JP6899559B2 - Non-contact surface potential measuring device, measuring jig, and non-contact surface potential measuring method - Google Patents
Non-contact surface potential measuring device, measuring jig, and non-contact surface potential measuring method Download PDFInfo
- Publication number
- JP6899559B2 JP6899559B2 JP2017061786A JP2017061786A JP6899559B2 JP 6899559 B2 JP6899559 B2 JP 6899559B2 JP 2017061786 A JP2017061786 A JP 2017061786A JP 2017061786 A JP2017061786 A JP 2017061786A JP 6899559 B2 JP6899559 B2 JP 6899559B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electric field
- field strength
- unit
- surface potential
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Description
本発明は、非接触表面電位測定装置、測定治具及び非接触表面電位測定方法に関する。 The present invention relates to a non-contact surface potential measuring device, a measuring jig, and a non-contact surface potential measuring method.
従来、測定対象である電圧発生源(以下、「測定対象物」という。)の表面電位を非接触で測定する非接触表面電位測定装置が知られている。この非接触表面電位測定装置は、測定対象物からの電界強度を測定し、この測定した電界強度に基づいて、当該測定対象物の表面電位を計測する。(例えば、特許文献1) Conventionally, a non-contact surface potential measuring device for measuring the surface potential of a voltage generation source (hereinafter referred to as “measurement target”) to be measured in a non-contact manner has been known. This non-contact surface potential measuring device measures the electric field strength from the object to be measured, and measures the surface potential of the object to be measured based on the measured electric field strength. (For example, Patent Document 1)
ここで、測定対象物の周囲に別の電圧発生源が配置されている場合がある。この場合には、測定対象物の電界強度を測定したとしても、その測定値は、周囲にある電圧発生源からの電界の影響を受けてしまう。そのため、測定対象物の周囲に別の電圧発生源が配置されている場合には、測定対象物の表面電位を正確に計測することができない。 Here, another voltage generation source may be arranged around the object to be measured. In this case, even if the electric field strength of the object to be measured is measured, the measured value is affected by the electric field from the surrounding voltage generation source. Therefore, when another voltage generation source is arranged around the object to be measured, the surface potential of the object to be measured cannot be accurately measured.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、測定対象物の周囲に別の電圧発生源が配置されている場合に、測定対象物の表面電位を正確に測定することができる非接触表面電位測定装置、測定治具及び非接触表面電位測定方法を提供することである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to accurately measure the surface potential of a measurement object when another voltage generation source is arranged around the measurement object. It is to provide a non-contact surface potential measuring device, a measuring jig and a non-contact surface potential measuring method which can be performed.
本発明の一態様は、測定対象であるN(1以上の整数)個の電圧発生源の表面電位を非接触で測定する非接触表面電位測定装置であって、前記電圧発生源の電界強度を測定する電界強度測定部と、各電圧発生源が発生する各電界強度を、前記各電圧発生源の表面電位に変換する変換係数群を記憶する記憶部と、前記変換係数群を用いて、前記電界強度測定部で測定された前記測定対象の電界強度を、前記表面電位に変換する変換部と、を備える非接触表面電位測定装置である。 One aspect of the present invention is a non-contact surface potential measuring device that non-contactly measures the surface potentials of N (integer or more) voltage generation sources to be measured, and measures the electric field strength of the voltage generation sources. The electric field strength measuring unit to be measured, a storage unit for storing a conversion coefficient group for converting each electric field strength generated by each voltage generation source into a surface potential of each voltage generation source, and the conversion coefficient group are used. It is a non-contact surface potential measuring device including a conversion unit that converts the electric field strength of the measurement target measured by the electric field strength measuring unit into the surface potential.
本発明の一態様は、上述の非接触表面電位測定装置であって、前記電界強度測定部を各電圧発生源の上方の所定位置に移動可能な第1移動部をさらに備え、前記電界強度測定部は、前記第1移動部により前記表面電位を測定する電圧発生源の上方の所定位置に移動させられた後に、当該電圧発生源の電界強度を測定する。 One aspect of the present invention is the non-contact surface potential measuring device described above, further comprising a first moving unit capable of moving the electric field strength measuring unit to a predetermined position above each voltage generation source, and measuring the electric field strength. The unit measures the electric field strength of the voltage generation source after being moved to a predetermined position above the voltage generation source for measuring the surface potential by the first moving unit.
本発明の一態様は、上述の非接触表面電位測定装置であって、前記第1移動部は、前記電圧発生源と前記電界強度測定部との間の鉛直方向の距離を一定に保ちながら前記電界強度測定部の水平方向の移動をガイドするガイドレールと、前記ガイドレールに沿って前記電界強度測定部を水平方向に移動させる駆動部と、を備える。 One aspect of the present invention is the non-contact surface potential measuring device described above, wherein the first moving unit maintains a constant vertical distance between the voltage generating source and the electric field strength measuring unit. A guide rail for guiding the horizontal movement of the electric field strength measuring unit and a driving unit for moving the electric field strength measuring unit in the horizontal direction along the guide rail are provided.
本発明の一態様は、上述の非接触表面電位測定装置であって、前記第1移動部を鉛直方向に昇降させることで、前記電界強度測定部と前記電圧発生源との間の鉛直方向の距離を変更可能な第2移動部と、前記電圧発生源と当該電圧発生源の上方の所定位置に配置された前記電界強度測定部との間の鉛直方向の距離を測定する距離測定部と、を備え、前記電界強度測定部は、前記第1移動部により前記表面電位を測定する電圧発生源の上方の所定位置に移動させられ、且つ前記第2移動部により当該電圧発生源との間の鉛直方向の距離が調整された後に、当該電圧発生源の電界強度を測定し、前記距離測定部は、前記電界強度測定部が前記電界強度を測定した場合に、前記鉛直方向の距離を測定し、前記変換部は、前記距離測定部で測定された距離に応じた変換係数群を前記記憶部から読み出し、読み出した変換係数群を用いて、前記電界強度測定部で測定された前記電界強度を、前記表面電位に変換する。 One aspect of the present invention is the non-contact surface potential measuring device described above, in which the first moving portion is moved up and down in the vertical direction in the vertical direction between the electric field strength measuring portion and the voltage generating source. A distance measuring unit that measures the vertical distance between the voltage generating source and the electric field strength measuring unit located at a predetermined position above the voltage generating source, and a distance measuring unit that can change the distance. The electric field strength measuring unit is moved to a predetermined position above the voltage generating source for measuring the surface potential by the first moving unit, and is moved to and from the voltage generating source by the second moving unit. After the vertical distance is adjusted, the electric field strength of the voltage generation source is measured, and the distance measuring unit measures the vertical distance when the electric field strength measuring unit measures the electric field strength. The conversion unit reads out a conversion coefficient group corresponding to the distance measured by the distance measuring unit from the storage unit, and uses the read conversion coefficient group to obtain the electric field strength measured by the electric field strength measuring unit. , Converted to the surface potential.
本発明の一態様は、上述の非接触表面電位測定装置であって、前記電圧発生源の位置と同一の位置に配置された1からi(i=1,…,N)番目の各電極に、N個の電圧ケースj(j=1,…,N)の電圧を印加させる電圧制御部と、前記変換係数群を算出する変換係数算出部と、を備え、前記電界強度測定部は、i番目の前記電極の上方の所定位置に配置され、前記電圧ケースjにおけるi番目の前記電極の前記電界強度Eijを測定し、前記変換係数算出部は、前記電圧Vijを各要素としたN行N列の行列である表面電位行列と、前記電界強度Eijを各要素としたN行N列の行列である電界強度行列と、に基づいて、前記変換係数群として前記変換係数の逆行列を算出する。 One aspect of the present invention is the above-mentioned non-contact surface potential measuring device, in which the 1st to i (i = 1, ..., N) th electrodes are arranged at the same position as the position of the voltage generation source. , A voltage control unit for applying the voltage of N voltage cases j (j = 1, ..., N) and a conversion coefficient calculation unit for calculating the conversion coefficient group, and the electric field strength measurement unit is i. Arranged at a predetermined position above the second electrode, the electric field strength E ij of the i-th electrode in the voltage case j is measured, and the conversion coefficient calculation unit uses the voltage V ij as each element of N. Based on the surface potential matrix, which is a matrix of rows and N columns, and the electric field strength matrix, which is a matrix of N rows and N columns with the electric field strength Eij as each element, the inverse matrix of the conversion coefficients as the conversion coefficient group. Is calculated.
