特許 6223660 電磁波データ管理システム、方法及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6223660

(24)【登録日】2017年10月13日

(45)【発行日】2017年11月1日

(54)【発明の名称】電磁波データ管理システム、方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G01R 29/08 20060101AFI20171023BHJP

【ＦＩ】

   G01R29/08

【請求項の数】7

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-96771(P2012-96771)

(22)【出願日】2012年4月20日

(65)【公開番号】特開2013-228210(P2013-228210A)

(43)【公開日】2013年11月7日

【審査請求日】2015年2月4日

【審判番号】不服2016-12041(P2016-12041/J1)

【審判請求日】2016年8月9日

(31)【優先権主張番号】特願2012-64911(P2012-64911)

(32)【優先日】2012年3月22日

(33)【優先権主張国】JP

(31)【優先権主張番号】特願2012-73423(P2012-73423)

(32)【優先日】2012年3月28日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】506428230

【氏名又は名称】森田テック 株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100166372

【弁理士】

【氏名又は名称】山内 博明

(72)【発明者】

【氏名】森田 治

(72)【発明者】

【氏名】佐伯 明徳

【合議体】

【審判長】 中塚 直樹

【審判官】 清水 稔

【審判官】 関根 洋之

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００９／０２８１８６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特許第４５６２５８７（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２００６−３０８４０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３４７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−６６０７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１７１９５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平９−８１３１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１０−５２１７３３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

G01R 29/08

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

指向性タイプの唯一のプローブで受けた電磁波の計測データが入力される入力手段と、
前記プローブに固定的に取り付けられている少なくとも３つの赤外線を吸収又は反射するマーカと、
前記各マーカを撮像する赤外線ビデオカメラと、
前記赤外線ビデオカメラによって撮像された赤外線撮像データに基づいて前記プローブの空間上の位置データを取得する取得手段と、
前記入力手段によって計測データが入力されている際に当該計測データと前記取得手段によって取得されるプローブの位置データとを紐付けて保存する保存手段と、
前記赤外線ビデオカメラから出力されている位置データをピックアップするように指示するスイッチと、
前記計測データに対応する周波数帯域幅の計測が完了したことを前記プローブの操作者に報知する報知手段と、
を備える電磁波データ管理システム。

【請求項2】

前記プローブは、各々の軸心が相互に直交するＸＹＺ方向に配置されている複数のコイルと、
前記各コイルによって誘起される電磁界に基づく電圧を増幅するアンプと、を備える、請求項１記載の電磁波データ管理システム。

【請求項3】

前記保存手段によって保存された各データを表示する表示手段を備える、請求項１記載の電磁波データ管理システム。

【請求項4】

前記プローブの位置データを出力する位置センサを備える、請求項１記載の電磁波データ管理システム。

【請求項5】

前記プローブで受けた電磁波の計測データを出力する周波数計測器を備える、請求項１記載の電磁波データ管理システム。

【請求項6】

指向性タイプの唯一のプローブで受けた電磁波の計測データを入力するステップと、
前記プローブに固定的に取り付けられている少なくとも３つの赤外線を吸収又は反射するマーカを赤外線ビデオカメラによって撮像するステップと、
前記赤外線ビデオカメラによって撮像した赤外線撮像データに基づいて前記プローブの空間上の位置データを取得するステップと、
前記計測データが入力されている際に当該計測データと前記プローブの位置データとを紐付けて保存するステップと、
前記赤外線ビデオカメラから出力されている位置データをピックアップするように指示するステップと、
前記計測データに対応する周波数帯域幅の計測が完了したことを前記プローブの操作者に報知するステップと、
を含む電磁波データ管理方法。

【請求項7】

請求項６記載の各ステップをコンピュータに実行させるための電磁波データ管理プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電磁波データ管理システム、方法及びプログラムに関し、特に、プローブで受けた電磁波の計測データとその計測位置を示す位置データとを管理する、電磁波データ管理システム、方法及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、測定対象物の測定位置を視認して、その視認した場所の電磁波強度分布の測定を短時間で容易に測定することができる電磁波測定装置が開示されている。この電磁波測定装置は、測定対象物の電磁波強度分布を検出する複数のプローブプローブを備えるプローブアレイと、該測定対象物を撮像するカメラと、プローブアレイをカメラの焦点位置に固定するカメラ固定部材とを備え、プローブアレイは、カメラの主点を頂点とする円錐（画角）の底面を焦点面において、複数の前記プローブプローブを前記カメラの画像信号から前記測定対象物の位置が視認可能に、予め定められる間隔で配設し、プローブアレイをカメラの視野内に固定配設して、測定対象物の周波数強度分布と該画像との位置とを対応付けて測定可能にしている。

