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JP5207950B2 - Magnetic field measurement array sensor - Google Patents
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Description

本発明は、電子機器などの計測対象物から放射される電磁波ノイズにより生じる磁界の分布を計測するための磁界計測アレイセンサに関するものである。   The present invention relates to a magnetic field measurement array sensor for measuring a magnetic field distribution generated by electromagnetic noise radiated from a measurement object such as an electronic device.

現在、電磁波ノイズを放射する電子機器などのEMI(Electro Magnetic Interference:電磁妨害)対策をする際に、電子機器の導体表面の極近傍に存在する磁界を計測している。そして、磁界の計測結果から電流分布を求めることで、ノイズ3要素(波源・伝搬経路・アンテナ)として機能している場所を放射源として可視化し、ノイズ対策を効率的に行っている。   Currently, when measures against EMI (Electro Magnetic Interference) such as an electronic device that emits electromagnetic noise, a magnetic field existing in the vicinity of the conductor surface of the electronic device is measured. And by calculating | requiring current distribution from the measurement result of a magnetic field, the place which functions as three noise elements (wave source, propagation path, antenna) is visualized as a radiation source, and the noise countermeasure is performed efficiently.

従来、このような電子機器近傍の磁界分布の計測は、直交動作ロボットのアーム先端にループセンサを取り付け、機械的に走査させることによって行っていた。しかし、上記方法では対象面全体の磁界分布を可視化するために1点1点走査させなければならないため、1点の計測に数秒かかり、磁界分布の時間的変動を把握することができないという問題があった。   Conventionally, measurement of the magnetic field distribution in the vicinity of such an electronic device has been performed by attaching a loop sensor to the tip of the arm of the orthogonal robot and mechanically scanning it. However, in the above method, in order to visualize the magnetic field distribution on the entire target surface, it is necessary to scan one point at a time, and therefore, it takes several seconds to measure one point, and it is impossible to grasp the temporal variation of the magnetic field distribution. there were.

そこで近年、計測対象物表面全体の近傍の磁界分布を素早く計測するために、磁界検出するためのループセンサをアレイ状に複数並べた磁界計測アレイセンサが提案されている(特許文献1参照)。図22は、従来の磁界計測アレイセンサの説明図である。この磁界計測アレイセンサは、x方向の磁界を検出するループセンサ1501とこれに直交し、y方向の磁界を検出するループセンサ1502とを複数備え、これらがアレイ状に並べられて構成されている。そして、各ループセンサ1501,1502には、それぞれ出力線1503,1504が接続されており、検出された磁界に対応する信号を出力可能となっている。これによりループセンサを機械的に走査させなくても、各ループセンサを電気的に切り換えることで、全体の磁界分布を計測することができる。   Thus, in recent years, a magnetic field measurement array sensor in which a plurality of loop sensors for detecting a magnetic field are arranged in an array has been proposed in order to quickly measure the magnetic field distribution in the vicinity of the entire surface of the measurement object (see Patent Document 1). FIG. 22 is an explanatory diagram of a conventional magnetic field measurement array sensor. This magnetic field measurement array sensor includes a loop sensor 1501 that detects a magnetic field in the x direction and a plurality of loop sensors 1502 that detect a magnetic field in the y direction and that are orthogonal to the loop sensor 1501 and are arranged in an array. . The loop sensors 1501 and 1502 are connected to output lines 1503 and 1504, respectively, so that signals corresponding to the detected magnetic field can be output. Accordingly, the entire magnetic field distribution can be measured by electrically switching each loop sensor without mechanically scanning the loop sensor.

この方法では、機械的走査よりも電気信号によるループセンサの切り換え動作の方が短時間でできるため、機械的走査で計測する方法よりも計測対象物表面全体の近傍の磁界分布をより高速に可視化することができる。   In this method, the switching operation of the loop sensor by electrical signals can be performed in a shorter time than mechanical scanning, so the magnetic field distribution near the entire surface of the measurement object can be visualized faster than the method of measuring by mechanical scanning. can do.

特開平2000−97878号公報JP 2000-97878 A

しかしながら、上記従来例では、より詳細な情報を得るためにループセンサを小型化してその数を増加させ、計測対象物表面全体の近傍の磁界分布を高分解能で計測しようとすると、データ量が膨大となり、データの処理に時間がかかってしまう。このため計測対象物表面全体の近傍の磁界分布の時間的変動を把握するのが困難であった。   However, in the above conventional example, if a loop sensor is downsized to increase its number in order to obtain more detailed information and its number is increased, and the magnetic field distribution in the vicinity of the entire surface of the measurement object is to be measured with high resolution, the amount of data is enormous. Therefore, it takes time to process the data. For this reason, it is difficult to grasp the temporal variation of the magnetic field distribution in the vicinity of the entire surface of the measurement object.

これを解消するために、分解能の高いものと低いものの2種類の磁界計測アレイセンサを用意し、計測対象物近傍の磁界を、部分的に高分解能で計測する部分と低分解能で計測する部分とに別々に計測することは可能である。つまり、分解能の低い磁界計測アレイセンサで計測対象物全体の磁界を計測すると共に、詳細な情報が必要な箇所だけ分解能の高い磁界計測アレイセンサで磁界を計測することが可能である。   In order to solve this problem, two types of magnetic field measurement array sensors, one with high resolution and one with low resolution, are prepared, and the magnetic field in the vicinity of the measurement object is partially measured with high resolution and the part with low resolution. It is possible to measure separately. That is, it is possible to measure the magnetic field of the entire measurement object with a magnetic field measurement array sensor with a low resolution, and measure the magnetic field with a magnetic field measurement array sensor with a high resolution only at a location where detailed information is required.

しかし、この方法では、高分解能の磁界計測アレイセンサを低分解能の磁界計測アレイセンサに対してどの位置に配置したかを正確に特定しなければならない。そして高分解能の磁界計測アレイセンサを用いて計測したデータを低分解能の磁界計測アレイセンサを用いて計測したデータに組み込まなければならず、この作業は困難である。したがって、計測した磁界分布の中で、高分解能で計測した部分と低分解能で計測した部分との挙動の関係をリアルタイムで知ることはできず、計測対象物の磁界分布の正確な挙動を知ることができない。   However, in this method, it is necessary to accurately specify where the high-resolution magnetic field measurement array sensor is arranged with respect to the low-resolution magnetic field measurement array sensor. The data measured using the high-resolution magnetic field measurement array sensor must be incorporated into the data measured using the low-resolution magnetic field measurement array sensor, and this operation is difficult. Therefore, in the measured magnetic field distribution, it is impossible to know in real time the relationship between the part measured with high resolution and the part measured with low resolution, and know the exact behavior of the magnetic field distribution of the measurement object. I can't.

これとは別の方法として、ある計測対象物の磁界分布を計測する場合、高分解能で計測したい箇所だけ小型のループセンサとし、それ以外の箇所はそれよりも大きいループセンサとして低分解能で計測する磁界計測アレイセンサを用いることが考えられる。これによると、必要な箇所だけ高分解能で計測できるので、データ量を削減することができ、磁界分布の時間的変動を把握することができる。しかし、高分解能で計測したい箇所は、計測対象物によって異なるため、計測対象物毎に対応する磁界計測アレイセンサを個別に用意しなければならない。また、高分解能で計測したい位置は、一度計測しなければ把握できない場合もあり、このような場合には対応できない。   As an alternative method, when measuring the magnetic field distribution of a certain measurement object, use a small loop sensor only for the part you want to measure with high resolution, and measure the other part with a low resolution as a larger loop sensor. It is conceivable to use a magnetic field measurement array sensor. According to this, since only a necessary portion can be measured with high resolution, the amount of data can be reduced, and the temporal variation of the magnetic field distribution can be grasped. However, since the location to be measured with high resolution differs depending on the measurement object, a magnetic field measurement array sensor corresponding to each measurement object must be prepared individually. In addition, there are cases where the position to be measured with high resolution cannot be grasped unless it is measured once.

そこで、本発明は、任意の位置の磁界を任意の分解能で検知可能とし、かつ計測対象物表面全体の近傍の磁界分布の時間的変動を把握することができる磁界計測アレイセンサを提供することを目的とするものである。   Therefore, the present invention provides a magnetic field measurement array sensor that can detect a magnetic field at an arbitrary position with an arbitrary resolution and can grasp temporal variations in the magnetic field distribution in the vicinity of the entire surface of the measurement object. It is the purpose.

