KR101911152B1 - 정전기 분포 계측 장치 및 정전기 분포 계측 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 정전기 분포 계측 장치(1)는, 계측 대상물(200)의 계측면에 있어서의 정전기 분포를 계측하는 정전기 분포 계측 장치(1)이고, 진동에 의해 계측면에 있어서의 복수 영역(211)의 각각에서 발생하는 전계를 수신하는 어레이 안테나(2); 계측 대상물(200) 혹은 어레이 안테나(2)를 진동시키는 진동 수단(3); 어레이 안테나(2)가 수신한 복수 영역(211)의 각각에서의 전계의 강도, 주파수 및 위상 중의 적어도 하나를 계측하는 계측 수단(4); 계측 수단(4)에 의한 계측 결과에 기초하여, 복수 영역(211)의 각각에서의 정전기량을 산출하는 산출 수단(5); 및 복수 영역(211)의 각각에서의 정전기량에 기초하여, 계측면에 있어서의 정전기 분포를 드로잉하는 드로잉 수단(6)을 구비하고, 어레이 안테나(2)는, 복수 영역(211)의 각각에 대응하는 복수의 안테나 소자(21)를 구비한다.

Description

정전기 분포 계측 장치 및 정전기 분포 계측 방법{STATIC ELECTRICITY DISTRIBUTION MEASUREMENT DEVICE AND STATIC ELECTRICITY DISTRIBUTION MEASUREMENT METHOD}

본 발명은, 반도체 제조, 전자 기기 제조, 정밀 기계 제조, 수송 기계 제조, 화학품 제조 및 식품 제조 등의 다양한 제조 현장에 있어서, 제조 공정에서 사용되는 부품이나 제품에 있어서의 정전기 분포를 계측하여 가시화하는 정전기 분포 계측 장치 및 정전기 분포 계측 방법에 관한 것이다.

우리나라(일본)는, 반도체 제조, 전자 기기 제조, 정밀 기계 제조, 수송 기계 제조, 화학품 제조 및 식품 제조 등, 산업의 근간을 지탱하는 다양한 제조업을 갖고 있다. 이와 같은 제조업에 있어서의 실제의 제조를 담당하는 공장에 있어서는, 많은 부품이 생산 라인을 흐르면서, 자동 공정 혹은 인위공정으로 제품이 조립되고 있다.

여기서, 제품을 제조하는 부품에 문제점이나 불량이 있거나, 제조 공정에 문제점이나 불량이 있으면, 당연히 제조되는 제품도 문제점이나 불량품이 되고, 제조의 수율이 저하되는 문제가 있다. 혹은 부품에 문제가 없어도, 제조 후의 제품에 다양한 이유로 문제점이나 불량이 발생하는 경우도 있다. 전자 및 후자 모두에 관계되는 문제로서, 자동화된 제조 공정에 있어서, 각 공정에서의 동작 불량이 발생하면, 제조 속도(제조 효율)가 저하되거나, 제품의 제조 수율이 저하되는 문제가 있다.

종래에는, 대기업을 중심으로, 연구, 개발, 설계, 제조, 품질 관리, 판매까지의 일련의 흐름이 수직 통합적으로 이루어지고 있는 경우가 많았다. 이와 같은 수직 통합형의 기업에 있어서는, 제조 현장에서 발생할 수 있는 제조품(완성품이나 반완성품)의 품질 부족이나 수율 저하와 개발이나 설계에서의 대응은, 동일 기업 내부에서 피드백, 피드포워드하기 쉬운 환경에 있었다.

한편, 최근에 있어서는, 동일 기업에서 제조 비용의 문제로 제조 부문(즉, 제조 공장)이 자회사화되거나, 수탁 제조만을 하는 제조 기업이 나타나고 있다. 마찬가지로, 연구·개발만 하고, 제조를 하지 않는 팹리스 기업 등도, 전기 분야, 정보 통신 분야 등을 중심으로 융성하고 있다.

이와 같이, 현재의 제조업에 있어서는, 개발이나 설계를 하는 영역과 실제의 제조를 하는 영역으로, 물리적, 시간적, 기술적, 인적인 괴리가 있는 경우가 많아지고 있다. 이와 같은 괴리가 있는 경우에는, 제조 현장에서 발생하는 품질 부족이나 수율 열화에 대해, 제조 현장과 개발 현장 사이에서, 피드백이나 피드포워드하기 곤란하다. 이 곤란에 의해, 우리나라(일본)의 제조업(제조만을 청부 받는 수탁 제조 회사, 제조 자회사, 팹리스 기업 등을 포함)에 있어서의 제조력이 저하되고 있는 우려가 있다.

제조 현장에 있어서의 품질이나 수율의 열화 원인에는 다양한 것이 있다. 설계와 제조의 용이성, 제조 현장의 숙련도, 제조 공정의 플로우, 제조 설비, 인적 스킬 등의 불가피한 원인도 있지만, 간과하기 쉬운 원인의 하나는 정전기이다. 즉, 이와 같은 부품, 제품 혹은 제조 공정에서의 문제점이나 불량의 원인에는, 다양한 것이 있지만, 원인의 하나로서 정전기가 생각된다.

제조 공장에 있어서는, 이와 같은 정전기에 의한 부품, 제품, 제조 공정 등에 대한 악영향을 고려하여, 제전(除電)이나 방전, 공장의 건물, 바닥, 벽 등의 정전기 방지, 작업자의 복장의 정전기 방지의 연구 등, 정전기가 부품, 제품, 제조 공정에 영향을 미치지 않게 하는 연구가 진행되고 있다. 실제의 제조 공장에 있어서는, 바닥면, 벽, 컨베이어 라인 등을, 작업 개시 전에 제전하거나, 제전용 접지가 마련되어, 제조 공장내부에서 정전기가 발생하거나, 제조 공정에서 사용되는 부품이나 제품이 정전기를 띠지 않도록 연구가 이루어지고 있다.

또한, 제조 공장에 있어서는, 제조 공정에서 사용되는 부품을 미리 제전하는 등의 연구도 이루어지고 있다. 마찬가지로, 작업자도, 제전을 하고 나서 작업을 시작하는 연구도 진행되고 있다.

이와 같이, 제조 공장에 있어서는, 정전기의 악영향을 억제하는 연구가 다양하게 시행되고 있다. 이와 같은 연구에도 불구하고, 제조 공정에서 사용되는 부품이나 제품이, 정전기를 띠게 되는 문제는 완전히 해결되지 않고 있다. 예를 들면, 제조 공장에서 제조되는 전자 기기, 정밀 기기 등은, 저소비 전력화가 추진되고 있다. 저소비 전력화에 따라, 이들의 전자 기기나 정밀 기기의 제조에 사용되는 부품은, 정전기 방전 능력을 저하시키고 있다. 이 때문에, 이들의 전자 기기나 정밀 기기의 제조에 사용되는 부품은, 정전기를 띠어서, 간단히 고장나버리는 경우도 많다.

이와 같은 전자 기기나 정밀 기기의 제조에 사용되는 부품에는, 다양한 종류가 있다. 예를 들면, 수지나 비닐로 만들어진 부품(커넥터, 화면용 커버, 케이스 등)도 많이 사용된다. 이들의 부품은, 일정한 크기를 구비하고 있어, 정전기를 띠면, 예측 불능한 거동을 일으키는 경우가 있다. 예를 들면, 복수의 부품이, 컨베이어 라인을 흘러 일정한 위치에 배치되는 공정에 진입하거나, 화상 처리에 의한 외관 검사의 공정에 진입하거나 한다. 이와 같은 공정에 있어서는, 컨베이어 라인에 투입된 복수의 부품이, 투입 간격을 유지하여 컨베이어 라인을 흐르는 것이 바람직하다.

하지만, 이와 같은 부품이 정전기를 띠고 있으면, 컨베이어 라인에 있어서, 부품끼리가 정전기에 의해 접근하거나 반발하여 멀어지는 등의 거동을 일으킨다. 경우에 따라서는, 인접한 부품끼리가 달라 붙거나 한다. 이와 같은 거동이 발생해버리면, 상술한 배치 공정이나 외관 검사 공정에 있어서, 적절한 실시 처리를 할 수 없게 되어버린다.

배치 공정이나 외관 검사 공정에 있어서, 이와 같은 부품의 예측 불능한 거동이 발생해버리면, 일단, 컨베이어 라인을 정지시킬 필요가 있다. 이 거동은, 정전기에 기인하는 것이라는 예측은 되지만, 대책으로서는, 컨베이어 라인이나 공정상의 기기, 나아가 컨베이어 라인에 투입되는 부품 모두에, 제전을 실시하는 수 밖에 없다. 이와 같은 제전 작업에 의해, 컨베이어 라인이 정지되면, 제조 공장에 있어서는, 큰 손해가 발생한다. 제전 작업(경우에 따라서는 반나절이나 1일을 필요로 한다) 동안, 제조 작업이 정지하기 때문이다.

여기서, 이와 같은 부품이 상술한 바와 같은 거동을 일으키는 것은, 정전기가 원인일 것이라는 것은 알고 있지만, 실제의 거동에 이르는 메커니즘은 거의 해명되지 않았다. 특히, 부품끼리가 접근하거나 멀어지는 등의, 상이한 거동을 보이는 경우가 있는가 하면, 전혀 거동을 보이지 않는 경우도 있다. 이 때문에, 부품에 대전되어 있는(것으로 생각된다) 정전기가, 부품에 있어서 어떻게 분포되어 있는 것지를 모르면, 거동에 이르는 메커니즘의 해명이 곤란하다. 메커니즘의 해명이 곤란하면, 당연히 상술한 바와 같은 거동을 방지하는 대책안의 검토도 할 수 없다.

