JP2000147034A - 密着固定型近磁界プローブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＥＭＣ対策や電磁障害対策用検査のための測定
作業を簡単、容易かつ正確に行えるようにすることを目
的とし、そのための電磁ノイズの測定及び電磁ノイズ発
生源の同定作業の作業効率を向上させられるように、近
磁界プローブの構造を工夫すること。 【解決手段】ＥＭＣ規制対策のための電磁ノイズの測定
及び電磁ノイズ発生源の同定作業用の近磁界プローブに
ついて、シート状の可撓性基板上に小型の磁界検知ルー
プコイル、コプレナ伝送線路、高周波コネクタを設け、
上記基板裏面に剥離可能な接着面を設けたこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子式複写機、パソコ
ン等の事務機器、家庭用電気機器、産業機器等、各種電
気電子機器からの電磁ノイズの検知、すなわち、装置内
に内在するプリント配線基板やハーネス、筐体等からの
電磁ノイズ源を特定するために用いるＥＭＣ規制対策や
電磁障害対策用検査に用いる機器に関するものであり、
特に被測定物の電磁ノイズ発生点に近磁界プローブを可
及的に近接させて高周波電気信号を高精度で簡便に検知
することができるものである。

【０００２】

【従来技術】現在、電子機器に搭載されているマイクロ
プロセッサや携帯電話の動作周波数は数十ＭＨｚ〜数Ｇ
Ｈｚに及んでいる。これらの高い周波数帯域では不要電
磁輻射の規制がなされており、規制遵守が義務づけられ
ている（いわゆるＥＭＣ規制）。この規制のために電子
機器製造メーカーは法的規制により定めれたオープンサ
イトや電波暗室内で遠方での電界を３ｍ法、１０ｍ法で
測定し、規制値を下回るように必要なノイズ低減対策を
講じなければならない。しかしながら、このようなサイ
トや電波暗室を用いた計測手法だけではノイズ対策を必
要とする箇所の正確な同定が困難である。そのため、製
造メー力一は結果的に不必要な箇所にまで電磁ノイズ対
策部品を追加するなどの過剰コストを強いられ、対策に
手間取り、その結果、新製品の市場投入が遅れることに
なりかねないという問題がある。このようなＥＭＣ規制
対策を能率的、効果的に講じるためのノイズ源同定のた
めの簡便な手段として、近磁界プローブを用いて２次元
あるいは３次元の磁界強度の空間分布を測定する装置が
提案され、商品化されている。例えば、特開平６−５８
９７０に、ステージ上にセットされたプリント配線基板
の表側では３次元に走査可能な可動アームに近磁界プロ
ーブを取り付けて磁界分布を計測し、裏面ではステージ
に埋め込まれた近磁界プローブアレイによって２次元の
磁界分布を計測するシステムが記載されている。このよ
うな磁界分布を計測するシステムにおいては、近磁界プ
ローブを測定対象物に近づければ近づけるほど、他の電
流源からの影響が小さくなり、ノイズ源の位置同定精度
を増すことができる。しかし、上記公知の計測システム
による場合は、プリント配線基板表面の凹凸や電子部品
が存在するために、同配線基板上の回路パターンに密着
させながらスキャンすることはできない。他方、プロー
ブ出力は測定対象点と近磁界プローブ間の距離に大きく
左右されるため、各々の配線パターンの電流強度の比較
において正確さに欠ける面がある。また、実際問題とし
て、電波暗室内での電磁ノイズの評価過程及び対策の検
討過程で、プリント配線基板やハーネスを筐体に実装し
たままの状態で計測することや、あるいは、筐体から外
すとしてもハーネスやその他の部品をプリント配線基板
から外すことなしに計測することがきるように工夫する
ことが設計技術者からの要請としてある。しかし、上記
のようなスキャンタイプだと、例えば、複写機のように
センサーが多数ある電子機器においては、ハーネスがプ
リント配線板上に無数に錯綜して配線されているので、
それらを全て取り外さなければ必要な測定点についての
高精度な測定はできない。他方、近磁界プローブそれ自
体についてもその小形化、高性能化も図られており、空
間分解能の高いものとして、特開平９ー１６６６５３号
公報に記載されている構造のものがあり、また、ピンポ
イントで磁界ノイズを容易に計測できるように工夫した
ものとして特願平１０ー２８９２１６号のもの（ペン型
近磁界プローブ）があるが、これらを用いるにしても、
筐体内にプリント配線基板を実装したままでは、所要の
測定点について高精度、高能率で上記測定作業を行うこ
とはできない。