【0003】

【特許文献1】特開２００９−２７６０９２号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、特許文献１に開示されている電磁波測定装置は、プローブアレイを用いているので、各プローブ及びそれらに接続されている配線を通る電波が他のプローブによる測定結果に対して不可避的に干渉するため、正しい電磁波の強度分布を取得することは困難である。

【0005】

また、プローブアレイを用いる場合には、そのプローブアレイよりも物理的に小さな隙間内の電磁波測定を行うことは不可能であり、測定対象物が限定的であった。さらに、これにも関連するが、測定対象物をカメラで撮像した場合、通常、カメラからの画像はディスプレイに平面的にしか表示できないので、測定対象物の奥行き方向の測定結果の区別が困難である。

【0006】

そこで、本発明は、上記不都合を解決するために、プローブアレイを用いずに３次元空間での電磁波測定を行えるようにすることを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明の電磁波データ管理システムは、
唯一のプローブ（例えば図１のプローブ１０）で受けた電磁波の計測データを入力する第１入力手段（例えば図１の入力手段６４）と、
前記プローブの位置を検出する位置センサから出力される空間上の位置データを入力する第２入力手段（例えば図１の入力手段６１と制御手段６２とによって実現される手段）と、
前記第１入力手段によって計測データが入力されている際に当該計測データと前記第２入力手段によって入力されるプローブの位置データとを紐付けて保存する保存手段（例えば図１のＰＣ７０）とを備えるシステムである。

【0008】

また、本発明の電磁波データ管理方法は、
唯一のプローブで受けた電磁波の計測データを入力するステップと、
前記プローブの位置を検出する位置センサから出力される３次元の位置データを入力するステップと、
前記計測データと位置データとを紐付けて保存するステップとを含む方法である。

【0009】

さらに、本発明の電磁波データ管理プログラムは、上記各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムである。

【0010】

本発明によれば、唯一のプローブで電磁波を計測している際に、併せて、そのプローブの位置を検出し、計測データと位置データとを紐付けているので、例えば、空間上の電磁波の強度分布の表示を行うこともできるようになる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態の電磁波データ管理システムの模式的な構成図である。

【図2】図１に示すプローブ１０であるところの電磁界センサ１００の模式的な内部構成図である。

【図3】図２に示す電磁界センサ１００の電気的接続の説明図である。

【図4】図２に示すコイルＸ_１の説明図である。

【図5】図３に示すコイル群の配置例を示す図である。

【符号の説明】

【0012】

１０ プローブ
２０ スペクトラムアナライザ
３０ 撮像手段
４０ ＬＥＤランプ付きスイッチ
５０ マーカ
６０ コントロールユニット
７０ パーソナルコンピュータ（ＰＣ）
８０ ディスプレイ

【発明の実施の形態】

【0013】

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。

【0014】

はじめに、本実施形態の電磁波データ管理システムの一つの利点を説明する。２００７年６月１８日に、世界保健機関のタスクグループによって、低周波（４００ｋＨｚまでの超低周波）の電界及び磁界への暴露による健康リスクに関する環境保健クライテリアが発行された。

【0015】

我々の身の回りでも、電磁調理器（ＩＨ調理器）、電気掃除機、家庭用テレビ、パーソナルコンピュータ、家電製品全般、デジタル家電全般、情報機器、照明器具、さらには今後普及が見込まれる電気自動車も低周波磁界の発生源を有している。

【0016】

低周波磁界の人体への暴露による健康リスクを回避するためには、電磁界のシールド対策を講ずる必要があるが、そのためには、電磁調理器等の低周波磁界発生源における、いずれの位置からどのくらいの強度の低周波磁界が発生しているかを特定する必要がある。

【0017】

本実施形態の電磁波データ管理システムは、このような特定が可能であり、とりわけ、図２に示すようなものを用いると、ＸＹＺ軸という３軸方向に対する電磁界強度を測定することができるので、電磁界のシールド対策を講ずる上で非常に有益である。