혹은, 휴대전화기나 스마트폰 등의 화면위로 장착되는 수지나 비닐 등으로 형성되는 커버는, 그 재질이나 면적의 크기로 인해, 정전기를 띠기 쉽다. 이와 같은 부품이, 전자 기기나 정밀 기기의 조립 공정에서 사용되는 경우에, 이 역시 부품이 정전기를 띠고 있으면, 정전기에 의해 설치 위치가 멋대로 벗어나거나 하는 경우가 있다. 이렇게 되면 당연히 조립되는 기기는, 불량품이 되어버린다.

이 경우에도, 부품이 정전기를 띠고 있는 것이 원인인 것은 예상되지만, 거동과 정전기 대전의 관련성을 모른다. 이 관련성을 모르면, 문제의 해결을 시도할 수 없다. 즉, 부품 등에 어떠한 정전기의 대전이 일어나 있는지를 명확히 파악하는 것이, 제조 공정에서 발생하는 문제 해결의 전제이다. 다시 말해 부품 등에 있어서, 정전기가 어떠한 분포로 대전되어 있는지를 확인할 수 있는 것이, 부품의 거동 해명의 전제 조건이다.

마찬가지로, 프린터와 같이 정전기를 이용하는 기기에 있어서는, 정전기 대전을 이용하는 부품의 정전기 분포가 확인될 것이 필요하다.

이와 같이, 제조 공정에 있어서의 정전기에 기인하는 것으로 생각되는 다양한 문제를 해결하는 전제나, 정전기를 이용하는 부품의 성능이나 특성을 확인하는 전제에 있어서, 부품 등의 정전기 분포를 계측하고, 나아가 가시화할 수 있는 것이 기대되고 있다.

이와 같은 정전기 분포를 계측하는 방법으로서, 몇 가지 기술이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1, 특허문헌 2 참조).

일본국 공표특허공보 2001-522045호 공보 일본국 공개특허공보 63-138374호 공보

여기서, 종래 기술에 있어서의 정전기 계측에는, 주로 다음의 5개 방식이 제안되어 있다. 하지만, 각각의 방식은, 정전기 계측, 특히 제조 현장에서의 부품이나 제품에 있어서의 정전기를 계측함에 있어서, 아래에 기재하는 바와 같은 문제를 안고 있다.

(방식 1) 패러데이 케이지

패러데이 케이지는, 계측 대상물을, 전하를 계측할 수 있는 케이지 내에 수용하여, 계측 대상물을 콘덴서로 보고 그 전하량을 계측하는 것에 의해, 계측 대상물의 대전량을 계측한다.

하지만, 패러데이 케이지의 경우에는, 계측 대상물을 하나씩 케이지 내에 수용할 필요가 있어, 수만개에서 수백만개나 되는 전자 부품이나 기계 부품이 연속적으로 라인상을 흐르는 제조 현장에 있어서는, 실용에는 비현실적이다. 패러데이 케이지는, 소수의 대상물의 대전량을, 세밀하게 계측해야 하는 경우에 적합하고, 대량 생산을 전제로 하는 전자 기기, 수송 기기, 화학품, 식품 등의 공장에서는 부적합하다.

(방식 2) 표면 전위계

표면 전위계는, 계측 대상물의 표면에 프로브를 근접시켜 계측 대상물의 전계량을 계측하여, 정전기량을 계측한다.

하지만, 표면 전위계를 사용하여 정전기 분포를 계측하는 경우에는, 센서를 주사시킬 필요가 있어, 많은 시간을 필요로 한다. 또한, 단시간에 정전기 분포를 계측하기 위해 센서를 병렬시켜도, 1개의 센서로 소형화할 수 없기 때문에, 높은 공간 분해능을 얻을 수 없는 문제가 있다.

(방식 3) 포켈스 효과(Pockels effect)를 사용한 방법

포켈스 효과는, 유전체의 등방성 결정에 있어서 외부로부터 전계를 가하면, 그 전계에 비례하여 빛의 굴절율이 변하는 현상이다. 이를 이용하여, 계측 대상물의 표면에 소정의 매체(포켈스 결정체)를 설치하고, 이 매체에 빛을 조사했을 때의 반사광이나 투과광의 굴절율을 검출하는 것에 의해, 정전기를 계측한다.

하지만, 포켈스 효과는 결정에 강한 전계를 인가할 필요가 있고, 저감도이기 때문에, 실제로는 샘플을 접촉시키는 것이나, 높은 전위의 샘플밖에 측정할 수 없기 때문에, 연구 개발 현장이나 생산 현장에 있어서의 정전기 가시화에 대한 적응은 비현실적이다.

(방식 4) 커 효과(Kerr effect)를 사용한 방법

커 효과는, 물질에 외부로부터 전계를 가하면, 그 전계에 제곱에 비례하여 빛의 굴절율이 변화하는 현상이고, 이 전기 광학 특성을 계측하는 것에 의해, 정전기를 계측할 수 있다.

하지만, 커 효과는, 변화의 검출이 매우 어렵고, 미소한 전자 부품 등의 정전기량을 계측하는 것은 매우 어려워, 제조 현장에서의 적용은 곤란하다.

(방식 5) 주사형 프로브 현미경

주사형 프로브 현미경은, 계측 대상물에 대해 프로브를 주사시키면서 정전기량을 계측한다.

하지만, 주사형 프로브 현미경은, 작업에 품도 많이 들고, 장치도 대규모화되는 문제가 있다.

이와 같은 방식을 기초로, 특허문헌 1은, 정전기 현미경(프로브 현미경)에 의해, 정전기를 계측하는 기술을 개시하고 있다.

하지만, 이와 같은 정전기 현미경을 사용한 정전기 계측은, 장치가 대규모화 되어, 계측할 수 있는 대상물이 한정되거나, 계측할 수 있는 환경이 한정된다. 또한, 특허문헌 1의 기술을 응용하여, 대상물의 정전기 분포를 계측하고자 하는 경우에는, 대상물을 주사하여 계측할 필요가 있다. 주사하여 계측해야 하는 경우에는, 당연히 작업 시간이 걸려, 제조 공정에서 컨베이어 라인을 흐르고 있는 실제 부품의 정전기 분포를 계측하기는 어렵다.

또한, 주사에 의한 계측 시간이 걸리는 것은, 계측하는 동안에 정전기의 대전 상황이 바뀌어버리는 것에 대응할 수 없는 문제를 발생시킨다. 이 때문에, 어느 순간에 있어서의 정전기 분포를 정확하게 계측할 수 없는 문제가 있다.

특허문헌 2는, 전극을 사용하여 대상물에 빛을 조사하여, 반사광을 받는 것에 의해, 그 변화에 기초하여 대상물의 정전기를 계측한다. 특허문헌 2에 개시되는 기술도, 대상물의 정전기 분포를 계측하는데 응용되는 경우에는, 주사할 필요가 있고, 주사 시간을 필요로 하는 것에 기인하는 특허문헌 1과 동일한 문제를 안고 있다.

또한, 상술한 표면 전위계는, 대상물의 정전기를 격리한 상태로 계측할 수 있다. 하지만, 대상물의 정전기 분포를 계측하기 위해서는, 프로브 현미경과 마찬가지로, 대상물의 표면을 주사하여 계측할 필요가 있다. 주사가 필요한 것은, 특허문헌 1, 2와 동일한 문제를 안게 된다. 더욱이, 표면 전위계는, 대상물에 있어서의 미세 영역까지 좁혀서 계측하기 어렵다. 표면 전위계는, 대상물의 넓은 범위를 픽업하도록 전위를 계측해버리기 때문이다. 구체적으로는, 표면 전위계는, 대상물에 대해 계측 폭을 넓히도록 하여 전위를 계측해버린다.

이 때문에, 표면 전위계는, 계측에 있어서의 분해능이 낮은 문제를 안고 있다. 분해능이 낮으면, 당연히 정확한 정전기 분포를 계측할 수 없다.

이상과 같이 종래 기술의 정전기 계측 방법이나 이를 응용한 기술에서는, 높은 공간 분해능이면서 단시간에 정전기 분포를 계측하기 곤란했다.

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 간편한 장치이면서, 높은 공간 분해능을 기초로 하여 단시간에 대상물의 정전기 분포를 계측하는 정전기 분포 계측 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 정전기 분포 계측 장치는, 계측 대상물의 계측면에 있어서의 정전기 분포를 계측하는 정전기 분포 계측 장치이고, 진동에 의해 계측면에 있어서의 복수 영역의 각각에서 발생하는 전계를 수신하는 어레이 안테나; 어레이 안테나를 진동시키는 진동 수단; 어레이 안테나가 수신한 복수 영역의 각각에서의 전계의 강도, 주파수 및 위상 중의 적어도 하나를 계측하는 계측 수단; 계측 수단에 의한 계측 결과에 기초하여, 복수 영역의 각각에서의 정전기량을 산출하는 산출 수단; 및 복수 영역의 각각에서의 정전기량에 기초하여, 계측면에 있어서의 정전기 분포를 드로잉하는 드로잉 수단을 구비하고, 어레이 안테나는, 복수 영역의 각각에 대응하는 복수의 안테나 소자를 구비한다.

본 발명의 정전기 분포 계측 장치는, 간편한 구성이면서, 일정한 면적을 구비하는 부품이나 제품 등의 정전기 분포를 계측할 수 있다. 또한, 정전기 분포 계측 장치는, 계측한 결과를, 파악하기 쉽도록 가시화할 수도 있다.

또한, 본 발명의 정전기 분포 계측 장치는, 단시간에 계측할 수 있기 때문에, 정전기 분포의 특성을 정확하게 계측할 수 있다. 정전기는 시간 경과에 따라 크게 변화되지만, 본 발명을 사용하면, 계측 시간중의 변동에 의한 계측 오차가 감소한다. 이 결과, 예를 들면 제조 현장의 제조 라인을 흐르고 있는 부품이나 제품의 정전기 분포를, 그 장소에서 실시간으로 계측할 수 있다.