【０００３】

【解決しようとする課題】本発明は、従来のＥＭＣ対策
や電磁障害対策用検査のための測定作業を簡単、容易か
つ正確に行えるようにすることを目的とし、そのための
電磁ノイズの測定及び電磁ノイズ発生源の同定作業の効
率向上が図られるように、近磁界プローブの構造を工夫
することをその課題とするものである。

【０００４】

【課題解決のための手段】上記課題を解決するための本
発明の手段は、ＥＭＣ規制対策や電磁障害対策用検査の
ための電磁ノイズの測定及び電磁ノイズ発生源の同定作
業用の近磁界プローブについて、シート状の可撓性基板
上に小型の磁界検知ループコイル、コプレナ伝送線路、
高周波コネクタを設け、上記基板裏面に剥離可能な接着
面を設けたことである。

【０００５】

【作用】近磁界プローブの基板が薄い可撓性シート材で
あり、これに磁界検知ループコイルを設け、その基板を
直接測定対象物の表面に接着して密着、固定されるもの
であるから、電磁ノイズ発生源に対して磁界検知ループ
コイルを可及的に近接させることができ、かつその計測
位置が固定されているので、ノイズ発生源の同定を簡
単、容易かつ正確に行うことができる。また、近磁界プ
ローブの支持体が可撓性シート状基板であるので、計測
対象上に無数の部品や配線があっても、あるいはその表
面が凸凹でも、基板が撓んでその表面に順応するので、
支障なくかつ容易に計測位置にこれを挿入し、その先端
の磁界検知ループコイルの部分を測定点に密着、固定す
ることができる。また、基板の裏面の接着面は剥離可能
な接着面であるのでその取り外しも簡単、容易である。
したがって、ＥＭＣ規制対策のための電磁ノイズの測定
及び電磁ノイズ発生源の同定作業が能率的、効率的にな
される。そして、上記作業完了まで電磁ノイズの測定は
繰り返し行われるが、当該測定が完全に終了するまで測
定点が変わらないので、ＥＭＣ対策のための測定作業を
簡単、容易かつ正確に行うことができる。なお、上記の
「接着」は、いわゆる接着剤による接着に限らず、接
着、粘着、吸着などで取付面に密着して固定されること
を意味する。

【０００６】

【実施態様１】解決手段におけるシート材が可撓性シー
ト材であること。

【作用】基板が可撓性シートであるから、柔軟性に富
み、したがって狭い隙間においてもその磁界検知ループ
コイル部を挿入して、測定対象の所定の測定点に密着さ
せることができ、その取り付け作業は容易である。

【０００７】

【実施態様２】解決手段における接着面をループコイル
が設けられている先端部の裏面だけとしたこと。

【作用】測定対象面に密着させることが必要な先端部は
測定対象面に確実に密着、固定されるが、その他の部分
は接着されないので、この部分が撓んで測定面の凹凸な
どに柔軟に順応することができ、測定面の凹凸、部品、
ハーネスなどを回避して、その先端部だけを測定面に容
易に密着、固定させることができ、その取扱が容易にな
る。

【０００８】

【実施態様３】解決手段におけるシート状の基板上に小
型の磁界検知ループコイル、コプレナ伝送線路、高周波
コネクタを設け、上記基板にハーネスなどの線材に係合
可能な係合部を設けたこと。