上記目的を達成するため、検出した磁界に対応する信号を出力可能な複数の出力導体と、前記複数の出力導体の一端側に配置される複数の線状導体と、前記複数の出力導体の他端側に配置されるグラウンド導体と、を備え、前記グラウンド導体と前記複数の出力導体の内の2つの出力導体とを介在した任意の大きさの磁界検出ループを形成すべく、隣接する線状導体同士の接続・非接続状態を切り換える線状導体間スイッチを複数備えた、ことを特徴とするものである。   To achieve the above object, a plurality of output conductors capable of outputting a signal corresponding to the detected magnetic field, a plurality of linear conductors disposed on one end side of the plurality of output conductors, and the plurality of output conductors A ground conductor arranged on the end side, and adjacent linear lines to form a magnetic field detection loop of an arbitrary size with the ground conductor and two output conductors of the plurality of output conductors interposed therebetween A plurality of linear inter-conductor switches for switching the connection / non-connection state between the conductors are provided.

本発明によれば、線状導体間スイッチにより任意の位置で任意の大きさの磁界検出ループを形成できるので、計測対象物表面全体の近傍の磁界分布を高分解能で計測する部分と低分解能で計測する部分とに任意に変えて計測することができる。これにより、データ量を減らすことができ、計測対象物表面全体の近傍の磁界分布の時間的変動を把握することができる。   According to the present invention, since a magnetic field detection loop having an arbitrary size can be formed at an arbitrary position by a switch between linear conductors, a magnetic field distribution in the vicinity of the entire surface of the measurement object can be measured with a high resolution and a low resolution. Measurement can be performed by changing arbitrarily to the part to be measured. Thereby, the amount of data can be reduced, and the temporal variation of the magnetic field distribution in the vicinity of the entire surface of the measurement object can be grasped.

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

[第1実施形態]
図1は、第1実施形態に係る磁界計測アレイセンサ101の概略構成を示す説明図である。また、図2は、図1のGND107及び抵抗素子106の図示を省略した磁界計測アレイセンサ101の概略構成を示す説明図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a magnetic field measurement array sensor 101 according to the first embodiment. FIG. 2 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the magnetic field measurement array sensor 101 in which the GND 107 and the resistance element 106 in FIG. 1 are omitted.

図1において、磁界計測アレイセンサ101は、複数の線状導体103と、複数の出力導体としての複数の入出力導体105と、グラウンド導体としてのGND107と、を備えている。複数の線状導体103は、複数の入出力導体105の一端側に配置され、GND107は、複数の入出力導体105の他端側に配置されている。   In FIG. 1, a magnetic field measurement array sensor 101 includes a plurality of linear conductors 103, a plurality of input / output conductors 105 as a plurality of output conductors, and a GND 107 as a ground conductor. The plurality of linear conductors 103 are disposed on one end side of the plurality of input / output conductors 105, and the GND 107 is disposed on the other end side of the plurality of input / output conductors 105.

複数の線状導体103は、図2に示すように、2次元に格子形状に配置されている。具体的に説明すると、複数の線状導体103のうち、L字型の線状導体103Lが4隅に配置され、T字型の線状導体103Tが4辺に配置され、+字型の線状導体103Xが線状導体103L及び線状導体103Tで囲まれる内側に配置されている。   As shown in FIG. 2, the plurality of linear conductors 103 are two-dimensionally arranged in a lattice shape. More specifically, among the plurality of linear conductors 103, L-shaped linear conductors 103L are arranged at four corners, T-shaped linear conductors 103T are arranged at four sides, and a + -shaped line The linear conductor 103X is disposed on the inner side surrounded by the linear conductor 103L and the linear conductor 103T.

入出力導体105は、I字型の線状に形成されている。そして、入出力導体105の一端105aはそれぞれ線状導体103に電気的に接続される。   The input / output conductor 105 is formed in an I-shaped line. One end 105 a of the input / output conductor 105 is electrically connected to the linear conductor 103.

図1に示すGND107は、板状の導体であり、各入出力導体105の他端105bが非接触状態で挿入される孔107hが複数形成されている。   The GND 107 shown in FIG. 1 is a plate-like conductor, and a plurality of holes 107h are formed in which the other end 105b of each input / output conductor 105 is inserted in a non-contact state.

また、磁界計測アレイセンサ101は、接続・非接続状態(オン・オフ状態)が切り換え可能であり、隣接する2つの線状導体同士を電気的に接続可能な線状導体間スイッチ104を複数備えている。さらに、磁界計測アレイセンサ101は、入出力導体105の他端105bと、GND107とを接続する抵抗素子106を複数備えている。   The magnetic field measurement array sensor 101 can be switched between a connected state and a non-connected state (on / off state), and includes a plurality of linear inter-conductor switches 104 that can electrically connect two adjacent linear conductors. ing. Further, the magnetic field measurement array sensor 101 includes a plurality of resistance elements 106 that connect the other end 105 b of the input / output conductor 105 and the GND 107.

以上の構成により、磁界計測アレイセンサ101の複数の線状導体103を、電磁波ノイズを放射する計測対象物である電子機器Mに対向配置させることで、その磁界分布が計測される。そして、線状導体間スイッチ104を切り換えることにより、GND107、複数の入出力導体105の内の任意の2つの入出力導体、及び線状導体間スイッチ104で接続される線状導体103を介在した任意の大きさの磁界検出ループを形成することができる。これにより各位置の磁界を検出することができる。   With the above configuration, the magnetic field distribution is measured by arranging the plurality of linear conductors 103 of the magnetic field measurement array sensor 101 so as to face the electronic device M that is a measurement object that emits electromagnetic wave noise. Then, by switching the switch 104 between the linear conductors, the GND 107, any two input / output conductors among the plurality of input / output conductors 105, and the linear conductor 103 connected by the switch 104 between the linear conductors are interposed. A magnetic field detection loop having an arbitrary size can be formed. Thereby, the magnetic field at each position can be detected.

以下、磁界計測アレイセンサ101による磁界検出ループを形成して磁界を検出する原理について具体的に説明する。   The principle of detecting a magnetic field by forming a magnetic field detection loop by the magnetic field measurement array sensor 101 will be specifically described below.

図3は、磁界計測アレイセンサ101の一部分を示す説明図である。図3に示す線状導体間スイッチ104は、接続状態(オン状態)となっており、隣接する2つの線状導体103同士が導通している。これにより、GND107、2つの入出力導体105及び2つの線状導体103を介在して構成される磁界を検出する磁界検出ループ301が形成される。磁界検出ループ301には、電子機器M近傍を通過する磁束が交差すると誘導結合による誘導電流が生じる。具体的に説明すると、誘導電流は、GND107→抵抗素子106→入出力導体105→線状導体103→線状導体間スイッチ104→線状導体103→入出力導体105→抵抗素子106→GND107の経路を流れる。この誘導電流は磁界強度(磁界)と比例関係にあるので、磁界検出ループ301によって磁界を検出することができる。   FIG. 3 is an explanatory diagram showing a part of the magnetic field measurement array sensor 101. 3 is in a connected state (on state), and two adjacent linear conductors 103 are electrically connected to each other. As a result, a magnetic field detection loop 301 for detecting a magnetic field configured by interposing the GND 107, the two input / output conductors 105, and the two linear conductors 103 is formed. In the magnetic field detection loop 301, when a magnetic flux passing in the vicinity of the electronic device M intersects, an induced current due to inductive coupling is generated. More specifically, the induced current is expressed as follows: GND 107 → resistance element 106 → input / output conductor 105 → linear conductor 103 → interlinear conductor switch 104 → linear conductor 103 → input / output conductor 105 → resistance element 106 → GND 107. Flowing. Since this induced current is proportional to the magnetic field strength (magnetic field), the magnetic field can be detected by the magnetic field detection loop 301.

