓの変化によって、電子機器Ｐに印加する電界の強度を変動させる場合を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば相対距離Ｓの変化に加えて、第１実施形態で示したような印加電極１２０に対する供給電圧を変化させることで、一層高度な電界制御を行うことも可能である。また、ここでは、移動機構１８０を用いて印加電極１２０を移動させることにより、電子機器Ｐと印加電極１２０の相対距離Ｓを変化させる場合を例示したが、勿論、電子機器Ｐ側を移動機構１８０等によって移動させることで、電子機器Ｐと印加電極１２０の相対距離Ｓを変化させても良い。また更に、電子機器Ｐと印加電極１２０の双方を移動させることで、両者の相対距離Ｓを変化させることも可能である。
【０１３１】
次に第３実施形態に係る検査装置２１０について図１３Ａ、図１３Ｂを参照しながら説明する。図１３Ａは検査装置２１０の上面図であり、図１３Ｂは側面である。なお、この検査装置２１０の図示及び説明で用いている符号の下二桁は、第１実施形態の検査装置１０の符号と一致させることで、重複説明を省略し、ここでは第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
【０１３２】
この検査装置２１０では、第１〜第３印加電極２２０Ａ〜２２０Ｃが配置されている。具体的に、電子機器Ｐを６面体と仮定した場合に、第１印加電極２２０Ａは６面体の第１面に対向して配置され、第２印加電極２２０Ｂは６面体の第１面と直角となる第２面に対向して配置され、第３印加電極２２０Ｃは、６面体の第１面及び第２面の双方にと直角となる第３面に対向して配置される。このようにすることで、６面体における３面を１回の検査工程でまとめて検査する。従って、電子機器Ｐを反転させることにより、２回の検査工程で６面全ての検査を終了させることができるので、検査効率を高めることが出来る。
【０１３３】
更にこの検査装置２１０によれば、第１〜第３印加電極２２０Ａ〜２２０Ｃに印加する直流電圧を、タイミング（位相）をずらしながら移行させていくことで、例えば、第１印加電極２２０Ａから第２印加電極２２０Ｂ側に移動するような電界変動を検証することができる。また、第１〜第３印加電極２２０Ａ〜２２０Ｃに対して、電圧を同時に供給することで、電子機器Ｐに対して、複数方向から同時に帯電体が近づいたり離れたりするような状況を検証することも可能になる。
【０１３４】
次に第４実施形態に係る検査装置３１０について図１４を参照しながら説明する。図１４Ａは検査装置３１０の上面図であり、図１４Ｂは、この検査装置３１０における電圧制御タイミング波形のグラフである。なお、この検査装置３１０の図示及び説明で用いている符号の下二桁は、第１実施形態の検査装置１０の符号と一致させることで、重複説明を省略し、ここでは第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
【０１３５】
この検査装置３１０は、第１〜第５印加電極３２０Ａ〜３２０Ｅの全てが、電子機器Ｐの一方の面に対向するように配置されている。更にこれらの第１〜第５印加電極３２０Ａ〜３２０Ｅが、１枚の絶縁体３２４の中に埋め込まれている。結果、複数の印加電極３２０Ａ〜３２０Ｅによる電界放出面３２２が連なって、１つの共通電界放出面３２８が構成される。なお、この共通電界放出面３２８では、部分的に電位を変化させることができるので、電子機器Ｐの近傍の空間に生じさせる電界に勾配を形成することができる。
【０１３６】
この絶縁体３２４はナイロン等を素材としたシート状になっており、内部の第１〜第５印加電極３２０Ａ〜３２０Ｅは、導電ゴムなどのフレキシブルな高抵抗材料を利用することが好ましい。これによって第１〜第５印加電極３２０Ａ〜３２０Ｅは互いに絶縁される。
【０１３７】