【0018】

（構成の説明）
図１は、本発明の実施形態の電磁波データ管理システムの模式的な構成図である。図１には、以下説明する、プローブ１０と、スペクトラムアナライザ２０と、撮像手段３０と、ＬＥＤランプ付きスイッチ４０と、マーカ５０と、コントロールユニット６０と、パーソナルコンピュータ（以下、「ＰＣ」と称する。）７０と、ディスプレイ８０とを示している。

【0019】

プローブ１０は、電磁波を受けるものであり、いわゆるアンテナと同義である。本実施形態の電磁波データ管理システムにおいては、唯一のプローブ１０を用いるようにしている。プローブ１０は、指向性を有しているものを用いてもよいし、指向性を有していないものを用いてもよい。

【0020】

プローブ１０について例示するとすれば、ＮＡＲＤＡ社製の電磁波測定器「ＥＬＴ−４００」、日置電機社製の磁界測定器「ＦＴ３４７０−５２」、或いは、後述の電磁界センサ１００（図２）を用いることができる。

【0021】

スペクトラムアナライザ２０は、プローブ１０とコントロールユニット６０との間に接続されている。スペクトラムアナライザ２０とコントロールユニット６０との間では、例えばＲＳ２３２Ｃ、ＧＰＩＢ（General Purpose Interface Bus）、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）の各規格に基づいてデータの通信がなされる。

【0022】

スペクトラムアナライザ２０は、プローブ１０によって受けられた電磁波に基づく出力信号を入力して、予め設定された測定範囲の周波数帯域幅において電磁波の強度を測定し、コントロールユニット６０に対して測定データを出力する。加えて、当該測定を完了した場合にはコントロールユニット６０に対してその旨を通知する。

【0023】

撮像手段３０は、測定対象物を撮影するスチルカメラ又はビデオカメラと、マーカ５０を撮影するカメラとを備えている。本実施形態の電磁波データ管理システムでは、ビデオカメラは選択的に備えればよいが、マーカ撮影用カメラを備えることは必須である。マーカ撮影用カメラはいわゆる赤外線ビデオカメラとすることができる。撮像手段３０は、コントロールユニット６０に対してＵＳＢ接続がされ、かつ、コントロールユニット６０からＤＣ電源を確保している。なお、撮像手段３０からの出力に対してノイズが重畳されることを回避するために、上記ＵＳＢ接続に代えて光通信などを採用してもよい。

【0024】

ＬＥＤランプ付きスイッチ４０は、コントロールユニット６０に対して、ディジタルＩ／Ｏ端子を通じて接続されている。ＬＥＤランプ付きスイッチ４０は、コントロールユニット６０に対して、撮像手段３０から出力されているマーカ５０の赤外線撮像データ（位置データ）をピックアップするように指示するためのスイッチである。

【0025】

ＬＥＤランプ付きスイッチ４０は、このスイッチが押下されてから、その位置における予めスペクトラムアナライザ２０に設定された測定範囲の周波数帯域幅における電磁波の強度を測定し終えると点灯するＬＥＤランプを備えている。

【0026】

本実施形態では、電磁波の計測完了にスペクトラムアナライザ２０からコントロールユニット６０に対して既述の通知を出力しているので、コントロールユニット６０はこの通知に基づいてからＬＥＤランプ付きスイッチ４０に対してＬＥＤランプの点灯のための指示を送ればよい。

【0027】

なお、ＬＥＤランプ部分とスイッチ部分とは別個に設けてもよく、ＬＥＤランプに代えてスピーカやバイブレーション機能を設けて、視覚以外の他の五感を通じてプローブ１０の操作者に電磁波の計測が完了の旨を報知してもよい。

【0028】

また、ＬＥＤランプ付きスイッチ４０を設けることは必須ではない点に留意されたい。例えば、スペクトラムアナライザ２０が非常に高スペックのものであれば、測定時間も短くて済むので、プローブ１０の操作者が例えば秒速１０ｃｍ〜２０ｃｍ程度の速度で移動させることで電磁波の強度を空間上で連続的にスキャンすることが可能となる。

