JP2012027366A - 検査装置およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】精度良くかつ信頼性の高いビビリ検査を可能にする検査装置を実現する。
【解決手段】ステップＳＡ２の検査処理では、電子楽器３０に内蔵されるスピーカを試験音で鳴動させながら、筐体表面検出センサ１７を２次元走査して当該電子楽器３０のパネル表面の変位を検出する動作を、試験音の周波数が最小周波数から最大周波数に達するまで変化させる毎に繰り返し行い、試験音の周波数と筐体表面検出センサ１７の２次元走査位置（Ｘ方向スキャン位置、Ｙ方向スキャン位置）とに対応させた筐体表面検出センサ１７の変位出力Ｄｄを検査データとして取得し、取得した検査データと予め設定される限度データ（閾値）との比較結果を生成する。そして、ステップＳＡ３では、検査データと限度データ（閾値）との比較結果に基づき良否判定を行う。したがって、従来のように検査員の聴感に頼らず、精度良くかつ信頼性の高いビビリ検査を行うことが出来る。
【選択図】図５

Description

本発明は、例えばスピーカを具備する電子楽器などの筐体検査に用いて好適な検査装置およびプログラムに関する。

スピーカを備える一般的な機器の筐体は、スピーカユニットを取り付けた前面パネルと、当該スピーカの共鳴効果を得るためにスピーカユニットの後方の空間を形成する後部ハウジングとの組み合わせで構成されることが多い。そうした２つの構成要素（前面パネルおよび後部ハウジング）を組み合わせる構造では、それらの構成部品同士の接触部がスピーカ鳴動で発生する振動や音圧により加振され、これにより接触部の形状や構造によっては所定の振動周波数に共振して所謂ビビリ音と呼ばれる異音を発生させるビビリ現象が知られている。

従来、この種の現象の発生を防止する対策として、構成部品同士の接触部に不織布やクッションテープなどの緩衝材を貼設する他、嵌合時に相対する部品の有する弾性限度内の変形を生じさせ、その応力により常に一定の力で構成部品同士を密着させてビビリ現象を回避する構造が特許文献１に開示されている。

実用新案公開平５−８００８２号公報

ところで、上述の防止策を施した製品であっても、個々の製品は部品誤差や組み立て誤差を含むことからビビリ現象を完全に排除することが出来ない。そこで、検査工程では、各製品毎に実際にスピーカを鳴動させてビビリ現象の有無を判定する良否判定を行い、この良否判定でビビリ現象が有ると不良判定された製品についてはどの部位で発生しているのかを確認するビビリ検査が行われる。このビビリ検査は、検査員の聴感に頼って行われ、その精度は検査員のスキルに依存する為、精度良くかつ信頼性の高いビビリ検査を行うことが出来ない、という問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、精度良くかつ信頼性の高いビビリ検査を行うことができる検査装置およびプログラムを提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、機器内蔵のスピーカから試験音を発生させる試験音発生手段と、前記試験音発生手段により生成された試験音をスピーカから発音させた場合に生じる機器筐体の表面変位を検出する変位検出手段と、前記試験音発生手段が発生する試験音の周波数を、最小周波数から最大周波数に達するまで変化させる周波数制御手段と、前記周波数制御手段が試験音の周波数を変化させる毎に、その試験音の周波数に対応して前記変位検出手段により検出される筐体表面の変位を検査値として取得する取得手段と、前記取得手段により取得された検査値が所定の閾値を超えるか否かで機器筐体のビビリ現象の有無を判定するビビリ判定手段とを具備することを特徴とする。

上記請求項１に従属する請求項２に記載の発明では、前記変位検出手段を機器筐体に対して２次元走査させる走査手段を備え、前記取得手段は、前記変位検出手段により検出される筐体表面の変位を、試験音の周波数と前記走査手段による２次元走査の位置とに対応させた検査値として取得することを特徴とする。

上記請求項１に従属する請求項３に記載の発明では、 前記変位検出手段は、共焦点光学系を有し、ビビリ現象に起因する筐体表面の変位量を、当該共焦点光学系の対物レンズの焦点距離変化として検出することを特徴とする。

