JP2024058657A - プローブヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、高性能電子機器試験で使用されるプローブヘッドとその関連アセンブリ及びスタンドに関する。【解決手段】プローブヘッドは、円筒部分と、被検査高出力電子機器に向かって下向きに一定の角度で傾いた切断部分とを有する。プローブヘッドは、所定の入力角で長手方向軸線に対して一定の角度で傾いた切断部分を備える近位端と、アナログ信号入力部を有する。プローブヘッドは、ハウジングの遠位端に設けられたデジタル信号出力部を有する。【選択図】図１

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０２２年１０月１３日に出願された米国特許仮出願第６３／４１５，９７２号明細書の利益を主張するものでであり、名称は同じである。その内容は参照により本明細書に組み込まれる。

本開示は、本開示は、高性能電子機器試験で使用されるプローブヘッドとその関連アセンブリ及びスタンドに関する。

プローブヘッドなどの電子プローブ装置は、プリント回路基板上で、誘電試験、パルス試験、バイアスストレス試験、耐電圧試験など、広範囲の試験及び測定用途の試験に使用される。プローブヘッドは通常、更なる処理のためにアナログ入力信号をデジタル出力信号に変換する。プローブチップは、プリント回路基板など、試験試料、被試験機器（「ＤＵＴ」）の専用試験点に取り付けられる。

高度な半導体を搭載した機器のエンジニアリング、開発、製造、品質管理、修理、メンテナンスにおいて、電子プローブ装置やコイル、そしてそのアプリケーションは必要不可欠である。高性能電子機器は、高精度の回路と制御技術を有しており、これらの電子機器は、誤動作や電気火災を防止するために、効率的かつ正確に管理される必要がある高エネルギー密度を有しているからである。したがって、すべての電子機器回路、基板、制御ユニットには、専用の導電性テスト・インターフェースまたはスポットがあることが、当技術分野における標準的な業界慣行となっている。これらのテストスポットの位置と方向は、機器によって異なる。例えば、テストスポットは、動作中または任意の動作状態中に印加される周波数を「聞く」ためにプローブされ、電子機器回路、基板、または制御ユニットがエネルギー負荷を正しく管理することを確認するために信号が測定される。

電子機器試験装置は、電子機器や半導体の技術革新者のニーズに追いつかない傾向がある。一例を挙げれば、窒化ガリウムや炭化ケイ素を含むような先端半導体を製造する半導体メーカーは、特性評価、品質保証、研究開発のために高性能プローブを必要としている。別の例では、太陽光発電や風力発電の企業が、再生可能エネルギーを電気に変換するインバーター、トランスミッター、その他のパワーエレクトロニクスの開発と試験に高性能プローブを必要としている。また、防衛関連企業や航空宇宙企業も、航空電子工学、通信、レーダー、その他の高周波システムの試験・開発に高性能プローブを必要としている。

１つのプローブヘッドを用いてＤＵＴ上の広範囲の試験点に到達し、信号品質の損失を被ることなく１つのＤＵＴに接続する複数のプローブを有することができることは、プローブヘッドを設計する際の重要な性能指標のうちのいくつかである。しかし、従来の試験装置では、ＤＵＴ上の複数の専用試験点を同時にプローブ接続すると、信号品質が低下するという問題がありました。

確立されたプローブヘッドは、重大な欠点がないわけではない。例えば、手持ち式プローブヘッドを使用することは、難儀であり、時間がかかることがある。高電圧を伴う危険な環境では、手持ち式プローブを使用することは容易に実行可能ではない場合がある。また、従来のプロービング装置は、オーバーヒートによる長時間のテストには適していない。

手持ち式のプロービング機器は一般的に多くのスペースを必要とするため、限られたスペースに設置できる手持ち式のプローブヘッドの数には限りがあり、高密度の電子部品アセンブリに従来のプロービング機器を複数使用することは困難又は不可能である。この業界では、ＤＵＴの近傍でプロービング装置が必要とするスペースの削減が試みられきた。従来のプロービング機器をスタンドに取り付けたり、従来の機器を試験点から遠ざけたりして狭いスペースに到達させるには、チップケーブルを長くし、９０°で曲げる必要がありる。プローブチップがＤＵＴの試験点に取り付けられたり接触したりすると、曲げられた入力ケーブルからの曲げ応力がプローブチップを介してＤＵＴに加わる可能性がある。これはＤＵＴの損傷につながり、配置されたプローブヘッドの安定性を低下させる可能性がある。さらに、電気的性能と信号忠実度は通常、入力ケーブルの長さが長くなるにつれて低下する。