【作用】ハーネスなどの、プリント配線基板の平面以外
の部分に本発明の近磁界プローブを固定できるので、こ
れらの部分についてもその電磁ノイズを高精度で測定す
ることができる。

【０００９】

【実施態様４】解決手段、実施態様１または実施態様３
の近磁界プローブをプリント配線基板などの測定対象の
中に埋め込んだこと。

【作用】近磁界プローブが測定対象とするプリント配線
基板に永久に固定されているので、電磁ノイズの測定、
位置の同定を高精度に行うことができる。

【００１０】

【実施態様５】解決手段、実施態様１乃至実施態様３の
近磁界プローブを測定対象の表面に複数配置し、個々の
近磁界プローブと計測装置とを、切り替え手段を介して
選択的に接続して高周波電気信号を計測する、高周波電
気信号測定システム。

【作用】多数の測定点にそれぞれ近磁界プローブを密
着、固定したままで、電磁ノイズの測定を繰り返し行え
るので、その測定作業を極めて能率的に行えるととも
に、測定精度、位置の同定精度を向上させることができ
る。

【００１１】

【実施態様６】測定対象が装置筐体に固定されたプリン
ト配線基板である請求項６の高周波電気信号測定システ
ム。

【００１２】

【実施例】次いで、図面を参照しつつ本発明の実施例に
ついて説明する。

【実施例１】コイルの支持体はフレキシブルなプリント
配線板（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｗｉｒｉｎｇ Ｂｏａｒｄ
ｓ：ＰＷＢ）である。なお、支持体として石英ガラス基
板や半導体基板等を用い、蒸着やスパッタあるいはメッ
キ技術を用いて形成した導体薄膜をエッチング加工し
て、ループコイルを作製することも可能であるが、コス
ト面や製作工程の簡便性、取扱性について考慮すること
が必要である。ＰＷＢは厚さ０．１ｍｍのＦＲ４（ガラ
ス布基材エポキシ樹脂）の片面プリント配線板を用い
る。ＰＷＢ上にはループコイル２、コプレナ伝送線路
３、高周波コネクタ接続用の銅箔４（厚み１８．ｍ）が
パターニングされており（図１）、その上に小型の高周
波コネクタ５（３．５ｍｍ口、高さ１１６ｍｍ）をはん
だ付けにより固定している。ループコイル２の線幅は
Ｏ．１ｍｍ、コイル径はＯ．５ｍｍ平方、コプレナ伝送
路３は中心導体幅が１．２ｍｍ、中心導体と接地導体の
間のギャップは０．１４ｍｍである。この構造で周波数
１ＧＨｚまで効率よく電気信号を伝送することができ
る。そして、フレキシブルなプリント配線板１の裏面、
殊にループコイル２がある先端部の裏面に粘着剤層を形
成してあり、この粘着剤層は非使用状態では剥離紙によ
って保護されている。上記高周波コネクタ５に直径１．
２５ｍｍの非常に細い高周波同軸ケーブル６の同軸コネ
クタ７を嵌めて接続し、ループコイル２によって検知し
た高周波誘導起電力をオシロスコープあるいはスペクト
ルアナライザなどの計測器８により計測する（図２）。
測定対象となる機器のプリント配線基板９を筐体に組み
付ける段階において、フレキシブルなプリント配線板１
の裏面から上記剥離紙を外し、本発明の近磁界プローブ
Ｐを上記プリント配線基板９に密着、固定する。ＥＭＣ
対策のための測定作業か完了して後は、この近磁界プロ
ーブＰは測定対象であるプリント配線基板９から容易に
剥がすことができ、また、これを繰り返し使用すること
ができる。フレキシブルな基板１（プリント配線板）を
厚さ０．１ｍｍのものとしたのは、基板１に必要な保形
性を持たせつつ可及的に柔軟性を持たせて、その取扱を
簡便，容易にするためである。以上のように、本発明に
より、例えばコピー機などの筐体中にプリント配線基板
９を組み込んだままで、このプリント配線基板９に近磁
界プローブＰのプリント配線板１を接着した状態（図
３）で、ＥＭＣ対策のための測定、検討、対策、評価を
繰り返し行うことができる。また、プリント配線基板９
上に多数のハーネス１０およびコネクタ等、その他の部
品１１が錯綜して配置されているが、これらをそのまま
の状態にしておいて、これらを回避しながら所定の位置
に近磁界プローブＰを挿入して密着、固定して（図
４）、高周波ノイズ電流を測定することが可能となり、
スキャンタイプの近磁界プローブを使用する上記従来の
場合よりも作業効率を著しく向上させることができる。