本発明の一態様は、上述の変換係数群を算出するための測定治具であって、前記電圧発生源の位置と同一の位置に配置される電極と、前記電圧制御部の制御により、N個の電圧ケースj(j=1,…,N)の電圧を各電極に印加可能な電圧発生装置と、を備える測定治具である。 One aspect of the present invention is a measuring jig for calculating the above-mentioned conversion coefficient group, which is controlled by an electrode arranged at the same position as the position of the voltage generation source and the voltage control unit. A measuring jig including a voltage generator capable of applying the voltage of the voltage cases j (j = 1, ..., N) to each electrode.
本発明の一態様は、測定対象であるN(1以上の整数)個の電圧発生源の表面電位を非接触で測定する非接触表面電位測定方法であって、前記電圧発生源の電界強度を測定する電界強度測定ステップと、各電圧発生源が発生する各電界強度を、前記各電圧発生源の表面電位に変換する変換係数群を用いて、前記電界強度測定部で測定された前記測定対象の電界強度を、前記表面電位に変換する変換ステップと、を含む非接触表面電位測定方法である。 One aspect of the present invention is a non-contact surface potential measuring method in which the surface potentials of N (integer or more) voltage generation sources to be measured are measured in a non-contact manner, and the electric field strength of the voltage generating sources is measured. The measurement target measured by the electric field strength measuring unit using the electric field strength measuring step to be measured and a conversion coefficient group that converts each electric field strength generated by each voltage generation source into the surface potential of each voltage generating source. This is a non-contact surface potential measuring method including a conversion step of converting the electric field strength of the above into the surface potential.
本発明の一態様は、上述の非接触表面電位測定方法であって、前記電界強度測定部が前記電界強度を測定した場合に、前記電圧発生源と当該電圧発生源の上方の所定位置に配置された前記電界強度測定部との間の鉛直方向の距離を測定する距離測定ステップを更に含み、前記変換ステップは、距離測定ステップで測定された距離に応じた変換係数群を前記記憶部から読み出し、読み出した変換係数群を用いて、前記電界強度測定部で測定された前記電界強度を、前記表面電位に変換する、非接触表面電位測定方法である。 One aspect of the present invention is the above-mentioned non-contact surface potential measuring method, which is arranged at a predetermined position above the voltage generating source and the voltage generating source when the electric field strength measuring unit measures the electric field strength. A distance measuring step for measuring the vertical distance to the electric field strength measuring unit is further included, and the conversion step reads out a conversion coefficient group corresponding to the distance measured in the distance measuring step from the storage unit. This is a non-contact surface potential measuring method for converting the electric field strength measured by the electric field strength measuring unit into the surface potential by using the read conversion coefficient group.
以上説明したように、本発明によれば、測定対象物の周囲に別の電圧発生源が配置されている場合に、測定対象物の表面電位を正確に測定することができる。 As described above, according to the present invention, when another voltage generation source is arranged around the object to be measured, the surface potential of the object to be measured can be accurately measured.
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。なお、図面において、同一又は類似の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省く場合がある。また、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the inventions that fall within the scope of the claims. Also, not all combinations of features described in the embodiments are essential to the means of solving the invention. In the drawings, the same or similar parts may be designated by the same reference numerals to omit duplicate explanations. In addition, the shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for a clearer explanation.
明細書の全体において、ある部分がある構成要素を「含む」、「有する」や「備える」とする時、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含むことができるということを意味する。 When a part of the specification is to "include", "have", or "provide" a component, this does not exclude other components unless otherwise stated. It means that it can further include the components of.
以下、本発明の一実施形態に係る非接触表面電位測定装置、測定治具、及び非接触表面電位測定方法を、図面を用いて説明する。 Hereinafter, a non-contact surface potential measuring device, a measuring jig, and a non-contact surface potential measuring method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る非接触表面電位測定装置1の概略構成の一例を示す図である。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing an example of a schematic configuration of the non-contact surface
非接触表面電位測定装置1は、測定対象であるN(1以上の整数)個の電圧発生源100−1〜100−N(以下、電圧発生源100と総称する)の各表面電位を非接触で測定する。この電圧発生源100は、例えば、太陽電池の電極パターンなどである。
The non-contact surface
この電圧発生源100−1〜100−Nは、基板200の上に載置されている。本実施形態では、電圧発生源100−1〜100−Nが基板200の長手方向に規則的に載置されている。
The voltage generation sources 100-1 to 100-N are mounted on the
非接触表面電位測定装置1は、電界強度測定部10、距離測定部11、第1移動部12、及び処理部13を備える。
The non-contact surface
電界強度測定部10は、電圧発生源100から所定距離だけ離れた位置に配置されている。電界強度測定部10は、電圧発生源100の電界強度を非接触で測定する。電界強度測定部10は、測定した電界強度を処理部13に出力する。
The electric field
距離測定部11は、電圧発生源100と電界強度測定部10との間の鉛直方向の距離(以下、「測定距離」という。)hを測定する。距離測定部11は、測定した測定距離を処理部13に出力する。
The
第1移動部12は、電界強度測定部10を各電圧発生源100の直上に移動可能な構成を備える。第1移動部12は、処理部13からの移動信号に基づいて、各電圧発生源100の直上に電界強度測定部10を移動させる。なお、本実施形態では、距離測定部11と電界強度測定部10とは、一体に構成されている。ただし、本発明はこれに限定されず、第1移動部12は、電界強度測定部10を各電圧発生源100の上方の所定位置に移動させてもよい。すなわち、第1移動部12は、電界強度測定部10を各電圧発生源100の直上に移動させなくてもよい。
The first moving
第1移動部12は、ガイドレール121及び駆動部122を備える。
ガイドレール121は、電圧発生源100と電界強度測定部10との間の鉛直方向の距離を一定に保ちながら、基板200の長手方向(以下、単に「長手方向」という。)への電界強度測定部10の移動をガイドする。
駆動部122は、処理部13からの移動信号に基づいて、ガイドレール121に沿って電界強度測定部10を長手方向に移動させる。例えば、駆動部122は、電界強度測定部10をガイドレール121に沿って移動させるモータである。
The first moving
The
The
処理部13は、第1移動部12に移動信号を出力することで、電界強度測定部10を、各電圧発生源100−1〜100−Nの直上に移動させる。
処理部13は、電界強度測定部10が測定したN個の電界強度から変換係数群を用いて、各電圧発生源100−1〜100−Nの電界強度を、各電圧発生源100−1〜100−Nの表面電位に変換する。
By outputting a movement signal to the first moving
The
ここで、第1の実施形態に係る非接触表面電位測定装置1の電圧発生源100−1〜100−Nの表面電位の計測方法(以下、「本計測」という。)について説明する。なお、説明が煩雑になることを防ぐことを目的として、Nが3の場合について説明する。
Here, a method for measuring the surface potential of the voltage generation sources 100-1 to 100-N of the non-contact surface
処理部13は、第1移動部12に移動信号を出力することで、電界強度測定部10を電圧発生源100−1の直上に移動させる。電界強度測定部10が電圧発生源100−1の直上に移動すると、当該電界強度測定部10は、電圧発生源100−1の電界強度を測定する。ただし、この測定された電界強度は、電圧発生源100−1の直上の位置において測定される電圧発生源100−1、電圧発生源100−2、及び電圧発生源100−3の電界強度を含んだ値である。
The
次に、処理部13は、第1移動部12に移動信号を出力することで、電界強度測定部10を電圧発生源100−2の直上に移動させる。電界強度測定部10が電圧発生源100−2の直上に移動すると、当該電界強度測定部10は、電圧発生源100−2の電界強度を測定する。ただし、この測定された電界強度は、電圧発生源100−2の直上の位置において測定される電圧発生源100−1、電圧発生源100−2、及び電圧発生源100−3の電界強度を含んだ値である。
Next, the
最後に、処理部13は、第1移動部12に移動信号を出力することで、電界強度測定部10を電圧発生源100−3の直上に移動させる。電界強度測定部10が電圧発生源100−3の直上に移動すると、当該電界強度測定部10は、電圧発生源100−3の電界強度を測定する。ただし、この測定された電界強度は、電圧発生源100−3の直上の位置において測定される電圧発生源100−1、電圧発生源100−2、及び電圧発生源100−3の電界強度を含んだ値である。
Finally, the
処理部13は、電界強度測定部10が測定した3つの電界強度を取得する。そして、処理部13は、その3つの電界強度のそれぞれを、変換係数群を用いて表面電位に変換する。これにより、処理部13は、電圧発生源100−1、電圧発生源100−2、及び電圧発生源100−3のそれぞれの表面電位を求めることができる。
The
ここで、第1の実施形態に係る変換係数群について、図面を用いて説明する。この変換係数群は、各電圧発生源100が発生する電界強度を、各電圧発生源100の表面電位に変換する変換係数の集合体である。以下に、変換係数について説明する。
Here, the conversion coefficient group according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. This conversion coefficient group is a set of conversion coefficients that convert the electric field strength generated by each
図2は、単一の電圧発生源100に対する表面電位を測定する様子を示す図である。図2に示す例では、基板200には、単一の電圧発生源100しか載置されていないため、電界強度測定部10は、周囲電界の影響を受けずに電圧発生源100の電界強度を測定することができる。ここで、電圧発生源100の表面電位が表面電位Vである場合に、電界強度測定部10において、電界強度Eが得られたとする。
FIG. 2 is a diagram showing a state of measuring the surface potential with respect to a single
この場合に、表面電位Vと電界強度Eとは、線形の関係にある。そのため、表面電位Vと電界強度Eとの関係は、変換係数kを用いた、以下に示す式で表すことができる。 In this case, the surface potential V and the electric field strength E have a linear relationship. Therefore, the relationship between the surface potential V and the electric field strength E can be expressed by the following formula using the conversion coefficient k.