従来のプロービング機器には、高周波、大電力、高電圧のシナリオにおける帯域幅とコモンモード除去比に関する限界もある。例えば、従来のプロービング機器では、小さな信号がより大きなコモンモード電圧に覆われている場合、小さな信号を正確に測定することが困難である。特に、ＤＵＴは高電圧スイッチ用のパワーエレクトロニクス機器である。別の例では、従来のプロービング機器では、無線周波数アプリケーションや高速デジタル回路で典型的な、非常に高速に変化する信号を正確に測定することが困難だった。

したがって、大幅な改善の余地が残されていた。

信号の忠実度を高め、測定テスト・ポイントへの物理的ストレスを低減した測定を実現するために、より短い入力ケーブルを有するプローブヘッドが必要である。このプローブヘッドは、高帯域幅を正確に分解し、大きなコモンモード電圧の存在下でも微小差動信号を測定でき、広い温度範囲で長時間動作可能である。

一実施形態では、プローブヘッドは、長手方向軸線に沿って接合された第１のハウジング部分および第２のハウジング部分を有するハウジングを備え、ハウジングは、遠位端に円筒状部分を有し、入力角を有して傾いた切断部分の方へ先細になる近位端を有する。プローブヘッドはまた、傾いた切断部分の切断された端面を有し、入力軸線に対して垂直に方向付けられた入力開口部を有する。

別の実施形態では、プローブヘッドは、長手方向軸線、近位端、及び遠位端を有するハウジングを備える。近位端は、入力角で長手方向軸線に対して一定の角度で傾いた円錐台部分と、アナログ信号入力部とを備える。デジタル信号出力部は、ハウジングの遠位端に設けられている。

いくつかの実施形態では、プローブヘッドは、外部支持構造を受けるためのマウントを有する。プローブヘッドは、プローブチップが被試験機器（ＤＵＴ）上の試験点と接触するように配置され、試験点、プローブチップ、及び入力ケーブルは、入力軸線に沿ってプローブヘッド近位端と整列する。

添付の図面は本開示のいくつかの実施形態を示す。説明と共に、それらは、本開示の原理を説明するのに役立つ。
図１は例示的なプローブヘッドの左側面図である。 図２は例示的なプローブヘッドを左前方から見た斜視図である。 図３は例示的なプローブヘッドを右後方から見た斜視図である。 図４Ａはねじノブ構成の電源格納部を備えた例示的なプローブヘッドの右側面図である。 図４Ｂは例示的なプローブヘッドの右側拡大図である。 図５は例示的なプローブヘッドアセンブリの左側内部を示す図である。 図６は交換可能な電源オプションの模式図である。 図７は、スタンドを有する例示的なプローブヘッドアセンブリの左側面図である。 図８はスタンドを有する例示的なプローブヘッドアセンブリの他の実施形態の左側面図である。

本開示は、一般に、高周波数、高帯域幅測定のための電子機器試験用途で使用されるプローブヘッドとその関連アセンブリ及びスタンドを提供する。本開示のプローブヘッドは、より短いチップケーブルの使用を可能にし、その結果、より高い信号忠実度の測定を実現し、特に試験点へのアクセスが困難な場合に、ＤＵＴ又は試験基板上の測定試験点にかかる応力を低減する。1つの目的は、高帯域幅の微小差動信号を正確に分解しながら、人間工学的な方法で広範囲のＤＵＴ試験点に汎用的に適用できるプローブヘッドを提供することである。また、ＤＵＴあたりのプローブヘッド密度を高め、ＤＵＴ上の複数の試験点を同時にプローブすることができるように、小さく限られた領域でＤＵＴに接続できるプローブヘッドを提供することも目的である。プローブヘッドのハウジングにバイポッドを取り付けるステップと、プローブヘッドのハウジングに入力チップを取り付けるステップと、プローブヘッドのチップを第３の脚として使用してプローブヘッドを安定させるステップとを含む、プローブヘッドを操作する方法が提供される。

このプローブヘッドは、試験・測定用途での信号伝送に適している。信号伝送は、アナログ、デジタル、またはアナログからデジタルへの信号伝送である。信号伝送は、アナログ入力信号とデジタル出力信号から構成される場合がある。アナログ入力信号は、無線周波数信号のような高周波信号であってもよい。デジタル出力信号は、光信号であってもよい。

以下の部分では、本開示の実施例および方法の詳細な説明を行う。好ましい実施例および代替的な実施例の両方の説明は例示的なものであり、当業者には、変形、修正、および変更が明らかであり得ることが理解される。したがって、実施例は、特許請求の範囲によって定義される本開示の基本的な態様の広さを制限するものではないことを理解されたい。
（図面の詳細説明）