そして、このように検出された磁界(誘導電流)に対応する検出信号を入出力導体105から出力可能である。具体的に説明すると、磁界検出ループ301に生じる誘導電流は、抵抗素子106の電圧降下と比例関係にある。したがって、磁界検出ループ301に介在している2つの抵抗素子106又は1つの抵抗素子106の電圧降下を検出信号として出力すればよい。ここで、2つの抵抗素子106の電圧降下は、2つの入出力導体105間の電位差であり、1つの抵抗素子106の電圧降下は、入出力導体105とGND107との間の電位差である。   A detection signal corresponding to the magnetic field (inductive current) detected in this way can be output from the input / output conductor 105. More specifically, the induced current generated in the magnetic field detection loop 301 is proportional to the voltage drop of the resistance element 106. Therefore, the voltage drop of the two resistance elements 106 or one resistance element 106 interposed in the magnetic field detection loop 301 may be output as a detection signal. Here, the voltage drop of the two resistance elements 106 is a potential difference between the two input / output conductors 105, and the voltage drop of the one resistance element 106 is a potential difference between the input / output conductor 105 and the GND 107.

そして、磁界検出ループ301に介在する2つの入出力導体105は、オン状態とした線状導体間スイッチ104に応じて切り換わるので、GND107を基準とする入出力導体105の電圧を計測するのが容易である。したがって、検出信号は、磁界検出ループ301を形成する入出力導体105の他端105bとGND107との電位差(抵抗素子106の電圧降下)として出力される。つまり、不図示の検出装置により、GND107を基準とする入出力導体105の他端105bの電圧が測定される。不図示の検出装置は、GND107の孔107hを通じて入出力導体105の他端105bに接続することが可能である。したがって、不図示の検出装置が磁界検出ループ301を交差する磁界を乱すことはないので、磁界を精度良く検出することができる。   Since the two input / output conductors 105 interposed in the magnetic field detection loop 301 are switched in accordance with the switch 104 between the linear conductors turned on, the voltage of the input / output conductor 105 with respect to the GND 107 is measured. Easy. Therefore, the detection signal is output as a potential difference (voltage drop of the resistance element 106) between the other end 105b of the input / output conductor 105 forming the magnetic field detection loop 301 and the GND 107. That is, the voltage at the other end 105b of the input / output conductor 105 with respect to the GND 107 is measured by a detection device (not shown). A detection device (not shown) can be connected to the other end 105 b of the input / output conductor 105 through the hole 107 h of the GND 107. Therefore, since a detection device (not shown) does not disturb the magnetic field that intersects the magnetic field detection loop 301, the magnetic field can be detected with high accuracy.

ここで、線状導体間スイッチ104は、ダイオード素子であり、直流電源Eにより直流バイアス電圧が印加されることで線状導体間スイッチ104をオン状態とすることができる。また、直流バイアス電圧の印加を停止すれば線状導体間スイッチ104を非接続状態(オフ状態)となる。このように直流バイアス電圧により線状導体間スイッチ104を切り換えるようにしたので、線状導体間スイッチ104には磁界を乱すおそれのある制御線が不要となる。   Here, the linear inter-conductor switch 104 is a diode element, and the linear inter-conductor switch 104 can be turned on when a DC bias voltage is applied by the DC power source E. If the application of the DC bias voltage is stopped, the switch between linear conductors 104 is disconnected (off state). Since the linear interconductor switch 104 is switched by the DC bias voltage in this manner, the linear interconductor switch 104 does not require a control line that may disturb the magnetic field.

なお、電子機器Mから輻射される電磁波は高周波であるので、出力される検出信号は、直流電圧に誘導電流による交流電圧が重畳したものとなる。したがって、直流バイアス電圧は、磁界検出精度にはほとんど影響しない。   Since the electromagnetic wave radiated from the electronic device M has a high frequency, the output detection signal is obtained by superimposing an AC voltage due to an induced current on a DC voltage. Therefore, the DC bias voltage has little influence on the magnetic field detection accuracy.

また、直流電源Eの電圧を印加するための配線は、GND107の孔107hを通じて入出力導体105の他端105bに接続すればよく、磁界検出ループ301を交差する磁界を乱すことはなく、磁界を精度良く検出することができる。   Further, the wiring for applying the voltage of the DC power supply E may be connected to the other end 105b of the input / output conductor 105 through the hole 107h of the GND 107, and the magnetic field intersecting the magnetic field detection loop 301 is not disturbed. It can be detected with high accuracy.

次に、磁界計測アレイセンサ101の磁界検出ループの形成位置を変更する動作について説明する。   Next, an operation for changing the formation position of the magnetic field detection loop of the magnetic field measurement array sensor 101 will be described.

図4は、高分解能で磁界を検出する場合の磁界検出ループを示す説明図である。   FIG. 4 is an explanatory diagram showing a magnetic field detection loop when a magnetic field is detected with high resolution.

まず、高分解能で磁界を検出する場合、線状導体間スイッチ104Aをオン状態とし、線状導体間スイッチ104B,104C,104Dを含むその他の線状導体間スイッチ104をオフ状態とすることで、線状導体103Aと線状導体103Bが導通状態となる。別の線状導体103は非導通状態である。これにより、GND107(図1参照)、2つの入出力導体105A,105B及び線状導体103A,103Bで磁界を高分解能で検出できる磁界検出ループ403Aが形成される。つまり、大きさが最小の磁界検出ループ403Aが形成される。そして、磁界検出後、線状導体間スイッチ104を切り換えることで、他の位置に別の磁界検出ループを形成することができる。例えば、線状導体間スイッチ104Cをオン状態とし、線状導体間スイッチ104A,104B,104Dを含むその他の線状導体間スイッチ104をオフ状態とすることで、別の位置に高分解能で検出できる磁界検出ループ403Bが形成される。このように、線状導体間スイッチ104を切り換えることで、任意の位置に磁界検出ループを形成することができる。なお、磁界検出ループ403Aに介在する線状導体103A→線状導体間スイッチ104A→線状導体103Bの部分は、その線状導体103Bと隣り合う線状導体間スイッチ104Bがオン状態であれば、これに接続されている線状導体103Cと導通状態となる。これにより、オン状態の線状導体間スイッチ104の数によって経路の長さが変わる。   First, when detecting a magnetic field with high resolution, the switch between linear conductors 104A is turned on, and the switches between other linear conductors 104 including the linear conductor switches 104B, 104C, 104D are turned off. The linear conductor 103A and the linear conductor 103B become conductive. Another linear conductor 103 is non-conductive. As a result, the magnetic field detection loop 403A capable of detecting the magnetic field with high resolution by the two input / output conductors 105A and 105B and the linear conductors 103A and 103B is formed. That is, the magnetic field detection loop 403A having the minimum size is formed. Then, after detecting the magnetic field, another magnetic field detection loop can be formed at another position by switching the switch between linear conductors 104. For example, it is possible to detect at another position with high resolution by turning on the switch between linear conductors 104C and turning off the other linear conductor switches 104 including the linear conductor switches 104A, 104B, and 104D. A magnetic field detection loop 403B is formed. Thus, by switching the linear inter-conductor switch 104, a magnetic field detection loop can be formed at an arbitrary position. The portion of the linear conductor 103A → the linear conductor switch 104A → the linear conductor 103B interposed in the magnetic field detection loop 403A is as long as the linear conductor switch 104B adjacent to the linear conductor 103B is on. A conductive state is established with the linear conductor 103C connected thereto. As a result, the length of the path varies depending on the number of on-line linear conductor switches 104.

図5は、図4の磁界検出ループよりも低分解能で磁界を検出する場合の磁界検出ループを示す説明図である。   FIG. 5 is an explanatory diagram showing a magnetic field detection loop when a magnetic field is detected with a lower resolution than the magnetic field detection loop of FIG.

線状導体間スイッチ104A,104Bをオン状態とし、その他の線状導体間スイッチ104C,104Dをオフ状態とすることで、線状導体103A,103B,103Cが導通状態となる。これにより、GND107(図1参照)、2つの入出力導体105A,105C及び線状導体103A,103B,103Cで磁界を低分解能で検出できる磁界検出ループ503Aが形成される。つまり、図4に示す磁界検出ループ403Aよりも面積の大きい磁界検出ループ503Aが形成される。この磁界検出ループ503Aのように、ループ面積が大きくなると、交差する磁束が増えるため、広範囲の磁界を検出することとなる。このように、線状導体間スイッチ104の制御の仕方により、磁界検出ループのループ面積の大きさを変えることができ、分解能を変化させることができる。   The linear conductors 103A, 103B, and 103C are turned on by setting the switches between the linear conductors 104A and 104B to the on state and the other linear conductor switches 104C and 104D to the off state. As a result, the GND 107 (see FIG. 1), the magnetic field detection loop 503A that can detect the magnetic field with low resolution by the two input / output conductors 105A and 105C and the linear conductors 103A, 103B, and 103C is formed. That is, a magnetic field detection loop 503A having a larger area than the magnetic field detection loop 403A shown in FIG. 4 is formed. As the loop area increases as in the magnetic field detection loop 503A, the intersecting magnetic flux increases, so a wide range of magnetic fields are detected. As described above, the size of the loop area of the magnetic field detection loop can be changed and the resolution can be changed depending on the control method of the switch between linear conductors 104.

