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電磁界可視化センサ ～その場の電磁界が見える～

金沢大学

理工研究域

電子情報学系

教授

八木谷

聡

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“見えない電磁界を視る” 技術

① 電磁界空間分布可視化装置

② 電波強度分布計測・可視化装置

③ 電磁界空間分布計測（スマホ）

④ 電磁界可視化センサ

【新技術】

電子機器

電磁界

電磁界コンパス

センサ

＋

ディスプレイ

これまで開発

方位磁石のように電磁界の大きさと向きがその場で見える！

⇒

前の発表（尾崎）

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研究背景

：

EMC（電磁環境）問題

電子機器・無線通信機器から出る電磁ノイズ 他機器を誤動作

⇒

EMC（電磁環境）対策必要

しかし、電磁ノイズは、 - 目に見えない

- どこからどれくらい出るのか予測困難

EMC試験による、電磁環境測定

⇔

どこから、どちらの方向に、どれくらい、 出ているのかは、不明・・・

現行の測定器

⇒

測定位置での電磁界を測定

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研究背景

：

携帯電話の電磁波

携帯電話の普及に伴い、 電磁波の強さに対する人体への規制値

（ICNIRP、SAR）など、関心が高まっている

電波暗室で携帯電話が発する電磁波を 測定することは可能

⇔

実際の使用環境で、どちらの方向に、 どれだけ出ているかは、不明・・・

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研究背景

：

ニーズ

（１）機器開発初期段階からのEMC設計が重要

→しかし、放射電磁波のシミュレーションは難しい

（２）大型機械の稼動中に、どうやらノイズが出ている、 しかしどこから出ているのか分からない

→でも、電波暗室に持ち込むのは大変

（３）電子機器を工場に持ち込んだら、別の機器と 干渉をしている

→電波暗室では分からない

さっと手軽に、現場で調べたい！

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① 電磁界空間分布可視化装置

(1) 測定対象とセンサを撮影

(2) 映像上でセンサを認識

(3) 映像に重ねて センサで計測された

電磁界分布を表示

いつでも、どこでも、手軽に！リアルタイムで！

電磁界が、直感的に、見える！

センサ

測定対象

ビデオカメラ

PC

センサで空間をなぞるだけで、電磁界分布を描く！

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映像上で電磁界分布を可視化（2 GHz）

センサ

という

筆

で

空間

の

キャンバス

に

電磁界の色

を塗る

感覚！

空間（キャンバ

ス）

強

弱

センサ（筆）

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x

y

② 電波強度分布計測・可視化装置

0

電波源

電波

センサ(電波吸収シート) ＰＣ

センサ上の電波強度分布

Level [dBm]0

-60

◆センサをかざすだけで、電波強度の分布が見える！

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携帯電話

▲EBG電波吸収シート（2次元電波強度センサ）

PC画面上に携帯電話の電波を可視化（900 MHz）

▲PC（電波強度分布のマッピング）

垂直偏波 水平偏波

強弱

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④ 電磁界可視化センサ 【新技術】

どこにでも持っていける

その場ですぐに計測できる

電磁界ベクトルを、直感的に把握できる

◆電磁界コンパス

計測した [その場] で電磁界の大きさと向きが見える！

電磁界ベクトル

コンパス

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電磁界ベクトルセンサを内蔵した 筺体の表面にディスプレイを設置