次に図１を参照すると、例示的なプローブヘッドの左側面図が示されている。プローブヘッド１は、近位端５及び遠位端７を有するハウジング３から構成され得る。ハウジング３は、アナログ信号入力がハウジング近位端から受け取られ、デジタル信号出力がハウジング遠位端から出るように構成される。近位端５はアナログ信号入力の方を向くハウジング端であってもよい。遠位端７はデジタル信号出力の方を向くハウジング端であってもよい。ハウジング３は、長手方向軸線９に沿って延びる円筒部分１１を含んでいてもよい。円筒部分１１は、遠位端７から近位端の傾いた切断部分に向かって延びていてもよい。円筒部分１１は、上側部分と下側部分とから構成されてもよい。円筒部分１１は、触覚的、デザイン的、または技術的な理由のために突出要素を含んでいてもよい実質的に平行な円筒面を含んでいてもよい。ハウジング３は、好ましくはその近位端に、入力開口部１９を含んでいてもよい。入力開口部１９は、アナログ信号線、アナログプローブチップ、アナログプローブチップコネクタなどの信号入力部品用のポート、ハブ、またはインターフェースとして構成することができる。

ハウジング３は、少なくとも金属層又は電気絶縁特性を有する固体層で構成することができる。好ましくは、ハウジング３は、金属のコア層と、電気絶縁特性を有するクラッド層とから構成される。例えば、コア層は黄銅などの金属であってもよく、電気絶縁層はゴム被覆であってもよい。

好ましい実施形態では、プローブヘッドは傾斜している。その近位端５において、ハウジング３は傾いた切断部分１３へと頂点に達する。傾いた切断部分１３は、アナログ信号入力用のポート又はインターフェースを提供する。傾いた切断部分１３は、入力軸線１５に沿って延び、入力角１７で長手方向軸線９から下方に傾斜している。傾斜とは、長手方向軸線９と入力軸線１５との間の角度を、前方を向いた視点から長手方向軸線９から下方に回転させたものである。傾斜は、約４０°～６０°の範囲であり得る。好ましい実施形態は、４５°、５０°、５５°、又は６０°の傾斜角を有することができる。

傾いた切断部分１３は、ハウジングの近位端に切断された端面１８を有する円錐形状を有することができる。切断された端面１８は、入力軸線１５に対して垂直である。切断された端面１８の入力開口部１９は円形の断面を有するが、他の実施形態では、多角形や三角形などの他の形状の入力開口部を有してもよい。入力開口部１９は、入力軸線１５に対して垂直な方向を向いている。信号線ケーブル、プローブチップ、及びそれらに関連するアダプタなどの信号入力機器は、入力開口部１９に取り付けられるか、又は入力開口部１９に通される。入力開口部１９ＤＵＴと正面から向き合うように配置されており、これによりＤＵＴとの実質的に直線的な接続が可能になる。このような構成により、ＤＵＴの試験点に接続される際、信号ケーブルの屈曲のような信号入力線の屈曲が最小限に抑えられる。例示的な構成により、ＤＵＴの試験点におけるプローブチップの接触圧が増加するため、電気的性能又は信号品質が向上する。さらに、曲げモーメントが減少するため、プローブチップがＤＵＴ試験点に与える応力が減少し、プローブヘッドがより安定する。

いくつかの実施形態では、プローブヘッドのハウジング３は、入力開口部に向かって狭くなり、出口部分に向かって広くなる。複数のプローブヘッドを同時に使用して、限られたスペースで１つのＤＵＴの複数の試験点を測定することができる。

傾いた円錐台部分１３、入力角１７によって規定される下向きの方向を向くことができ、ＤＵＴ上の試験スポットと入力開口部との間の距離が短くなる。傾斜を有する構成により、チップケーブルを短くすることができ、これにより、信号忠実度が向上し、ＤＵＴの試験点へのストレスが少なくなる。チップケーブルの長さは約１～１０ｃｍで、好ましい例は２ｃｍ、３ｃｍ、４ｃｍ、５ｃｍ、又は６ｃｍである。

傾いた円錐台部分１３は、円筒部分１１と合体してもよい。入力開口部１９は傾いた円錐台部分１３の狭い端部に設けられてもよい。傾いた円錐台部分のこの切断された端面は、傾いた円錐台部分の軸線に対して垂直に向いていてもよい。したがって、図１に示す例では、傾いた切断部分の軸は、入力軸線として定義される。傾いた円錐台部分は、第１の円筒部分の外套面を越えて突出するように構成することができる。

遠位端７において、プローブヘッドハウジング３は、出力軸線２３及び出力開口部２５を有する出力部２１を構成することができる。出力部２１は、デジタル信号出力、特に光信号出力用のポート、ハブ、またはインターフェースとして構成することができる。例えば、出力部は、光ケーブルがハウジング３の内部から出力開口部２５を介して外部に延びることができるように構成することができる。出力部は、遠位端７に面する出力部端面２８を含んでいてもよい。円筒部分１１は、遠位端表面８を含んでいてもよい。出力部２１は、出力部端面２８が円筒部分１１の遠位端表面８と接続するように、円筒部分１１から突出してもよい。