そして、磁界検出後、線状導体間スイッチ104を切り換えることで、他の位置に別の磁界検出ループを形成することができる。例えば、線状導体間スイッチ104C,104Dをオン状態とし、その他の線状導体間スイッチ104A,104Bをオフ状態とすることで、別の位置に低分解能で検出できる磁界検出ループ503Bが形成される。   Then, after detecting the magnetic field, another magnetic field detection loop can be formed at another position by switching the switch between linear conductors 104. For example, by turning on the linear inter-conductor switches 104C and 104D and turning off the other inter-linear conductor switches 104A and 104B, a magnetic field detection loop 503B that can be detected at a low resolution at another position is formed. .

図6は、異なる方向に形成される磁界検出ループを示す説明図である。   FIG. 6 is an explanatory diagram showing magnetic field detection loops formed in different directions.

本第1実施形態では、複数の線状導体103を格子形状に配置しているので、x方向及びこれに直交するy方向の2方向の磁界を検出することができる。   In the first embodiment, since the plurality of linear conductors 103 are arranged in a lattice shape, it is possible to detect magnetic fields in two directions, the x direction and the y direction perpendicular to the x direction.

例えば、線状導体間スイッチ104Aをオン状態とし、その他の線状導体間スイッチ104C,104E,104Fをオフ状態とすることで、高分解能で検出できる磁界検出ループ403Aが形成される。これによりy方向の磁界が検出される。   For example, the magnetic field detection loop 403A that can be detected with high resolution is formed by turning on the switch between linear conductors 104A and turning off the other linear conductor switches 104C, 104E, and 104F. As a result, a magnetic field in the y direction is detected.

そして、磁界検出後、線状導体間スイッチ104Fをオン状態とし、その他の線状導体間スイッチ104A,104C,104Eをオフ状態とすることで、磁界検出ループ403Aと直交する磁界検出ループ403Cが形成される。これによりx方向の磁界が検出される。   Then, after the magnetic field detection, the linear inter-conductor switch 104F is turned on and the other linear inter-conductor switches 104A, 104C, 104E are turned off, thereby forming the magnetic field detection loop 403C orthogonal to the magnetic field detection loop 403A. Is done. Thereby, a magnetic field in the x direction is detected.

このように、線状導体間スイッチ104のオン・オフ状態を切り換えることで、任意の位置、任意の方向で任意の分解能の磁界検出ループを形成することができる。   In this way, by switching the on / off state of the switch between linear conductors 104, it is possible to form a magnetic field detection loop with an arbitrary resolution at an arbitrary position and in an arbitrary direction.

そして、線状導体間スイッチ104は、磁界検出ループに介在されるものはオン状態に制御され、それ以外のものは全てオフ状態に制御される。これにより、磁界検出ループの形成に必要のない導体が、磁界検出ループを形成している導体と非導通状態となり、磁界検出時の検出結果に影響を与えるのを低減することができる。   The inter-linear conductor switch 104 is controlled to be in an on state when it is interposed in the magnetic field detection loop, and is controlled to be in an off state for all other switches. As a result, it is possible to reduce a conductor that is not necessary for forming the magnetic field detection loop from being in a non-conductive state with the conductor that forms the magnetic field detection loop, and affecting the detection result at the time of magnetic field detection.

そして、形成される磁界検出ループの位置が時間毎に移動するように線状導体間スイッチ104が制御されることで、磁界計測アレイセンサ101全域に磁界検出ループをスキャンさせて磁界分布を計測することができる。   Then, the linear conductor switch 104 is controlled so that the position of the formed magnetic field detection loop moves with time, and the magnetic field detection loop is scanned across the magnetic field measurement array sensor 101 to measure the magnetic field distribution. be able to.

なお、不図示の検出装置を複数用意し、複数同時にデータを取り込めるようにすれば、磁界検出ループは異なる位置に同時に複数形成することができる。このように不図示の検出装置の数の倍数分、計測速度が速くなる。   If a plurality of detection devices (not shown) are prepared and a plurality of data can be taken simultaneously, a plurality of magnetic field detection loops can be formed simultaneously at different positions. Thus, the measurement speed is increased by a multiple of the number of detection devices (not shown).

また、抵抗素子106と不図示の検出装置との間に不図示の出力選択スイッチ回路を設けて各抵抗素子106における出力(検出信号)を計測してもよい。そして、線状導体間スイッチ104の制御と同期して、不図示の出力選択スイッチ回路で信号を取り込む抵抗素子106を選択するようにすれば、不図示の検出装置の数を抵抗素子106に比べて少なくできる。   Further, an output selection switch circuit (not shown) may be provided between the resistance element 106 and a detection device (not shown) to measure the output (detection signal) at each resistance element 106. Then, in synchronization with the control of the switch 104 between the linear conductors, if the resistance element 106 that takes in a signal is selected by an output selection switch circuit (not shown), the number of detection devices (not shown) is compared with the resistance element 106. Can be less.

ここで、分解能を変化させると、磁界検出ループの大きさによって磁界検出感度が変化するため、不図示の検出装置において感度補正機能を付け加えてもよい。   Here, when the resolution is changed, the magnetic field detection sensitivity changes depending on the size of the magnetic field detection loop. Therefore, a sensitivity correction function may be added to a detection device (not shown).

次に、磁界検出ループの大きさにより分解能が変化することを電磁界シミュレーションにより検証を行った。   Next, it was verified by electromagnetic field simulation that the resolution changes depending on the size of the magnetic field detection loop.

図7は、隣り合う2つの入出力導体を線状導体で接続した磁界計測アレイセンサのモデルを示す説明図である。   FIG. 7 is an explanatory diagram showing a model of a magnetic field measurement array sensor in which two adjacent input / output conductors are connected by a linear conductor.

図7に示すように、一方から電圧1Vが印加され、他方が50Ωで終端されているマイクロストリップラインM1を計測対象物とし、マイクロストリップラインM1から5mm離れた位置に線状導体103を配置した。マイクロストリップラインM1はライン幅が3mm、GNDからの距離が1.6mmとなっている。   As shown in FIG. 7, a microstrip line M1 to which a voltage of 1 V is applied from one side and the other is terminated with 50Ω is a measurement object, and a linear conductor 103 is disposed at a position 5 mm away from the microstrip line M1. . The microstrip line M1 has a line width of 3 mm and a distance from GND of 1.6 mm.

このモデルでは、3つの入出力導体105の内、2つの入出力導体105が線状導体103で接続されている。また、このモデルでは、3つの入出力導体105それぞれにGND107との間に抵抗素子106を配置している。線状導体103及び入出力導体105は、直径1mmとし、入出力導体105の長さを30mm、入出力導体105同士の間の距離を7.5mmとした。   In this model, two input / output conductors 105 out of three input / output conductors 105 are connected by a linear conductor 103. In this model, a resistance element 106 is disposed between each of the three input / output conductors 105 and the GND 107. The linear conductor 103 and the input / output conductor 105 have a diameter of 1 mm, the length of the input / output conductor 105 is 30 mm, and the distance between the input / output conductors 105 is 7.5 mm.

図8は、隣接する3つの入出力導体を線状導体で接続した磁界計測アレイセンサのモデルを示す説明図である。   FIG. 8 is an explanatory diagram showing a model of a magnetic field measurement array sensor in which three adjacent input / output conductors are connected by linear conductors.

図8に示すモデルでは、3つの入出力導体105が線状導体103で接続されている。また、このモデルでも、3つの入出力導体105それぞれにGND107との間に抵抗素子106を配置している。   In the model shown in FIG. 8, three input / output conductors 105 are connected by a linear conductor 103. Also in this model, the resistive element 106 is disposed between each of the three input / output conductors 105 and the GND 107.