電界変動手段３３０は、第１〜第５印加電極３２０Ａ〜３２０Ｅに対する供給電圧を、互いに独立して制御する。図１４Ｂに示されるように、第１〜第５印加電極３２０Ａ〜３２０Ｅに対して、タイミングをずらした状態の電圧を付与する。この結果、第１〜第５印加電極３２０Ａ〜３２０Ｅが、タイミングの異なる電界を電子機器Ｐに印加することができる。即ち、電界放出面３２２の面方向に沿って、第１〜第５印加電極３２０Ａ〜３２０Ｅの順番に移動するような電界を、電子機器Ｐに印加することができる。なお、電圧の供給波形は、隣接する印加電極同士で互いに重なり合うようにすることが好ましく、滑らかに移動する電界を創出することが可能になる。
【０１３８】
例えば電子機器Ｐを自動改札機とした場合、この第１〜第５印加電極３２０Ａ〜３２０Ｅを自動改札機の側面に配置して、変動する電界を印加する。この結果、静電気を帯びた利用者が、自動改札機の側面を歩いて通過する状況を擬似的に作り出すことが可能となる。
【０１３９】
なお、ここでは第１〜第５印加電極３２０Ａ〜３２０Ｅが直線上に沿って配置される場合を示したが、例えば図１５Ａに示されるように、第３印加電極３２０Ｃが電子機器Ｐに最も接近し、第１及び第５印加電極３２０Ａ、３２０Ｅが最も離れるようにＶ字状に配置しても良い。このような状態で、図１４Ｂのように電圧を制御すれば、電界が電子機器Ｐに近づいて離れていくような環境を創出することが可能になる。反対に、図１５Ｂに示されるように、電子機器Ｐを囲むように、Ｖ字状又は円弧状に沿って第１〜第５印加電極３２０Ａ〜３２０Ｅを配置することも可能である。
【０１４０】
また、これらの第１〜第５印加電極３２０Ａ〜３２０Ｅは、周囲が絶縁体で覆われているので、電子機器Ｐに貼り付けた状態で検査することも可能である。貼り付けることにより、電圧が低くても印加する電界を強くすることができる。
【０１４１】
また更に、ここでは第１〜第５印加電極３２０Ａ〜３２０Ｅがプレート状（板状）であり、これらの平面が電界放出面３２２となり、電子機器Ｐに対向する場合を例示した。しかし、例えば図１５Ｃに示されるように、第１〜第５印加電極３２０Ａ〜３２０Ｅの端面を電界放出面３２２とし、この端面が電子機器Ｐに対向するように配置することも好ましい。これらの複数の電界放出面３２２が連なって、一つの共通電界放出面３２８が構成される。電極となるプレートの平面と比較して、プレートの端面の方が電気力線の密度が高められるので、電子機器Ｐに対して効率良く誘導帯電を生じさせることが可能となる。なお、ここでは図示しないが、第１〜第５印加電極３２０Ａ〜３２０Ｅを形成するプレートの周縁の角部を丸めることも好ましい。角部が尖った形状になると、そこからコロナ放電が発生し易くなるからである。コロナ放電が生じる事による問題はいくつかある。一つは、コロナ放電によって印加電極の電位が低下し、電界放出性能を低下させる事である。次に、放電によりオゾンを放出し、周辺を腐蝕、酸化させる事である。更に、コロナ放電によって放電ノイズを放出する事である。コロナ放電による放電ノイズは、本装置により検出しようとしている誘導ＥＳＤで発生する火花放電に比べると、その放射ノイズの含む周波数スペクトルは極めて狭く、ノイズレベルも低いという特徴がある。
【０１４２】
更にまた、ここでは第１〜第５印加電極３２０Ａ〜３２０Ｅがプレート状（板状）となる場合を例示したが、図１５Ｄに示されるように、これらを棒状電極とし、この長手方向に伸びる側面を電子機器Ｐに対向させることも好ましい。棒状電極の側面は、電気力線の密度が高められるので、電子機器Ｐに対して効率良く誘導帯電を生じさせることが可能となる。
【０１４３】