出力軸線２３は、長手方向軸線９から下方に、ハウジング３の遠位端７に向かって傾斜していてもよい。出力部２１は、突出部として構成され、出力角２７で円筒部分１１の外套面から突出していてもよい。出力部２１の基端部は、ハウジング３の遠位端と合体してもよい。出力開口部２５は、ハウジング３の遠位端７に面して、出力部２１の基部に設けられていてもよい。

プローブヘッド１は、ハウジング３の円筒部分１１に設けられるプローブヘッドマウント２９から構成されることがある。プローブヘッドマウント２９は、マウント軸線３１を有することができる。プローブヘッドマウント２９は、スタンド、バイポッド（二脚）、モノポッド（一脚）、アーム、足、又はそれらの組み合わせ、あるいは図７及び図８に示すような外部支持構造を受けるように構成することができる。好ましい実施形態では、プローブヘッドマウント２９は、プローブヘッドの重心に実質的に配置され、最適なバランスと安定性を提供する。プローブヘッドマウントは、傾いた円錐台部分と同じ方向又は下方を向いていてもよい。好ましい実施形態では、プローブヘッドマウントは、傾いた円錐台部分と出力部分との間の円筒部分の底部１４側に配置される。

プローブヘッド１は、長手方向軸線９、入力軸線１５、出力軸線２３、及びマウント軸線３１がすべて１つの平面に位置するように構成されてもよく、この平面は垂直面であってもよい。入力軸線１５、出力軸線２３、及びマウント軸線３１は、異なる交差位置で長手方向軸線９と交差してもよい。あるいは、入力軸線１５、出力軸線２３、及び／又はマウント軸線３１は、共通の位置で長手方向軸線９と交差してもよい。

次に図２を参照すると、例示的なプローブヘッドの左前方から見た斜視図が示されている。例示的な実施形態は、単一の部分又は複数の部分からなるハウジングを構成することができる。図２の例示的な実施形態は、長手方向軸線に沿って接合された第１のハウジング部分３３及び第２のハウジング部分３５からなるプローブヘッド１のハウジング３を有する。とはいえ、代替的な実施形態は、第１の部分、第２の部分、及び第３の部分、又はは他の複数の部分を有するハウジングから構成されてもよい。第１のハウジング部分３３及び第２のハウジング部分３５は、垂直面において実質的に対称であってもよい。垂直面は、長手方向軸線９と入力軸線１５とによって画定される。好ましくは、垂直面は、長手方向軸線９、入力軸線１５、出力軸線２３、及びマウント軸線３１によって画定される。ゴムコーティングは、第２のハウジング部分と第２のハウジング部分とを互いにシールしてもよい。

プローブヘッド１は、信号入力線が取り付けられるチップコネクタ３７と組み合わせて示されている。チップコネクタ３７は、アナログ信号入力に適しており、ＭＭＣＸアダプタなどのアナログ信号アダプタの業界標準に準拠している場合がある。

プローブヘッドマウント２９は、マウント軸線３１に沿ってハウジング３から下方に突出する矩形断面を有することができる。プローブヘッドマウント２９は、シューマウントで構成することができる。シューマウントは、ホットシューマウントまたはコールドシューマウントとすることができる。

次に図３を参照すると、例示的なプローブヘッドの右後方から見た斜視図が示されている。プローブヘッド１のハウジング３は、電源格納部３９を構成することができる。電源格納部３９は、ハウジング３の内側に設けられてもよい。電源格納部３９は、ハウジング３の円筒部分１１に沿って設けられてもよい。好ましくは、電源格納部３９は、ハウジング３の円筒部分１１の頂部１２に沿って設けられる。プローブヘッド1は、電源格納部開口４１と、電源格納部開口４１を開閉するのに適した電源格納部ロック４２とを備えることができる。電源格納部開口４１及び電源格納部ロック４２は、ハウジング３の遠位端７に設けることができる。電源格納部ロック４２2は、スクリューヘッド構成で提供されてもよく、その場合、電源格納部ロック４２は、ハウジングと同一平面になるように電源格納部開口４１に実質的に埋め込まれているか、又は凹んでいる。ねじ頭部構成の電源格納部ロック４２は、溝付きねじ、プラスねじ頭部、六角ねじ頭部などで構成することができる。

次に図４Ａを参照すると、ねじノブ構成の電源格納部ロックを備えた例示的なプローブヘッドの右側面図が示されている。電源格納部ロック４３は、電源格納部ロック４３を電源格納部開口４１に手動で組み立てたり分解したりするのに適した電源格納部ねじノブ４５で構成することができる。電源格納部ねじノブ４５は、電源格納部ロック４３の工具なしの組み立て及び分解を可能にするように構成され、ハウジングから突出していてもよい。