請求項４に記載の発明では、コンピュータに、機器内蔵のスピーカから試験音を発生させる試験音発生ステップと、前記試験音発生ステップにて生成された試験音をスピーカから発音させた場合に生じる機器筐体の表面変位を検出する変位検出ステップと、前記試験音発生ステップで発生する試験音の周波数を、最小周波数から最大周波数に達するまで変化させる周波数制御ステップと、前記周波数制御ステップで試験音の周波数を変化させる毎に、その試験音の周波数に対応して前記変位検出ステップにより検出される筐体表面の変位を検査値として取得する取得ステップと、前記取得ステップにより取得された検査値が所定の閾値を超えるか否かで機器筐体のビビリ現象の有無を判定するビビリ判定ステップとを実行させることを特徴とする。

本発明では、精度良くかつ信頼性の高いビビリ検査を行うことができる。

本発明によるビビリ検査に用いられる検査治具２００の構造を示す側面図である。 本発明によるビビリ検査において筐体表面検出センサ１８のスキャン経路を説明するための平面図である。 筐体表面検出センサ１８の構成を示すブロック図である。 本発明による検査装置１００の構成を示すブロック図である。 メインルーチンの動作を示すフローチャートである。 検査処理の動作を示すフローチャートである。 検査処理で得られる検査結果の一例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
Ａ．検査の概要
本発明による検査装置は、スピーカを内蔵する電子楽器などの機器筐体のビビリ検査に適用される。ビビリ検査とは、被検査品（本実施形態では電子楽器を想定）において実際にスピーカを鳴動させてビビリ現象の有無を判定し、ビビリ現象が発生していれば筐体のどの部位で発生しているのかを確認する検査を指す。以下では、こうしたビビリ検査の概要について図１〜図３を参照して説明する。

先ず、図１はビビリ検査に用いられる検査治具２００の構造を示す側面図である。検査治具２００は、筐体表面検出センサ１７（後述する）を保持固定すると共に、被検査品となる電子楽器３０のパネル（筐体）に対してＹ方向へ走査移動させるＹ方向スキャンテーブル２０１と、このＹ方向スキャンテーブルを保持固定すると共に、電子楽器３０のパネル（筐体）に対してＸ方向へ走査移動させるＸ方向スキャンテーブル２０２と、このＸ方向スキャンテーブル２０２を支持するフレーム２０３と、このフレーム２０３に連設され、電子楽器３０を搬送する検査台４０が載置される基底テーブル２０４とから構成される。

電子楽器３０を搬送する検査台４０が、図示されていない搬送ラインによって基底テーブル２０４の所定位置に載置されると、後述するＣＰＵ１０の制御の下に、検査治具制御部１６（図４参照）がＹ方向スキャンテーブル２０１とＸ方向スキャンテーブル２０２とを駆動制御して電子楽器３０のパネル（筐体）に対して筐体表面検出センサ１７を２次元スキャンさせる。具体的には、被検査品である電子楽器３０のパネルに対向配置される筐体表面検出センサ１８を、図２に図示するスキャン経路を辿るようにＹ方向スキャンおよびＸ方向スキャンを行い、これにより電子楽器３０のパネル表面全域についてビビリ検査を施す。

次に、図３を参照して筐体表面検出センサ１７の構成について説明する。筐体表面検出センサ１７は、構成要素１７ａ〜１７ｈから構成される。光源１７ａから照射されるレーザ光は、ハーフミラー１７ｂを介してコリメートレンズ１７ｃに入射して準平行光化された後、対物レンズ１７ｄを通って対物上のパネル表面（筐体表面）で焦点を結ぶ。パネル表面で反射された光は、同じ光路を戻り、ハーフミラー１７ｂで反射されて共焦点位置に配設されるピンホール１７ｅに集光される。受光部１７ｆは、ピンホール１７ｅを通過したレーザ光を検出して受光信号を発生する。