【0029】

マーカ５０は、撮像手段３０によって撮像されるものである。本実施形態では、撮像手段３０におけるマーカ５０の撮像用カメラとして赤外線ビデオカメラを用いていることから、マーカ５０はプラスチック製などのように赤外線を吸収又は反射する材質のもので製造すればよい。マーカ５０は、その大きさは特に限定されるものではないが、例えばピンポン玉程度の大きさとすればよい。

【0030】

本実施形態では、マーカ５０は、プローブ１０に対して固定的に取り付けることが必要である。したがって、プローブ１０とスペクトラムアナライザ２０とを接続するフレキシブルな配線などに取り付けてはならず、プローブ１０の取付部（図示せず）など剛体に取り付ける必要がある。

【0031】

これにより、プローブ１０から所定の位置に固定的に取り付けたマーカ５０を撮像手段３０によって撮像し、その撮像データからプローブ１０とマーカ５０との距離をオフセットすれば、プローブ１０の位置データを取得できる。

【0032】

なお、プローブ１０が指向性タイプである場合には、マーカ５０を少なくとも３つ取り付けるとよい。こうすると、全てのマーカ５０を撮像することで、空間における６軸の自由度による高精度な測定可能となるからである。

【0033】

コントロールユニット６０は、プローブ１０の位置を検出するためのマーカ５０の赤外線撮像データ及び測定対象物の可視光線撮像データを入力する入力手段６１と、スペクトラムアナライザ６０から出力される計測データ等を入力する入力手段６４と、ＬＥＤランプ付きスイッチ４０との間の通信を行う通信手段６５と、入力手段６４によって入力された計測データ等をＰＣ７０に対して出力する出力手段６３と、以下説明する各種処理動作を制御する制御手段６２とを備える。

【0034】

すなわち、制御手段６２は、主として、
通信手段６５によってＬＥＤランプ付きスイッチ４０が押下されたこと示す信号が入力された場合に、撮像手段３０から出力されるマーカ５０の位置データをピックアップする、
入力手段６１によって入力されたマーカ５０の赤外線撮像データから、マーカ５０とプローブ１０とのオフセット量を減じることによってプローブ１０の位置データを算出する、
算出した位置データと入力手段６４によって入力される計測データとを紐付けた状態で、出力手段６３を通じてＰＣ７０に出力する、
入力手段６４によってスペクトラムアナライザ２０からの電磁波の強度の測定完了通知が入力された場合に、通信手段６５を通じてＬＥＤランプ付きスイッチ４０のＬＥＤランプを点灯させる指示を出力する、
といった各処理を実行する。

【0035】

ＰＣ７０は、コントロールユニット６０から出力された各データを図示しない記録媒体に記録したり、当該各データに基づいて所定の画像処理を施して画像データを作成してディスプレイ８０に出力したりするものである。

【0036】

ディスプレイ８０は、ＰＣ７０に接続されていて、ＰＣ７０から出力される画像データが表示される表示媒体するものである。

【0037】

以上の構成によれば、システム全体としてみれば、プローブ１０で受けた電磁波の計測データと、その計測時のプローブ１０の空間上の位置データとを紐付けて保存することが可能となる。

【0038】

ただし、図１に示す構成は一例であり、例えば、撮像手段１０及びマーカ５０を用いることは必須ではない。これらに代えて、ＧＰＳなどを用いてプローブ１０の位置を検出することも可能である。したがって、コントロールユニット６０には、プローブ１０の位置データ自体が入力されるようにしてもよい。

【0039】

（動作の説明）
つぎに、本実施形態の電磁波データ管理システムの動作について、電磁波データ管理システムの使用方法とともに説明する。

【0040】

まず、プローブ１０の操作者は、スペクトラムアナライザ２０に、測定範囲となる周波数帯域幅を設定する。つづいて、電磁波データ管理システムが駆動している状態で把持したプローブ１０を、電磁波データを計測したい場所に位置させる。それから、プローブ１０の操作者がＬＥＤランプ付きスイッチ４０を押下すると、当該スイッチ４０を押下した旨の通知が通信手段６５を通じてコントロールユニット６０に入力される。

【0041】

コントロールユニット６０では、この通知を入力すると、制御手段６２によって、撮像手段３０から出力されるマーカ５０の位置データがピックアップされる。換言すると、プローブ１０の操作者がＬＥＤランプ付きスイッチ４０をほぼ押下したタイミングで、赤外線撮像データが固定されることになる。