도 1은 문제의 예를 설명하는 모식도이다.
도 2는 표면 전위계에 의한 계측 대상물(200)의 정전기 분포를 계측하는 상태를 나타내는 모식도이다.
도 3은 주사형 프로브 계측 장치에 의한 계측 대상물(200)의 정전기 분포를 계측하는 모식도이다.
도 4는 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 정전기 분포 계측 장치의 블록도이다.
도 5는 산출 수단(5)이 산출한 계측면(210)에서의, 복수 영역(211)의 각각에서의 정전기량을 나타내는 모식도이다.
도 6은 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 드로잉 수단에 의해 드로잉된 정전기 분포를 나타내는 모식도이다.
도 7은 본 발명의 실시형태 2에 있어서의 정전기 분포 계측 장치의 블록도이다.
도 8은 본 발명의 실시형태 2에 있어서의 산출 수단의 내부 블록도이다.
도 9는 본 발명의 실시형태 2에 있어서의 가중과 산출되는 정전기량의 관계를 나타내는 테이블이다.
도 10은 종래 기술의 대표예인 표면 전위계(정전 유도형, 진동 용량형)에 의한, 계측 대상물의 계측면의 전계를 측정하는 경우와, 본 발명의 안테나 소자(모노폴 안테나)로 계측 대상물의 계측면의 전계를 측정하는 경우의 차이를 나타내는 실험 결과이다.
도 11은 본 발명의 실시형태 2에 있어서의 정전기 분포의 실험 상태를 나타내는 설명도이다.

본 발명의 제1의 발명에 따른 정전기 분포 계측 장치는, 계측 대상물의 계측면에 있어서의 정전기 분포를 계측하는 정전기 분포 계측 장치이고, 진동에 의해 계측면에 있어서의 복수 영역의 각각에서 발생하는 전계를 수신하는 어레이 안테나; 계측 대상물 혹은 어레이 안테나를 진동시키는 진동 수단; 어레이 안테나가 수신한 복수 영역의 각각에서의 전계의 강도, 주파수 및 위상 중의 적어도 하나를 계측하는 계측 수단; 계측 수단에 의한 계측 결과에 기초하여, 복수 영역의 각각에서의 정전기량을 산출하는 산출 수단; 및 복수 영역의 각각에서의 정전기량에 기초하여, 계측면에 있어서의 정전기 분포를 드로잉하는 드로잉 수단을 구비하고, 어레이 안테나는, 복수 영역의 각각에 대응하는 복수의 안테나 소자를 구비한다.

이 구성에 의해, 정전기 분포 계측 장치는, 계측 대상물의 계측면에 있어서, 세밀하게 분할된 영역의 각각에서의 정전기량에 기초하여, 아날로그적으로 정전기 분포를 계측할 수 있다.

본 발명의 제2의 발명에 따른 정전기 분포 계측 장치는, 제1의 발명에 더하여, 계측 대상물은, 제조 현장에서 사용되는, 전자 부품, 전자 소자, 반도체 집적 소자, 전자 기판, 전자 기기, 기계 부품, 수송용 기기, 화학품, 식품, 종이 제품, 세라믹 재료, 플라스틱 재료, 고분자 재료, 필름 제품, 고무 제품, 수지 제품, 금속 제품, 약품 및 섬유 제품 중의 어느 한 제품 요소이다.

이 구성에 의해, 정전기 분포 계측 장치는, 제조 현장에서 사용되는 다양한 부품이나 제품에 있어서의 정전기 분포를 계측할 수 있다.

본 발명의 제3의 발명에 따른 정전기 분포 계측 장치는, 제1 또는 제2의 발명에 더하여, 제품 요소는, 제조 현장에 있어서의 제조 라인을 흐른다.

이 구성에 의해, 제조 라인을 흐르는 부품이나 제품의 정전기에 의한 문제 해결의 정보를 얻을 수 있다.

본 발명의 제4의 발명에 따른 정전기 분포 계측 장치는, 제1 내지 제3의 발명 중 어느 한 발명에 더하여, 복수 영역은, 계측 대상물에 있어서, 어레이 안테나와 대향하는 면인 계측면에 가상적으로 마련된다.

이 구성에 의해, 어레이 안테나가 구비하는 안테나 소자의 각각이, 대응하는 영역의 전계를 수신·검출할 수 있다.

본 발명의 제5의 발명에 따른 정전기 분포 계측 장치는, 제4의 발명에 더하여, 복수 영역의 각각은, 어레이 안테나가 구비하는 복수의 안테나 소자에 대향하는 영역에 의해 구분된다.

이 구성에 의해, 어레이 안테나가 구비하는 안테나 소자의 각각이, 대응하는 영역의 전계를 수신·검출할 수 있다.

본 발명의 제6의 발명에 따른 정전기 분포 계측 장치는, 제5의 발명에 더하여, 복수 영역의 각각의 면적은, 안테나 소자의 수신 지향성에 기초하여 정해진다.

이 구성에 의해, 안테나 소자의 지향성의 수렴성이 높으면, 매우 세밀한 복수 영역의 전계를 수신할 수 있다. 결과로서, 정전기 분포 계측 장치는, 더욱 세밀한 분할에 기초하여 정밀도가 높은 정전기 분포를 계측할 수 있다.

본 발명의 제7의 발명에 따른 정전기 분포 계측 장치는, 제1 내지 제6의 발명 중 어느 한 발명에 더하여, 복수의 안테나 소자는, 소정의 격자 형태로 배열되어 있고, 복수 영역의 각각은, 계측 대상물에 있어서, 소정의 격자 형태에 대응하여 구분된다.

이 구성에 의해, 정전기 분포 계측 장치는, 소정의 격자 형태가 되는 복수 영역의 정전기량에 기초하여, 더욱 높은 정밀도로 정전기 분포를 계측할 수 있다.

본 발명의 제8의 발명에 따른 정전기 분포 계측 장치는, 제1 내지 제7의 발명 중 어느 한 발명에 더하여, 복수의 안테나 소자의 각각은, 복수 영역의 면적에 집중하는 지향성을 구비한다.

이 구성에 의해, 정전기 분포 계측 장치는, 더욱 세밀한 복수 영역의 각각의 정전기량에 기초하여, 높은 정밀도로 정전기 분포를 계측할 수 있다.

본 발명의 제9의 발명에 따른 정전기 분포 계측 장치는, 제1 내지 제8의 발명 중 어느 한 발명에 더하여, 진동 수단은, 어레이 안테나가 고정된 상태에서 계측 대상물을 진동시키거나, 혹은 계측 대상물이 고정된 상태에서 어레이 안테나를 진동시키는 것에 의해, 계측 대상물과 어레이 안테나가 상대적으로 진동하고 있는 상태를 형성한다.

이 구성에 의해, 진동 수단은, 진동에 의해 확실하게 전계를 발생시킬 수 있다.

본 발명의 제10의 발명에 따른 정전기 분포 계측 장치는, 제1 내지 제9의 발명 중 어느 한 발명에 더하여, 산출 수단은, 계측 대상물 또는 전기 어레이 안테나의 진폭에 기초하여 신뢰성값을 산출하고, 전계의 강도에 기초하여 산출되는 정전기량과 전계의 위상에 기초하여 산출되는 전기적 극성에 신뢰성값을 가중하여, 복수 영역의 각각의 정전기량을 산출한다.

이 구성에 의해, 산출 수단은, 더욱 정확하게 정전기량을 산출할 수 있다.

본 발명의 제11의 발명에 따른 정전기 분포 계측 장치는, 제10의 발명에 더하여, 신뢰성값은, 계측 대상물 또는 어레이 안테나의 진폭이 작은 경우에 작고, 계측 대상물의 진폭이 큰 경우에 크다.

이 구성에 의해, 산출 수단은, 신뢰성값을 효율적으로 사용하여, 정전기량을 산출할 수 있다.

본 발명의 제12의 발명에 따른 정전기 분포 계측 장치는, 제1 내지 제11의 발명 중 어느 한 발명에 더하여, 산출 수단은, 복수 영역의 각각의 정전기량을, 해당 영역의 절대값으로서 산출하고, 드로잉 수단은, 복수 영역의 각각에서의 절대값으로서의 정전기량을, 소정의 보간을 진행하는 것에 의해, 계측 대상물의 계측면에서의 정전기 분포를 드로잉한다.

이 구성에 의해, 드로잉 수단은, 복수 영역마다 산출된 정전기량을 아날로그적인 정전기 분포로 할 수 있다.

본 발명의 제13의 발명에 따른 정전기 분포 계측 장치는, 제12의 발명에 더하여, 소정의 보간은, 선형 보간을 포함한다.

이 구성에 의해, 드로잉 수단은, 용이하면서 확실하게 보간할 수 있다.

본 발명의 제14의 발명에 따른 정전기 분포 계측 장치는, 제1 내지 제13의 발명 중 어느 한 발명에 더하여, 드로잉 수단이 드로잉한, 계측면의 정전기 분포를 표시하는 표시 수단을 더 구비한다.

이 구성에 의해, 정전기 분포 계측 장치는, 드로잉된 정전기 분포를, 작업자에게 보여줄 수 있다.

이하, 도면을 사용하여, 본 발명의 실시형태에 대해 설명한다.

(참고 설명)

우선, 다양한 부품이나 제품이 정전기를 띠는 것에 의해 발생하는 문제의 예를 설명한다. 도 1은, 문제의 예를 설명하는 모식도이다. 도 1에서는, 제조 라인(100)을 부품(101A~101E)이 흐르고 있는 모습을 나타내고 있다. 부품(101A~101E)은, 제조 공정에서 사용되거나, 외관 검사의 대상이 되어, 제조 라인(100)을 흐른다. 이 때, 제조 공정에서의 적정한 처리나 외관 검사에서의 용이성을 위해, 복수의 부품(101)은, 소정 간격을 유지한 채로 흐르는 것이 바람직하다.