すなわち、図7のモデルが磁界検出ループを最小として高分解能とした場合を、図8のモデルが磁界検出ループを大きくして低分解能とした場合を表している。   That is, the model of FIG. 7 represents the case where the magnetic field detection loop is minimized and the resolution is high, and the model of FIG. 8 is the case where the magnetic field detection loop is enlarged and the resolution is low.

図9は、各磁界計測アレイセンサのモデルによるそれぞれの検出結果の信号の周波数特性を示すグラフである。   FIG. 9 is a graph showing frequency characteristics of signals of respective detection results based on models of each magnetic field measurement array sensor.

図9に示す出力曲線801は、図7に示すモデルによる出力結果を示し、図9に示す出力曲線802は、図8に示すモデルによる出力結果を示している。   An output curve 801 shown in FIG. 9 shows an output result by the model shown in FIG. 7, and an output curve 802 shown in FIG. 9 shows an output result by the model shown in FIG.

この結果より、図7に示すモデルの磁界検出ループと比較してそれよりもループ面積の大きい図8に示すモデルの磁界検出ループの方が、検出信号(出力電圧)が大きくなることが確認された。すなわち、磁界検出ループが大きくなると、検出信号(出力電圧)が大きくなることが確認された。よって、線状導体間スイッチ104の切り換えにより、磁界検出ループを変化させることで、分解能が変化することが確かめられた。   From this result, it is confirmed that the detection signal (output voltage) is larger in the magnetic field detection loop of the model shown in FIG. 8 having a larger loop area than the magnetic field detection loop of the model shown in FIG. It was. That is, it was confirmed that the detection signal (output voltage) increases as the magnetic field detection loop increases. Therefore, it has been confirmed that the resolution is changed by changing the magnetic field detection loop by switching the linear conductor switch 104.

次に、入出力導体、線状導体を2次元状に並べ、線状導体間スイッチの切り替えにより分解能を変化させた場合において、マイクロストリップラインから放射する磁界の分布を測定した結果の妥当性について電磁界シミュレーションにより検証した。   Next, regarding the validity of the result of measuring the distribution of the magnetic field radiated from the microstrip line when the input / output conductors and linear conductors are arranged two-dimensionally and the resolution is changed by switching the switches between the linear conductors. It was verified by electromagnetic field simulation.

図10は、縦に7個、横に26個並べられた、計182個の入出力導体105を2つずつ線状導体103で接続した磁界計測アレイセンサのモデルを示す説明図である。図10に示すように、一方から30MHzの周波数で電圧1Vが印加され、他方が50Ωで終端されている2つのマイクロストリップラインM2、M3を計測対象物とし、マイクロストリップラインM2、M3から1mm離れた位置に線状導体103を配置した。2つのマイクロストリップラインM2、M3はライン幅が0.5mm、GNDからの距離が1.6mmとなっている。   FIG. 10 is an explanatory diagram showing a model of a magnetic field measurement array sensor in which a total of 182 input / output conductors 105, which are arranged vertically 7 and 26 horizontally, are connected by two linear conductors 103. As shown in FIG. 10, two microstrip lines M2 and M3, which are applied with a voltage of 1V at a frequency of 30 MHz from one side and terminated with 50Ω on the other side, are measured objects, and are separated from the microstrip lines M2 and M3 by 1 mm. The linear conductor 103 was arranged at the position. The two microstrip lines M2 and M3 have a line width of 0.5 mm and a distance from GND of 1.6 mm.

入出力導体105それぞれにGND107との間に抵抗素子106を配置している。線状導体103及び入出力導体105は、直径0.15mmとし、入出力導体105の長さを30mm、隣り合う入出力導体105同士の間の距離を1mmとした。図10では、抵抗素子106とGND107は簡単のため図示を省略している。   A resistance element 106 is disposed between each input / output conductor 105 and the GND 107. The linear conductor 103 and the input / output conductor 105 have a diameter of 0.15 mm, the length of the input / output conductor 105 is 30 mm, and the distance between adjacent input / output conductors 105 is 1 mm. In FIG. 10, the resistor element 106 and the GND 107 are not shown for simplicity.

図11は、図10の磁界計測アレイセンサとマイクロストリップラインM2、M3の配置関係を示す図である。   FIG. 11 is a diagram showing the positional relationship between the magnetic field measurement array sensor of FIG. 10 and the microstrip lines M2 and M3.

図12は、縦に7個、横に26個並べられた、計182個の入出力導体105を2つもしくは3つずつ線状導体103で接続した磁界計測アレイセンサのモデルを示す説明図である。一部の線状導体103aを長くし、接続させる入出力導体105の数を3つにすることで、形成される磁界検出ループが大きくなるようにしている。   FIG. 12 is an explanatory diagram showing a model of a magnetic field measurement array sensor in which a total of 182 input / output conductors 105 arranged in a vertical direction and 26 in a horizontal direction are connected by two or three linear conductors 103, respectively. is there. A part of the linear conductors 103a is lengthened and the number of input / output conductors 105 to be connected is three, so that the formed magnetic field detection loop is enlarged.

すなわち、図10に示すモデルが分解能を高くした状態、図12に示すモデルが分解能を低くした状態に相当する。   That is, the model shown in FIG. 10 corresponds to a state where the resolution is increased, and the model shown in FIG. 12 corresponds to a state where the resolution is decreased.

図12に示すモデルは、詳細に計測したい範囲をマイクロストリップラインM2、M3と考え、マイクロストリップラインM2、M3周辺に配置される入出力導体105が2つずつ線状導体103で接続されている。それ以外のマイクロストリップラインM2、M3から遠い範囲に配置される入出力導体105は3つずつ線状導体103aで接続され、2つずつ接続されている状態より磁界検出ループを大きくしている。   The model shown in FIG. 12 considers the range to be measured in detail as microstrip lines M2 and M3, and two input / output conductors 105 arranged around the microstrip lines M2 and M3 are connected by two linear conductors 103. . The other input / output conductors 105 arranged in a range far from the microstrip lines M2 and M3 are connected by three linear conductors 103a, and the magnetic field detection loop is made larger than when two are connected.

マイクロストリップM2、M3から生じる磁界により線状導体103、入出力導体105に発生した誘導電流は、各入出力導体105の抵抗素子107に電位差を生じさせる。このとき、線状導体103で接続された2つもしくは3つの入出力導体105の抵抗素子107のうち、左側の抵抗素子107で電位差を検出した。検出は複数の磁界検出ループについて同時に行った。   The induced current generated in the linear conductor 103 and the input / output conductor 105 by the magnetic field generated from the microstrips M2 and M3 causes a potential difference in the resistance element 107 of each input / output conductor 105. At this time, a potential difference was detected by the left resistance element 107 among the resistance elements 107 of the two or three input / output conductors 105 connected by the linear conductor 103. Detection was performed simultaneously for a plurality of magnetic field detection loops.

図13は、図12の磁界計測アレイセンサとマイクロストリップラインM2、M3の配置関係を示す図である。   FIG. 13 is a diagram showing the positional relationship between the magnetic field measurement array sensor of FIG. 12 and the microstrip lines M2 and M3.

図14は、図10の磁界計測アレイセンサのモデルによる検出結果を2次元状にプロットして得られた磁界分布を示すグラフである。また、図15は、同様に図12の磁界計測アレイセンサのモデルによる検出結果を2次元状にプロットして得られた磁界分布を示すグラフである。図14、図15のグラフの向きは、図11、図13と同じになっている。   FIG. 14 is a graph showing the magnetic field distribution obtained by plotting the detection result of the magnetic field measurement array sensor model of FIG. 10 in a two-dimensional manner. Similarly, FIG. 15 is a graph showing the magnetic field distribution obtained by plotting the detection result of the magnetic field measurement array sensor model of FIG. 12 in a two-dimensional manner. The directions of the graphs in FIGS. 14 and 15 are the same as those in FIGS. 11 and 13.