次に第５実施形態に係る検査装置４１０について図１６Ａ、図１６Ｂを参照しながら説明する。図１６Ａは検査装置４１０の側面図であり、図１６Ｂはこの検査装置４１０の正面図である。なお、この検査装置４１０の図示及び説明で用いている符号の下二桁は、第１実施形態の検査装置１０の符号と一致させることで、重複説明を省略し、ここでは第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
【０１４４】
この検査装置４１０は、合計２５個の印加電極４２０が、電子機器Ｐの一方の面に対向するようにマトリクス状に配置されている。更にこれらの印加電極４２０が１枚の絶縁体４２４の中に埋め込まれている。結果、複数の印加電極４２０による電界放出面４２２が連なって、１つの共通電界放出面４２８が構成される。なお、この共通電界放出面４２８では、面方向の全域に亘って、マトリクス状に電位を変化させることができるので、電子機器Ｐの近傍の空間に生じさせる電界に対して、２次元方向に自在に勾配を形成することができる。
【０１４５】
特に図示しない電界変動手段は、これらの印加電極４２０に対する供給電圧を、互いに独立して制御する。具体的には、電界放出面４２２の面方向に沿って、電界が上下方向に移動するように電圧を制御する。
【０１４６】
例えば電子機器Ｐを航空管制の制御パネルとした場合、この検査装置４１０を制御パネルの正面に配置して、上下方向に変動する電界を印加する。この結果、静電気を帯びた利用者が、椅子から立ち上がったり座ったりしながら制御パネルを操作する状況を擬似的に作り出すことが可能となる。
【０１４７】
次に第６実施形態に係る検査装置５１０について図１７を参照しながら説明する。なお、この検査装置５１０の図示及び説明で用いている符号の下二桁は、第１実施形態の検査装置１０の符号と一致させることで、重複説明を省略し、ここでは第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
【０１４８】
この検査装置５１０は、円筒型の印加電極５２０が、自走式の移動機構５８０によって直線上に移動する構造になっている。この印加電極５２０は、２枚のアルミ素材の板状電極を十字に交差させて羽根形状に構成している。また、この印加電極５２０の周囲が、ＡＢＳ樹脂などの絶縁素材からなる円筒５２４で覆われている。この印加電極５２０を移動機構５８０で自立走行させることにより、例えば、横に細長い構造の電子機器に対して、この印加電極５２０が長手方向に沿って移動した場合の影響を検査することができる。
【０１４９】
次に第７実施形態に係る検査装置６１０について図１８Ａを参照しながら説明する。なお、この検査装置６１０は印加電極６２０の形状に特徴があることから、この印加電極６２０に限定して詳細に説明する。
【０１５０】
この検査装置６１０の印加電極６２０は、ベース電極板６２１と、このベース電極板６２１に対してスペーサ６２１Ａを介して間隔を空けて固定される複数（ここでは４つ）の板状電極片６２３Ａ〜６２３Ｄを有している。この４つの板状電極片６２３Ａ〜６２３Ｄは、細長い帯状の板であり、互いに並んで配置され、各平面は電子機器Ｐに対向している。また、これらの板状電極片６２３Ａ〜６２３Ｄは相互に通電した状態となっている。即ち、板状電極片６２３Ａ〜６２３Ｄの各平面が電界放出面片となり、これらの電界放出面片が連なることで、同電位となる一つの電界放出面６２２が形成される。このように、一つの印加電極６２０においても、複数の板状電極片６２３Ａ〜６２３Ｄを配置することで、各板状電極片６２３Ａ〜６２３Ｄの周縁から放出される高密度の電気力線を有効活用することができるので、電子機器Ｐに対して効率良く誘導帯電を生じさせることが可能となる。
【０１５１】
また、例えば図１８Ｂに示されるように、ベース電極版６２１に対して、板状電極片６２３Ａ〜６２３Ｄが垂直となるように立設することも更に好ましい。このようにすることで、４つの板状電極片６２３Ａ〜６２３Ｄの各端面を、電子機器Ｐに対向させることができる。結果、板状電極片６２３Ａ〜６２３Ｄの各端面が電界放出面片となり、これらの電界放出面片が連なることで、同電位の一つの電界放出面６２２が形成される。図１８Ａの例と比較して、電気力線の密度が高い端面が電子機器Ｐに対向しているので、電子機器Ｐに対して効率良く誘導帯電を生じさせることが可能となる。ここでは、板状電極片６２３Ａ〜６２３Ｄの端面を丸めた状態を示している。このように端面を丸めると、コロナ放電を抑制できる。一方、端面の角を尖った形状にすると、そこからコロナ放電が発生しやすい。コロナ放電の問題は既に述べた通りである。
【０１５２】
なお、図１８Ｂでは、ベース電極版６２１に対して板状電極片６２３Ａ〜６２３Ｄを立設する場合を例示したが、図１８Ｃに示されるように、複数の板状電極片６２３Ａ〜６２３Ｄを、棒状又は板状のスペーサ材６２９で串刺し状態にすることも好ましい。
【０１５３】
更に、図１８Ｂでは、ベース電極版６２１と板状電極片６２３Ａ〜６２３Ｄが別部材である場合を例示したが、これらが一体形成されていても良い。具体的にこの場合は、図１８Ｄに示されるように、ベース電極版６２１に対して、帯状の突起６２５Ａ〜６２５Ｄが形成されている状態と理解できる。帯状の突起６２５Ａ〜６２５Ｄの各突端が、帯状の電界放出面片となる。これらの帯状の電界放出面片が連なって、同電位の一つの電界放出面６２２が形成される。
【０１５４】
また、図１８Ａ〜図１８Ｃでは、印加電極６２０が、複数の板状電極片６２３Ａ〜６２３Ｄを有する場合を例示したが、図１８Ｅに示されるように、印加電極６２０が複数の棒状電極片６２５Ａ〜６２５Ｄを備えるようにし、各棒状電極片６２５Ａ〜６２５Ｄの長手方向に延びる側面を電子機器Ｐに対向させることも好ましい。このようにすると、各棒状電極片６２５Ａ〜６２５Ｄの側面が、帯状の電界放出面片となり、これらの電界放出面片が連なることで、同電位の一つの電界放出面６２２が形成される。なお、複数の複数の棒状電極片６２５Ａ〜６２５Ｄは、スペーサ材６２９で串刺し状態にすることが好ましい。
【０１５５】
なお、上記第１〜第７実施形態において、印加電極の素材は特に限定されないが、例えば印加電極の材料として高抵抗材料を用いることが好ましい。この高抵抗材料としては、例えば体積抵抗率が１００（ｋΩ・ｍ）以上となるような材料を選択することが好ましく、セラミックなどが好適である。また、印加電極へ電圧を供給する接続線路の抵抗値は、通常の金属線（銅線）ではなく高抵抗の線（例えばゴム製の高抵抗線など）を使用する事が望ましい。このような高抵抗材料を選択すると、十分な電界を電子機器Ｐに印加しつつ、電圧印加時に急速な電流が発生する事による電磁界放射を抑制する事ができる。この結果、ＥＳＤガンによる従来方式のＥＳＤテストとの混同を避ける事ができる。即ち、本発明で求めているような電子機器Ｐ内部の放電現象を積極的に誘発できる。また、仮に作業者が印加電極に触れてしまっても、感電を抑制できるようになる、装置の安全性を高めることにも繋がる。
【０１５６】
また、上記実施形態において、被測定物となる電子機器の種類は特に限定されない。携帯電話、電子計算機、自動改札機などの構造物の他、ＩＣチップ、部品搭載基板、半導体デバイス、水晶デバイス、ＭＥＭＳデバイス、各種電子センサーなど、電子機器で用いられるあらゆる部品、材料が含まれる。
【０１５７】
なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１５Ｄ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１８Ｄ】
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【図１８Ｅ】
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