도 1(A)에서는, 복수의 부품(101A~101E)이 각각, 소정 간격이거나 이에 가까운 간격을 유지하여 흐르고 있는 모습이 도시되어 있다.

하지만, 부품(101A~101E)이, 어떠한 이유로 도 1(B)에 나타내는 바와 같이 그 간격을 변화시키는 경우도 있다. 예를 들면, 도 1(B)에서는, 부품(101A)과 부품(101B)이 서로 반발하여 격리되어 있다. 한편, 부품(101C)과 부품(101D)이, 서로 끌어 당겨 근접해 있다. 이와 같은 격리나 근접이 발생하면, 당연히, 복수의 부품(101)끼리의 간격이 변화되어버린다. 이 간격의 변화는, 제조 공정이나 외관 검사에 있어서 바람직하지 못하다.

이 부품(101)끼리의 격리나 근접 등의 원인에는, 정전기가 예상되고 있다. 부품(101)의 각각이 정전기에 대전되는 것에 의해, 상호의 반발이나 상호의 근접 등이 발생하고 있는 것으로 생각된다. 하지만, 실제에 있어서는, 정전기가 어떻게 영향을 주고 있는지는 명확히 확인되지 않고 있다. 더욱이, 부품(101)의 각각이 어떤 상태로 정전기에 대전되어 있는지를 모른다. 즉, 부품(101)이 정전기에 대전되어 있을 것으로는 생각되지만, 어떤 분포로 정전기에 대전되어 있는지는 확인되지 않고 있다.

이와 같은 제조 공정에서의 문제를 해결하는 전제로서, 부품(101)의 정전기 분포가 계측될 필요가 있다.

(표면 전위계에 의한 한계)

도 2는, 표면 전위계에 의한 계측 대상물(200)의 정전기 분포를 계측하는 상태를 나타내는 모식도이다. 표면 전위계(300)는, 종래 기술에서 설명한 바와 같이, 계측 대상물로부터의 전위를 계측하는 것에 의해, 계측 대상물(200)의 계측면에 있어서의 정전기를 계측할 수 있다. 여기서, 계측 대상물(200)의 계측면을, 복수 영역(201A~201D)으로 가상적으로 분할되는 것으로 가정하여, 표면 전위계(300)가, 분할된 복수 영역(201A~201D)의 각각의 정전기를 계측한다. 이 복수 영역(201A~201D)의 각각의 정전기가 계측되면, 계측면의 정전기 분포를 파악할 수 있다.

하지만, 도 2에 나타내는 바와 같이, 표면 전위계(300)는, 계측 대상물(200)의 계측면에 대해, 방사형으로 계측 면적을 확대하여 계측 대상 영역(202)을 생성시킨다. 이 때문에, 계측 대상 영역(202)이, 계측면에 있어서 매우 넓어져버려, 복수 영역(201A~201D)의 각각에 수렴된 정전기의 계측이 진행되지 않는 문제를 발생시킨다.

당연히, 소정 영역(201)에서의 정전기를 측정하고 있었어야 했는데, 표면 전위계(300)는, 인접한 영역(201)의 정전기도 포함하여 계측해버린다. 표면 전위계는, 스칼라값으로서의 정전기량을 계측하기 때문에, 이 계측된 정전기량은, 특정한 영역(201)뿐만 아니라, 인접한 주위의 영역(201)의 정전기량을 포함한 값이 되어버린다. 도 2에서는, 계측 대상 영역(202)은, 영역(201B)뿐만 아니라(원래는, 이 201B가 목적) 인접한 영역(201A, 201C)도 포함하고 있다.

이와 같이, 표면 전위계(300)는, 정전기 분포의 계측에 필요한 복수 영역마다의 정전기량을, 정확히 영역(201)마다 구획하여 계측할 수 없다. 즉, 공간 분해능이 낮다. 이 결과, 당연히, 계측 대상물(200)의 정확한 정전기 분포를 계측하기 곤란하다.

(주사형 프로브 계측)

도 3은, 주사형 프로브 계측 장치에 의한 계측 대상물(200)의 정전기 분포를 계측하는 모식도이다. 주사형 프로브(310)가, 계측 대상물(200)의 표면을 차례로 프로브하는 것에 의해, 계측 대상물(200)의 계측면 전체의 각각의 위치에서의 정전기량을 계측할 수 있다. 이 결과, 계측 대상물(200)의 계측면의 정전기 분포를 계측할 수 있다.

하지만, 계측면 전체를 차례로 프로브하는 것은 시간이 매우 걸린다. 또한, 그 품도 많이 든다. 시간이 걸림에 따라, 어떤 순간의 정확한 정전기 분포를 계측할 수는 없다. 이 때문에, 주사형 프로브 계측 장치에 의해서도, 계측 대상물(200)의 정확한 정전기 분포를 계측하기 곤란하다.

(실시형태 1)

실시형태 1에 대해 설명한다.

(전체 개요)

도 4는, 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 정전기 분포 계측 장치의 블록도이다. 정전기 분포 계측 장치(1)는, 계측 대상물(200)의 정전기 분포를 계측한다.

계측 대상물(200)은, 상기한 바와 같이 설명한 정전기에 대전될 가능성이 있는 다양한 부품이나 제품이다. 예를 들면, 계측 대상물(200)은, 제조 현장에서 사용되는 전자 부품, 전자 소자, 반도체 집적 소자, 전자 기판, 전자 기기, 기계 부품, 수송용 기기, 화학품, 식품, 종이 제품, 세라믹 재료, 플라스틱 재료, 고분자 재료, 필름 제품, 고무 제품, 수지 제품, 금속 제품, 약품 및 섬유 제품 중의 어느 하나이다. 물론, 이들은 예시이고, 이들 이외의 부품이나 제품이 계측 대상물(200)이어도 좋다.

정전기 분포 계측 장치(1)는, 어레이 안테나(2), 진동 수단(3), 계측 수단(4), 산출 수단(5), 드로잉 수단(6)을 구비한다.

진동 수단(3)은, 계측 대상물(200) 및 어레이 안테나(2) 중 적어도 하나를 진동시킨다. 이 때, 계측 대상물(200)과 어레이 안테나(2)가, 상대적으로 진동하고 있는 상태가 형성되면 되기 때문에, 진동 수단(3)은, 계측 대상물(200)만을 진동시켜도 좋고, 어레이 안테나(2)만을 진동시켜도 좋다. 혹은, 진동 수단(3)은, 계측 대상물(200)과 어레이 안테나(2)를 모두 진동시켜, 서로 상대적으로 진동하고 있는 상태를 형성해도 좋다.

어레이 안테나(2)는, 복수의 안테나 소자(21)를 구비하고 있다. 이 어레이 안테나(2)는, 이 안테나 소자(21)에 의해, 계측 대상물(200)의 계측면(210)에 있어서의 복수 영역(211)의 각각에서 발생하는 전계를 수신한다. 계측 대상물(200)은, 그 형상은 다양하지만, 어레이 안테나(2)와 대향하는 면인 계측면(210)을 구비한다.

어레이 안테나(2)는, 이 계측면(210)에 대향한다. 또한, 복수의 안테나 소자(21)는 각각, 계측 대상물(200)의 계측면(210)을 임의로 및 가상적으로 구분한 복수 영역(211)의 각각에 대향한다. 즉, 복수 영역(211)은 각각, 안테나 소자(21)에 대응하여 구분된다.

계측 대상물(200)은, 어레이 안테나(2)와의 사이에서 상대적으로 진동한다. 이 진동에 의해 전하 진동이 발생하여, 전계가 발생한다. 안테나 소자(21)는 각각, 복수 영역(211)의 각각이고, 자신이 대향하는 영역(211)의 전계를 수신한다. 예를 들면, 복수의 안테나 소자(21)의 내인 안테나 소자(21)는, 대향하고 있는 영역(211)의 전계를 수신한다.

어레이 안테나(2)는, 복수의 안테나 소자(21)를 구비하고 있기 때문에, 어레이 안테나(2)는, 복수의 안테나 소자(21)를 사용하여, 복수 영역(211)의 각각에서 발생하고 있는 전계를 수신할 수 있다. 즉, 어레이 안테나(2)는, 계측면(210)에 있어서, 안테나 소자(21)에 대응하여 구분된 복수 영역(211)의 각각에서의 전계를, 개별로 수신할 수 있다.

어레이 안테나(2)는, 안테나 소자(21)의 각각이 수신한 복수 영역(211)의 각각의 전계를, 계측 수단(4)에 송신한다.

계측 수단(4)은, 복수 영역(211)의 각각에서의 전계의 강도, 주파수 및 위상 중의 적어도 하나를 계측한다. 전계는, 강도, 주파수 및 위상 중의 적어도 하나의 요소를 구비하고 있다. 계측 수단(4)은, 어레이 안테나(2)로부터 수신한 전계가 구비하는 이들의 요소 중의 하나를 적어도 계측할 수 있다. 계측 수단(4)은, 계측한 이들의 강도, 주파수 및 위상 중의 적어도 하나를, 산출 수단(5)에 출력한다.

산출 수단(5)은, 수신한 전계의 강도, 주파수 및 위상 중의 적어도 하나에 기초하여, 복수 영역(211)의 각각에서의 정전기량 또는 정전기의 전기적 극성을 산출한다. 예를 들면, 산출 수단(5)은, 전계의 강도로부터, 복수 영역(211)에 있어서의 소정 영역(211)에서의 전위를 산출할 수 있다. 이 전위는, 해당 영역(211)의 정전기량을 나타내고 있다. 즉, 이 전위에 기초하여, 산출 수단(5)은, 해당 영역(211)의 정전기량을 산출할 수 있다.