【００１３】

【実施例２】配線や電子部品の配置によっては、近磁界
プローブを縦にして使用せざるを得ない場合もある。こ
のような場合は、図５に示すように基板１（フレキシブ
ルプリント配線板）の厚さをＯ．６ｍｍの厚めのものに
し、先端部に台座部１ａを設け、この台座部１ａを測定
対象点に密着、固定して近磁界プローブＰを自立させ
る。台座部分１ａを近磁界プローブＰの基板１とは別部
材とし、台座部分１ａを測定点に接着、固定し、これに
近磁界プローブＰの基板１の先端を差し込んで支持させ
て、近磁界プローブＰを自立させるようにすることもで
きる。

【００１４】

【実施例３】さらに、配線や電子部品の配置上、測定対
象上に近磁界プローブを立てられるほどの空間的余裕が
なく、このために実施例１や実施例２のタイプのプロー
ブが使えない場合もある。このような場合には、フレキ
シブルな基板１の厚さを０．１ｍｍの極めて薄いものと
し、先端部、すなわちループコイル２が設けられている
部分の裏面だけに接着層を設ける。このようにすること
により、先端部を測定点に密着、固定させ、基板１を大
きく撓ませて、狭い空間に順応させることができる（図
６）。この例においては、接着面の幅は少なくとも１．
５ｍｍ程度あることが、必要な接着固定強度を確保し、
またハンドリングをよくするために好ましい。

【００１５】

【実施例４】ハーネスに流れる高周波ノイズ信号を測定
したい場合、実施例１〜３のタイプでは近磁界プローブ
Ｐを測定位置に安定に固定することができない。この場
合には、近磁界プローブＰの基板１の後端にフック１２
を設け、これをハーネス１０に引っ掛けて係止させる
（図７）。フック１２をハーネス１０に引っ掛けるだけ
ではプローブを所定の位置に安定させられない場合は、
簡便な適宜の補助手段でフック１２をハーネス１０に固
定する。近磁界プローブＰをハーネス１０に引っかけて
使用するのでプローブ本体の重量を軽くする必要があ
り、そのためにできるだけ薄い基板１を利用することが
好ましいから、この実施例では基板１（プリント配線
板）の厚さをＯ．１ｍｍにしている。

【００１６】

【実施例５】この実施例は測定対象となるプリント配線
基板２９そのものに近磁界プローブのパターンを埋め込
む実施形態である（図８）。この実施例は解決手段の項
に記載した手段の実施例というよりも、別の解決手段の
具体例と言うべきものであるが、測定対象に近磁界プロ
ーブＰを固定して、ＥＭＣ対策のための電磁ノイズを測
定する点において上記の解決手段と違いはなく、測定対
象に近磁界プローブが付加的に固定されるのではなく、
組み込まれて固定されている点において相違する。この
実施例においてはプリント配線基板２９の形成時に、ル
ープコイル２２、コプレナ伝送線路２３、高周波コネク
タ接続用の銅箔（図示略）がパターニングされており、
この高周波コネクタ接続用の銅箔に同軸コネクタ２７が
接続されている。この実施例によるときは、測定対象と
近磁界プローブの位置関係が変わることなく保たれるの
で、実施例２、実施例３に比べて、再現性の良い計測結
果を得ることができ、電気信号の絶対値の計測に最も適
している。