次に図４Ｂを参照すると、例示的なプローブヘッドの右側面図の分解図が示されている。分解図は、プローブヘッド1、電源格納部ロック４３、及びバッテリ４９を、プローブヘッド１の長手方向軸線９に沿って実質的に分解して示している。バッテリは単三型である。電源格納部ロック４３は、ねじノブ構成で示されており、電源格納部ねじノブ４５と、電源格納部開口４１にねじ込むように構成されたねじ山４７とから構成される場合がある。組み立てられた構成では、バッテリ４９が電源格納部３９に挿入され、電源格納部ロック４３を電源格納部開口４１に固定するために手動でねじノブを操作することにより、電源格納部３９が密閉される。

図５を参照すると、例示的なプローブヘッドアセンブリの左側内部の図が示されている。例示的なプローブヘッドアセンブリ５１は、プローブヘッド１、信号入力アセンブリ５３、及び信号出力アセンブリ５５から構成される。信号入力アセンブリ５３は、入力開口部１９を介してプローブヘッド１に取り付けることができる。信号入力アセンブリ５３は、チップコネクタ３７、入力ケーブル５７、およびプローブチップ５９から構成される場合がある。信号入力アセンブリ５３は、ＤＵＴ６１からの効率的なアナログ信号の取り出しに適し、最適化された構成要素で構成されてもよい。入力ケーブル５７及び／又は入力コネクタは、ＭＭＣＸ、ＭＣＸなどのような信号入力コネクタ規格に準拠するか、又はそれに適合するアナログ信号伝送器であってよい。チップコネクタ３７は、解除可能なねじ又はサムホイールのような締結具で構成されてもよい。信号出力アセンブリ５５は、デジタル信号出力用の光ファイバケーブル６３と、曲げリミッター６５とから構成することができる。

プローブヘッド１は、第１のハウジング部分３３のみが示されており、第２のハウジング部分３５が取り外されて内部空間６６が現れている。プローブヘッド１は、アナログ信号処理用の回路基板６７と、回路基板に接続された雄コネクタプラグ７１と、電源格納部３９と、内部空間内のアナログ信号からデジタル信号への変換用のアナログ／デジタル信号トランスミッター６９とを備えることができる。好ましい実施形態では、回路基板は、プローブヘッドの円筒部分から傾いた切断部分まで延びている。回路基板は、プローブヘッドの近位端に向かって細くなる傾いた切断部分の内部空間に適合するように、不規則な台形のような不規則な多角形の形状を有することができる。

プローブヘッドアセンブリ５１の動作中、プローブチップ５９はＤＵＴ６１に接触し、アナログ信号を取り出す。これらの信号は、アナログ入力ケーブル５７及びチップコネクタ３７を介してプローブヘッド１に伝送される。プローブヘッド１の内部では、アナログ信号は雄コネクタプラグ７１を介して取り出され、アナログ信号処理のために回路基板６７に伝送される。その後、アナログ-デジタル信号トランスミッター６９は、電源格納部３９から取り出された電力を使用して、処理されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。アナログ-デジタル信号トランスミッター６９は、アナログ-光アナログ-デジタル信号トランスミッターであってもよい。デジタル信号は、信号出力アセンブリを介して出力され又は生成されてもよい。具体的には、アナログ-デジタル信号トランスミッター６９は、デジタル信号を光ファイバケーブル６３に注入し、光ファイバケーブル６３は、デジタル信号を外部のデジタル信号後処理装置に導く。プローブヘッド１は、光ファイバケーブル６３を介してプローブヘッド１を離れる前にデジタル信号を処理するように構成されたデジタル信号処理装置を含んでいてもよい。プローブヘッド１は、アナログ／デジタル信号送信機を受信する送信チャンバを構成することができる。プローブヘッド１は、信号トランスミッターを一定の所定の温度に保つように構成された温度制御装置を含んでいてもよい。

次に図６を参照すると、交換可能な電源オプションの概略図が示されている。概略図は、プローブヘッド１、信号入力アセンブリ５３、及び信号出力アセンブリ５５からなるプローブヘッドアセンブリ５１を示す。電源格納部３９は、バッテリ４９、絶縁型電源アダプタ７３、及び／又は光給電アダプタ７５のうちの少なくとも１つを電源として使用することを可能にするモジュール構成を有することができる。

電源格納部３９は、バッテリ４９、絶縁型電源アダプタ７３、又はプローブヘッド１内の光給電アダプタ７５のいずれかを受け入れるように構成することができる。第１の構成では、単三型またはリチウムイオン（１８６５０）型の電池が電源格納部３９に挿入される。第２の構成では、絶縁型電源アダプタ７３が電源格納部３９に挿入される。第３の構成では、光給電アダプタ７５が電源格納部３９に挿入される。

第１の構成では、プローブヘッド１はバッテリのみで駆動することができる。これにより、追加の電気接続を省略し、光給電ケーブルなしでプローブヘッド１を操作することができる。光給電ケーブルなしで動作できることで、プローブヘッド１の使用可能なケースの幅が広がる。プローブヘッド１に電力を供給するための追加の電気ケーブルが不要になることで、プローブヘッド１の使用が簡素化され、操作の安全性が向上し、電線を流れる電気によって発生する電磁界が回避される。

第２の構成では、プローブヘッドは絶縁型電源アダプタによってのみ電力を供給することができる。これにより、光給電ケーブルなしでプローブヘッド１を操作することもできる。したがって、絶縁型電源アダプタ構成でプローブヘッド１を操作することは、適切な電源があればどこでも可能である。

第３の構成では、プローブヘッド１は、光給電ケーブルによってのみ電力を供給することができる。このようなアダプタは、プローブヘッドが必要とする電力レベルを監視および調整するために、読み取りおよび分析可能なインテリジェントデータを提供するセンサーで構成することができる。光給電を介してプローブヘッドを操作することにより、プローブヘッドは光ケーブルを介して遠隔地から給電され、機器と電源の間は電気的に絶縁される。この構成では、プローブヘッドを危険な電圧から保護することができ、電磁界や電気ケーブルの存在を避けることが重要な環境でも使用することができる。

次に図７を参照すると、スタンド付きの例示的なプローブヘッドアセンブリの左側面図が示されている。プローブヘッドアセンブリ５１は、プローブヘッド１、信号入力アセンブリ５３、信号出力アセンブリ５５、及びプローブヘッドスタンド７７の組み合わせとして示されている。プローブヘッドスタンド７７は、シューマウントであってもよいプローブヘッド１のプローブヘッドマウント２９に接続されていてもよい。プローブヘッドスタンド７７は、プローブヘッド１に解除可能に取り付けることができる。プローブヘッドスタンド７７は、モノポッド構成で提供されてもよい。モノポッド構成では、プローブヘッドスタンド７７は、モノポッドスタンドマウント部７９と、モノポッド脚部８１と、モノポッド足部８３とから構成される。プローブヘッドスタンド７７は、モノポッドスタンドマウント部７９を介してプローブヘッドマウント２９に取り付けることができる。モノポッドスタンドマウント部７９は、モノポッド傾動可能ジョイント部８５を介してモノポッド脚部８１に接続されてもよい。モノポッド脚部は、上脚８７と下脚８９とから構成することができる。上脚８７と下脚８９は、モノポッド傾動可能ジョイント部８５を介してヒール型ジョイントで接続されてもよい。モノポッド足部８３は、Ｖ字型に配置された２つの前方爪先部９１と、1つの後方爪先部９３とから構成されてもよい。

図８を参照すると、スタンド付き例示的プローブヘッドアセンブリの代替実施形態の左側面図が示されている。この特定の実施形態では、ＤＵＴの構造要素９８、又は壁、ハウジング、ブラケット、ファスナー、ヒートシンク、冷却フィン、ケーブル、または他のプロービングデバイスなどのＤＵＴの他の障害物、難読物、または拡張面の存在により、試験点が狭く、届きにくい場所にあるＤＵＴの試験点９６にプローブチップが接触する様子を示している。入力ケーブルは、構造要素に巻き付いたり、曲げたり、手を伸ばしたりするのではなく、実質的にまっすぐで、入力ケーブル材料の自然な曲げ半径の許容範囲内にある。試験点とプローブチップは、プローブヘッドの近位端を試験点から離して配置するのではなく、プローブヘッドの近位端に合わせる。入力ケーブルは比較的短く、長さは約３ｃｍ～６ｃｍである。

プローブヘッドアセンブリ５１は、プローブヘッド１、信号入力アセンブリ５３、信号出力アセンブリ５５、及びプローブヘッドスタンド７７の組み合わせとして示されている。プローブヘッドスタンド７７は、シューマウントであってもよいプローブヘッド１のプローブヘッドマウント２９に接続されてもよい。プローブヘッドスタンド７７は、プローブヘッド１に解除可能に取り付けることができる。プローブヘッドスタンド７７は、バイポッド構成で提供されてもよい。バイポッド構成のプローブヘッドスタンド７７は、左バイポッド脚９７、右バイポッド脚９９及びバイポッドスタンドマウント部９５から構成されることがある。バイポッド構成のプローブヘッドスタンド７７は、バイポッドスタンドマウント部９５を介してプローブヘッド１のマウントに取り付けられることができる。バイポッドスタンドマウント部９５は、バイポッド傾斜可能ジョイント部１０１を介して、左バイポッド脚９７及び右バイポッド脚９９に接続されてもよい。左バイポッド脚９７と右バイポッド脚９９は、互いに堅固に連結されていてもよいし、一体に形成されていてもよい。