計測された電磁界ベクトルを その場でディスプレイに表示

立方体6面ディスプレイ →

3次元的な表示も可

小型センサ自身がディスプレイを備えその場で計測された電磁界ベクトルをその場でディスプレイに表示

電磁界コンパス

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電流ループ周辺の磁力線

方位磁石（コンパス）のように、その場で磁界ベクトルの向きと大きさが分かる！

電磁界コンパス（1）

低周波磁界

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低周波磁界ベクトルを可視化（10 kHz）

磁界ベクトルセンサ（3軸サーチコイル）を内蔵（10 cm立方） ディスプレイ（6面）

磁界ベクトルを表示

電流ループ

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電磁界コンパス（2）

高周波電波

2次元電波センサ（前面）（透明電波吸収シート）

電波源

ディスプレイ（内側）

電界ベクトル（偏波）を表示

●電波の・強度・偏波・到来方向

を、その場で計測・可視化

電波計測回路（内蔵）

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高周波電界ベクトル（偏波）を可視化（2 GHz）

透明電波吸収シート（前面）

ディスプレイ（内側）

●受信電波の電界ベクトル（偏波）を表示：直線 / 円 / 楕円

●電波強度・偏波の計測センサとして利用（10 cm四方）

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従来技術とその問題点

電磁界ベクトルの計測

▼測定者が

[その場] で電磁界ベクトルを把握しずらい

●電磁界センサ

その場では数値のみの表示

データ取り込み

（離れた）PC画面上で

ベクトル表示

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新技術の特徴・従来技術との比較

現場

（Portability） コンパクト

⇒

小型センサのみ（PC不要）

どこにでも持っていける

リアルタイム

（Real-time） 測定対象をセンサでなぞる、かざす

その場ですぐに計測できる

視覚化

（Imaging） その場の電磁界ベクトルを色や矢印で表示

空間分布を直感的、視覚的に把握できる

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想定される用途

(1) 不要電磁界ノイズの測定

機器開発段階での電磁環境の調査 ⇒

EMC規制値への対応、ノイズ源探査

現場での電磁環境の調査 ⇒

工場、オフィス、病院、航空機内、車内…

(2) 無線通信電波の測定 送信アンテナの性能評価

基地局電波の測定

(3) 教育・啓蒙

－

電磁界とは？

電磁波とは？ 電磁気学、電磁波工学の直感的・視覚的理解

⇒

学生・技術者

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想定される業界

想定されるユーザ

電気・電子・通信・産業機器開発メーカ

EMC計測機器メーカ、

EMC計測サービス企業

教育・研修機関

想定される市場規模

・機器開発メーカの現場

・EMC試験用電波暗室

・大学、学校

などは、すべて市場となり得る

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実用化に向けた課題

基本的な技術は開発・確認済み

課題 ・小型センサによる、電磁界計測性能の向上

・計測・表示回路の小型化 ・効果的な電磁界表示方法

今後、上記について改良・実験データ取得

様々な実環境適用のための条件設定

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企業への期待

以下の技術を持つ企業との共同研究を希望

電磁界計測、センサ（アンテナ）、EMC 高周波、画像処理、可視化

また、製品開発にてEMC対策を必要とする企業

EMC計測・試験サービスを行う企業

EMC分野への展開を考えている企業

には、本技術の導入が有効と思われる

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本技術に関する知的財産権

• 発明の名称 ：電磁界ベクトル表示装置

• 公開番号 ：特開2012-42401

• 出願人

：国立大学法人金沢大学

• 発明者

：八木谷

聡

• 発明の名称 ：電波強度計測装置

および電波強度計測システム

• 公開番号 ：WO/2010/013408

• 出願人

：国立大学法人金沢大学

• 発明者

：八木谷

聡、清水

貴夫、山中

雄介

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産学連携の経歴 （電磁界空間分布可視化装置のライセンス）

• 2008年 （株）ノイズ研究所 電磁波ノイズ可視化装置

空間電磁界可視化システム EPS-02H systemとして販売中

• 2009年 （株）PFU 電磁波ノイズ計測サービス

• 2009年

自動車メーカ 電磁波ノイズ計測

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お問い合わせ先

（有）金沢大学ティ・エル・オー

シニア・ライセンシング・アソシエイト

中村

尚人

ＴＥＬ

076-264-6090

ＦＡＸ

076-234-4018

e-mail

e-mail-to@kutlo.incu.kanazawa-u.ac.jp