上述の各要素１７ａ〜１７ｅから構成される共焦点光学系では、共焦点原理によりレーザ光がパネル表面で焦点を結んだ時に、その反射光が共焦点位置のピンホール１７ｅ上で集光し、これを受光部１７ｆが検出して受光信号を発生する。レンズ駆動／位置検出部１７ｇは、対物レンズ１７ｄを所定ストロークで上下に振動するよう加振すると共に、上下方向に振動する対物レンズ１７ｄのストローク位置を検出してレンズ位置信号を出力する。筐体表面変位検出部１７ｈは、受光信号が入力されたタイミングでレンズ駆動／位置検出部１８ｇから入力されるレンズ位置信号をラッチし、それを筐体表面変位を表す変位出力Ｄｄとして出力する。

電子楽器３０のパネルにビビリ現象が発生している場合、そのパネル表面はビビリ現象により±Δｄ分変位する。上下方向に振動する対物レンズ１７ｄが＋Δｄ（あるいは−Δｄ）分変位したパネル表面に焦点を結んだ時に、筐体表面変位検出部１７ｈが受光部１７ｇから供給される受光信号に応じて、レンズ駆動／位置検出部１８ｇから出力されるレンズ位置信号をラッチし、ラッチしたレンズ位置信号を筐体表面変位を表す変位出力Ｄｄとして出力する。つまり、筐体表面検出センサ１７は、ビビリ現象に起因する筐体表面の変位量を対物レンズ１７ｄの焦点距離変化として検出する。

Ｂ．検査装置１００の構成
次に、図４を参照して検査装置１００の構成について説明する。この図において、ＣＰＵ１０は操作部１３から供給されるスイッチイベントに応じて装置各部を制御するものであり、本発明の要旨に係わる特徴的な処理の動作については追って詳述する。ＲＯＭ１１には、ＣＰＵ１０が実行するメインルーチン（図５参照）および検査処理（図６参照）のプログラムや、図示されていない検査ラインで被検査品（電子楽器３０）の搬送を制御するプログラムなどをがストアされる。

ＲＡＭ１２は、ワークエリアおよびデータエリアを備える。ＲＡＭ１２のワークエリアには、各種レジスタ・フラグデータが一時記憶される。ＲＡＭ１２のデータエリアには、後述の検査処理にて取得される検査データや、ビビリ現象の有無を判定する際に参照される限度データが記憶される。操作部１３は、例えば装置電源をパワーオン／オフする電源スイッチや、検査の開始／停止を指示するスタート／ストップスイッチ等を備え、操作されるスイッチ種に対応したスイッチイベントを発生する。操作部１３が発生するスイッチイベントはＣＰＵ１０に取り込まれる。

表示部１４は、ＣＰＵ１０から供給される表示制御信号に従って、例えば検査進行状況や検査結果（良否判定結果）などを画面表示する。ライン制御部１５は、ＣＰＵ１０からの指示に従って、検査ライン（不図示）に被検査品（電子楽器３０）の搬送を指示する制御信号を発生する。検査治具制御部１６は、ＣＰＵ１０からの指示に従い、上述した検査治具２００を構成するＹ方向スキャンテーブル２０１およびＸ方向スキャンテーブル２０２を駆動制御して筐体表面検出センサを２次元スキャンさせる。

筐体表面検出センサ１７は、図３に図示した構成を備え、ＣＰＵ１０の制御の下に、ビビリ現象に起因する筐体表面の変位量を対物レンズ１７ｄの焦点距離変化として検出した変位出力Ｄｄを発生する。周波数信号発生部１８は、ＣＰＵ１０の指示に従い、例えば２０Ｈｚ〜２０００Ｈｚまでスイープする試験音を発生させる周波数信号（例えば正弦波）を出力する。この周波数信号は、電子楽器３０が備える外部入力端子に入力され、当該電子楽器３０側で所定音量レベル（例えば最大音量レベル）に増幅されて試験音としてスピーカから発音される。

Ｃ．動作
次に、上記構成による検査装置１００の動作として、ＣＰＵ１０が実行するメインルーチンの動作について図５を参照して説明した後、このメインルーチンからコールされる検査処理の動作について図６〜図７を参照して説明する。