図14に示す分解能を高くした状態のモデルで検出した磁界分布と図15に示す分解能を低くした状態のモデルで検出した磁界分布との比較の結果、詳細に計測したい部分であるマイクロストリップラインM2、M3付近の磁界分布がほぼ等しいことが確認された。   As a result of the comparison between the magnetic field distribution detected by the model with the high resolution shown in FIG. 14 and the magnetic field distribution detected by the model with the low resolution shown in FIG. 15, the microstrip line M2 which is the part to be measured in detail , It was confirmed that the magnetic field distribution near M3 was almost equal.

図15の、入出力導体105を線状導体103で3つ接続した範囲の磁界分布は図14の磁界分布に比べ、検出結果が高くなっている。これは分解能を低くするために線状導体103で入出力導体105を3つ接続した結果、磁界検出ループが大きくなっているためである。前述の感度補正機能を用いてこの影響を低減することもできる。   The magnetic field distribution in the range where three input / output conductors 105 are connected by the linear conductor 103 in FIG. 15 has a higher detection result than the magnetic field distribution in FIG. This is because the magnetic field detection loop is enlarged as a result of connecting three input / output conductors 105 with the linear conductor 103 in order to reduce the resolution. This effect can be reduced by using the sensitivity correction function described above.

以上により、詳細に計測したい部分以外の範囲における磁界検出ループを大きくし、その範囲の分解能を低下させることで、詳細に計測したい部分の磁界分布を高分解能に得、かつデータ量を減らすことができることが確認された。   As described above, by increasing the magnetic field detection loop in the range other than the portion to be measured in detail and reducing the resolution of the range, the magnetic field distribution of the portion to be measured in detail can be obtained with high resolution and the amount of data can be reduced. It was confirmed that it was possible.

以上、本第1実施形態では、線状導体間スイッチ104を切り換えることで、任意の位置に任意の大きさの磁界検出ループを形成することができる。したがって、電子機器Mの表面全体の近傍における磁界分布を、高分解能で計測する部分と低分解能で計測する部分とに任意に変えて計測することが可能となる。   As described above, in the first embodiment, a magnetic field detection loop having an arbitrary size can be formed at an arbitrary position by switching the linear interconductor switch 104. Therefore, it is possible to arbitrarily change the magnetic field distribution in the vicinity of the entire surface of the electronic device M into a portion that measures at a high resolution and a portion that measures at a low resolution.

そして、電磁波の発生の少ない箇所については低分解能で磁界を計測し、電磁波の発生源となる箇所については高分解能で磁界を計測することで、全体を高分解能で計測したときよりもデータ量を減らすことができる。これにより、電子機器Mの表面全体の近傍における磁界分布の時間的変動を把握することができる。   And, by measuring the magnetic field with low resolution for the places where the generation of electromagnetic waves is low and measuring the magnetic fields with high resolution for the places where the electromagnetic waves are generated, the amount of data is larger than when measuring the whole with high resolution. Can be reduced. Thereby, the temporal variation of the magnetic field distribution in the vicinity of the entire surface of the electronic device M can be grasped.

[第2実施形態]
次に第2実施形態の磁界計測アレイセンサについて説明する。なお、本第2実施形態において、上記第1実施形態と同一の構成については、同一符号を付して説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, the magnetic field measurement array sensor of the second embodiment will be described. Note that in the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

図16は、第2実施形態に係る磁界計測アレイセンサ1101の概略構成を示す説明図である。なお、グラウンド導体であるGNDと抵抗素子は、上記第1実施形態と同様の構成であり、図示を省略している。   FIG. 16 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the magnetic field measurement array sensor 1101 according to the second embodiment. The ground conductor GND and the resistance element have the same configuration as in the first embodiment and are not shown.

上記第1実施形態の磁界計測アレイセンサ101は、入出力導体105の一端105aを直接線状導体103に電気的に接続した場合について説明した。本第2実施形態では、磁界計測アレイセンサ1101は、入出力導体105と線状導体103との接続状態を切り離し可能な導体間スイッチとしての線状導体−入出力導体間スイッチ901を複数備えている。   In the magnetic field measurement array sensor 101 of the first embodiment, the case where the one end 105a of the input / output conductor 105 is directly connected to the linear conductor 103 has been described. In the second embodiment, the magnetic field measurement array sensor 1101 includes a plurality of linear conductor-input / output conductor switches 901 as inter-conductor switches capable of disconnecting the connection state between the input / output conductors 105 and the linear conductors 103. Yes.

線状導体−入出力導体間スイッチ901は、接続・非接続状態(オン・オフ状態)の切り換え可能なスイッチである。線状導体−入出力導体間スイッチ901は、入出力導体105の一端105aと、線状導体103との間に配置されている。入出力導体105は、この線状導体−入出力導体間スイッチ901を介して線状導体103に接続されている。線状導体−入出力導体間スイッチ901をオン状態とすることで、入出力導体105と線状導体103とが導通状態となり、線状導体−入出力導体間スイッチ901をオフ状態とすることで、入出力導体105と線状導体103とが非導通状態となる。したがって、磁界検出ループに不要な入出力導体105を任意の瞬間に磁界検出ループを形成する導体から切り離すことができる。   The linear conductor-input / output conductor switch 901 is a switch that can be switched between a connected state and a disconnected state (on / off state). The linear conductor-input / output conductor switch 901 is disposed between the one end 105 a of the input / output conductor 105 and the linear conductor 103. The input / output conductor 105 is connected to the linear conductor 103 via the linear conductor-input / output conductor switch 901. By turning on the linear conductor-input / output conductor switch 901, the input / output conductor 105 and the linear conductor 103 are brought into conduction, and by turning off the linear conductor-input / output conductor switch 901. The input / output conductor 105 and the linear conductor 103 are in a non-conducting state. Therefore, the input / output conductor 105 unnecessary for the magnetic field detection loop can be separated from the conductor forming the magnetic field detection loop at an arbitrary moment.

図17は、第2実施形態の磁界計測アレイセンサ1101の一部を示す説明図である。図17に示す線状導体間スイッチ104A,104Bをオン状態とし、それ以外の線状導体間スイッチ104をオフ状態とすることで、2つの入出力導体105A,105Cを介在した磁界検出ループ503Aが形成される。このとき、黒く塗りつぶされた入出力導体105Bは磁界検出ループ503Aには不要な導体である。   FIG. 17 is an explanatory diagram showing a part of the magnetic field measurement array sensor 1101 of the second embodiment. When the line conductor switches 104A and 104B shown in FIG. 17 are turned on and the other line conductor switches 104 are turned off, the magnetic field detection loop 503A including the two input / output conductors 105A and 105C is formed. It is formed. At this time, the black-outed input / output conductor 105B is an unnecessary conductor for the magnetic field detection loop 503A.

そこで、線状導体−入出力導体間スイッチ901Aをオフ状態にすることで、この不要な入出力導体105Bを磁界検出ループ503Aから電気的に非接続とし、計測への影響を低減することができる。   Therefore, by turning off the linear conductor-input / output conductor switch 901A, the unnecessary input / output conductor 105B is electrically disconnected from the magnetic field detection loop 503A, and the influence on measurement can be reduced. .

同様に、線状導体間スイッチ104C,104Dをオン状態とし、それ以外の線状導体間スイッチ104をオフ状態とすることで、2つの入出力導体105D,105Fを介在した磁界検出ループ503Bが形成される。このとき、黒く塗りつぶされた入出力導体105Eは磁界検出ループ503Bには不要な導体である。   Similarly, a magnetic field detection loop 503B having two input / output conductors 105D and 105F is formed by turning on the switch between linear conductors 104C and 104D and turning off the other switch between linear conductors 104. Is done. At this time, the black-outed input / output conductor 105E is an unnecessary conductor for the magnetic field detection loop 503B.

そこで、線状導体−入出力導体間スイッチ901Bをオフ状態にすることで、この不要な入出力導体105Eを磁界検出ループ503Bから電気的に非接続とし、計測への影響を低減することができる。   Therefore, by turning off the linear conductor-input / output conductor switch 901B, the unnecessary input / output conductor 105E is electrically disconnected from the magnetic field detection loop 503B, and the influence on measurement can be reduced. .

ここで、線状導体−入出力導体間スイッチ901は、ダイオード素子であり、上記線状導体間スイッチ104と同様に磁界検出ループを構成する2つの入出力導体105間へ直流バイアス電圧を印加することでオン状態とすることができる。   Here, the linear conductor-input / output conductor switch 901 is a diode element, and applies a DC bias voltage between the two input / output conductors 105 constituting the magnetic field detection loop in the same manner as the linear conductor switch 104. It can be turned on.