ここで、表面電位Vは、大きさのみを持つ量である、すなわちスカラーである。一方、電界強度Eは、大きさと向きとを持った量である、いわゆるベクトルである。ただし、本実施形態では、電界強度Eを特定方向の成分のスカラーのみに限定して説明する。 Here, the surface potential V is a quantity having only a magnitude, that is, a scalar. On the other hand, the electric field strength E is a so-called vector which is a quantity having a magnitude and a direction. However, in the present embodiment, the electric field strength E will be described by limiting it to only the scalar of the component in the specific direction.
この変換係数kは、電界強度測定部10と電圧発生源100との間の距離、電界強度測定部10と電圧発生源100との相対位置、電圧発生源100の形状に依存する。したがって、電界強度測定部10と電圧発生源100とのそれぞれの位置及び電圧発生源100の形状が予め既知であれば、変換係数kを求めることができる。そして、変換係数kを予め求めておけば、処理部13は、電界強度測定部10が測定する電界強度Eを表面電位Vに換算することができる。
This conversion coefficient k depends on the distance between the electric field
次に、複数の電圧発生源100が基板200に載置されている場合について、説明する。図3は、電圧発生源100−1〜100−3に対する表面電位を測定する様子を示す図である。図3に示す例では、電界強度測定部10は、電圧発生源100−1の表面電位を測定するために、電圧発生源100−1の直上に配置される。
Next, a case where a plurality of
ここで、図3に示すように、電圧発生源100−1は、表面電位がV1である場合に、電界強度測定部10の位置に対して、電界強度E1を発生させる。電圧発生源100−2は、表面電位がV2である場合に、電界強度測定部10の位置に対して、電界強度E2を発生させる。電圧発生源100−3は、表面電位がV3である場合に、電界強度測定部10の位置に対して、電界強度E3を発生させる。このとき、電界強度測定部10で測定される電界強度Eは、表面電位を測定したい電圧発生源100−1からの電界強度E1だけではなく、電界強度E2及び電界強度E3の影響を受ける。
Here, as shown in FIG. 3, the voltage generation source 100-1 generates an electric field strength E 1 with respect to the position of the electric field
この場合において、図4に示すように、電界強度測定部10で測定される電界強度Eは、重ね合わせの原理により以下の式で表すことができる。
In this case, as shown in FIG. 4, the electric field strength E measured by the electric field
この式(2)は、式(1)の関係式を用いると、以下に示す式に変形できる。 This equation (2) can be transformed into the equation shown below by using the relational equation of the equation (1).
ここで、変換係数k1は、表面電位V1である電圧発生源100−1から発生する電界強度を電圧発生源100−1の直上にある電界強度測定部10が測定する際の変換係数である。変換係数k2は、表面電位V2である電圧発生源100−2から発生する電界強度を電圧発生源100−1の直上にある電界強度測定部10が測定する際の変換係数である。変換係数k3は、表面電位V3である電圧発生源100−3から発生する電界強度を電圧発生源100−1の直上にある電界強度測定部10が測定する際の変換係数である。
Here, the conversion coefficient k 1 is the transform coefficient when the electric field
したがって、変換係数k1,k2,k3を予め求めておけば、処理部13は、電界強度測定部10が測定する電界強度Eを、電圧発生源100−1〜100−3のそれぞれの表面電位V1,V2,V3に換算することができる。この変換係数k1,k2,k3は、上述の変換係数群に相当する。
Therefore, if the conversion coefficients k 1 , k 2, k 3 are obtained in advance, the
そこで、第1の実施形態に係る非接触表面電位測定装置1の特徴の一つは、複数の電圧発生源100−1〜100−Nの表面電位を計測する本計測の前に、予め変換係数群を計測する校正計測を行い、本計測の場合にその校正計測で得られた変換係数群を用いることで、複数の電圧発生源100−1〜100−Nの表面電位を算出することである。
Therefore, one of the features of the non-contact surface
以下に、第1の実施形態に係る非接触表面電位測定装置1の校正計測について、図面を用いて、具体的に説明する。
Hereinafter, the calibration measurement of the non-contact surface
図5は、非接触表面電位測定装置1の校正計測を行う様子を示す図である。
図5に示すように、非接触表面電位測定装置1は、校正計測を行う場合には、測定治具2を用いる必要がある。すなわち、測定治具2は、変換係数群を算出するための測定治具である。
FIG. 5 is a diagram showing a state of performing calibration measurement of the non-contact surface
As shown in FIG. 5, the non-contact surface
測定治具は、N個の電極300−1〜300−N(以下、電極300と総称する)、及びN個の電圧発生装置400−1〜400−N(以下、電圧発生装置400と総称する)を備える。 The measuring jig includes N electrodes 300-1 to 300-N (hereinafter collectively referred to as electrodes 300) and N voltage generators 400-1 to 400-N (hereinafter collectively referred to as voltage generator 400). ) Is provided.
電極300−1〜300−Nは、本計測における測定対象である電圧発生源100−1〜100−Nの位置と同一の位置にそれぞれ配置される。この電極300−1〜300−Nの形状は、電圧発生源100−1〜100−Nのそれぞれと略同一である。 The electrodes 300-1 to 300-N are arranged at the same positions as the positions of the voltage generation sources 100-1 to 100-N, which are the measurement targets in this measurement. The shapes of the electrodes 300-1 to 300-N are substantially the same as those of the voltage generation sources 100-1 to 100-N.
電圧発生装置400は、電極300ごとに設けられている。すなわち、N個の電極300−1〜300−Nには、電圧発生装置400−1〜400−Nが接続されている。
電圧発生装置400−1〜400−Nは、処理部13の制御により、N個の電圧ケースj(j=1,…,N)の電圧を各電極300−1〜300−Nに印加可能である。ただし、電圧発生装置400は、必ずしもN個である必要はなく、N個の電圧ケースj(j=1,…,N)の電圧を各電極300−1〜300−Nに印加可能であれば1つでもよい。すなわち、本発明の電圧発生装置400は、個数に限定されない。
The voltage generator 400 is provided for each electrode 300. That is, voltage generators 400-1 to 400-N are connected to the N electrodes 300-1 to 300-N.