혹은, 전계의 주파수나 위상도 정전기량을 나타내는 파라미터의 하나로서 이들도 포함시킨 후, 산출 수단(5)은, 영역(211)의 정전기량을 산출해도 좋다.

이와 같이, 복수의 안테나 소자(21)가 배열된 어레이 안테나(2)에 의해, 계측 대상물(200)의 계측면(210)을 구분한 복수 영역(211)의 각각에서의 정전기량을, 개별로 산출할 수 있다.

산출 수단(5)은, 산출한 복수 영역(211)의 각각에서의 정전기량을, 드로잉 수단(6)에 출력한다.

드로잉 수단(6)은, 복수 영역(211)의 각각에서의 정전기량에 기초하여, 계측면(210)에 있어서의 정전기 분포를 드로잉한다. 산출 수단(5)이 산출한 복수 영역(211)의 각각에서의 정전기량을, 개별로 산출한 것에 불과하다. 복수 영역(211)의 각각에서의 정전기량을 스칼라값으로 산출한 것뿐이기 때문에, 하나의 복수 영역(211)을 하나의 값으로 파악하는 수 밖에 없다.

드로잉 수단(6)은, 산출된 인접한 영역(211)의 정전기량을 사용하여 소정 영역(211)의 정전기량을 보간 처리하는 것에 의해, 이 영역(211)을 단일값이 아닌, 변화도 포함한 값으로서 파악할 수 있다.

도 5는, 산출 수단(5)이 산출한 계측면(210)에서의, 복수 영역(211)의 각각에서의 정전기량을 나타내는 모식도이다. 도 5에 도시되는 도면은, 산출 수단(5)이 산출한 상태를 가시화한 것으로서, 계측 대상물(200)의 계측면(210)의 복수 영역(211)의 각각의 정전기량을 나타내고 있다. 색감의 차이는, 정전기량의 값의 대소를 나타내고 있다. 한편, 산출 수단(5)에 의한 산출 결과이고, 이를 계측 대상물(200)로 치환하면 이와 같은 정전기를 띠고 있다라는 도면으로서, 계측 대상물(200)의 도면은 아니다.

도 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 산출 수단(5)에 의해 산출된 복수 영역(211)의 각각의 정전기량은, 복수 영역(211)의 각각에서의 개별값이다. 이 때문에, 복수 영역(211)의 각각에 있어서, 단일값으로서 정전기량이 산출되어 있는 상태이다.

이 상태로부터, 드로잉 수단(6)에 의해, 소정의 보간 등의 처리가 이루어지면, 아날로그적인 정전기량의 분포가 파악되게 된다. 도 6은, 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 드로잉 수단에 의해 드로잉된 정전기 분포를 나타내는 모식도이다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 복수 영역(211)의 각각에서의 디지털적인 정전기량의 표시로부터, 전체의 아날로그적인 분포를 알 수 있는 표시로 변해 있다.

정전기 분포 계측 장치(1)는, 드로잉 수단(6)에 의해 드로잉된 정전기 분포도에 의해, 계측 대상물(200)의 계측면(210)에 있어서의 아날로그적인 정전기 분포를 계측할 수 있다. 이 아날로그적인 정전기 분포는, 더욱 실제에 입각한 정전기 분포를 나타내고 있는 것으로 생각된다. 즉, 도 6에 도시되는 상태가, 정전기 분포 계측 장치(1)에 의해 계측되는 계측 대상물(200)의 정전기 분포이다.

이와 같이하여, 정전기 분포 계측 장치(1)는, 다양한 부품이나 제품 등의 제조 라인을 흐르는 혹은 흐를 가능성이 있는 제품 요소의 정전기 분포를 계측할 수 있다.

다음으로 각 부의 상세에 대해 설명한다.

(계측 대상물)

계측 대상물(200)은, 상술한 바와 같이 정전기의 영향을 받는 것이 바람직하지 못한 것으로 생각되는 다양한 부품이나 제품이다.

정전기 분포 계측 장치(1)는, 이 계측 대상물(200)의 정전기 분포를 계측한다. 이 때문에, 계측 대상물(200)은, 진동 수단(3)에 의해 어레이 안테나(2)와의 사이에서 상대적으로 진동한다. 이 진동에 의해, 계측 대상물(200)은, 가상적인 전하 진동에 기초하는 전계를 발생시킨다.

계측 대상물(200)이 어떠한 형상을 구비하고 해도, 어레이 안테나(2)와 대향하는 면을 구비하고 있다. 이 대향하는 면이 계측 대상이 되는 계측면(210)이 된다. 정전기 분포 계측 장치(1)는, 계측면(210)의 정전기 분포를 아날로그적인 분포도로서 표시하는 것을 목적으로 하고 있다. 이 때문에, 어레이 안테나(2)가, 계측면(210)과 대향하여 진동에 의해 발생하는 전계를 수신한다.

이 때, 분포도로서 정전기 분포를 계측하기 위해, 계측면(210)을, 복수의 구획인 복수 영역(210)으로 분할하여, 어레이 안테나(2)는 전계를 수신한다. 이 때문에, 계측 대상물(200)의 계측면(210)은, 복수의 구획인 복수 영역(210)으로 가상적으로 구분된다. 물론, 이 복수 영역(210)은, 정전기 분포 계측을 위한 편의적인 것이기 때문에, 실제로 계측면(210)에 구분선이 표시되어 있는 것은 아니다.

이 복수 영역(210)이 잘면 잘수록, 계측면(210)의 정전기 분포를 더욱 정밀하게 계측할 수 있다. 하지만, 이 복수 영역(210)의 각각의 영역(210)의 개별의 정전기량이 정확하게 산출될 필요가 있다. 실시형태 1의 정전기 분포 계측 장치(1)에서는, 계측 대상물(200)의 진동과 어레이 안테나(2)에 의해, 이를 해결하고자 한다.

이 때문에, 복수 영역(211)은 각각, 어레이 안테나(2)가 구비하는 복수의 안테나 소자(21)에 대향하는 범위에 의해 구분된다. 즉, 안테나 소자(21)가 각각 대향하는 범위가, 복수 영역(211) 중의 한 영역(211)이 된다. 이 때문에, 안테나 소자(21)의 성능(주로 공간 분해능)에 의해, 계측면(210)에 있어서 구획되는 복수 영역(211)의 각각의 범위가 결정된다.

이 때문에, 복수 영역(211)의 수는, 어레이 안테나(2)의 안테나 소자(21)의 수에 의해 정해진다.

또한, 같은 이유로 복수 영역(211)의 각각의 면적은, 안테나 소자(21)의 수신 지향성에 기초하여 정해진다. 더욱 상세하게는, 안테나 소자(21)의 공간 분해능에 의해, 복수 영역(211)의 각각의 면적이 정해진다.

이상과 같이, 대향하는 어레이 안테나(2)가 구비하는 안테나 소자의 수, 간격, 성능 등에 따라, 계측면(210)에 있어서 복수 영역(211)이 가상적으로 형성된다.

계측 대상물(200)은, 정전기량을 계측 받고자 하는 대상물이다. 공장의 라인 등을 흐르는 다양한 부품이나 제품이다. 특히, 정전기에 대전될 가능성이 있는 다양한 부품이나 제품이다. 예를 들면, 계측 대상물(200)은, 제조 현장에서 사용되는 전자 부품, 전자 소자, 반도체 집적 소자, 전자 기판, 전자 기기, 기계 부품, 수송용 기기, 화학품, 식품, 종이 제품, 세라믹 재료, 플라스틱 재료, 고분자 재료, 필름 제품, 고무 제품, 수지 제품, 금속 제품, 약품 및 섬유 제품 중의 어느 하나이다. 물론, 이들은 예시이고, 이들 이외의 부품이나 제품이, 계측 대상물(200)이어도 좋다.

예를 들면, 반도체나 액정과 같은 분야의 제조 현장에서는, 계측 대상물(200)은, 부품 패키지, 전자 부품, 반도체 집적 부품, 반도체 웨이퍼, 액정 글라스재 등, 제조 라인을 흐르는 것이거나, 장치류, 포장재, 작업자와 같은 작업 주체이다. 또한, 전기·전자 분야의 제조 현장에서는, 계측 대상물(200)은, 전자 부품, 전자 소자, 전자 기판, 전자 기기거나, 장치류나 포장재이다.

또한, 화학품 분야의 제조 현장에서는, 계측 대상물(200)은, 화학품, 섬유 제품, 필름 제품 등이다. 식품이나 약품 분야의 제조 현장에서는, 계측 대상물(200)은, 식품, 약품, 절연 재료, 장치 등이다. 수지나 필름 분야의 제조 현장에서는, 계측 대상물(200)은, 수지 제품, 수지 부재, 필름 제품, 필름 부재 등을 비롯하여 절연 재료 등을 포함한다. 마찬가지로, 기계나 수송 기기의 분야에서는, 계측 대상물(200)은, 기계 부품, 수송용 기기, 도전 재료, 패키지 등을 포함한다. 또한, 종이나 섬유 제품 분야의 제조 현장에서는, 계측 대상물(200)은, 종이나 섬유 제품을 포함한다. 금속 분야의 제조 현장에서는, 계측 대상물(200)은, 금속 제품, 금속 재료 등을 포함한다.

(어레이 안테나)

어레이 안테나(2)는, 복수의 안테나 소자(21)의 집합체이다. 복수의 안테나 소자(21)가, 계측 대상물(200)의 계측면(210)에 대향하고 있다. 이 대향에 의해, 안테나 소자(21)는 각각, 가상적으로 구분된 영역(211)의 각각에 대향한다.

여기서, 안테나 소자(21)는 각각, 복수 영역(211)의 각각의 면적에 집중하는 지향성을 구비한다. 즉, 안테나 소자(21)는, 높은 수렴성을 구비하는 지향성을 구비하고 있어, 대향면이 되는 영역(211)에 집중하여, 그 전계를 수신하는 지향성을 구비하고 있다. 이 지향성에 의해, 안테나 소자(21)는, 계측 대상물(200)이 진동함으로써 발생하는 전계에 있어서, 대향하는 복수 영역(211)의 각각의 영역(211)의 전계에 집중하여 수신할 수 있다.

예를 들면, 안테나 소자(21)의 지름이 작고 선단의 도전체의 돌출이 짧으면, 안테나(21)의 지향성은, 대향하는 좁은 영역에 집중하기 쉬워진다. 이 집중에 의해, 안테나(21)는, 소정 영역(211)의 전계를 집중적으로 수신할 수 있다. 대향하는 소정 영역(211) 이외의 영역(211)의 전계도 함께 수신해버리는 것에 의한, 수신 정밀도의 저하를 방지할 수 있다.

이와 같이, 복수의 안테나 소자(21)의 집합체인 어레이 안테나(2)에 의해, 어레이 안테나(2)는, 높은 공간 분해능을 구비한다. 이 높은 공간 분해능에 의해, 계측 대상물(200)의 계측면(210)을, 더욱 잔 영역(211)으로 분할한 상태에서, 영역(211)의 각각에서의 전계를 수신할 수 있다. 이 더욱 잔 영역(211)으로 분할된 계측면(210)의 전계 수신에 의해, 정전기 분포 계측 장치(1)는, 계측면(210)에 있어서의 더욱 상세한 정전기 분포를 계측할 수 있다.

복수의 안테나 소자(21)는, 소정의 격자 형태로 배열되어 있는 것도 바람직하다. 즉, 어레이 안테나(2)는, 소정의 격자 형태로 배열된 복수의 안테나 소자(21)의 집합체이다. 이 경우에는, 소정의 격자 형태로 배열된 복수의 안테나 소자(21)에 맞춰, 계측면(210)의 복수 영역(211)의 구분도 정해지게 된다.

물론, 복수의 안테나 소자(21)는, 격자 형태 이외의 형태로 배열되어 있어도 좋다. 이 경우에도, 복수 영역(211)은, 복수의 안테나 소자(21)의 배열 방식에 맞춰서 구분되면 된다.

한편, 어레이 안테나(2)는, 산출 수단(5) 등을 구비하는 부재와 독립된 부재로서 마련되어도 좋고, 동일한 부재에 포함되어 마련되어도 좋다.

(진동 수단)

진동 수단(3)은, 어레이 안테나(2)와 계측 대상물(200)을, 상대적으로 진동시킨다. 이 때문에, 진동 수단(3)은, 어레이 안테나(2)를 고정한 상태로, 계측 대상물(200)을 진동시켜도 좋다. 혹은, 진동 수단(3)은, 계측 대상물(200)을 고정한 상태로, 어레이 안테나(2)를 진동시켜도 좋다. 혹은, 진동 수단(3)은, 계측 대상물(200)과 어레이 안테나(2)를 모두 진동시켜도 좋다. 이들 중의 어느 것인가에 의해, 진동 수단(3)은, 어레이 안테나(2)와 계측 대상물(200)을 각각 상대적으로 진동시킬 수 있다.

(계측 수단)

계측 수단(4)은, 어레이 안테나(2)로부터 출력된 전계의 강도, 주파수 및 위상 중의 적어도 하나를 계측한다. 전계는, 강도, 주파수 및 위상의 요소를 구비하고 있다. 이들 요소는 각각, 전계의 근원인 전하(이 전하는, 정전기의 대전에 의해 발생하고 있는 전하이다)의 전위나 그 부호(양 또는 음)을 나타낸다.

계측 수단(4)은, 수신한 전계를 데이터 처리하는 것에 의해, 그 강도를 계측한다. 필요에 따라 시간 주파수 변환하는 것에 의해, 주파수나 위상도 계측할 수 있다. 계측 수단(4)에 의한 강도, 주파수 및 위상의 계측은, 공지의 기술을 사용할 수 있고, 상세한 설명은 여기서는 생략한다. 일반적인 신호 처리가 사용되면 된다.

계측 수단(4)은, 강도, 주파수 및 위상을 모두 계측해도 좋고, 필요에 따라, 이들 중의 하나를 계측해도 좋다. 물론, 이들 요소의 복수를 계측해도 좋다. 계측 수단(4)은, 계측한 이들의 결과를, 산출 수단(5)에 출력한다. 이 때문에, 계측 수단(4)과 산출 수단(5)은, 전기적으로 접속되어 있다. 전기적인 접속은, 유선 혹은 무선에 의한 네트워크 접속으로 실현하면 된다.

(산출 수단)

산출 수단(5)은, 계측 수단(4)으로부터 출력된 계측 결과인 전계의 강도, 주파수 및 위상 중의 적어도 하나에 기초하여, 영역(211)의 정전기량을 산출한다. 이 때, 산출 수단(5)은, 강도, 주파수 및 위상 중 어느 하나에만 기초하여 정전기량을 산출해도 좋고, 강도, 주파수 및 위상의 복수 요소의 조합에 기초하여 정전기량을 산출해도 좋다.

아무튼, 전계의 강도, 주파수 및 위상은, 발생하고 있는 정전기의 상태를 나타내는 지표이고, 산출 수단(5)은, 이들의 요소에 기초하여, 정전기의 전위나 그 부호를 추정할 수 있다.

(대응 관계식에 기초한 산출)

산출 수단(5)은, 전계의 강도와 정전기량의 대응 관계식에 기초하여, 영역(211)의 정전기량을 산출할 수도 있다. 예를 들면, 전계강도와 정전기량의 대응 관계를 나타내는 대응 관계식이 미리 정해져 있다.

산출 수단(5)은, 이 대응 관계식에, 전계의 값을 투입하는 것에 의해, 영역(211)의 정전기량을 산출한다. 이 때, 복수의 영역(211)의 각각의 전계의 값으로부터, 복수의 영역(211)의 정전기량을 산출할 수 있다. 결과로서, 계측면(210)에 있어서 구분되어 있는 복수 영역(211)의 각각에서의 정전기량을 산출할 수 있다. 이 산출 결과는, 도 5에 나타내는 바와 같이 이미지화된다.

(관계 테이블을 사용한 산출)

또한, 산출 수단(5)은, 전계의 강도와 정전기량의 대응 관계를 나타내는 관계 테이블에 기초하여, 정전기량을 산출해도 좋다. 대응 관계식과 달리, 이산값에 기초하는 산출이 되지만, 처리 부하가 작은 장점이 있다. 관계 테이블은, 경험적으로 변경이나 업데이트가 가능하고, 산출 수단(5)은, 반복 사용에 따라, 더욱 정밀도가 높은 정전기량의 산출을 할 수 있다.

관계 테이블은, 대응 관계식과 동일하게, 산출 수단(5)이 구비하는 메모리에 기억되면 된다. 메모리는, 산출 수단(5)이 구비해도 좋고, 산출 수단(5)이나 다른 요소에 공통되는 메모리여도 좋다.

또한, 산출 수단(5)은, 대응 관계식 및 관계 테이블 중의 적어도 하나에 기초하여 정전기량을 산출하면 되고, 계측 대상물(200)의 특성이나 계측 현장의 특성에 따라, 어느 것을 사용할지를 적절히 선택하면 된다. 또한, 경우에 따라서는, 산출 수단(5)은, 대응 관계식 및 관계 테이블을 모두 사용하여 정전기량을 산출해도 좋다.

또한, 여기서의 대응 관계식 및 관계 테이블은, 전계의 강도와 정전기량의 관계를 나타내는 것이지만, 전계의 주파수 또는 위상과 정전기량의 관계를 나타내는 것이어도 좋다.

또한, 산출 수단(5)은, 강도를, 주파수에 의한 보정을 하고 나서, 대응 관계식이나 관계 테이블에 대입하는 것에 의해, 주파수에 의존하는 요소를 보정한 후에, 정전기량을 산출하는 것도 바람직하다.

또한, 산출 수단(5)이 전계의 강도에 기초하여, 대응 관계식 및 관계 테이블 중의 적어도 하나에 기초하여 정전기량을 산출하는 것을 설명했지만, 전계의 주파수에 기초하여, 대응 관계식 및 관계 테이블 중의 적어도 하나에 기초한 정전기량을 산출하는 것이어도 좋다.

또한, 산출 수단(5)은, 주파수에 기초하는 보정을 하여 정전기량을 산출해도 좋다.

(드로잉 수단)

드로잉 수단(6)은, 산출 수단(5)이 산출한 복수의 영역(211)의 각각에서의 정전기량에 기초하여, 계측면(210)의 정전기 분포를 드로잉한다. 산출 수단(5)이 산출한 복수 영역(211)의 각각에서의 정전기량은, 영역(211)의 각각에서의 단일값으로서의 정전기량이다. 즉, 도 5에 도시되는 상태이다.

이대로는, 영역(211)의 면적에 기초하는 구분마다에서의 절대값이 표시되는 것에 불과하다. 이것도, 정전기 분포의 일례로서의 지침은 되지만, 영역(211)의 구분마다 디지털적인 이산값이 되어 있는 수준에 머무르고 있다. 이 때문에, 더욱 아날로그적으로 계측면(210) 전체에서의 정전기 분포를 파악하기에는 불충분하다. 도 5에 도시되는 영역(211)마다의 정전기량은, 영역(211)에서의 정전기량의 단일 절대값이기 때문이다.

드로잉 수단(6)은, 영역(211)마다의 정전기량의 값(도 5의 상태)에 기초하여, 소정의 보간을 진행하는 것에 의해, 도 6과 같은 계측면(210) 전체에 걸쳐서의 아날로그적이면서 연속적인 정전기 분포를 나타내는 정전기 분포도를 드로잉한다.

소정의 보간은, 소정 영역(211)의 정전기량을, 그 주위의 영역(211)의 정전기량으로 보간하는 것에 의해, 소정 영역(211)의 정전기량의 값을 보정한다. 이 보정에 있어서는, 영역(211) 전체를 하나로서 보정할 뿐만 아니라, 영역(211)을 더욱 잘게 구분한 상태로 보정해도 좋다. 이와 같은 보정에 의해, 계측면(210)에서의 정전기 분포의 더욱 연속적인 드로잉이 실현된다.

보간은, 예를 들면 선형 보간이 사용되면 좋다. 물론, 선형 보간 이외가 다양한 보간 방식이 사용되어도 좋다. 보간이 사용되는 것에 의해, 도 6과 같이 연속적인 정전기 분포도가 얻어진다.

계측 대상물(200)의 계측면(210)에 있어서의 이와 같은 정전기 분포는, 결국은 계측 대상물(200)의 정전기 분포를 나타내고 있다. 이와 같이, 정전기 분포가 얻어짐으로써, 도 1을 사용하여 설명한 바와 같은, 부품이나 제품의 정전기 대전에 기인하는 것으로 생각되는 불가해한 거동의 원인을 찾을 수 있을 것으로 생각된다.

예를 들면, 도 6과 같은 정전기 분포를 계측 가능함으로써, 계측 대상물(200)인 부품이나 제품이 불가해한 거동원인을 찾을 수 있게 된다. 이 거동원인이 찾을 수 있으면, 도 1에서 설명한 바와 같은 문제를 비롯한, 제조 공정이나 검사 공정 등에서의, 다양한 문제의 해소를 기대할 수 있다.

이상, 실시형태 1에 있어서의 정전기 분포 계측 장치(1)는, 계측 대상물(200)의 정전기 분포를, 더욱 정밀한 정밀도로 정확하게 측정할 수 있다. 이 측정 결과를 활용하여, 정전기 대전이 원인인 것으로 생각되는 부품이나 제품의 불가해한 거동의 원인을, 해결할 수 있는 것으로 생각된다.

(실시형태 2)

다음으로, 실시형태 2에 대해 설명한다.

(표시 수단)

도 7은, 본 발명의 실시형태 2에 있어서의 정전기 분포 계측 장치의 블록도이다. 도 4와 동일한 요소에 더하여, 표시 수단(7)이 추가되어 있다. 도 4과 동일한 부호의 요소에 대해서는, 설명을 생략한다.

표시 수단(7)은, 드로잉 수단(6)이 드로잉한 정전기 분포도(예를 들면, 도 6)를 표시한다. 이 표시에 의해, 작업자는, 계측 대상물(200)의 정전기 분포 상태를, 시각적으로 용이하게 파악할 수 있다. 예를 들면, 표시 수단(7)은, 전용 모니터여도 좋다. 혹은, 계측 수단(4)~드로잉 수단(6)이 범용의 컴퓨터로 실현되는 경우에는, 이 컴퓨터가 구비하는 모니터가, 이 표시 수단(7)의 역할을 담당해도 좋다.

표시 수단(7)이 구비되어 있음으로써, 작업자는 정전기 분포를 시각적으로 용이하게 파악할 수 있을 뿐만 아니라, 표시된 정전기 분포도를 바탕으로, 다양한 해석을 할 수도 있다. 혹은 대책을 강구할 수도 있다.

실시형태 1에서 설명한 계측 수단(4)~드로잉 수단(6)은 각각, 전용 하드웨어로 실현되어도 좋고, 소프트웨어로 실현되어도 좋다. 물론 하드웨어와 소프트웨어의 혼재에 의해 실현되어도 좋다. 또한, 간단하게는, 계측 수단(4)~드로잉 수단(6)의 일부에 있어서 필요한 부분만, 전용 하드웨어로 실현되고, 나머지는 컴퓨터로 실현되어도 좋다. 이 경우에는, 계측 수단(4)~드로잉 수단(6)에 있어서 소프트웨어로 실현되는 요소에 대해서는, 컴퓨터에서 동작 가능한 소프트웨어로서 실행된다.

예를 들면, 소프트웨어에 대응하는 컴퓨터 프로그램이, ROM이나 RAM에 기억되어, 컴퓨터에 있어서의 CPU로 실행되면 좋다. 이 CPU에 의한 실행에 의해, 계측 수단(4)~드로잉 수단(6)의 동작이 실행된다. 그 후, 드로잉된 정전기 분포도가, 컴퓨터 모니터인 표시 수단(7)에 표시된다.

이와 같이 표시까지 이루어지는 것에 의해, 정전기 분포 계측 장치(1)는, 계측한 정전기 분포를, 작업자에게 용이하게 파악시킬 수 있다.

(가중에 의한 정전기량의 산출)

다음으로, 산출 수단(5)에 있어서의 정전기량의 산출의 연구에 대해 설명한다.

산출 수단(5)은, 실시형태 1에서 설명한 바와 같이, 전계의 강도에 기초하여, 영역(211)의 정전기량을 계측한다. 이 때, 안테나 소자(21)와 영역(211)의 위치 관계나 주위의 환경에 따라, 전계의 강도가 영향을 받는 경우가 있다. 이 경우에는, 계측 수단(4)로 계측되는 전계의 강도가, 정확하지 않을 가능성도 있다.

산출 수단(5)은, 이와 같은 전계의 수신에 있어서의 환경 의존성을 더욱 배제하기 위해, 계측 대상물(200)(요컨대 영역(211))의 진폭에 기초하는 신뢰성값을 사용하여, 정전기량의 산출 정밀도를 더욱 향상시킬 수도 있다. 도 8은, 본 발명의 실시형태 2에 있어서의 산출 수단의 내부 블록도이다. 도 8은, 산출 수단(5)이, 신뢰성값을 사용하여, 정전기량의 산출 정밀도를 향상시키는 경우의 구성을 나타내고 있다.

산출 수단(5)은, 신뢰성값 산출 수단(51), 가중 처리부(52), 정전기량 산출 수단(53)을 구비한다. 신뢰성값 산출 수단(51)은, 계측 대상물(200)의 진폭에 기초하여, 신뢰성값을 산출한다. 진폭이 큰 경우에는, 안테나 소자(21)에 도달한 전계는, 주위의 환경 영향을 그다지 받지 않은 것으로 생각된다. 한편, 그 진폭이 작은 경우에는, 안테나 소자(21)에 도달한 전계는, 주위의 환경 영향을 받은 것으로 생각된다. 주위의 환경 영향을 받은 경우에는, 노이즈나 페이딩(fading) 등에 의해, 영향이 나타나기 때문이다.

신뢰성값 산출 수단(51)은, 진폭과 소정값을 비교하여, 신뢰성값의 지표가 되는 수치를 산출한다. 예를 들면, 진폭을 4단계로 분류할 수 있도록 하고, 가장 낮은 단계에서 가장 높은 단계로 걸쳐, 값 "0"~값 "3"으로 분류한다.

신뢰성값 산출 수단(51)은, 산출한 신뢰성값을 가중 처리부(52)에 출력한다. 가중 처리부(52)는, 신뢰성값을 전계의 강도에 곱셈하여 가중한다. 즉, 신뢰성값이 큰 경우(값 "3" 등)에는, 가중 후의 전계의 강도는 커진다. 한편, 신뢰성값이 작은 경우(값 "1" 등)의 경우에는, 전계의 강도는 작아진다. 전계의 강도는, 신뢰성값에 따라, 그 크기가 보정되게 된다.

정전기량 산출 수단(53)은, 이 가중 후의 강도에 기초하여, 정전기량을 산출한다. 도 9는, 본 발명의 실시형태 2에 있어서의 가중과 산출되는 정전기량의 관계를 나타내는 테이블이다. 산출 수단(5)은, 이 테이블을 사용하여, 신뢰성값에 따른 가중에 의해, 주변 환경에 맞춘 정전기량을 산출할 수 있다.

테이블의 종축은, 신뢰성값을 나타내고 있고, 신뢰성이 높은 것부터, 값 "3", "2", "1", "0"을 표시하고 있다. 산출 수단(5)이, 전자 회로, 반도체 집적 회로 및 소프트웨어로 구성되는 경우에는, 2비트의 신호로, 신뢰성값이 표시된다. 테이블 횡축은, 계측 수단(4)로 계측된 가중 전의 전계의 강도이고, 단위계는 특히 고려하지 않고 있다. 가중 처리부(52)는, 이 강도에 대해, 신뢰성값에 의한 가중을 한다. 이 가중된 강도에 기초하여, 정전기량 산출 수단(53)이 정전기량을 산출한다. 테이블의 내부의 각각에 기재된 값은, 정전기량 산출 수단(53)에 의해 산출된 정전기량이다. 한편, 단위계는 고려하지 않았다.

이 테이블에 나타내는 바와 같이, 계측 대상물의 진폭에 기초하는 신뢰성값을, 정전기량 산출의 가중에 사용하는 것에 의해, 신뢰성값이 낮은 경우에는, 정전기량이 적게(혹은 많이) 산출된다. 이에 의해, 주변 환경을 고려한 정전기량이, 산출 수단(5)에 의해 산출되게 된다.

한편, 신뢰성값 산출 수단(51)은, 계측 대상물 진폭에 기초하여 신뢰성값을 산출하지만, 기타의 요소에 기초하여 신뢰성값을 산출해도 좋다. 진폭의 평균값이나 분산 등이 사용된다. 또한, 도 9에 도시되는 테이블은, 신뢰성값이 낮은 것이, 정전기량이 작아지는 관계를 나타내고 있지만, 반대로 신뢰성값이 낮은 것이, 정전기량이 커지는 관계에 기초하여, 산출 수단(5)은, 정전기량을 산출해도 좋다.

이상과 같이, 실시형태 2에 있어서의 정전기량 계측 장치(1)는, 전계의 요소에 기초하는 신뢰성값에 의해, 주변 환경을 고려한 높은 정밀도로 정전기량을 계측할 수 있다.

(실험 결과)

발명자에 의해 진행된 실험 결과에 대해 설명한다.

(안테나 소자의 공간 분해능의 레벨)

도 10은, 종래 기술의 대표예인 표면 전위계(정전 유도형, 진동 용량형)에 의해 계측 대상물의 계측면의 전계를 측정하는 경우와, 본 발명의 안테나 소자(모노폴 안테나)로 계측 대상물의 계측면의 전계를 측정하는 경우의 차이를 나타내는 실험 결과이다. 도 10의 실험은, 발명자에 의해 진행된 것이다.

도 10의 좌측은, 표면 전위계로 측정하는 모습을 나타내고 있다. 도 10의 우측은, 본 발명의 안테나 소자인 모노폴 안테나로 측정하는 모습을 나타내고 있다. 계측면으로부터의 거리가 2mm인 경우와 5mm인 경우 모두, 본 발명의 경우의 그래프의 경사는, 가파르게 낙하한다. 즉, 계측면의 소정 영역 이외의 전계의 영향을 받기 어렵다는 것을 알 수 있다.

이에 대해, 종래 기술의 표면 전위계에서는, 경사가 완만하게 되어 있고, 계측면의 소정 영역(계측하고자 하는 영역) 이외로부터의 전계의 영향을 받고 있는 것을 알 수 있다. 도 10의 우측의 표에 있어서는, 센서와 계측면의 거리에 대해, 횡방향으로부터의 영향을 비율로 나타내고 있다. 도 10의 우측의 표에 도시되는 바와 같이, 본 발명의 안테나 소자인 모노폴 안테나(도 10에서는 본 연구로 표시)는, 횡방향으로부터의 영향이 비율로서도 매우 작은 것을 알 수 있다. 즉, 계측면의 소정 영역 이외의 전계의 영향을 받기 어렵다는 것을 알 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 안테나 소자(21)는, 계측면(210)을 세밀하게 구분한 영역(211)의 각각에서의 정확한 전계를 수신할 수 있다.

(산출 수단 및 드로잉 수단의 정확성)

도 11은, 본 발명의 실시형태 2에 있어서의 정전기 분포의 실험 상태를 나타내는 설명도이다. 도 11에 관한 실험은, 발명자에 의해 진행된 것이다.

여기서, 발명자는, 정전기 분포 계측 장치(1)의 정확성을 확인하기 위해, 계측 대상물(200)에, 도 11의 좌측 하부의 사진 및 도면에 나타내는 바와 같이, 복수의 관통 구멍(250)을 마련하고 있다. 관통 구멍(250)은, 당연히 부재가 없는 상태이므로, 정전기에 대전되지 않는다.

이와 같은 관통 구멍(250)을 구비하는 계측 대상물(200)에 대해, 실시형태 1, 2에서 설명한 처리에 의해, 산출 수단(5)은, 우선 영역(211)마다의 정전기량을 산출한다. 산출 수단(5)에 의해 산출된 결과는, 도 11의 우측 상부의 정전기량 결과(500)이다.

더욱이, 드로잉 수단(6)이, 이 정전기량 결과(500)에 선형 보정을 하는 것에 의해, 최종적인 정전기 분포도(600)를 드로잉한다. 여기서, 정전기 분포도(600)로부터 명확한 바와 같이, 관통 구멍(250)의 부분은 색감이 없다(색감이 진할수록 정전기량이 크고, 옅을수록 정전기량이 작다). 즉, 정전기에 대전되지 않은 것을 나타내고 있다. 상술한 바와 같이, 관통 구멍(250)에는 처음부터 정전기가 대전되지 않으므로, 정전기 분포 계측 장치(1)에 의한 계측은, 이 점에서도 문제 없이 계측되어 있음을 알 수 있다.

이상과 같이, 실험 결과로부터도, 정전기 분포 계측 장치(1)의 정밀도나 확실성이 확인되었다.

또한, 실시형태 1, 2에서 설명된 정전기 분포 계측 장치는, 정전기 분포 계측 방법으로 파악되어도 좋다.

이상, 실시형태 1~2에서 설명된 정전기 분포 계측 장치는, 본 발명의 취지를 설명하는 일례이고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서의 변형이나 개조를 포함한다.

1: 정전기 분포 계측 장치
2: 어레이 안테나
21: 안테나 소자
3: 진동 수단
4: 계측 수단
5: 산출 수단
6: 드로잉 수단(drawing means)
7: 표시 수단
200: 계측 대상물
210: 계측면
211: 영역

Claims (15)

1. 계측 대상물의 계측면에 있어서의 정전기 분포를 계측하는 정전기 분포 계측 장치이고,
   진동에 의해 상기 계측면에 있어서의 복수 영역의 각각에서 발생하는 전계를 수신하는 어레이 안테나;
   상기 어레이 안테나를 진동시키는 진동 수단;
   상기 어레이 안테나가 수신한 상기 복수 영역의 각각에서의 상기 전계의 강도, 주파수 및 위상 중의 적어도 하나를 계측하는 계측 수단;
   상기 계측 수단에 의한 계측 결과에 기초하여, 상기 복수 영역의 각각에서의 정전기량을 산출하는 산출 수단; 및
   상기 복수 영역의 각각에서의 정전기량에 기초하여, 상기 계측면에 있어서의 정전기 분포를 드로잉하는 드로잉 수단을 구비하고,
   상기 어레이 안테나는, 상기 복수 영역의 각각에 대응하는 복수의 안테나 소자를 구비하는, 정전기 분포 계측 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 계측 대상물은, 제조 현장에서 사용되는, 전자 부품, 전자 소자, 반도체 집적 소자, 전자 기판, 전자 기기, 기계 부품, 수송용 기기, 화학품, 식품, 종이 제품, 세라믹 재료, 플라스틱 재료, 고분자 재료, 필름 제품, 고무 제품, 수지 제품, 금속 제품, 약품 및 섬유 제품 중의 어느 한 제품 요소인 정전기 분포 계측 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제품 요소는, 제조 현장에 있어서의 제조 라인을 흐르는 정전기 분포 계측 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한항에 있어서,
   상기 복수 영역은, 상기 계측 대상물에 있어서, 상기 어레이 안테나와 대향하는 면인 상기 계측면에 가상적으로 마련되는 정전기 분포 계측 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 복수 영역의 각각은, 상기 어레이 안테나가 구비하는 복수의 상기 안테나 소자에 대향하는 영역에 의해 구분되는 정전기 분포 계측 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 복수 영역의 각각의 면적은, 상기 안테나 소자의 수신 지향성에 기초하여 정해지는 정전기 분포 계측 장치.
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 복수의 안테나 소자는, 소정의 격자 형태로 배열되어 있고, 상기 복수 영역의 각각은, 상기 계측 대상물에 있어서, 상기 소정의 격자 형태에 대응하여 구분되는 정전기 분포 계측 장치.
8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 복수의 안테나 소자의 각각은, 상기 복수 영역의 면적에 집중하는 지향성을 갖는 정전기 분포 계측 장치.
9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 진동 수단은, 상기 계측 대상물이 고정된 상태에서 상기 어레이 안테나를 진동시키는 것에 의해, 상기 계측 대상물과 상기 어레이 안테나가 상대적으로 진동하고 있는 상태를 형성하는 정전기 분포 계측 장치.
10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 산출 수단은, 상기 어레이 안테나의 진폭에 기초하여 신뢰성값을 산출하고, 상기 전계의 강도에 기초하여 산출되는 정전기량과 상기 전계의 위상에 기초하여 산출되는 전기적 극성에 상기 신뢰성값을 가중하여, 상기 복수 영역의 각각의 정전기량을 산출하는 정전기 분포 계측 장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 신뢰성값은, 상기 진폭이 작은 경우에 작고, 상기 진폭이 큰 경우에 큰 정전기 분포 계측 장치.
12. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 산출 수단은, 상기 복수 영역의 각각의 정전기량을, 해당 영역의 절대값으로서 산출하고,
    상기 드로잉 수단은, 상기 복수 영역의 각각에서의 절대값으로서의 정전기량을, 소정의 보간을 진행하는 것에 의해, 상기 계측 대상물의 상기 계측면에서의 정전기 분포를 드로잉하는 정전기 분포 계측 장치.
13. 제12항에 있어서,
    상기 소정의 보간은, 선형 보간을 포함하는 정전기 분포 계측 장치.
14. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 드로잉 수단이 드로잉한, 상기 계측면의 정전기 분포를 표시하는 표시 수단을 더 구비하는 정전기 분포 계측 장치.
15. 계측 대상물의 계측면에서의 정전기 분포를 계측하는 정전기 분포 계측 방법이고,
    진동에 의해 상기 계측면에 있어서의 복수 영역의 각각에서 발생하는 전계를 수신하는 어레이 안테나를 진동시키는 진동 단계;
    상기 어레이 안테나가 수신한 상기 복수 영역의 각각에서의 상기 전계의 강도, 주파수 및 위상 중의 적어도 하나를 계측하는 계측 단계;
    계측 수단에 의한 계측 결과에 기초하여, 상기 복수 영역의 각각에서의 정전기량을 산출하는 산출 단계; 및
    상기 복수 영역의 각각에서의 정전기량에 기초하여, 상기 계측 대상물에 있어서의 정전기 분포를 드로잉하는 드로잉 단계를 포함하고,
    상기 어레이 안테나는, 상기 복수 영역의 각각에 대응하는 복수의 안테나 소자를 구비하는 정전기 분포 계측 방법.

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