[第3実施形態]
次に第3実施形態の磁界計測アレイセンサについて説明する。なお、本第3実施形態において、上記第1実施形態と同一の構成については、同一符号を付して説明を省略する。
[Third Embodiment]
Next, a magnetic field measurement array sensor according to a third embodiment will be described. Note that in the third embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

ここで、図18は、上記第1実施形態の磁界計測アレイセンサの一部を示す説明図であるが、この図18のように磁界検出ループ503A,503Bを形成している場合、線状導体103の黒く塗りつぶされた部分はループには不要な導体である。   Here, FIG. 18 is an explanatory view showing a part of the magnetic field measurement array sensor of the first embodiment. When magnetic field detection loops 503A and 503B are formed as shown in FIG. 18, linear conductors are formed. A portion 103 filled with black is a conductor unnecessary for the loop.

図19は、本第3実施形態に係る磁界計測アレイセンサ2101の概略構成を示す説明図である。なお、グラウンド導体であるGNDと抵抗素子は、上記第1実施形態と同様の構成であり、図示を省略している。   FIG. 19 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the magnetic field measurement array sensor 2101 according to the third embodiment. The ground conductor GND and the resistance element have the same configuration as in the first embodiment and are not shown.

本第3実施形態では、磁界計測アレイセンサ2101は、隣り合う2つの入出力導体105間に1つの線状導体2103と2つの線状導体間スイッチ2104を配置した構成としている。この線状導体2103は、I字型の線状に形成されている。そして、線状導体2103は、隣接する入出力導体105に線状導体間スイッチ2104を介して接続されている。これにより、磁界検出ループに不要な任意の位置の線状導体2103を任意の瞬間に磁界検出ループから切り離すことができる。   In the third embodiment, the magnetic field measurement array sensor 2101 has a configuration in which one linear conductor 2103 and two inter-linear conductor switches 2104 are arranged between two adjacent input / output conductors 105. The linear conductor 2103 is formed in an I-shaped linear shape. The linear conductor 2103 is connected to the adjacent input / output conductor 105 via the inter-linear conductor switch 2104. Accordingly, the linear conductor 2103 at an arbitrary position unnecessary for the magnetic field detection loop can be disconnected from the magnetic field detection loop at an arbitrary moment.

図20は、本第3実施形態の磁界計測アレイセンサ2101の一部を示す説明図である。線状導体間スイッチ2104をオフ状態とすることで、黒く塗りつぶされた不要な線状導体2103を磁界検出ループから電気的に非接続とし、計測への影響を低減することができる。   FIG. 20 is an explanatory diagram showing a part of the magnetic field measurement array sensor 2101 of the third embodiment. By turning off the inter-linear conductor switch 2104, the unnecessary linear conductor 2103 painted black can be electrically disconnected from the magnetic field detection loop, and the influence on measurement can be reduced.

なお、上記第2実施形態の線状導体−入出力導体間スイッチ901と合わせて配置すると、磁界検出ループに不要な導体のない純粋なループを構成でき、さらに計測精度が向上する。   In addition, if it arrange | positions together with the linear conductor-input / output conductor switch 901 of the said 2nd Embodiment, a pure loop without an unnecessary conductor can be comprised in a magnetic field detection loop, and a measurement precision improves further.

[第4実施形態]
次に第4実施形態の磁界計測アレイセンサについて説明する。なお、本第4実施形態において、上記第1実施形態と同一の構成については、同一符号を付して説明を省略する。
[Fourth Embodiment]
Next, a magnetic field measurement array sensor according to a fourth embodiment will be described. Note that in the fourth embodiment, identical symbols are assigned to configurations identical to those in the first embodiment and descriptions thereof are omitted.

図21は、本第4実施形態に係る磁界計測アレイセンサ3101の概略構成を示す説明図である。   FIG. 21 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a magnetic field measurement array sensor 3101 according to the fourth embodiment.

上記第1〜第3実施形態では、入出力導体とGNDとを抵抗素子で接続する場合について説明したが、本第4実施形態では、磁界計測アレイセンサ3101は、上記抵抗素子の代わりに、切換スイッチとしての入出力導体−GND間スイッチ3106を備えている。   In the first to third embodiments, the case where the input / output conductor and GND are connected by the resistance element has been described. However, in the fourth embodiment, the magnetic field measurement array sensor 3101 is switched instead of the resistance element. An input / output conductor-GND switch 3106 is provided as a switch.

入出力導体−GND間スイッチ3106は、抵抗素子及び短絡線を有し、磁界検出ループ内に抵抗素子が1つ介在するように、抵抗素子及び短絡線のいずれか一方を入出力導体105の他端105bとGND107とに電気的に接続可能に構成されている。   The input / output conductor-GND switch 3106 has a resistance element and a short-circuit line, and one of the resistance element and the short-circuit line is connected to the input / output conductor 105 so that one resistance element is interposed in the magnetic field detection loop. The terminal 105b and the GND 107 are configured to be electrically connectable.

そして磁界検出ループを形成する際、磁界検出ループを形成している2つの入出力導体−GND間スイッチ3106のいずれか一方を抵抗素子とし、他方を短絡線に切り換える。これにより、磁界検出ループで検出した磁界による誘導電流はこの抵抗素子で電圧として検出できる。   When forming the magnetic field detection loop, one of the two input / output conductor-GND switches 3106 forming the magnetic field detection loop is used as a resistance element, and the other is switched to a short-circuit line. Thereby, the induced current due to the magnetic field detected by the magnetic field detection loop can be detected as a voltage by this resistance element.

したがって、磁界検出ループに抵抗素子が1つのみ介在することとなり、2つの抵抗素子が介在する場合と比べ、検出される電圧が2倍となり、検出感度が向上する。   Therefore, only one resistance element is interposed in the magnetic field detection loop, so that the detected voltage is doubled and the detection sensitivity is improved as compared with the case where two resistance elements are interposed.

そして、線状導体間スイッチ104の制御と同期してこの入出力導体−GND間スイッチ3106を制御することで、抵抗素子が1つのみ介在する任意の位置に任意の大きさの磁界検出ループを構成することができる。   By controlling the input / output conductor-GND switch 3106 in synchronization with the control of the linear conductor switch 104, a magnetic field detection loop of an arbitrary size is provided at an arbitrary position where only one resistance element is interposed. Can be configured.

なお、この入出力導体−GND間スイッチ3106は、直流電位差を印加することで切り換わるように構成してもよい。   The input / output conductor-GND switch 3106 may be configured to be switched by applying a DC potential difference.

以上、上記第1〜第4実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。   As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the said 1st-4th embodiment, this invention is not limited to this.

上記第1〜第4実施形態では、線状導体103,2103を2次元の格子形状に配列した場合について説明したが、これに限定するものではない。つまり、格子形状とすることで、x方向及びy方向の磁界検出を行えるようにしたが、いずれか一方の方向のみの磁界を検出可能な配列としてもよい。例えば、線状導体を直線状に配列する場合であってもよい。   In the first to fourth embodiments, the case where the linear conductors 103 and 2103 are arranged in a two-dimensional lattice shape has been described. However, the present invention is not limited to this. In other words, the lattice shape allows the magnetic field detection in the x direction and the y direction to be performed, but an array capable of detecting the magnetic field only in one of the directions may be used. For example, the linear conductors may be arranged in a straight line.

また、上記第1〜第4実施形態では、線状導体間スイッチ104,2104がダイオード素子である場合について説明したが、これに限定するものではなく、線状導体間スイッチが電磁スイッチであってもよい。また、上記第2実施形態では、線状導体−入出力導体間スイッチ901がダイオード素子である場合について説明したが、これに限定するものではなく、線状導体−入出力導体間スイッチが電磁スイッチであってもよい。   In the first to fourth embodiments, the case where the linear inter-conductor switches 104 and 2104 are diode elements has been described. However, the present invention is not limited to this, and the linear inter-conductor switches are electromagnetic switches. Also good. In the second embodiment, the case where the linear conductor-input / output conductor switch 901 is a diode element has been described. However, the present invention is not limited to this, and the linear conductor-input / output conductor switch is an electromagnetic switch. It may be.