The voltage generators 400-1 to 400-N can apply the voltage of N voltage cases j (j = 1, ..., N) to each electrode 300-1 to 300-N under the control of the
次に、第1の実施形態に係る処理部13について、図面を用いて説明する。図6は、第1の実施形態に係る処理部13の概略構成の一例を示す図である。
図6に示すように、処理部13は、取得部131、移動制御部132、電圧制御部133、制御部134及び記憶部135を備える。
Next, the
As shown in FIG. 6, the
取得部131は、電界強度測定部10及び距離測定部11にそれぞれ接続されている。取得部131は、電界強度測定部10が測定した電界強度を取得する。取得部131は、距離測定部11が測定した測定距離hを取得する。取得部131は、取得した電界強度及び測定距離hを制御部134に出力する。
The
移動制御部132は、第1移動部12の駆動を制御する。すなわち、移動制御部132は、ガイドレール121を移動する電界強度測定部10の移動量を制御する。
例えば、移動制御部132は、制御部134からの駆動信号に基づいて、第1移動部12を駆動させることで、電界強度測定部10を所定の位置に移動させる。
なお、この駆動信号は、電界強度測定部10を移動させる位置情報を含む。したがって、第1移動部12は、駆動信号に含まれる位置情報に基づいて、電界強度測定部10を所定の位置に移動させる。例えば、この所定の位置とは、各電極300(又は電圧発生源100)の直上の位置である。
The
For example, the
The drive signal includes position information for moving the electric field
電圧制御部133は、各電圧発生装置400に電気的に接続されている。電圧制御部133は、各電圧発生装置400が電極300に印加する電圧を制御する。例えば、電圧制御部133は、各電圧発生源100の位置と同一の位置に配置された1からi(i=1,…,N)番目の各電極300に、N個の電圧ケースj(j=1,…,N)の電圧を印加させる。なお、電極300に印加する電圧は、電極300の表面電位に相当する。そして、各電極300に印加するN個の電圧ケースj(j=1,…,N)の電圧は、予め記憶部135に設定されており既知である。
The
制御部134は、駆動制御部136、変換係数算出部137、及び変換部138を備える。
The
駆動制御部136は、移動制御部132及び電圧制御部133の駆動を制御する。例えば、駆動制御部136は、移動制御部132に第1駆動指令信号を出力する。これにより、移動制御部132は、この第1駆動指令信号に基づいて、第1移動部12を駆動する。駆動制御部136は、電圧制御部133に第2駆動指令信号を出力する。これにより、電圧制御部133は、この第2駆動指令信号に基づいて、各電極300に所定の電圧を発生させる。
The
変換係数算出部137は、校正計測により取得部131が取得した電界強度に基づいて、変換係数群を算出する。そして、変換係数算出部137は、算出した変換係数群を記憶部135に格納する。
The conversion
変換部138は、校正計測後の本計測により取得部131が取得した電界強度を、記憶部135に格納されている変換係数群を用いて、電圧発生源100の表面電位の値に変換する。
The
以下に、第1の実施形態に係る変換係数群の算出方法について、図面を用いて説明する。図7は、第1の実施形態に係る変換係数群の算出方法を説明する図である。なお、説明が煩雑になることを防ぐことを目的として、Nが3の場合について説明する。 Hereinafter, a method for calculating the conversion coefficient group according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a diagram illustrating a method of calculating a conversion coefficient group according to the first embodiment. A case where N is 3 will be described for the purpose of preventing the explanation from becoming complicated.
図7に示すように、電圧制御部133は、電極300の数と同数の電圧ケースの電圧を各電極300に印加させる。本実施形態では、一例としてNが3である場合について説明する。したがって、電圧制御部133は、電圧ケース1から電圧ケース3の3つの電圧ケースの電圧を、電極300−1〜電極300−3のそれぞれに印加する。そして、電界強度測定部10は、各電極300−1〜電極300−3の直上において、3つの電圧ケースの電圧により発生した電界強度を測定する。
As shown in FIG. 7, the
ここで、電圧ケースjは、(V1j,V2j,V3j)で表される。電圧V1jは、電極300−1(i=1番目)に印加される電圧を示す。電圧V2jは、電極300−2(i=2番目)に印加される電圧を示す。電圧V3jは、電極300−3(i=3番目)に印加される電圧を示す。そして、Nが3である場合には、jが1から3となる。そのため、電圧ケース1=(V11,V21,V31),電圧ケース2=(V12,V22,V32),電圧ケース3=(V13,V23,V33)となる。
Here, the voltage case j is represented by (V 1j , V 2j , V 3j ). The voltage V 1j indicates the voltage applied to the electrode 300-1 (i = 1st). The voltage V 2j indicates the voltage applied to the electrode 300-2 (i = second). The voltage V 3j indicates the voltage applied to the electrode 300-3 (i = 3rd). Then, when N is 3, j becomes 1 to 3. Therefore, the
電界強度測定部10は、各電圧ケースにおいて、各電極300−1〜電極300−3の直上で電界強度を測定する。ここで、電界強度測定部10が電極300−1の直上で測定する電界強度を電界強度E1jとした場合に、電圧ケース1〜3において電極300−1の直上で測定する電界強度は、以下の式で表される。
The electric field
なお、電界強度E11は、電極300−1の直上における電圧ケース1の電界強度である。電界強度E12は、電極300−1の直上における電圧ケース2の電界強度である。電界強度E13は、電極300−1の直上における電圧ケース3の電界強度である。
The electric field strength E 11 is the electric field strength of the
また、変換係数k11は、電極300−1から発生する電界強度を電極300−1の直上に配置される電界強度測定部10が測定する場合の変換係数である。変換係数k12は、電極300−2から発生する電界強度を電極300−1の直上に配置される電界強度測定部10が測定する場合の変換係数である。変換係数k13は、電極300−3から発生する電界強度を電極300−1の直上に配置される電界強度測定部10が測定する場合の変換係数である。
Further, the conversion coefficient k 11 is a conversion coefficient when the electric field
このように、変換係数算出部137は、電圧ケース1〜3の各電圧ケースにおいて、電極300−1の直上での電界強度を得ることで、式(4)に示すように、3つの連立方法式を作ることができる。したがって、式(4)と同様に、電圧ケース1〜3の各電圧ケースにおいて、電極300−2の直上と、電極300−2の直上とのそれぞれで電界強度を測定すると、変換係数算出部137は、合計で9つの連立方程式を生成することができる。この9つの連立方程式は、行列の形式で以下の式で表すことができる。
In this way, the conversion
ここで、電界強度Eijは、電圧ケースjである場合において、i番目の電極300の直上に配置される電界強度測定部10が測定する電界強度である。変換係数kijは、j番目の電極300から発生する電界を、i番目の電極300の直上に配置される電界強度測定部10が測定する際の変換係数である。表面電位Vijは、電圧ケースjである場合における、i番目の電極300の表面電位である。
Here, the electric field strength Eij is the electric field strength measured by the electric field
したがって、式(5)は、以下の式に変形することができる。 Therefore, the equation (5) can be transformed into the following equation.
なお、Ecalは、電界強度Eijの行列であって、電界強度行列という。Vcalは、表面電位Vijの行列であって、表面電位行列という。kcalは、変換係数kijの行列であって、変換行列という。 Incidentally, E cal is a matrix of field strength E ij, that the field strength matrix. V cal is a matrix of the surface potential V ij, that the surface potential matrices. k cal is a matrix having a transformation coefficient k ij , and is called a transformation matrix.
ここで、電界強度行列Ecalは、校正計測によって測定される。表面電位行列Vcalは予め記憶部135に格納されており既知である。したがって、変換係数算出部137は、式(6)を用いて、変換行列kcalを算出することができる。この変換行列kcalは、電極300の形状によって一意に決まるため、どんな表面電位の組み合わせであろうと、電極形状が変わらなければ不変である。変換係数算出部137は、算出した変換行列kcalの逆行列k-1 calを変換係数群として記憶部135に格納する。なお、変換係数算出部137は、算出した変換行列kcalを変換係数群として記憶部135に格納してもよい。
Here, the electric field strength matrix E cal is measured by calibration measurement. The surface potential matrix V cal is stored in the
そして、逆行列k-1 calが記憶部135に格納された段階で、本計測が可能となる。すなわち、逆行列k-1 calが記憶部135に格納された段階で、隣り合う複数の電圧発生源100からの周囲電界の影響がある中での、一つの電圧発生源100に対する表面電位の測定が可能となる。具体的には、本計測において、電界強度測定部10は、表面電位が未知である各電圧発生源100の直上の電界強度を測定する。変換部138は、電界強度測定部10で測定された各電界強度の行列Emeasを求める。そして、変換部138は、行列Emeasに対して、記憶部135に格納されている逆行列k-1 calで行列計算することで、複数の電圧発生源100の各表面電位を取得することができる。
Then, when the inverse matrix k -1 cal is stored in the
以下に、校正計測及び、その校正計測によって得られた電界強度行列Ecalから変換係数群を算出する方法(以下、「校正ステップ」という。)の流れについて、図8を用いて説明する。 The flow of the calibration measurement and the method of calculating the conversion coefficient group from the electric field strength matrix E cal obtained by the calibration measurement (hereinafter referred to as “calibration step”) will be described with reference to FIG.
変換係数算出部137は、N行N列の既知の表面電位行列Vcalを決定し、記憶部135に格納する(ステップS101)。なお、このN行N列の既知の表面電位行列Vcalの決定は、ユーザが行ってよい。
The conversion
非接触表面電位測定装置1は、j=1からNまで、ステップS103からステップS106までの処理を繰り返す(ステップS102)。
The non-contact surface
具体的には、まず、非接触表面電位測定装置1は、jを1として、i番目の電圧発生装置400に電圧Vi1を発生させる(ステップS103)。
次に、非接触表面電位測定装置1は、i番目の電極300の直上に電界強度測定部10を移動させ(ステップS105)、電界強度測定部10により電界強度Ei1を取得する(ステップS106)、測定工程をi=1からNまで繰り返す(ステップS104)。
Specifically, first, the non-contact surface
Next, the non-contact surface
非接触表面電位測定装置1は、jが1である場合に、i=1からNまでの電界強度Ei1の測定を終了すると、jを2として、電界強度Ei2の測定をi=1からNまで繰り返す。
このように、非接触表面電位測定装置1は、i=1からNまで繰り返す電界強度Eijの測定を、jが1からNまで繰り返す。これにより、変換係数算出部137は、電界強度Eijの行列であるN行N列の電界強度行列Eijを取得する。
When the non-contact surface potential measuring device 1 finishes the measurement of the electric field strength E i1 from i = 1 to N when j is 1, the measurement of the electric field strength E i2 is performed from i = 1 with j as 2. Repeat up to N.