プローブヘッド１は、信号入力アセンブリ５３の入力チップ５９が、プローブヘッドアセンブリ５１を安定させるための第３の脚として機能するように構成することができる。入力チップ５９がＤＵＴ６１に接触する状態では、プローブヘッドアセンブリ５１は、左バイポッド脚９７、右バイポッド脚９９、及び試験基板に接触する入力チップの上に静止することができる。この構成では、３点が確立され、動作中にプローブヘッドアセンブリ５１の確実な位置決めが提供される。

プローブヘッドの入力開口部１９は、ＤＵＴ６１に向かって下を向くことができる。これは、ハウジングの傾いた切断部分１３が約５０°の傾斜で下を向いており、入力開口部１９がハウジング３の傾いた切断部分１３に設けられている場合に起こり得る。前傾したプローブヘッドを所定の位置に固定するために必要な垂直力は、ＤＵＴ１６からプローブチップ５９及び信号入力アセンブリの他の部分を介してプローブヘッドに分配することができる。

（結論）
本開示を例示的な実施形態の観点から説明してきたが、本開示はこれに限定されない。この例示的な実施形態の説明は、添付図面の図に関連して理解されるように設定されており、これらの図は、本明細書全体の一部とみなされる。「下方」、「上方」、「水平」、「垂直」、「上」、「下」、「上へ」、「下へ」、「頂部」、「底部」、「後部」、及び「前部」などの相対的な用語、並びに「水平に」、「下方に」、及び「上方に」などの派生語は、そのときに説明された向き、または議論中の特定の図に示された向きを指すものと解釈されるべきである。これらの相対的な用語は、説明の便宜のためであり、プローブヘッドを特定の向きで構成または操作することを要求するものではない。「接続された」などの取り付けや結合に関する用語は、明示的に別段の記載がない限り、可動式または剛性式の取り付けや関係と同様に、構造体が直接または介在する構造体を介して間接的に互いに固定または取り付けられる関係を指す。

本明細書には多くの具体的な実施の詳細が記載されているが、これらの詳細は、いかなる開示の範囲または特許請求され得るものに対する制限として解釈されるべきではない。これらの例示的な実施形態は、様々な改変を受ける可能性があり、代替形態で提示される可能性があることを理解されたい。本開示の原理、態様、および実施形態を説明する本明細書における記載はすべて、その構造的等価物および機能的等価物の両方を包含することを意図している。さらに、そのような等価物には、現在知られている等価物および構造に関係なく同じ機能を果たす将来開発される要素の両方が含まれることが意図される。特許請求の範囲は、開示された特定の実施形態、変更形態、および代替形態に限定されることを意図するものではなく、本開示の精神および範囲に属する全ての変更形態、等価物、および代替物を網羅することを意図する。

１ プローブヘッド
２ 電気絶縁層
３ ハウジング
５ 近位端
７ 遠位端
８ 遠位端表面
９ 長手方向軸線
１１ 円筒部分
１２ 円筒部分の頂部
１３ 傾いた切断部分（円錐台部分）
１４ 円筒部分の底部
１５ 入力軸線
１７ 入力角
１８ 切断された端面
１９ 入力開口部
２１ 出力部
２３ 出力軸線
２５ 出力開口部
２７ 出力角
２８ 出力部端面
２９ プローブヘッドマウント
３１ マウント軸線
３３ 第１のハウジング部分
３５ 第２のハウジング部分
３７ チップコネクタ
３９ 電源格納部
４１ 電源格納部開口
４３ 電源格納部ロック
４５ 電源格納部ねじノブ
４７ ねじ山
４９ バッテリ
５１ プローブヘッドアセンブリ
５３ 信号入力アセンブリ
５５ 信号出力アセンブリ
５７ 入力ケーブル
５９ プローブチップ
６１ 被試験機器（ＤＵＴ）
６３ 光ファイバケーブル
６５ 曲げリミッター
６６ 内部空間
６７ 回路基板
６９ アナログ－デジタル信号トランスミッター
７１ 雄コネクタプラグ
７３ 絶縁型電源アダプタ
７５ 光給電アダプタ
７７ プローブヘッドスタンド
７９ モノポッドスタンドマウント部
８１ モノポッド脚部
８３ モノポッド足部
８５ モノポッド傾動可能ジョイント部
８７ 上脚
８９ 下脚
９１ 前方爪先部
９３ 後方爪先部
９５ バイポッドスタンドマウント部
９６ 試験点
９７ 左バイポッド脚
９８ ＤＵＴ構造要素
９９ 右バイポッド脚
１０１ バイポッド傾斜可能ジョイント部

Claims (28)

1. プローブヘッドであって、
   長手方向軸線に沿って接合された第１のハウジング部分と第２のハウジング部分とを有するハウジングであって、遠位端に円筒部分を有すると共に、一定の入力角を有して傾いた切断部分へと先細りになっている近位端を有する、ハウジングと、
   入力軸線に対して垂直に方向付けられた入力開口部を有する前記傾いた切断部分の切断された端面と、
   を有するプローブヘッド。
2. 外部支持構造を受けるように構成されたプローブヘッドマウントを更に備え、
   該プローブヘッドマウントは、円筒状ハウジングの底部側に設けられ、マウント軸線を有する、請求項１に記載のプローブヘッド。
3. 前記外部支持構造はバイポッド又はモノポッド構造である、請求項２に記載のプローブヘッド。
4. 前記入力開口部において前記プローブヘッドに取り付けられるチップコネクタを更に備える、請求項１に記載のプローブヘッド。
5. 前記チップコネクタに取り付けられる入力ケーブルを更に備える、請求項４に記載のプローブヘッド。
6. 前記入力軸線に沿って前記入力ケーブルに接続されたプローブチップを更に備える、請求項５に記載のプローブヘッド。
7. 前記プローブチップは、被試験機器（ＤＵＴ）の試験点に接触し、該試験点、前記プローブチップ、前記入力ケーブルは、前記入力軸線に沿って前記プローブヘッドの近位端と整列している、請求項６に記載のプローブヘッド。
8. 前記試験点はＤＵＴ構造要素によって不明瞭化されている、請求項７に記載のプローブヘッド。
9. 前記入力ケーブルは実質的に直線である、請求項７に記載のプローブヘッド。
10. 前記入力ケーブルは約３～６ｃｍの長さを有する、請求項７に記載のプローブヘッド。
11. 前記入力ケーブルは実質的に直線である、請求項８に記載のプローブヘッド。
12. 前記入力ケーブルは約３～６ｃｍの長さを有する、請求項８に記載のプローブヘッド。
13. デジタル信号出力のための光ファイバケーブルを有する信号入力アセンブリを更に備える、請求項１に記載のプローブヘッド。
14. モジュール式の電源格納部を更に備える、請求項１に記載のプローブヘッド。
15. 長手方向軸線、近位端、及び遠位端を含むハウジングを備えるプローブヘッドであって、
    前記近位端は、
    一定の入力角で前記長手方向軸線に対して傾いた円錐台部分と、
    前記傾いた円錐台部分に設けられたアナログ信号入力部と、
    前記ハウジングの前記遠位端に設けられたデジタル信号出力部と、
    を備えるプローブヘッド。
16. 前記傾いた円錐台部分は、前記近位端の方に向かって、かつ入力軸線に沿って先細りし、切断された端面が前記ハウジングの前記近位端に設けられ、前記アナログ信号入力部が前記切断された端面に設けられている、請求項１５に記載プローブヘッド。
17. 前記切断された端面は入力軸線に対して垂直である、請求項１５に記載のプローブヘッド。
18. 前記ハウジングが、前記長手方向軸線に沿い、かつ前記遠位端と前記傾いた円錐台部分との間に延びる円筒部分を備え、
    前記傾いた円錐台部分は前記入力軸線の方向において前記円筒部分を越えて延びている、
    請求項１７に記載のプローブヘッド。
19. 前記長手方向軸線と前記入力軸線との間の角度は約４０°～６０°である、請求項１８に記載のプローブヘッド。
20. 前記円筒部分は出力部を備え、
    該出力部は、出力軸線に沿って所定の出力角で前記円筒部分から突出し、
    前記出力角は前記長手方向軸線に対して角度を成し、
    前記出力角は前記出力部が前記遠位端に向かって突出するように構成されている、
    請求項１５に記載のプローブヘッド。
21. 前記出力部は前記出力軸線に垂直な出力端面を備え、
    前記デジタル信号出力部は前記出力端面に設けられている、
    請求項２０に記載のプローブヘッド。
22. 前記出力部は、前記出力端面が前記円筒部分の遠位端面と接続するように突出する、
    請求項２１に記載のプローブヘッド。
23. 前記プローブヘッドは、マウント軸線を有するプローブヘッドマウントを更に備え、
    前記プローブヘッドマウントは前記円筒部分の上に配置されている、
    請求項２０に記載のプローブヘッド。
24. 前記プローブヘッドマウントは前記入力軸線の半径方向成分と同一である半径方向において前記円筒部分の上に配置されている、
    請求項２３に記載のプローブヘッド。
25. 前記プローブヘッドは、前記長手方向軸線、前記入力軸線、前記出力軸線、及び前記マウント軸線がすべて１つの平面内にあるように構成される、
    請求項２３に記載のプローブヘッド。
26. 前記ハウジングは、第１のハウジング部分と第２のハウジング部分とを備える、
    請求項１５に記載のプローブヘッド。
27. 前記第１及び第２のハウジング部分は前記長手方向軸線に沿って延びる平面に沿って分離されている、
    請求項２６に記載のプローブヘッド。
28. 前記第１及び第２のハウジング部分は、前記長手方向軸線に沿って延びる垂直面に関して対称であるように構成されている、
    請求項２７に記載のプローブヘッド。