【００１７】

【実施例６】この実施例は上記実施例１乃至実施例５の
プローブを使った高周波電気信号測定システムの例であ
る。高周波ノイズ電流波形を測定したい箇所が多数であ
る場合、それぞれの測定箇所に実施例１乃至実施例５の
密着固定型近磁界プローブのいずれかをセットする。各
々のプローブによる出力信号はスイッチングマトリクス
により選択的にオシロスコープやスペクトルアナライザ
などの測定器に送られる（図３）。このようにすること
により、磁界強度で電流強度レベルを比較することが可
能になる。さらに、測定器の前に積分器を介在させるこ
とにより、プリント配基板のプリント配線に流れる実時
間の電流波形として観測することもできる。ループコイ
ルに誘起される起電力は、高周波電流に起因した磁束の
時間変化によるものなので、これを積分することにより
ノイズ電流の振る舞いを検出することが可能となり、多
数の固定測定点における電磁ノイズを、極めて能率的、
効率的に計測することが可能となる。したがって、プリ
ント配線板上の多数点における信号測定をより簡便に行
うことが可能となる。

【００１８】

【効果】本発明の要点を各請求項に係る発明毎に整理す
ると次のとおりである。 １．請求項１に係る発明の作用効果 請求項１に係る発明の近磁界プローブは測定対象に密
着、固定されるものであるから、プリント配線基板を各
種機器の筐体に組み込んだままの状態で、あるいは、ハ
ーネスやその他の部品をプリント配線基板に組み付けた
ままの状態で、本発明の近磁界プローブを装着して高周
波ノイズ電流の測定を行うことができ、したがって、ス
キャンタイプの近磁界プローブを使用してＥＭＣ対策の
ための電磁ノイズ測定作業を行う上記従来の場合に比し
て、測定、同定作業を高精度、かつ高能率で行うことが
できる。

【００１９】２．請求項２に係る発明の効果 請求項２に係る発明の近磁界プローブは支持体となるシ
ート状の基板上に小型のループコイル、コプレナ伝送
路、高周波コネクタを有し、支持体裏面に剥離可能な接
着剤層を有するので、プリント配線基板などの測定対象
面上に容易に貼り付けて固定でき、これを用いて極めて
簡便に上記作業を繰り返し行うことができる。

【００２０】３．請求項３に係る発明について 請求項３に係る発明の近磁界プローブはその基板が可撓
性シート材であるから、柔軟性に富み、したがってプリ
ント配線板などに凹凸がある場合、あるいはプリント配
線板に多数の部品、ハーネルが錯綜して配置されている
場合でもそのままの状態で、近磁界プローブを撓ませて
近磁界プローブの先端部（ループコイルがある部分）を
所定の測定点に密着、固定させることができる。それゆ
え、プリント配線基板に部品、ハーネスを組み付けたま
まで、これについての上記測定作業を簡便、容易に行う
ことができる。また、狭い空間にも近磁界プローブを挿
入して所定点にその検知ループコイル部を固定できるの
で、近磁界プローブを配置すべき空間が狭い場合でも、
所定点での電磁ノイズを高精度で容易に測定できる。し
たがって、近磁界ブローブによる上記作業のための測定
対象範囲を拡大することができる。

【００２１】４．請求項４に係る発明について 請求項４に係る発明においては、接着面がループコイル
を設けた先端部の裏面だけであるから、測定対象面に密
着させることが必要な先端部は測定対象面に確実に密
着、固定されるが、その他の部分は接着されないので、
この部分が撓んで測定面の凹凸などに柔軟に順応するこ
とができ、測定面の凹凸、部品、ハーネスなどを回避し
て、その先端部だけを測定面に容易に密着、固定させる
ことができ、その取扱が容易になる。

【００２２】５．請求項５に係る発明について 請求項５に係る近磁界プローブはシート状の基板上に小
型の磁界検知ループコイル、コプレナ伝送線路、高周波
コネクタを設け、上記基板にハーネスなどの線材に係合
可能な係合部を設けて近磁界プローブを構成したもので
あるから、この近磁界プローブは極めて軽量であり、プ
リント配線基板に付設されたハーネス等に安定的に近磁
界プローブを固定、支持させることができ、したがっ
て、ハーネス等からの電磁ノイズをも容易かつ高精度で
計測することができる。

【００２３】６．請求項６に係る発明について 請求項６に係る発明の近磁界プローブはプリント配線基
板などの測定対象そのものの中に埋め込まれて永久に固
定されているものであるから、再現性の良い計測結果を
得ることができ、電気信号の絶対値を極めて高精度に計
測することができる。

【００２４】７．請求項７に係る発明について 請求項７に係る発明の近磁界プローブシステムは多数の
近磁界プローブと計測装置を、切り替え可能な手段を介
して接続したものであるから、多数の測定ポイントにつ
いての電磁ノイズを効率よく、繰り返し測定することが
できる。

【００２５】８．請求項８に係る発明について 請求項８に係る高周波電気信号測定システムは測定対象
が装置筐体に固定されたプリント配線基板であり、個々
の近磁界プローブと計測装置とを切り換え可能な手段を
介して接続したものであるから、多数の測定ポイントに
ついて、電磁ノイズを効率よく、繰り返し測定すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は本発明の実施例に係る近磁界プローブの平面
図である。

【図２】は実施例１の要部の斜視図である。

【図３】は実施例１の斜視図である。

【図４】は実施例１の他の要部の斜視図である。

【図５】は実施例２の要部の斜視図である。

【図６】は実施例３の要部の斜視図である。

【図７】は実施例４の要部の斜視図である。

【図８】は実施例５の要部の斜視図である。

【符号の説明】

Ｐ：近磁界プローブ １：近磁界プローブの基板 ２：ループコイル ３：コプレナ伝送線路 ４：高周波コネクタ接続用の銅箔 ５：高周波コネクタパターン ６：同軸ケーブル ７：同軸コネクタ ８：計測器 ９：プリント配線基板 １０：ハーネス １１：部品 １２：台座部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ＥＭＣ規制対策や電磁障害対策用検査のた
   めの電磁ノイズの測定及び電磁ノイズ発生源の同定作業
   用の近磁界プローブにおいて、 筐体中のプリント配線板等の測定対象に密着、固定させ
   て高周波電気信号計測を行えるように、測定対象に対し
   て接着、剥離可能にしたことを特徴とする小型近磁界プ
   ローブ。
2. 【請求項２】シート状の基板上に小型の磁界検知ループ
   コイル、コプレナ伝送線路、高周波コネクタを設け、上
   記基板裏面に剥離可能な接着面を設けた請求項１の近磁
   界ンプローブ。
3. 【請求項３】上記シート材が可撓性シート材である請求
   項２の近磁界プローブ。
4. 【請求項４】上記接着面をループコイルを設けた先端部
   の裏面だけとした請求項２の近磁界プローブ。
5. 【請求項５】シート状の基板上に小型の磁界検知ループ
   コイル、コプレナ伝送線路、高周波コネクタを設け、上
   記基板にハーネスなどの線材に係合可能な係合部を設け
   た請求項１の近磁界プローブ。
6. 【請求項６】プリント配線板などの測定対象の中に埋め
   込まれた請求項１の近磁界プローブ。
7. 【請求項７】請求項１乃至請求項５の近磁界プローブを
   測定対象の表面に複数配置し、個々の近磁界プローブと
   計測装置とを、切り替え手段を介して選択的に接続して
   高周波電気信号を計測する、高周波電気信号測定システ
   ム。
8. 【請求項８】測定対象が装置筐体に固定されたプリント
   配線基板である請求項６の高周波電気信号測定システ
   ム。