In this way, the non-contact surface
変換係数算出部137は、記憶部135に格納されているN行N列の既知の表面電位行列Vcalの逆行列V−1 calを算出する(ステップS109)。
The conversion
変換係数算出部137は、式(6)により、電界強度行列Eijに対して逆行列V−1 calを乗算することで、N行N列の変換行列kijを算出する(ステップS110)。そして、変換係数算出部137は、変換行列kcalの逆行列k-1 calを算出し(ステップS111)、その算出した逆行列k-1 calを変換係数群として記憶部135に格納する。
The transformation
以下に、第1の実施形態に係る本計測の計測方法と、その本計測により測定された電界強度から電圧発生源100の表面電位を計算する計算方法との流れについて、図9を用いて説明する。なお、本計測の計測方法と上記計算方法とを総称して「本計測・計算ステップ」という。
Hereinafter, the flow of the measurement method of the present measurement according to the first embodiment and the calculation method of calculating the surface potential of the
非接触表面電位測定装置1は、i=1からNまで、ステップS202及びステップS203の処理を繰り返す(ステップS201)。
The non-contact surface
具体的には、非接触表面電位測定装置1は、i番目の電圧発生源100の直上に電界強度測定部10を移動させ(ステップS202)、電界強度測定部10により電界強度Eiを取得する(ステップS203)、測定工程をi=1からNまで繰り返す。これにより、変換部138は、電界強度測定部10により得られたi番目の電圧発生源100の電界強度Eiを各要素としてN行1列の行列Emeasを取得する。そして、非接触表面電位測定装置1は、この行列Emeasに対して、校正ステップで求めた変換係数群である逆行列k-1 calを乗算することで、i番目の電圧発生源100に発生する表面電位Viを各要素としたN行1列の行列Vmeasを算出する(ステップS205)。
Specifically, the non-contact surface
このように、非接触表面電位測定装置1は、周囲の電界の影響によって正確な値が得られなかった測定対象の表面電位を、校正ステップで求めた変換行列と本計測で測定した電界強度との計算によって換算することにより、周囲電界の影響を補正して測定対象の正確な表面電位を得ることが可能となる。
In this way, the non-contact surface
上述したように、第1の実施形態に係る非接触表面電位測定装置1は、N個の電圧発生源100の電界強度を測定する電界強度測定部10と、各電圧発生源100が発生する電界強度を、各電圧発生源100の表面電位に変換する変換係数群を記憶する記憶部135と、その変換係数群を用いて、電界強度測定部10で測定された測定対象の電界強度を、表面電位に変換する変換部138と、を備える。これにより、非接触表面電位測定装置1は、測定対象物の周囲に別の電圧発生源が配置されている場合でも、測定対象物の表面電位を正確に測定することができる。
As described above, the non-contact surface
また、第1の実施形態に係る非接触表面電位測定装置1は、電界強度測定部10を各電圧発生源100の直上に移動可能な第1移動部12をさらに備える。そして、電界強度測定部10は、第1移動部12により表面電位を測定する電圧発生源100の直上に移動させられた後に、当該電圧発生源100の電界強度を測定する。
Further, the non-contact surface
ここで、この第1移動部12は、電圧発生源100と電界強度測定部10との間の鉛直方向の距離を一定に保ちながら電界強度測定部10の水平方向の移動をガイドするガイドレール121と、ガイドレール121に沿って電界強度測定部10を水平方向に移動させる駆動部122と、を備える。これにより、ユーザが電界強度測定部10を移動させる手間を省くことができる。
Here, the first moving
また、電界強度測定部10は、ガイドレール121に沿って移動するため、電圧発生源100との鉛直方向の距離が一定である。したがって、距離測定部11の測定が不要となる。
Further, since the electric field
(第2の実施形態)
図10は、第2の実施形態に係る非接触表面電位測定装置1Aの概略構成の一例を示す図である。第2の実施形態に係る非接触表面電位測定装置1Aは、第1の実施形態と比較して、電圧発生源100と電界強度測定部10との間の鉛直方向の距離である測定距離hに応じた変換関数群を用いる点が異なる。
以下、第2の実施形態に係る非接触表面電位測定装置1Aについて、説明する。
(Second Embodiment)
FIG. 10 is a diagram showing an example of a schematic configuration of the non-contact surface
Hereinafter, the non-contact surface
図10に示すように、非接触表面電位測定装置1Aは、電界強度測定部10、距離測定部11、第1移動部12、第2移動部14及び処理部13Aを備える。
As shown in FIG. 10, the non-contact surface
第2移動部14は、第1移動部12を鉛直方向に昇降させることで、一体に構成された電界強度測定部10及び距離測定部11と、電圧発生源100との間の鉛直方向の測定距離hを変更する。
The second moving
処理部13Aは、処理部13の機能を備える。また、処理部13Aは、第2移動部14に移動信号を出力することで、第2移動部14で変更可能な測定距離hを制御する。
The
また、処理部13Aは、校正ステップにおいて測定距離hをパラメータとした変換係数群を算出する。そして、処理部13Aは、本計測・計算ステップにおいて、距離測定部11が測定した測定距離hに応じた変換係数群を用いて、電界強度測定部10で測定された各電圧発生源100の電界強度を、表面電位に変換する。
Further, the
以下に、第2の実施形態に係る非接触表面電位測定装置1Aの校正計測について、図面を用いて、具体的に説明する。
図11は、非接触表面電位測定装置1Aの校正計測を行う様子を示す図である。
図11に示すように、非接触表面電位測定装置1Aは、校正計測を行う場合に、測定治具2を用いる必要がある。すなわち、測定治具2は、第2の実施形態に係る変換係数群を算出するための測定治具でもある。
Hereinafter, the calibration measurement of the non-contact surface
FIG. 11 is a diagram showing a state of performing calibration measurement of the non-contact surface
As shown in FIG. 11, the non-contact surface
以下に、第2の実施形態に係る処理部13Aの概略構成について、図面を用いて説明する。図12は、第2の実施形態に係る処理部13Aの概略構成の一例を示す図である。
図12に示すように、処理部13Aは、取得部131、移動制御部132A、電圧制御部133、制御部134A及び記憶部135Aを備える。
Hereinafter, the schematic configuration of the
As shown in FIG. 12, the
移動制御部132Aは、第1移動部12の駆動を制御する。すなわち、移動制御部132Aは、ガイドレール121を移動する電界強度測定部10の移動量を制御する。また、移動制御部132Aは、第2移動部14の駆動を制御する。すなわち、移動制御部132Aは、電界強度測定部10における鉛直方向の移動量を制御する。
The
制御部134Aは、駆動制御部136A、変換係数算出部137A、及び変換部138Aを備える。
The
駆動制御部136Aは、移動制御部132A及び電圧制御部133の駆動を制御する。例えば、駆動制御部136Aは、移動制御部132Aに第1駆動指令信号を出力する。これにより、移動制御部132Aは、この第1駆動指令信号に基づいて、第1移動部12を駆動する。駆動制御部136Aは、移動制御部132Aに第3駆動指令信号を出力する。これにより、移動制御部132Aは、この第3駆動指令信号に基づいて、第2移動部14を駆動する。駆動制御部136Aは、電圧制御部133に第2駆動指令信号を出力する。これにより、電圧制御部133は、この第2駆動指令信号に基づいて、各電極300に所定の電圧を発生させる。
The
変換係数算出部137Aは、校正計測により取得部131が取得した電界強度及び測定距離hに基づいて、変換係数群を算出する。そして、変換係数算出部137Aは、算出した変換係数群を記憶部135に格納する。この変換係数群は、測定距離hをパラメータとした変換係数の集合体である。
The conversion
ここで、第2の実施形態に係る変換係数群について、説明する。
第1の実施形態に係る変換行列kcalの各要素kijは、測定距離hに依存する。そのため、変換行列kcalの各要素は、測定距離hをパラメータとした関数kij(h)と表すことができる。すなわち、変換行列kcal及びその逆行列k−1 calは、それぞれ測定距離hをパラメータとした関数kcal(h)及び関数k−1 cal(h)と表される。第1の実施形態では、校正計測及び本計測のそれぞれの計測において、測定距離hは変化せず、且つ校正計測及び本計測の距離hは互いに同一である。そのため、第1の実施形態では、測定距離hを考慮する必要がない。一方、第2の実施形態では、本計測において、測定距離hが変化することを考慮し、校正ステップにおいて、測定距離hをパラメータとした変換係数群を求めることとしている。
Here, the conversion coefficient group according to the second embodiment will be described.