（１）メインルーチンの動作
電源スイッチ操作に応じて検査装置１００がパワーオンされると、ＣＰＵ１０は図５に図示するメインルーチンを実行してステップＳＡ１に進み、装置各部を初期化するイニシャライズを行う。このイニシャライズでは、例えば検査治具２００のＹ方向スキャンテーブル２０１およびＸ方向スキャンテーブル２０２を初期位置にセットしたり、ＲＡＭ１２のワークエリアをゼロリセットしたりする。

続いて、ステップＳＡ２では、検査処理を実行する。後述するように、検査処理では、電子楽器３０のスピーカを試験音で鳴動させた状態で、筐体表面検出センサ１７を２次元走査して当該電子楽器３０のパネル表面の変位を検出する。こうした検出動作を、試験音の周波数が最小周波数から最大周波数に達するまで変化させる毎に繰り返し行う。この繰り返し行われる検査動作によって試験音の周波数と筐体表面検出センサ１７の２次元走査位置（Ｘ方向スキャン位置、Ｙ方向スキャン位置）とに対応させた筐体表面検出センサ１７の変位出力Ｄｄを検査データとして取得し、試験音の周波数が最大周波数に達して検査データを取得し終えると、取得した検査データと、当該データエリアに予め登録されている限度データ（閾値）との比較結果を生成する。

そして、ステップＳＡ３では、上記ステップＳＡ２の検査処理により得られた検査データと限度データ（閾値）との比較結果に基づきビビリ検査の良否判定を行う。良否判定とは、全てのスキャン位置（Ｘ方向スキャン位置、Ｙ方向スキャン位置）において、検査データ（筐体表面検出センサ１７の変位出力Ｄｄ）が限度データ（閾値）を超える周波数の試験音が無ければ、ビビリ現象無しとして良品判定し、一方、検査データ（筐体表面検出センサ１７の変位出力Ｄｄ）が限度データ（閾値）を超える周波数の試験音が存在すると、ビビリ現象が発生した不良品と判定する。

ビビリ現象無しとして良品判定された場合には、上記ステップＳＡ３の判断結果が「ＹＥＳ」となり、ステップＳＡ４に進み、例えば被検査品である電子楽器３０の製品属性（ロット番号およびシリアル番号）にビビリ検査に合格した良品を表す識別データを付加してデータベース登録する良品処理を実行する。次いで、ステップＳＡ５では、検査済みとなった良品の電子楽器３０を次工程ラインへ搬出させると共に、新たな被検査品を検査台４０に搬入するようライン制御部１５に指示した後、上述のステップＳＡ２に処理を戻す。

これに対し、ビビリ現象有りとして不良判定された場合には、上記ステップＳＡ３の判断結果が「ＮＯ」となり、ステップＳＡ６に進む。ステップＳＡ６では、不良判定された検査データに基づきビビリ現象が起こる周波数とその位置を特定し、特定した位置での修理指示（例えば緩衝材補充や係合部品の増締め等）を表示部１４に表示して検査員に報知する。そして、検査員が操作部１３において所定の操作子を操作してビビリ箇所の補修を終えた旨を表す操作イベントを発生すると、ステップＳＡ７に進み、上記ステップＳＡ６において特定された、ビビリ現象が起こる周波数とその位置について再検査を行う指示を発生して上述のステップＳＡ２に処理を戻す。この場合、ステップＳＡ２では、ビビリ現象が起こる周波数とその位置についてのみ再検査するようになっている。

（２）検査処理の動作
次に、図６〜図７を参照して検査処理の動作を説明する。上述したメインルーチンのステップＳＡ２（図５参照）を介して本処理が実行されると、ＣＰＵ１０は図６に図示するステップＳＢ１に進み、被検査品（電子楽器３０）に対して筐体表面検出センサ１７を２次元スキャン開始位置にポジショニングさせるよう検査治具制御部１６に指示する初期設定処理を行う。検査治具制御部１６は、ＣＰＵ１０の指示に従い、検査治具２００のＹ方向スキャンテーブル２０１およびＸ方向スキャンテーブル２０２をそれぞれ初期位置にセットする。