【0042】

ここで、スペクトラムアナライザ２０は、測定範囲となる周波数帯域幅の設定内容などに応じて電磁波の強度の計測時間が異なる。この測定時間は、周波数帯域幅の広狭、スペクトラムアナライザ２０自体のスペックなどに依存するからである。

【0043】

そうすると、ある位置での電磁波の強度を測定したい場合には、所定の周波数帯域の全幅での計測が完了しないうちにプローブ１０を移動させてしまうと、移動させた先の電磁波をセンシングしてしまうので、測定したい位置での周波数帯域の全幅での電磁波の強度を測定できないことになる。

【0044】

そこで、本実施形態では、電磁波の測定者、すなわちプローブ１０の操作者に対して、プローブ１０を移動させないことを促すために、プローブ１０の操作者がＬＥＤランプ付きスイッチ４０を押下してから、ＬＥＤランプ付きスイッチ４０のＬＥＤランプが点灯するまで、プローブ１０を移動させないようにしている。

【0045】

換言すると、プローブ１０の操作者がＬＥＤランプ付きスイッチ４０を押下してから、ＬＥＤランプ付きスイッチ４０のＬＥＤランプが点灯するまでの時間は、スペクトラムアナライザ２０に対する設定内容等に従って決定される。

【0046】

なお、厳密な意味では、プローブ１０の操作者の手ぶれによってプローブ１０の位置が変わってしまうが、操作者がプローブ１０を意図的に移動させようとしなければ、手ぶれ分は計測誤差と同視してよい。

【0047】

また、制御手段６２は、入力手段６１によって入力されたマーカ５０の赤外線撮像データと既述のオフセット量とに基づいてプローブ１０の位置データを算出する。その後、制御手段６２は、入力手段６４を通じてスペクトラムアナライザ２０からの電磁波の強度の測定完了通知が入力された場合に、通信手段６５を通じてＬＥＤランプ付きスイッチ４０のＬＥＤランプを点灯させる指示を出力する。

【0048】

この結果、プローブ１０の操作者は、プローブ１０を移動させて、次の測定位置で再度ＬＥＤランプ付きスイッチ４０を押下すればよい。

【0049】

一方、コントロールユニット６０では、算出済みの位置データと入力手段６４によって入力されたる計測データとを紐付けた状態で、出力手段６３を通じてＰＣ７０に出力する。

【0050】

ＰＣ７０では、コントロールユニット６０から出力された各データを図示しない記録媒体に記録したり、当該各データに基づいて所定の画像処理を施して計測データと位置データとが一体的な画像データを作成する。ＰＣ７０は、この画像データをディスプレイ８０に出力することで、そこに表示させることもできる。

【0051】

本実施形態では、コントロールユニット６０において、主となる動作を実現する例を説明したが、コントロールユニット６０を設けることなく、既述のコントロールユニット６０の一部又は全ての動作をＰＣ７０で実現することも可能である。

【0052】

例えば、コントロールユニット６０を設けることなく、既述のコントロールユニット６０の動作をＰＣ７０で実現するためには、プローブ１０で受けた電磁波の計測データを入力するステップと、プローブ１０に付帯するマーカ５０の位置を検出する位置センサから出力される空間上の位置データを入力するステップと、入力した位置データと既述のオフセット量に基づいてプローブ１０の位置を算出するステップと、前記計測データと前記位置データとを紐付けて保存するステップとをＰＣ７０に実行させるプログラムを、ＰＣ７０にインストールすればよい。

【0053】

図２は、図１に示すプローブ１０であるところの電磁界センサ１００の模式的な内部構成図である。図２（ａ）には電磁界センサ１００を構成するコイル群の平面図を示し、図２（ｂ）にはコイル群の側面図を示している。

【0054】

まず、電磁界センサ１００の概要について説明する。電磁界センサ１００は、電磁界の向き及び強度を計測することができ、特に、本実施形態では、電磁界の向きを特定できるようにするために、各々の軸心が相互に直交するＸＹＺ方向に配置されている複数のコイルと、各コイルによって誘起される電磁界に基づく電圧を増幅するアンプとを備える。

【0055】

電磁界センサ１００の外形は、特に限定されるものではなく、ドーム状、円柱状、立方体、直方体など適宜選択すればよい。電磁界センサ１００の外観寸法の一例を示すと、後述するコイルのサイズからすれば、φ４０ｍｍ×３０ｍｍ、３０ｍｍ×３０ｍｍ×３０ｍｍ或いは２０ｍｍ×３０ｍｍ×４０ｍｍ内に収まるような大きさとすることができる。

【0056】

もっとも、電磁界の測定対象によっては、このサイズまで小型化することは不要であろうことから、測定対象のサイズに応じてコイルサイズを決定し、それに応じて電磁界センサ１００自体の大きさも選択すればよい。したがって、電磁界センサ１００自体の大きさは、例えば、上記サイズの１．５倍〜３倍程度の大きさとしてもよい。

【0057】

また、本実施形態では、電磁界センサ１００に設けられているアンプとしては、内部アンプゲインが２０ｄＢ程度であることが好ましい。また、電磁界センサ１００は、１０Ｈｚ〜１ＧＨｚの周波数帯域をカバーできるようにするとよい。このための条件については後述する。

【0058】

図２に示すように、電磁界センサ１００は、図示しない基板上に設けられているスペーサ１１０を備える。この基板及びスペーサ１１０は、発泡体、樹脂材、木材などのように、電磁界の強度を正確に測定することができる素材とすべきであり、例えば、発泡スチロールを用いることができる。

【0059】

図２（ａ）には、直方体状の外形で中央部分が矩形状に開口されているスペーサ１１０を示しているが、スペーサ１１０の形状は、これに限定されるものではなく、例えば、円筒状の外形としてもよい。

【0060】

コイル群は、軸心がＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向のいずれかに沿う態様で配置されているコイルを備える。なお、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向とは、相互に直交しているという相対的なものであり、Ｘ軸等の絶対的なものがあるわけではない点には留意されたい。

【0061】

スペーサ１１０は、コイルＺ_１，Ｚ_２の長さ方向の中心に、コイルＸ_１，Ｘ_２等の軸心が直交する条件としている。したがって、例えば、コイルＸ_１等が相対的に図２に示す場合に比して短い場合には、必ずしもスペーサ１１０を設ける必要はない。

【0062】

また、スペーサ１１０を設けなくて済むように、コイル群のレイアウトを変更することも可能である。具体的には、例えば、立方体に組んだ基板を用意し、各基板の垂直方向にコイルの軸心が沿うように配置することも一法である。

【0063】

スペーサ１１０上には、それぞれ、軸心がＸ方向となる態様でコイルＸ_１，Ｘ_２が、軸心がＹ方向となる態様でコイルＹ_１，Ｙ_２とが栽置される。また、スペーサ１１０の開口部分には、軸心がＺ方向となる態様でコイルＺ_１，Ｚ_２が栽置される。

【0064】

なお、図２には、コイルＺ_１，Ｚ_２が矩形状の開口部分に対角上に栽置されている例を示しているが、載置条件はこれに限定されず、コイルＺ_１，Ｚ_２は対称性を持たせる条件で栽置させればよい。

【0065】

また、コイル群から出力される電圧は、既述のように、各コイルに接続されるアンプによって増幅されるが、アンプは、例えば、図示しない基板の下側に、アンプ用基板などを用意して、この上に設ければよい。

【0066】

図３は、図２に示す電磁界センサ１００の電気的接続の説明図である。ここでは、コイルＸ_１，Ｘ_２についての電気的接続関係を示しているが、コイルＹ_１，Ｙ_２及びコイルＺ_１，Ｚ_２の電気的接続関係も、これと同様としている。

【0067】

図３に示すように、例えば、コイルＸ_１の巻き始め側は、既述のアンプ（ＡＭＰ）１２０の第１の入力端に対して電線１３０を通じて接続されている。また、コイルＸ_１の巻き終り側は、コイルＸ_２の巻き始め側に直列接続されている。さらに、コイルＸ_２の巻き終り側が既述のアンプ１２０の第２の入力端に対して電線１４０を通じて接続されている。コイルＸ_１，Ｘ_２等は直列接続されているので、これらに誘起される電磁界のＸ成分に基づく電圧は合成される。

【0068】

アンプ１２０の出力端及びコイルＹ_１，Ｙ_２，Ｚ_１，Ｚ_２のアンプの出力端は、ケーブルを通じてそれぞれにスペクトラムアナライザ２０に接続されている。

【0069】

ここで、アンプ１２０は、どのようなタイプのものを用いてもよいが、広い周波数帯域において、高利得を得られるようにするとよい。したがって、負帰還多段アンプを採用し、一段あたりの利得を下げ、その分、周波数帯域を広げるようにするとよい。

【0070】

図４は、図２に示すコイルＸ_１の説明図である。図４（ａ）にはコイルを構成するフェライトコアを示し、図４（ｂ）には図４（ａ）に示したフェライトコアに対して電線を巻いた様子を示している。なお、コイルＸ_１以外の他のコイルＹ_１，Ｚ_１等も、図４に示すコイルＸ_１と同様の構成としている。

【0071】

コイルＸ_１は、例えば、直径φ１４ｍｍ程度、高さが１２ｍｍ程度という大きさとしている。もっとも、このサイズは例示であり、これに対して１．５〜３倍程度の大きさとしてもよいし、これに対して小さくしてもよい。ただし、コイルＸ_１は、空間分解能を高めようとしてあまりに小さくすると、電磁界の受信感度が小さくなるため、小さくするといっても、せいぜい上記サイズの半分程度までに留めておくことがよい。

【0072】

コイルＸ_１は、上記のようにフェライトコアとしているが、詳しくは、例えば、マンガンと亜鉛とを含むフェライトコアを採用することができる。具体的には、透磁率に着目すれば「２Ｇ４」、「２Ｈ６」と称されるフェライト材料を用いると、１００ｋＨｚまでの超低周波領域に好適に用いることができる。

【0073】

換言すると、高周波領域における電磁界強度を計測したい場合には、「７Ｂ２」と称されるフェライト材料など、ニッケルと亜鉛とを含むフェライトコアを採用するとよい。もっとも、係る場合には、アンプ１２０とスペクトラムアナライザ４００とを高周波用のものに変更するとよい。

【0074】

コイルＸ_１は、電磁界アンテナとして機能することになるので、その大きさ、形状の決定は重要である。一般的には、アンテナの開口部が大きいほど受信レベルは大きくなるが、その一方で電磁界センサ１００の大きさの制限もある。

【0075】

本実施形態では、フェライト材に巻くコイルの巻き数をある程度確保してインダクタンスを大きくするようにしている。このため、図４に示すように、コイルの巻き領域を一般的なフェライトコイルに比して大きく確保している。

【0076】

コイルＸ_１を構成する電線は、例えば、低周波の電磁界センサに好適に用いることができる、２種ポリウレタン被覆銅線とすることができる。このような導線を用いる場合には、フェライト材に巻くコイルの巻き数をある程度確保するためには、０．０５φ〜０．１６φ程度の線径のものを選択するとよい。

【0077】

電線を機械巻きする場合には、０．０５φ〜０．０９φ程度のものを採用するとよい。一方、人手によって巻く場合には、０．１０φ〜０．１６φ程度のものを採用するとよい。何れの巻き方を採用するかは、各々、メリットとデメリットとがあるため、電磁界の計測対象或いは計測感度などに応じて決定すればよい。

【0078】

なお、人手巻きの場合には、コイルＸ_１の直流抵抗の増加を防止でき、電磁界の受信感度を高められるというメリットが挙げられる。一方、機械巻きの場合には、綿密な巻き方ができ、巻きムラが生じにくいというメリットがある。

【0079】

図５は、図３に示すコイル群の配置例を示す図である。図５に示す配置例は、図２に示す態様に似通っているが、コイルＸ_１等の形状に起因して、スペーサ１１０が不要な場合を示している。図５に示す態様で各コイルを配置すると、コイル群全体としてみれば、半球状に近い受信指向特性を有することになる。

【0080】

ここで、コイルＸ_１等は平衡接続で使用されるが、アンプ１２０等の入力は不平衡接続とされる。この相違につき整合を図るするために、バランであるところの「平衡：不平衡トランス」といった信号変換素子をコイルＸ_１等とアンプ１２０等との間に備えることも一法である。

【0081】

ただ、上記トランスには周波数振幅特性があり、広い周波数を伝達する場合には不向きであるので、信号変換素子に代えて同様の主機能である信号変換ＩＣを用いるとよい。これにより、コイルＸ_１等で誘起される電圧を、損失なく不平衡に変換してアンプ１２０等に入力することができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】