Each element k ij of the transformation matrix k cal according to the first embodiment is dependent on the measurement distance h. Therefore, each element of the transformation matrix k cal can be expressed as a function k ij (h) with the measurement distance h as a parameter. That is, the transformation matrix k cal and its inverse matrix k -1 cal are represented as a function k cal (h) and a function k -1 cal (h) with the measurement distance h as a parameter, respectively. In the first embodiment, the measurement distance h does not change in each of the calibration measurement and the main measurement, and the distance h of the calibration measurement and the main measurement is the same as each other. Therefore, in the first embodiment, it is not necessary to consider the measurement distance h. On the other hand, in the second embodiment, in consideration of the change in the measurement distance h in this measurement, the conversion coefficient group with the measurement distance h as a parameter is obtained in the calibration step.
変換部138Aは、校正計測後の本計測により測定された電界強度及び測定距離hを取得する。変換部138Aは、その取得した測定距離hに応じた変換係数群を記憶部135から読み出し、読み出した変換係数群を用いて、本計測により測定された電界強度を、表面電位に変換する。
The
以下に、第2の実施形態に係る非接触表面電位測定装置1Aの校正ステップの流れについて、図13を用いて、説明する。
The flow of the calibration step of the non-contact surface
変換係数算出部137Aは、N行N列の既知の表面電位行列Vcalを決定し、記憶部135に格納する(ステップS301)。なお、このN行N列の既知の表面電位行列Vcalの決定は、ユーザが行ってよい。
The conversion
非接触表面電位測定装置1は、n=1から3まで、ステップS303からステップS308までの処理を繰り返す(ステップS302)。
具体的には、nを1として、移動制御部132Aは、測定距離hが測定距離hnになるように電界強度測定部10を移動させる(ステップ303)。非接触表面電位測定装置1は、jを1として、i番目の電圧発生装置400に電圧Vi1を発生させる(ステップS305)。次に、非接触表面電位測定装置1は、i番目の電極300の直上に電界強度測定部10を移動させ(ステップS307)、電界強度測定部10により電界強度Ei1(hn)を取得する(ステップS308)、測定工程をi=1からNまで繰り返す。
The non-contact surface
Specifically, with n being 1, the
上述したように、非接触表面電位測定装置1は、nを1として、i=1からNまで繰り返す電界強度Eijの測定を、jが1からNまで繰り返す。そして、非接触表面電位測定装置1は、nを2として、i=1からNまで繰り返す電界強度Eijの測定を、jが1からNまで繰り返す。このように、非接触表面電位測定装置1は、i=1からN、且つjが1からNまでの電界強度Eij(hn)の測定を、nが1から3まで繰り返す。
なお、本実施形態の非接触表面電位測定装置1は、nが1から3まで繰り返すが、本発明はこれに限定されない。
As described above, the non-contact surface
The non-contact surface
変換係数算出部137Aは、測定距離がh1,h2,h3に調整された場合の3つの場合において、電界強度Eij(hn)の行列であるN行N列の電界強度行列E(h)を取得する。
Conversion
変換係数算出部137Aは、記憶部135に格納されているN行N列の既知の表面電位行列Vcalの逆行列V−1 calを算出する(ステップS312)。
The conversion
変換係数算出部137Aは、式(6)により、電界強度行列Eij(hn)に対して逆行列V−1 calを乗算することで、N行N列の変換係数kij(hn)を算出する(ステップS313)。すなわち、変換係数算出部137Aは、電界強度行列Eij(hn)に対して逆行列V−1 calを乗算することで、各要素kij(hn)の変換行列kcal(hn)を算出する。
Conversion
このように、測定距離hを距離h1,h2,h3と変化させて校正のステップを行うことでkcal(h1),kcal(h2),kcal(h3)と3つの変換行列が得られる。
変換係数算出部137Aは、得られた3つの変換行列から各要素kij(hn)を、以下に示す近似式で近似する。
In this way, by changing the measurement distance h to the distances h 1 , h 2 , and h 3 and performing the calibration step, k cal (h 1 ), k cal (h 2 ), k cal (h 3 ) and 3 Two transformation matrices are obtained.
Conversion
変換係数算出部137Aは、得られた3つの変換行列から各要素kij(hn)を式(7)の近似式で近似することで各係数aij,bij,cijを算出する(ステップS314)。そして、変換係数算出部137Aは、算出した各係数aij,bij,cijを記憶部135Aに格納する。
Conversion
以下に、第2の実施形態に係る本計測・計算ステップの流れについて、図14を用いて説明する。 Hereinafter, the flow of the measurement / calculation steps according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
非接触表面電位測定装置1Aは、i=1からNまで、ステップS402からステップS404の処理を繰り返す(ステップS401)。
The non-contact surface
具体的には、非接触表面電位測定装置1Aは、i番目の電圧発生源100の直上に電界強度測定部10を移動させ(ステップS402)、電界強度測定部10が測定した電界強度Eiと(ステップS403)、距離測定部11が測定した測定距離hと(ステップS404)、を取得する、測定工程をi=1からNまで繰り返す。これにより、変換部138Aは、電界強度測定部10により得られたi番目の電圧発生源100の電界強度Eiを各要素としてN行1列の行列Emeasを取得する。
Specifically, the non-contact surface
変換部138Aは、ステップS404で取得した測定距離hと、記憶部135に格納されている係数aij,bij,cijとに基づいて、本計測・計算ステップで用いる変換行列kcal(h)を決定する(ステップS406)。そして、変換部138Aは、決定した変換行列kcal(h)の逆行列k−1 cal(h)を算出する(ステップS407)。
The conversion unit 138A uses the conversion matrix k cal (h) used in this measurement / calculation step based on the measurement distance h acquired in step S404 and the coefficients a ij , bij , and c ij stored in the storage unit 135. ) Is determined (step S406). Then, the
変換部138Aは、行列Emeasに対して、変換係数群として逆行列k-1 cal(h)を乗算することで、i番目の電圧発生源100に発生する表面電位Viを各要素としたN行1列の行列Vmeasを算出する(ステップS408)。
上述したように、第2の実施形態に係る非接触表面電位測定装置1Aは、N個の電圧発生源100の電界強度を測定する電界強度測定部10と、各電圧発生源100が発生する電界強度を、各電圧発生源100の表面電位に変換する変換係数群を記憶する記憶部135Aと、その変換係数群を用いて、電界強度測定部10で測定された測定対象の電界強度を、表面電位に変換する変換部138Aと、を備える。
これにより、非接触表面電位測定装置1Aは、測定対象物の周囲に別の電圧発生源が配置されている場合でも、測定対象物の表面電位を正確に測定することができる。
As described above, the non-contact surface
As a result, the non-contact surface
また、第2の実施形態に係る変換係数群は、測定距離hをパラメータとした変換行列として設定される。これにより、変換部138Aは、測定対象物の周囲に別の電圧発生源が配置されている場合でも、所望の測定距離hにおいて測定対象物の表面電位を正確に測定することができる。
Further, the conversion coefficient group according to the second embodiment is set as a conversion matrix with the measurement distance h as a parameter. As a result, the
図15は、処理部13,13Aをコンピュータ等の電子情報処理装置で構成した場合のハードウェア構成の一例を示す。処理部13,13Aは、CPU(Central Processing Unit)周辺部と、入出力部と、レガシー入出力部とを備える。CPU周辺部は、ホスト・コントローラ801により相互に接続されるCPU802、RAM(Random Access Memory)803、グラフィック・コントローラ804、及び表示装置805を有する。入出力部は、入出力コントローラ806によりホスト・コントローラ801に接続される通信インターフェース807、ハードディスクドライブ808、及びCD−ROM(Compact Disk Read Only Memory)ドライブ809を有する。レガシー入出力部は、入出力コントローラ806に接続されるROM(Read Only Memory)810、フレキシブルディスク・ドライブ811、及び入出力チップ812を有する。
FIG. 15 shows an example of a hardware configuration when the
ホスト・コントローラ801は、RAM803と、高い転送レートでRAM803をアクセスするCPU802、及びグラフィック・コントローラ804とを接続する。CPU802は、ROM810、及びRAM803に格納されたプログラムに基づいて動作して、各部の制御をする。グラフィック・コントローラ804は、CPU802等がRAM803内に設けたフレーム・バッファ上に生成する画像データを取得して、表示装置805上に表示させる。これに代えて、グラフィック・コントローラ804は、CPU802等が生成する画像データを格納するフレーム・バッファを、内部に含んでもよい。
The
入出力コントローラ806は、ホスト・コントローラ801と、比較的高速な入出力装置であるハードディスクドライブ808、通信インターフェース807、CD−ROMドライブ809を接続する。ハードディスクドライブ808は、CPU802が使用するプログラム、及びデータを格納する。通信インターフェース807は、ネットワーク通信装置891に接続してプログラム又はデータを送受信する。CD−ROMドライブ809は、CD−ROM892からプログラム又はデータを読み取り、RAM803を介してハードディスクドライブ808、及び通信インターフェース807に提供する。
The input / output controller 806 connects the
入出力コントローラ806には、ROM810と、フレキシブルディスク・ドライブ811、及び入出力チップ812の比較的低速な入出力装置とが接続される。ROM810は、処理部13,13Aが起動時に実行するブート・プログラム、あるいは処理部13,13Aのハードウェアに依存するプログラム等を格納する。フレキシブルディスク・ドライブ811は、フレキシブルディスク893からプログラム又はデータを読み取り、RAM803を介してハードディスクドライブ808、及び通信インターフェース807に提供する。入出力チップ812は、フレキシブルディスク・ドライブ811、あるいはパラレル・ポート、シリアル・ポート、キーボード・ポート、マウス・ポート等を介して各種の入出力装置を接続する。