続いて、ステップＳＢ２では、試験音の発生を周波数信号発生部１８に指示する。これにより、周波数信号発生部１８は、例えば２０Ｈｚ〜２０００Ｈｚまでスイープする周波数信号（正弦波）を発生して電子楽器３０の外部入力端子に供給する。なお、後述するように、周波数信号発生部１８は、電子楽器３０のパネル全域を走査し終える毎に、試験音（周波数信号）の周波数を増加させる。つまり、ある周波数の試験音で電子楽器３０のスピーカを鳴動させている状態で、図２に図示するスキャン経路を辿ってパネル全域をスキャンし終えると、試験音の周波数を増加させ、再び最初からスキャンし始める動作を繰り返すようになっている。

次いで、ステップＳＢ３では、検査治具制御部１６にスキャン指示を与える。これにより、検査治具制御部１６は、図２に図示するスキャン経路を辿ってパネル全域をスキャンするよう検査治具２００のＹ方向スキャンテーブル２０１およびＸ方向スキャンテーブル２０２を制御する。そして、ステップＳＢ４では、試験音（周波数信号）の周波数とスキャン位置（Ｘ方向スキャン位置、Ｙ方向スキャン位置）とに対応させた筐体表面検出センサ１７の変位出力Ｄｄを、検査データとしてＲＡＭ１２のエータエリアにストアする。

次に、ステップＳＢ５では、全ての周波数について検査データを取得し終えたかどうかを判断する。試験音（周波数信号）を最大周波数までスイープし終えていなければ、判断結果は「ＮＯ」になり、上述したステップＳＢ２に処理を戻す。以後、試験音（周波数信号）が最大周波数までスイープし終えるまで上述したステップＳＢ２〜ＳＢ５を繰り返し、検査データを取得する。

そして、試験音（周波数信号）が最大周波数に達して、全ての周波数について検査データを取得すると、上記ステップＳＢ５の判断結果は「ＹＥＳ」になり、ステップＳＢ６に進み、ＲＡＭ１２のデータエリアにストアした検査データと、当該データエリアに予め登録されている限度データ（閾値）との比較結果を生成する。図７は、こうして得られた比較結果の一例を示すグラフである。なお、このグラフで示す比較結果は、所定スキャン位置（Ｘ方向スキャン位置、Ｙ方向スキャン位置）における試験音（周波数信号）の周波数と筐体表面検出センサ１７の変位出力Ｄｄとの関係を図示している。また、図中の「閾値」はビビリ現象の有無を判別する限度データを表し、「測定値」は筐体表面検出センサ１７の変位出力Ｄｄを表す。

したがって、図７に図示する一例では、凡そ２００Ｈｚ〜４００Ｈｚの試験音において検査データ（筐体表面検出センサ１７の変位出力Ｄｄ）が限度データ（閾値）を上回り、ビビリ現象が発生していることが判る。これ以外の周波数帯の試験音では、検査データ（筐体表面検出センサ１７の変位出力Ｄｄ）が限度データ（閾値）より小さくビビリ現象の発生は無い。

このように、検査処理では、電子楽器３０のスピーカを試験音で鳴動させた状態で、筐体表面検出センサ１７を２次元走査して当該電子楽器３０のパネル表面の変位を検出する。こうした検出動作を、試験音の周波数が最小周波数から最大周波数に達するまで変化させる毎に繰り返し行う。この繰り返し行われる検査動作によって試験音の周波数と筐体表面検出センサ１７の２次元走査位置（Ｘ方向スキャン位置、Ｙ方向スキャン位置）とに対応させた筐体表面検出センサ１７の変位出力Ｄｄを検査データとして取得し、試験音の周波数が最大周波数に達して検査データを取得し終えると、取得した検査データと、当該データエリアに予め登録されている限度データ（閾値）との比較結果を生成する。

以上説明したように、本実施形態では、電子楽器３０に内蔵されるスピーカを試験音で鳴動させながら、筐体表面検出センサ１７を２次元走査して当該電子楽器３０のパネル表面の変位を検出する動作を、試験音の周波数が最小周波数から最大周波数に達するまで変化させる毎に繰り返し行い、試験音の周波数と筐体表面検出センサ１７の２次元走査位置（Ｘ方向スキャン位置、Ｙ方向スキャン位置）とに対応させた筐体表面検出センサ１７の変位出力Ｄｄを検査データとして取得し、取得した検査データと予め設定される限度データ（閾値）との比較結果に基づきビビリ検査の良否判定を行うので、従来のように検査員の聴感に頼らず、精度良くかつ信頼性の高いビビリ検査を行うことが可能になっている。

また、試験音の周波数と筐体表面検出センサ１７の２次元走査位置（Ｘ方向スキャン位置、Ｙ方向スキャン位置）とに対応させた筐体表面検出センサ１７の変位出力Ｄｄを検査データとして取得する為、ビビリ現象の発生箇所を特定することができる。

なお、上述した実施形態では、電子楽器３０のパネル全域についてビビリ検査する一例について言及したが、これに限らず、ビビリ現象が発生し易いパネル範囲を筐体構造の解析により事前に特定し、特定したパネル範囲についてのみビビリ検査を施したり、検査員の聴感により実際にビビリ現象を確認したパネル上の特定箇所についてビビリ検査を施す態様としても構わない。このようにすれば、検査が必要な部分だけをビビリ検査する為、パネル全域を２次元走査する場合に比べて所要時間を短縮化しながら精度良くかつ信頼性の高いビビリ検査を実現する事が出来る。

１０ ＣＰＵ
１１ ＲＯＭ
１２ ＲＡＭ
１３ 操作部
１４ 表示部
１５ ライン制御部
１６ 検査治具制御部
１７ 筐体表面検出センサ
１７ａ 光源
１７ｂ ハーフミラー
１７ｃ コリメートレンズ
１７ｄ 対物レンズ
１７ｅ ピンホール
１７ｆ 受光部
１７ｇ レンズ駆動／位置検出部
１７ｈ 筐体表面変位検出部
１８ 周波数信号発生部
３０ 電子楽器
４０ 検査台
１００ 検査装置
２００ 検査治具
２０１ Ｙ方向スキャンテーブル
２０２ Ｘ方向スキャンテーブル
２０３ フレーム
２０４ 基底テーブル

Claims (4)

1. 機器内蔵のスピーカから試験音を発生させる試験音発生手段と、
   前記試験音発生手段により生成された試験音をスピーカから発音させた場合に生じる機器筐体の表面変位を検出する変位検出手段と、
   前記試験音発生手段が発生する試験音の周波数を、最小周波数から最大周波数に達するまで変化させる周波数制御手段と、
   前記周波数制御手段が試験音の周波数を変化させる毎に、その試験音の周波数に対応して前記変位検出手段により検出される筐体表面の変位を検査値として取得する取得手段と、
   前記取得手段により取得された検査値が所定の閾値を超えるか否かで機器筐体のビビリ現象の有無を判定するビビリ判定手段と
   を具備することを特徴とする検査装置。
2. 前記変位検出手段を機器筐体に対して２次元走査させる走査手段を備え、
   前記取得手段は、前記変位検出手段により検出される筐体表面の変位を、試験音の周波数と前記走査手段による２次元走査の位置とに対応させた検査値として取得することを特徴とする請求項１記載の検査装置。
3. 前記変位検出手段は、共焦点光学系を有し、ビビリ現象に起因する筐体表面の変位量を、当該共焦点光学系の対物レンズの焦点距離変化として検出することを特徴とする請求項１記載の検査装置。
4. コンピュータに、
   機器内蔵のスピーカから試験音を発生させる試験音発生ステップと、
   前記試験音発生ステップにて生成された試験音をスピーカから発音させた場合に生じる機器筐体の表面変位を検出する変位検出ステップと、
   前記試験音発生ステップで発生する試験音の周波数を、最小周波数から最大周波数に達するまで変化させる周波数制御ステップと、
   前記周波数制御ステップで試験音の周波数を変化させる毎に、その試験音の周波数に対応して前記変位検出ステップにより検出される筐体表面の変位を検査値として取得する取得ステップと、
   前記取得ステップにより取得された検査値が所定の閾値を超えるか否かで機器筐体のビビリ現象の有無を判定するビビリ判定ステップと
   を実行させることを特徴とするプログラム。

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