第1実施形態に係る磁界計測アレイセンサの概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of the magnetic field measurement array sensor which concerns on 1st Embodiment. 図1のGND及び抵抗素子の図示を省略した磁界計測アレイセンサの概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of the magnetic field measurement array sensor which abbreviate | omitted illustration of GND and a resistive element of FIG. 磁界計測アレイセンサの一部分を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a part of magnetic field measurement array sensor. 高分解能で磁界を検出する場合の磁界検出ループを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the magnetic field detection loop in the case of detecting a magnetic field with high resolution. 図4の磁界検出ループよりも低分解能で磁界を検出する場合の磁界検出ループを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the magnetic field detection loop in the case of detecting a magnetic field with lower resolution than the magnetic field detection loop of FIG. 異なる方向に形成される磁界検出ループを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the magnetic field detection loop formed in a different direction. 隣り合う2つの入出力導体を線状導体で接続した磁界計測アレイセンサのモデルを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the model of the magnetic field measurement array sensor which connected two adjacent input-output conductors with the linear conductor. 隣接する3つの入出力導体を線状導体で接続した磁界計測アレイセンサのモデルを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the model of the magnetic field measurement array sensor which connected three adjacent input-output conductors with the linear conductor. 各磁界計測アレイセンサのモデルによるそれぞれの検出結果の信号の周波数特性を示すグラフである。It is a graph which shows the frequency characteristic of the signal of each detection result by the model of each magnetic field measurement array sensor. 182個の入出力導体105を2つずつ線状導体103で接続した磁界計測アレイセンサのモデルを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the model of the magnetic field measurement array sensor which connected the 182 input / output conductors 105 by the linear conductor 103 2 each. 図10に示す磁界計測アレイセンサのモデルとマイクロストリップラインM2、M3の配置関係を示す図である。It is a figure which shows the arrangement | positioning relationship of the model of the magnetic field measurement array sensor shown in FIG. 10, and microstrip line M2, M3. 182個の入出力導体105を2つもしくは3つずつ線状導体103で接続した磁界計測アレイセンサのモデルを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the model of the magnetic field measurement array sensor which connected the 182 input-output conductors 105 by the linear conductor 103 2 or 3 each. 図12に示す磁界計測アレイセンサのモデルとマイクロストリップラインM2、M3の配置関係を示す図である。It is a figure which shows the arrangement | positioning relationship of the model of the magnetic field measurement array sensor shown in FIG. 12, and microstrip line M2, M3. 図10に示す磁界計測アレイセンサのモデルによる検出結果から得た磁界分布を示すグラフである。It is a graph which shows the magnetic field distribution obtained from the detection result by the model of the magnetic field measurement array sensor shown in FIG. 図12に示す磁界計測アレイセンサのモデルによる検出結果から得た磁界分布を示すグラフである。It is a graph which shows the magnetic field distribution obtained from the detection result by the model of the magnetic field measurement array sensor shown in FIG. 第2実施形態に係る磁界計測アレイセンサの概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of the magnetic field measurement array sensor which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態の磁界計測アレイセンサの一部を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a part of magnetic field measurement array sensor of 2nd Embodiment. 第1実施形態の磁界計測アレイセンサの一部を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a part of magnetic field measurement array sensor of 1st Embodiment. 第3実施形態に係る磁界計測アレイセンサの概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of the magnetic field measurement array sensor which concerns on 3rd Embodiment. 第3実施形態の磁界計測アレイセンサの一部を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a part of magnetic field measurement array sensor of 3rd Embodiment. 第4実施形態に係る磁界計測アレイセンサの概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of the magnetic field measurement array sensor which concerns on 4th Embodiment. 従来の磁界計測アレイセンサの説明図である。It is explanatory drawing of the conventional magnetic field measurement array sensor.

符号の説明Explanation of symbols

101,1101,2101,3101 磁界計測アレイセンサ
103,2103 線状導体
104,2104 線状導体間スイッチ
105 入出力導体(出力導体)
106 抵抗素子
107 GND(グラウンド導体)
901 線状導体−入出力導体間スイッチ(導体間スイッチ)
3106 入出力導体−GND間スイッチ(切換スイッチ)
101, 1101, 2101, 3101 Magnetic field measurement array sensors 103, 2103 Linear conductors 104, 2104 Switch between linear conductors 105 Input / output conductors (output conductors)
106 resistance element 107 GND (ground conductor)
901 Switch between linear conductor and input / output conductor (switch between conductors)
3106 Input / output conductor-GND switch (changeover switch)

Claims (7)

検出した磁界に対応する信号を出力可能な複数の出力導体と、
前記複数の出力導体の一端側に配置される複数の線状導体と、
前記複数の出力導体の他端側に配置されるグラウンド導体と、を備え、
前記グラウンド導体と前記複数の出力導体の内の2つの出力導体とを介在した任意の大きさの磁界検出ループを形成すべく、隣接する線状導体同士の接続・非接続状態を切り換える線状導体間スイッチを複数備えた、
ことを特徴とする磁界計測アレイセンサ。
A plurality of output conductors capable of outputting a signal corresponding to the detected magnetic field;
A plurality of linear conductors disposed on one end side of the plurality of output conductors;
A ground conductor disposed on the other end side of the plurality of output conductors,
A linear conductor that switches between connection / disconnection states of adjacent linear conductors so as to form a magnetic field detection loop of an arbitrary size with the ground conductor and two output conductors of the plurality of output conductors interposed therebetween With multiple switches between
Magnetic field measurement array sensor characterized by the above.
前記出力導体の他端と前記グラウンド導体とに接続される抵抗素子を備え、
前記信号は、前記磁界検出ループを形成する前記出力導体の他端と前記グラウンド導体との電位差として出力される、
ことを特徴とする請求項1に記載の磁界計測アレイセンサ。
A resistance element connected to the other end of the output conductor and the ground conductor;
The signal is output as a potential difference between the other end of the output conductor forming the magnetic field detection loop and the ground conductor.
The magnetic field measurement array sensor according to claim 1.
抵抗素子及び短絡線を有し、前記磁界検出ループ内に前記抵抗素子が1つ介在するように、前記抵抗素子及び前記短絡線のいずれか一方を前記出力導体の他端と前記グラウンド導体とに接続可能な切換スイッチを備え、
前記信号は、前記磁界検出ループを形成する2つの出力導体のうち、前記抵抗素子が接続された出力導体の他端と前記グラウンド導体との電位差として出力される、
ことを特徴とする請求項1に記載の磁界計測アレイセンサ。
One of the resistance element and the short-circuit line is connected to the other end of the output conductor and the ground conductor so as to have a resistance element and a short-circuit line, and one resistance element is interposed in the magnetic field detection loop. It has a connectable changeover switch,
The signal is output as a potential difference between the other end of the output conductor to which the resistance element is connected and the ground conductor among the two output conductors forming the magnetic field detection loop.
The magnetic field measurement array sensor according to claim 1.
前記線状導体間スイッチは、ダイオード素子であり、直流バイアス電圧の印加により接続状態となる、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の磁界計測アレイセンサ。
The linear inter-conductor switch is a diode element and is connected by application of a DC bias voltage.
The magnetic field measurement array sensor according to claim 1, wherein the magnetic field measurement array sensor is a magnetic field measurement array sensor.
前記出力導体と前記線状導体との接続状態を切り離し可能な導体間スイッチを備えた、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の磁界計測アレイセンサ。
An interconductor switch capable of disconnecting the connection state between the output conductor and the linear conductor;
The magnetic field measurement array sensor according to claim 1, wherein the magnetic field measurement array sensor is a magnetic field measurement array sensor.
前記線状導体は、隣接する2つの出力導体間に配置され、隣接する出力導体に前記線状導体間スイッチを介して接続されている、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の磁界計測アレイセンサ。
The linear conductor is disposed between two adjacent output conductors, and is connected to the adjacent output conductor via the switch between the linear conductors.
The magnetic field measurement array sensor according to claim 1, wherein the magnetic field measurement array sensor is a magnetic field measurement array sensor.
前記複数の線状導体が格子形状に配置されている、
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の磁界計測アレイセンサ。
The plurality of linear conductors are arranged in a lattice shape,
The magnetic field measurement array sensor according to claim 1, wherein the magnetic field measurement array sensor is a magnetic field measurement array sensor.
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