The input / output controller 806 is connected to the
CPU802が実行するプログラムは、フレキシブルディスク893、CD−ROM892、又はIC(Integrated Circuit)カード等の記録媒体に格納されて利用者によって提供される。記録媒体に格納されたプログラムは圧縮されていても非圧縮であってもよい。プログラムは、記録媒体からハードディスクドライブ808にインストールされ、RAM803に読み出されてCPU802により実行される。CPU802により実行されるプログラムは、処理部13を、図1から図9に関連して説明した取得部131、移動制御部132、電圧制御部133、制御部134及び記憶部135として機能させ、処理部Aを、図1から図14に関連して説明した取得部131、移動制御部132A、電圧制御部133、制御部134A及び記憶部135Aとして機能させる。
The program executed by the
以上に示したプログラムは、外部の記憶媒体に格納されてもよい。記憶媒体としては、フレキシブルディスク893、CD−ROM892の他に、DVD(Digital Versatile Disk)又はPD(Phase Disk)等の光学記録媒体、MD(MiniDisk)等の光磁気記録媒体、テープ媒体、ICカード等の半導体メモリ等を用いることができる。また、専用通信ネットワークあるいはインターネットに接続されたサーバシステムに設けたハードディスク又はRAM等の記憶媒体を記録媒体として使用して、ネットワークを介したプログラムとして提供してもよい。 The program shown above may be stored in an external storage medium. In addition to the flexible disk 893 and CD-ROM892, the storage medium includes an optical recording medium such as a DVD (Digital Versaille Disk) or PD (Phase Disk), an optical magnetic recording medium such as an MD (MiniDisc), a tape medium, and an IC card. A semiconductor memory or the like can be used. Further, a storage medium such as a hard disk or RAM provided in a dedicated communication network or a server system connected to the Internet may be used as a recording medium and provided as a program via the network.
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like within a range that does not deviate from the gist of the present invention. The present invention is not limited to the above embodiment, and for example, the following modifications can be considered.
(1)上述の実施形態において、電界強度測定部10が電圧発生源100を測定する場合に、その電源発生源100の直上に移動して測定する場合について、説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、3個(N=3)の電圧発生源100の表面電位測定の場合は、3つの異なる測定位置で測定すれば、電圧発生源100の直上でなくてもよい。例えば、3個(N=3)の電圧発生源100の表面電位測定の場合は、電圧発生源100の上方であって、且つ3つの異なる位置で測定すれば、電圧発生源100の直上でなくてもよい。
(1) In the above-described embodiment, when the electric field
(2)第2の実施形態において、各要素kij(hn)を式(7)に示す近似式で近似したが、本発明はこれに限定されない。例えば、各要素kij(hn)を近似する式は、電圧発生源100の数に応じて変化する。そのため、本発明では、変換係数算出部137Aは、各要素kij(hn)を、ある近似式に近似して、その近似式中の各係数を求めて記憶部135Aに格納すればよい。
(2) In the second embodiment, each element k ij (h n) is approximated by the approximate expression shown in equation (7), the present invention is not limited thereto. For example, the expression that approximates each element k ij (h n) varies depending on the number of
(3)第2の実施形態において、変換関数群を測定距離hに応じた値に補正する補正方法として、k(h)を距離の関数として近似したが、これに限定されない。例えば、本発明では、電界強度E(h)を距離の関数として近似したのちにkを求めるようにして、変換関数群を測定距離hに応じた値に補正してもよい。 (3) In the second embodiment, k (h) is approximated as a function of the distance as a correction method for correcting the conversion function group to a value corresponding to the measurement distance h, but the present invention is not limited to this. For example, in the present invention, the conversion function group may be corrected to a value corresponding to the measurement distance h by approximating the electric field strength E (h) as a function of the distance and then obtaining k.
1 非接触表面電位測定装置
10 電界強度測定部
11 距離測定部
12 第1移動部
13 処理部
100 電圧発生源
121 ガイドレール
122 駆動部
131 取得部
132 移動制御部
133 電圧制御部
134 制御部
135 記憶部
136 駆動制御部
137 変換係数算出部
138 変換部
300 電極
400 電圧発生装置
1 Non-contact surface
Claims (8)
前記電圧発生源の電界強度を測定する電界強度測定部と、
各電圧発生源が発生する各電界強度を、前記各電圧発生源の表面電位に変換する変換係数群を記憶する記憶部と、
前記変換係数群を用いて、前記電界強度測定部で測定された前記測定対象の電界強度を、前記表面電位に変換する変換部と、
を備える非接触表面電位測定装置。 A non-contact surface potential measuring device that measures the surface potentials of N (integer of 1 or more) voltage sources to be measured in a non-contact manner.
An electric field strength measuring unit that measures the electric field strength of the voltage generation source,
A storage unit that stores a group of conversion coefficients that convert each electric field strength generated by each voltage generation source into the surface potential of each voltage generation source.
Using the conversion coefficient group, a conversion unit that converts the electric field strength of the measurement target measured by the electric field strength measuring unit into the surface potential, and a conversion unit.
A non-contact surface potential measuring device comprising.
前記電界強度測定部は、前記第1移動部により前記表面電位を測定する電圧発生源の上方の所定位置に移動させられた後に、当該電圧発生源の電界強度を測定する請求項1に記載の非接触表面電位測定装置。 The electric field strength measuring unit is further provided with a first moving unit capable of moving the electric field strength measuring unit to a predetermined position above each voltage generation source.
The first aspect of claim 1, wherein the electric field strength measuring unit is moved to a predetermined position above the voltage generating source for measuring the surface potential by the first moving unit, and then measures the electric field strength of the voltage generating source. Non-contact surface potential measuring device.
前記電圧発生源と前記電界強度測定部との間の鉛直方向の距離を一定に保ちながら前記電界強度測定部の水平方向の移動をガイドするガイドレールと、
前記ガイドレールに沿って前記電界強度測定部を水平方向に移動させる駆動部と、
を備える請求項2に記載の非接触表面電位測定装置。 The first moving part is
A guide rail that guides the horizontal movement of the electric field strength measuring unit while keeping the vertical distance between the voltage generation source and the electric field strength measuring unit constant.
A drive unit that horizontally moves the electric field strength measuring unit along the guide rail,
The non-contact surface potential measuring device according to claim 2.
前記電圧発生源と当該電圧発生源の上方の所定位置に配置された前記電界強度測定部との間の鉛直方向の距離を測定する距離測定部と、
を備え、
前記電界強度測定部は、前記第1移動部により前記表面電位を測定する電圧発生源の上方の所定位置に移動させられ、且つ前記第2移動部により当該電圧発生源との間の鉛直方向の距離が調整された後に、当該電圧発生源の電界強度を測定し、
前記距離測定部は、前記電界強度測定部が前記電界強度を測定した場合に、前記鉛直方向の距離を測定し、
前記変換部は、前記距離測定部で測定された距離に応じた変換係数群を前記記憶部から読み出し、読み出した変換係数群を用いて、前記電界強度測定部で測定された前記電界強度を、前記表面電位に変換する請求項3に記載の非接触表面電位測定装置。 A second moving unit capable of changing the vertical distance between the electric field strength measuring unit and the voltage generation source by moving the first moving unit up and down in the vertical direction.
A distance measuring unit for measuring the vertical distance between the voltage generating source and the electric field strength measuring unit arranged at a predetermined position above the voltage generating source, and a distance measuring unit.
With
The electric field strength measuring unit is moved to a predetermined position above the voltage generation source for measuring the surface potential by the first moving unit, and is vertically connected to the voltage generating source by the second moving unit. After the distance is adjusted, the electric field strength of the voltage source is measured and
The distance measuring unit measures the distance in the vertical direction when the electric field strength measuring unit measures the electric field strength.
The conversion unit reads out a conversion coefficient group corresponding to the distance measured by the distance measuring unit from the storage unit, and uses the read conversion coefficient group to obtain the electric field strength measured by the electric field strength measuring unit. The non-contact surface potential measuring device according to claim 3, which converts the surface charge into the surface charge.
前記変換係数群を算出する変換係数算出部と、
を備え、
前記電界強度測定部は、i番目の前記電極の上方の所定位置に配置され、前記電圧ケースjにおけるi番目の前記電極の前記電界強度Eijを測定し、
前記変換係数算出部は、前記電圧Vijを各要素としたN行N列の行列である表面電位行列と、前記電界強度Eijを各要素としたN行N列の行列である電界強度行列と、に基づいて、前記変換係数群として変換係数の逆行列を算出する、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の非接触表面電位測定装置。 The voltage of N voltage cases j (j = 1, ..., N) is applied to each of the 1st to i (i = 1, ..., N) electrodes arranged at the same position as the position of the voltage generation source. The voltage control unit to be applied and
A conversion coefficient calculation unit that calculates the conversion coefficient group,
With
The electric field strength measuring unit is arranged at a predetermined position above the i-th electrode, and measures the electric field strength Eij of the i-th electrode in the voltage case j.
The conversion coefficient calculation unit is a surface potential matrix which is a matrix of N rows and N columns having the voltage V ij as each element, and an electric field strength matrix which is a matrix of N rows and N columns having the electric field strength E ij as each element. The non-contact surface potential measuring device according to any one of claims 1 to 4, which calculates an inverse matrix of conversion coefficients as the conversion coefficient group based on the above.
前記電圧発生源の位置と同一の位置に配置される電極と、
前記電圧制御部の制御により、N個の電圧ケースj(j=1,…,N)の電圧を各電極に印加可能な電圧発生装置と、
を備える測定治具。 A measuring jig for calculating the conversion coefficient group in the non-contact surface potential measuring device according to claim 5.
An electrode arranged at the same position as the voltage source and
A voltage generator capable of applying the voltage of N voltage cases j (j = 1, ..., N) to each electrode by the control of the voltage control unit.
A measuring jig equipped with.
前記電圧発生源の電界強度を電界強度測定部によって測定する電界強度測定ステップと、
各電圧発生源が発生する各電界強度を、前記各電圧発生源の表面電位に変換する変換係数群を用いて、前記電界強度測定ステップで測定された前記測定対象の電界強度を、前記表面電位に変換する変換ステップと、
を含む非接触表面電位測定方法。 A non-contact surface potential measuring method for measuring the surface potentials of N (integer of 1 or more) voltage sources to be measured in a non-contact manner.
An electric field strength measuring step in which the electric field strength of the voltage generation source is measured by an electric field strength measuring unit, and
Using a conversion coefficient group that converts each electric field strength generated by each voltage generation source into the surface potential of each voltage generation source, the electric field strength of the measurement target measured in the electric field strength measurement step is measured as the surface potential. Conversion steps to convert to, and
Non-contact surface potential measurement method including.
前記変換ステップでは、前記距離測定ステップで測定された距離に応じた変換係数群を用いて、前記電界強度測定ステップで測定された前記電界強度を、前記表面電位に変換する、請求項7に記載の非接触表面電位測定方法。 When the electric field strength is measured in the electric field strength measuring step, the vertical distance between the voltage generating source and the electric field strength measuring unit arranged at a predetermined position above the voltage generating source is measured. Including additional distance measurement steps
The conversion step uses a conversion coefficient set according to the distance measured by the distance measuring step, the electric field intensity measured by the field intensity measuring step, converted to the surface potential, according to claim 7 Non-contact surface potential measurement method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017061786A JP6899559B2 (en) | 2017-03-27 | 2017-03-27 | Non-contact surface potential measuring device, measuring jig, and non-contact surface potential measuring method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017061786A JP6899559B2 (en) | 2017-03-27 | 2017-03-27 | Non-contact surface potential measuring device, measuring jig, and non-contact surface potential measuring method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018163121A JP2018163121A (en) | 2018-10-18 |
JP6899559B2 true JP6899559B2 (en) | 2021-07-07 |
Family
ID=63860434
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017061786A Active JP6899559B2 (en) | 2017-03-27 | 2017-03-27 | Non-contact surface potential measuring device, measuring jig, and non-contact surface potential measuring method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6899559B2 (en) |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0432782A (en) * | 1990-05-29 | 1992-02-04 | Shishido Seidenki Kk | Surface potential measuring instrument |
KR100265285B1 (en) * | 1997-12-30 | 2000-09-15 | 윤종용 | Surface electrostatic distribution status measuring method and system using electrostatic sensor |
JP4286664B2 (en) * | 2001-11-28 | 2009-07-01 | 親良 炭 | Dielectric constant or conductivity estimation device |
JP2003215186A (en) * | 2002-01-22 | 2003-07-30 | Sharp Corp | Measuring instrument for measuring separation charge |
JP4076063B2 (en) * | 2002-04-15 | 2008-04-16 | Tdk株式会社 | Surface potential detector |
JP2007047015A (en) * | 2005-08-10 | 2007-02-22 | Hugle Electronics Inc | Device for measuring static electricity, and surface potential sensor |
JP2008096129A (en) * | 2006-10-06 | 2008-04-24 | Fujitsu Ltd | Apparatus for measuring potential gradient, and electronic device process evaluating apparatus |
JP4876031B2 (en) * | 2007-06-22 | 2012-02-15 | 株式会社日立製作所 | Analysis equipment |
-
2017
- 2017-03-27 JP JP2017061786A patent/JP6899559B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018163121A (en) | 2018-10-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2022121562A1 (en) | Devices and methods for temperature measurment | |
JPH0357430B2 (en) | ||
US20200200835A1 (en) | Method for calibrating a magnetometer | |
US9049366B2 (en) | Apparatus and method for driving a voice coil motor of a camera lens | |
CN113242416A (en) | Method for correcting gray scale nonlinearity of digital projector, storage medium and projection system | |
JP6899559B2 (en) | Non-contact surface potential measuring device, measuring jig, and non-contact surface potential measuring method | |
CN102538972B (en) | Infrared focal plane array signal simulator | |
CN105783710A (en) | Position calibrating method and position calibrating device | |
KR20080061886A (en) | Solar array simulator for small satellite and method thereof | |
CN110109174B (en) | Drift correction method, device and system for flat panel detector and storage medium | |
CN105708463B (en) | Modeling of Magnetic Fields | |
CN113096211A (en) | Method and system for correcting scattering | |
CN115343014B (en) | Fluorescent mark point error correction method, device, equipment and storage medium | |
JPH0369115B2 (en) | ||
Poyneer et al. | Control of a 45-cm long x-ray deformable mirror with either external or internal metrology | |
CN113100802B (en) | Method and system for correcting mechanical deviation | |
CN104034266B (en) | Surface microstructure based high-accuracy length detection method | |
CN114038372B (en) | Gamma adjustment method, related device and storage medium | |
Willenberg et al. | Novel digital voltage ramp generator for use in precision current sources in the picoampere range | |
Korolev et al. | New concept of angular measurement. Model and experimental studies | |
US20110054695A1 (en) | Multi-Segment Linearization of Micro-Actuator Transfer Functions | |
Alem et al. | Biomechanics applications of direct linear transformation in close-range photogrammetry | |
CN113238906A (en) | Touch performance testing method and system of curved surface display device and electronic equipment | |
CN108120552A (en) | For the method and apparatus of calibrated microelectromechanicmicrophone system | |
CN112362028B (en) | Four-spring plane displacement type inclination and elevation angle tester and testing method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170608 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20191129 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200917 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20201006 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201021 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210511 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210604 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6899559 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |