(57)【要約】【課題】回路基板上で発生する様々な種類の故障の発生有無およびその故障個所の特定を行うことができ、しかもそのための処理負荷を権限することを可能にする。【解決手段】回路基板の近傍に配置されたセンシング部材を用いて前記回路基板の通電時に発生する電磁場を検出し、その検出結果に対するサンプリングを行って前記回路基板の状態情報を抽出し、当該状態情報を解析することによって当該回路基板における故障発生の有無および故障箇所を特定する。ただし、その際に、前記サンプリングの間隔を規定するサンプリング周波数として、複数のサンプリング周波数のいずれかを選択的に適用するとともに、当該選択の可変に対応し得るようにする。【選択図】図５
2006275625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板の近傍に配置されたセンシング部材を用いて前記回路基板の通電時に発生する電磁場を検出する状態検出ステップと、
前記状態検出ステップで得た検出結果に対するサンプリングを行い前記回路基板の状態情報を抽出し当該状態情報を解析することによって当該回路基板における故障発生の有無および故障箇所を特定する故障診断ステップとを含み、
前記故障診断ステップでは、前記サンプリングの間隔を規定するサンプリング周波数として、複数のサンプリング周波数のいずれかが選択的に適用されるとともに、当該選択の可変に対応している
ことを特徴とする故障診断方法。
【請求項２】
前記サンプリング周波数が低周波側から高周波側に遷移する
ことを特徴とする請求項１記載の故障診断方法。
【請求項３】
前記故障診断ステップにて、前記回路基板の状態情報を予め測定しておいた正常状態の検出結果を基準として論理値に変換し、当該論理値の組み合わせに基づいて故障箇所を特定する
ことを特徴とする請求項１または２記載の故障診断方法。
【請求項４】
回路基板の近傍に配置されたセンシング部材を用いて前記回路基板の通電時に発生する電磁場を検出する状態検出手段と、
前記状態検出ステップで得た検出結果に対するサンプリングを行い前記回路基板の状態情報を抽出し当該状態情報を解析することによって当該回路基板における故障発生の有無および故障箇所を特定する故障診断手段とを備え、
前記故障診断手段は、前記サンプリングの間隔を規定するサンプリング周波数として、複数のサンプリング周波数のいずれかが選択的に適用されるとともに、当該選択の可変に対応したものである
ことを特徴とする故障診断装置。
【請求項５】
前記サンプリング周波数が低周波側から高周波側に遷移する
ことを特徴とする請求項４記載の故障診断装置。
【請求項６】
前記故障診断手段は、前記回路基板の状態情報を予め測定しておいた正常状態の検出結果を基準として論理値に変換し、当該論理値の組み合わせに基づいて故障箇所を特定するものである
ことを特徴とする請求項４または５記載の故障診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を実装して電子回路を構成する回路基板の故障診断を行う際に用いられる故障診断方法および故障診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、パーソナルコンピュータや複写機等の電子機器は、その性能や機能を実現するために、様々な用途のアナログおよびデジタルの電子回路が、ＰＷＢＡと呼ばれるプリント配線板アセンブリ（以下、単に「回路基板」という）の形で搭載されている。また、自動車、航空、ロボット、半導体設計装置等といった他の産業機器においても、動作制御等の手段として、信頼性が高く、高速・高精度での動作が可能な回路基板が数多く搭載されている。これらの回路基板は、一連の機能を実現するために、様々な形でケーブルを介して接続されることにより、所望のスペックが実現されている。
【０００３】
ところで、回路基板が搭載される機器が使用される環境は、通常はオフィス内であったり、家屋内であったりするが、それ以外の過酷な環境下で使用される場合もある。そのため、特に使用環境が劣悪である場合には、通常の方法で使用していたとしても、様々な異常や故障等が発生する可能性がある。また、通常の使用環境下で使用している場合でも、電子回路の異常や故障等は発生するが、その頻度は必ずしも低いとは言えない。このような回路基板に発生した異常や故障等については、安全性やコスト等の面から早急な対応が必要である。このことから、回路基板が搭載される機器においては、その回路基板の故障診断を行うことが提案されている。
【０００４】
従来、回路基板の故障診断を行う手法としては、回路基板の配線パターンに対し、その形成面と反対側の基板面に１本の放射パターンを有する放射基板を接触させ、配線パターンと放射パターンの間に発振器により時間的に変化する電圧を印加して、両者の間に流れる電流を検出し、放射基板を配線パターンの方向に移動して電圧印加、電流検出を実施し、そのときの電流出力変化に基づいて、正常状態との差異から配線の断線位置を検出する、というものがある（例えば、特許文献１参照）。また、その他にも、各回路基板の電源電流を電源に並列接続した抵抗に流し、その両端の電位差から夫々の回路基板の電流情報を読み取って、これを通常状態と比較して故障を判別する、というものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２４０６２８号公報
【特許文献２】特開２０００−７４９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、電子機器に搭載されて使用される回路基板は、その電子機器の高性能化や多機能化等に伴い、例えば複数のＰＷＢＡが接続されて構成されるといったように、その構成が複雑化や多様化する傾向にあるため、従来技術による故障診断では、以下に述べるような問題点が生じてしまう。
【０００７】
例えば、上述した特許文献１に開示された故障診断では、特定可能な故障内容が限定されてしまうため、回路基板上で発生する様々な種類の故障を特定することが困難である。また、上述した特許文献２に開示された故障診断では、回路基板における故障発生の有無は特定できても、その故障箇所の詳細までは特定することが困難である。
【０００８】
この点については、様々な種類の故障内容について、その特定を可能にするために、回路基板の状態の変化（電流出力変化等）が乏しい場合であっても、その乏しい変化の検出を可能にして、微細な差異をリアルタイムで確認し得るようにすることも考えられる。ただし、単に微細な差異を確認し得るようにしたのでは、簡単に差異が発見できるような場合にも、微細な差異を確認するための処理を行うことになる。すなわち、故障内容によっては、解析に必要のないシーケンスが含まれてしまうことになり、その結果、故障箇所の特定に費やす時間に無駄が生じてしまうことになる。
【０００９】
そこで、本発明は、以上のような問題点を考慮し、回路基板上で発生する様々な種類の故障の発生有無およびその故障個所の特定を行うことができ、しかもそのための処理負荷を軽減して当該処理に費やす時間を短縮することが可能となる、故障診断方法および故障診断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記目的を達成するために案出された故障診断方法で、回路基板の近傍に配置されたセンシング部材を用いて前記回路基板の通電時に発生する電磁場を検出する状態検出ステップと、前記状態検出ステップで得た検出結果に対するサンプリングを行い前記回路基板の状態情報を抽出し当該状態情報を解析することによって当該回路基板における故障発生の有無および故障箇所を特定する故障診断ステップとを含み、前記故障診断ステップでは、前記サンプリングの間隔を規定するサンプリング周波数として、複数のサンプリング周波数のいずれかが選択的に適用されるとともに、当該選択の可変に対応していることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、上記目的を達成するために案出された故障診断装置で、回路基板の近傍に配置されたセンシング部材を用いて前記回路基板の通電時に発生する電磁場を検出する状態検出手段と、前記状態検出ステップで得た検出結果に対するサンプリングを行い前記回路基板の状態情報を抽出し当該状態情報を解析することによって当該回路基板における故障発生の有無および故障箇所を特定する故障診断手段とを備え、前記故障診断手段は、前記サンプリングの間隔を規定するサンプリング周波数として、複数のサンプリング周波数のいずれかが選択的に適用されるとともに、当該選択の可変に対応したものであることを特徴とする。
【００１２】
上記手順の故障診断方法および上記構成の故障診断装置によれば、いずれも、回路基板の近傍に配置されたセンシング部材を用いてその回路基板の通電時に発生する電磁場を検出し、その検出結果に対するサンプリングを行って回路基板の状態情報を抽出し、その回路基板の状態情報を解析することによって、当該回路基板における故障発生の有無および故障箇所を特定するようになっている。すなわち、回路基板の通電時に発生する電磁場の状態変化に基づいて、回路基板における故障発生の有無および故障箇所を特定するのである。そのため、様々な種類の故障内容について、その発生有無および故障箇所を特定するためには、電磁場の状態変化の微細な差異についても解析を可能とする必要がある。
この点、上記手順の故障診断方法および上記構成の故障診断装置では、電磁場の検出結果から回路基板の状態情報を抽出するために行うサンプリングの間隔を規定するサンプリング周波数として、複数のサンプリング周波数のいずれかが選択的に適用される。したがって、サンプリング周波数の選択によっては、きめ細かく回路基板の状態情報を抽出することが可能となり、その結果電磁場の状態変化の微細な差異についても解析し得るようになる。
しかも、そのサンプリング周波数の選択については、固定されているのではなく、その可変に対応するようになっている。したがって、例えば簡単に確認可能な状態変化に応じたサンプリング周波数を選択した後、状態変化の微細な差異を確認するためのサンプリング周波数に選択を可変するといったことを行えば、簡単に状態変化の差異が確認できるような場合に、微細な差異を確認するための処理を行うのを回避することができ、故障診断のための処理負荷軽減が図れるようになる。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明に係る故障診断方法および故障診断装置によれば、電磁場の検出結果から回路基板の状態情報を抽出するためのサンプリング周波数を適宜選択することで、電磁場の状態変化の微細な差異についても解析し得るようになるので、回路基板上で発生する様々な種類の故障の発生有無およびその故障個所についても、その特定を行うことが可能となる。しかも、サンプリング周波数の選択が可変可能であるため、故障診断のための処理負荷軽減が図れるようになり、結果として故障の発生有無およびその故障個所の特定のために費やす時間を短縮することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面に基づき本発明に係る故障診断方法および故障診断装置について説明する。
【００１５】
先ず、本発明に係る故障診断装置の概略構成について説明する。ここで説明する故障診断装置は、大別すると、状態検出部と故障診断部とを備えて構成される。
状態検出部は、電子部品を実装して電子回路を構成する回路基板を故障診断の対象とし、その回路基板の近傍に配置されたセンシング部材を用いて、その回路基板の電子回路への通電時に発生する電磁場を非接触で検出するものである。
故障診断部は、状態検出部で得た検出結果を基に回路基板の状態情報を抽出して解析することにより、その回路基板における故障発生の有無および故障箇所を特定するものである。
以下、これらの各部の詳細について順に説明する。
【００１６】
図１は、本発明に係る故障診断装置における状態検出部の構成例を示す説明図である。図例のように、状態検出部１０は、故障診断の対象となる回路基板１と縦横同サイズに形成された、平面状の絶縁性を有するフレキシブル基板１１を用いて構成されている。このフレキシブル基板１１上には、電磁場を非接触で検出するためセンシング部材として、コイル１２または電極１３の少なくとも一方が設けられている。これらコイル１２または電極１３は、回路基板１上に実装されている各種電子部品（半導体集積回路素子、トランジスタ、負荷抵抗素子等の能動素子、抵抗、コンデンサ、ダイオード等の受動素子）２に対応して配されている。すなわち、回路基板１とフレキシブル基板１１とを平行に重ねたときに、フレキシブル基板１１上に形成されているコイル１２または電極１３が、回路基板１上の所望箇所へあてがわれるような位置にくるように配置されている。さらに具体的には、例えばフレキシブル基板１１上のコイル１２が、回路基板１上に配置されているコネクタ周辺や当該基板全体を包囲したり、特定電子部品２の周囲を包囲したり、あるいはフレキシブル基板１１上の電極１３が、回路基板１上のコネクタに接続される入出力配線群に直交するように容量成分として機能する、といった具合である。
【００１７】
このようなコイル１２または電極１３からなるセンシング部材で得られる検出結果は、フレキシブル基板１１の一端縁に設けられた信号取り出し部１４から、外部へ出力されるようになっている。
【００１８】
なお、フレキシブル基板１１上のコイル１２としては、図１（ａ）に示すような平面的に形成されたものが挙げられるが、回路基板１を駆動しているときに発生する磁界のうち、その回路基板１と平行に生じている部分をセンシングするために用いるものであれば、図１（ｂ）に示すように、二重構造のフレキシブル基板１１の両面と厚さ方向の二次元を利用して形成されたものであってもよい。
【００１９】
また、フレキシブル基板１１上の電極１３についても、図１（ａ）に示すような平面的なもの限られることはなく、図１（ｃ）に示すように、フレキシブル基板１１の信号層両面に、所望の面積の電極１３を形成してコンデンサを構成し、各電極１３に接続された信号線を信号取り出し部１４まで接続することにより、クロストークの結果、電極１３間で発生する電位情報を抽出するものであってもよい。
【００２０】
図２は、本発明に係る故障診断装置における故障診断部の基本的な構成例を示すブロック図である。故障診断部２０は、信号取り出し部１４を介して状態検出部１０から取り出された信号を解析し、回路基板１での異常発生についての診断、具体的には当該回路基板１における故障発生の有無および故障箇所を特定を行うもので、そのために、図例のように、信号選択部２１、記憶部２２、比較照合部２３および診断部２４を備えて構成されている。このような構成により、故障診断部２０では、信号取り出し部１４より送られてくる信号に対して、信号選択部２１において任意の信号が選択される。このとき、記憶部２２には、信号取り出し部１４より取り出される各信号の正常状態を測定したデータが予め格納されている。そのため、信号選択部２１において信号が選択されると、比較照合部２３が、その選択された信号の状態を、記憶部２２に格納されている正常状態のデータと比較して、その差異を抽出する。そして、抽出された差異が正常状態と比較して同等の範囲にあるかどうかを診断部２４が診断することで、回路基板１が正常に動作しているか否かを診断するようになっている。
【００２１】
ただし、信号取り出し部１４より送られてくる信号は、コイル１２または電極１３により検出された電磁場情報というアナログ信号である。このことから、故障診断部２０では、信号取り出し部１４からの信号を、より解析しやすいように処理すべく、当該信号の成形機能を有している。
【００２２】
図３は、本発明に係る故障診断装置における故障診断部の信号成形機能の構成例を示すブロック図である。信号取り出し部１４から送られてくる電磁場情報としての信号は、回路基板１における駆動周波数やセンシング部材がターゲットとするセンシング箇所の構成にもよるが、その構成上非常に出力が小さい場合が多い。このことから、故障診断部２０では、信号選択部２１において選択された後の信号に対し、オペアンプ等の増幅部２５を使用した増幅を行う。そして、増幅後の信号に対し、整流部２６により半波あるいは全波整流を行う。ただし、整流した信号は、それ自体は非常に高周波の振幅を伴っている場合には、そのままでは取り扱いが困難であることが、特に高周波信号をセンシングする場合などに多い。このことから、整流した信号については、積分部２７が、ピーク部分を繋ぐような処理を施す等して、解析のためディジタライズするに都合がいいように信号を変換する。このときに発生する情報の欠落は、精度との相対により決定すればよい。このようにして処理を施した信号を、仕様に則った周波数に従いつつ、ＡＤ変換部２８がＡＤ変換した後に、信号選択部２１以降の各部２２〜２４に取り込むことにより、診断の準備が整うのである。
【００２３】
次に、以上のように構成された故障診断装置における処理動作例、すなわち本発明に係る故障診断方法について説明する。図４〜６は、本発明に係る故障診断方法の概要の一例を示す説明図である。
【００２４】
例えば、図４に示すように、故障診断の対象となる回路基板１上の電子部品２の配置に応じて、フレキシブル基板１１上に複数のコイル１２ａ〜１２ｆが配設されており、それぞれのコイル１２ａ〜１２ｆから誘導起電力信号が信号取り出し部１４を介して取り出し可能な場合を例に挙げる。
【００２５】
このような構成の状態検出部１０を備える場合において、各コイル１２ａ〜１２ｆが検出して信号取り出し部１４を介して送られてきた信号に対して、信号選択部２１がいずれ一つの信号を選択し、その選択された信号に対して増幅部２５や整流部２６等での波形成形を行うと、例えば図５（ａ）に示すような波形の信号出力結果が得られる。このような信号出力結果に対して、故障診断部２０では、その振動を取り出したコイル１２ａ〜１２ｆ周辺における回路基板１上の電子部品２の動作シーケンスに従い、これを幾つかの区間への分割を行う。例えば、図例のように「ａ」〜「ｈ」の各点で分割する、といった具合である。この分割は、単純に区間分離してもよいし、あるいは特定の区間をいくつか取り出してもよく、回路基板１の動作状況（回路基板１上のどの電子部品が通電状態であるか等）を鑑みて決定すればよい。ただし、どのような回路基板１の動作状況の場合にどのような区間分離を行うかについては、予め設定されて例えば故障診断部２０にプログラミングされているものとする。
【００２６】
そして、故障診断部２０では、状態検出部１０からの信号出力結果に対して、幾つかの区間への分割を行うと、分割した各区間毎に、所定サンプリング周波数に従いつつ、複数回のサンプリングを行う。さらには、そのサンプリングによって得られた信号を各区間毎に積分して出力積分値を得て、その出力積分値を各区間毎にプロットする。これにより、図５（ｂ）に示すようなプロット結果が得られることになる。このようにして、故障診断部２０では、状態検出部１０での信号出力結果から、回路基板１の状態情報となる各区間毎の出力積分値を抽出するのである。
【００２７】
ところで、回路基板１の状態情報については、その回路基板１の正常動作状態についても予め測定しているものとする。すなわち、上述したような出力積分値のプロット結果について、回路基板１の正常動作状態における複数回の測定結果を得ておく。そして、その正常動作状態におけるプロット結果の集団を母集団とすると、図５（ｃ）に示すように、正常動作状態を特定する基準となるプロット範囲（以下「基準範囲」という）が得られることになるが、その基準範囲についてのデータを、診断対象となる回路基板１について予め測定を行って特定しておき、当該回路基板１の故障診断に先立ち、記憶部２２内に格納しておく。
【００２８】
その後、回路基板１の故障診断を行う場合には、上述した手順と同様に、各コイル１２〜○が検出した信号に対して、各区間毎に所定サンプリング周波数に従いつつ複数回のサンプリングを行い、そのサンプリングによって得られた信号を各区間毎に積分して出力積分値を得る。そして、故障診断部２０では、図５（ｄ）に示すように、その出力積分値を記憶部２２内に格納されている正常状態のデータと比較して、その出力積分値が正常状態のデータによって特定される基準範囲に属しているか否かを判断する。この判断の結果、基準範囲に対して、その内側にプロットされる出力積分値については「０」、下側にプロットされる出力積分値については「−１」、上側にプロットされる出力積分値については「１」という論理値を割り当てる。つまり、回路基板１の状態情報を、予め測定しておいた基準範囲についてのデータと比較して論理値に変換するのである。
【００２９】
このような論理値については、図６に示すように、各コイル１２ａ〜１２ｆの全区間における論理値の組み合わせと、回路基板１上に生じ得る故障箇所との対応関係を特定する情報が、例えばテーブル形式で、故障診断部２０の診断部２４内または診断部２４がアクセス可能なメモリ内に、予め設定されて記憶保持されている。したがって、故障診断部２０では、回路基板１の状態情報を論理値に変換すると、その論理値への変換結果を各コイル１２ａ〜１２ｆの全区間について組み合わせるとともに、その論理値の組み合わせを、故障箇所との対応関係を特定する情報と照合することによって、回路基板１における故障発生の有無および故障箇所を特定する。
【００３０】
ところで、回路基板１に対する故障診断にあたっては、上述したように、状態検出部１０からの信号出力結果に対して、故障診断部２０が当該信号出力結果の分割区間毎に複数回のサンプリングを行って回路基板１の状態情報を抽出するが、本実施形態で説明する故障診断装置および故障診断方法においては、そのサンプリングの間隔を規定するサンプリング周波数として、複数のサンプリング周波数のいずれかが選択的に適用されるとともに、その選択の可変に対応するようになっている。
【００３１】
ここで、サンプリング周波数の選択を可変させる場合の処理動作について、具体例を挙げて説明する。図７は、状態検出部からの信号出力結果の具体例を示す説明図である。
【００３２】
例えば、図７（ａ）に示すような信号出力結果が状態検出部１０から得られた場合について考える。このような信号出力結果が得られた場合に、故障診断部２０では、図５を用いて説明した処理動作例の場合と同様に、その信号出力結果に対して例えば「Ａ」〜「Ｅ」の各区間への等分分割を行い、各区間を所定サンプリング周波数（例えば、デフォルトとして設定されているサンプリング周波数）によるレートでサンプリングして信号抽出を行い、そのサンプリングによって得られた信号から各区間毎の出力積分値を抽出する。さらには、その出力積分値の抽出結果を予め取得してある基準範囲と比較し、その比較結果に基づいて「０」、「−１」または「１」のいずれかの論理値に変換する。そして、このような処理を各コイル１２の各区間にについて行い、その結果得られる論理値の組み合わせを、故障箇所との対応関係を特定する情報と照合することで、回路基板１における故障発生の有無および故障箇所を特定するのである。
【００３３】
これに対して、例えば、図７（ｂ）に示すような信号出力結果が状態検出部１０から得られた場合について考える。図７（ｂ）の信号出力結果は、図７（ａ）の信号出力結果と比較すると、区間Ｄにおける波形状態に差異が生じている。ただし、その差異は、波形の凹凸の微妙な高さのみであり、微細なものである。このような微細な差異は、よく知られているように、磁場信号出力が不安定な状況下では、しばしば発生し得る。
【００３４】
このような微細な差異については、上述した一連の故障診断処理において、状態検出部１０から得られた信号出力結果に対して、各区間毎にサンプリングによる信号抽出を行う際のサンプリング周波数を高くすることが有効である。すなわち、サンプリング周波数を高くして、きめ細かい信号抽出を行えば、そのサンプリング結果から出力積分値を得る際に、信号出力結果の波形の微細な差異についても解析し得るようになるからである。具体的には、例えば一つの区間あたり１０００回のサンプリングを行うようなサンプリング周波数を選択することが考えられ、そのような高いサンプリング周波数を選択すれば、回路基板１上におけるＣＰＵ異常とＡＳＩＣ異常とを差異化する、といったことも可能となる。
【００３５】
その一方で、例えば、図７（ｃ）に示すような信号出力結果が状態検出部１０から得られた場合についても考える。図７（ｃ）の信号出力結果は、図７（ａ）の信号出力結果と比較すると、区間ＣおよびＤにおける波形状態に大きな差異が生じている。このような大きな差異については、一目瞭然で判別し得ることから、上述したような各区間毎に１０００回のサンプリングを行わなくとも、容易に解析することが可能である。
【００３６】
そこで、このような場合には、例えば一つの区間あたり１０回のサンプリングを行うようなサンプリング周波数を選択する。このような低いサンプリング周波数を選択すれば、高いサンプリング周波数を選択した場合に比べて、上述した一連の故障診断処理に要する処理負荷を軽減することができ、結果として故障診断処理に費やされる時間の短縮化が実現可能となる
【００３７】
このように、故障診断処理を行うのあたって、複数のサンプリング周波数を用意し、そのいずれかを選択的に適用するようにすれば、信号出力結果に生じている基準範囲との差異について、その差異が微細なものであっても、あるいは大きなものであっても、それぞれの場合に適切に対応し得るようになる。
【００３８】
特に、サンプリング周波数の選択を、そのサンプリング周波数が低周波側から高周波側に順次遷移するように切り換えるようにすれば、先ず、容易に解析し得る大きな差異について診断し、大きな差異が抽出されなければ、次いで微細な差異について詳細な解析を行うといった手順を踏むことになるので、様々な故障についての診断を可能にしつつ、処理時間の短縮化が期待できる。すなわち、複数のサンプリング周波数を用意し、その状況に合わせて使い分けることで解析に費やす時間の削減を実現することが可能となり、結果として故障診断処理のスループット向上が期待できるようになる。このことは、例えば量産時など、解析データが蓄積された後などは非常に有効な手法となる。
【００３９】
サンプリング周波数の選択切り換えについては、予め設定されて故障診断部２０内または当該故障診断部２０がアクセス可能なメモリ内にプログラミングされているものとする。その設定内容に従いつつ、故障診断部２０は、どのようなタイミングで選択を切り換え、またその選択順をどのようにするかを、それぞれ決定するのである。なお、選択切り換えのタイミングまたは選択順については、ユーザインターフェースから指示入力し得るようにしてもよい。
【００４０】
以上に説明したように、本実施形態における故障診断装置および故障診断方法によれば、コイル１２または電極１３といったセンシング部材を用いて回路基板１の通電時に発生する電磁場を検出し、その検出結果に対するサンプリングを行って回路基板１の状態情報を抽出し、その状態情報を基準範囲との比較において解析することによって、当該回路基板１における故障発生の有無および故障箇所を特定するようになっている。すなわち、回路基板１の通電時に発生する電磁場の状態変化に基づいて、回路基板１についての故障診断を行い、その回路基板１における故障発生の有無および故障箇所を特定するのである。
そして、回路基板１についての故障診断にあたっては、電磁場の検出結果から回路基板１の状態情報を抽出するために行うサンプリングの間隔を規定するサンプリング周波数として、複数のサンプリング周波数のいずれかが選択的に適用されるようになっている。したがって、サンプリング周波数の選択によっては、きめ細かく回路基板１の状態情報を抽出することが可能となり、その結果電磁場の状態変化の微細な差異についても解析し得るのである。
しかも、そのサンプリング周波数の選択については、固定されているのではなく、その可変に対応するようになっている。したがって、例えば簡単に確認可能な状態変化に応じたサンプリング周波数を選択した後、状態変化の微細な差異を確認するためのサンプリング周波数に選択を可変するといったことを行えば、簡単に状態変化の差異が確認できるような場合に、微細な差異を確認するための処理を行うのを回避することができ、故障診断のための処理負荷軽減が図れるようになる。
【００４１】
つまり、本実施形態における故障診断装置および故障診断方法によれば、電磁場の検出結果から回路基板１の状態情報を抽出するためのサンプリング周波数を適宜選択することで、電磁場の状態変化の微細な差異についても解析し得るようになるので、その回路基板１上で発生する様々な種類の故障の発生有無およびその故障個所についても、その特定を行うことが可能となる。しかも、サンプリング周波数の選択が可変可能であるため、故障診断のための処理負荷軽減が図れるようになり、結果として故障の発生有無およびその故障個所の特定のために費やす時間を短縮することが可能となる。
【００４２】
また、本実施形態における故障診断装置および故障診断方法では、サンプリング周波数の選択を、そのサンプリング周波数が低周波側から高周波側に順次遷移するように切り換えるので、様々な故障についての診断を可能にしつつ、処理時間の短縮化が期待でき、結果として故障診断処理のスループット向上が期待できる。
【００４３】
さらに、本実施形態における故障診断装置および故障診断方法では、回路基板１における故障発生の有無および故障箇所を特定するのにあたり、回路基板１の状態情報を予め測定しておいた正常状態の検出結果を基準として論理値に変換し、その論理値の組み合わせに基づいて故障箇所を特定するようになっている。したがって、例えば回路基板１上に複数の電子部品２が実装されている場合に、コイル１２または電極１３といったセンシング部材を各電子部品２に対応して個別に設けなくとも、適宜配設されたセンシング部材による検出結果から得られる論理値を適宜組み合わせることで、各電子部品２やその周辺回路等における故障発生の有無および故障箇所を特定することが可能となる。したがって、様々な種類の故障内容についての特定に対応し得るようになるため、電子機器の高性能化や多機能化等に伴って回路基板１の構成が複雑化や多様化する傾向にあっても、適切な故障診断を行うことが可能となる。しかも、各電子部品２に対応する個別のセンシング部材を要することもないので、回路基板１の構成が複雑化や多様化に対応する場合であっても、故障診断装置の構成が複雑化してしまうのを抑制することができる。
【００４４】
なお、本実施形態では、センシング部材より取り出した信号波形を解析するために整形する構成として、図３に示した構成を例に挙げたが、これは対象となる測定波形の強度や周波数によって適宜変更してもよく、例えばピークホールドや増幅構成を不要とする構成とすることも考えられる。
【００４５】
また、本実施形態では、サンプリング結果から論理値を得るのにあたり、所定区間に対する積分値を求める場合を例に挙げて説明したが、これはサンプリング結果の特徴量を抽出できればよく、例えば二乗和やユークリッド距離等で代用可能な場合があることはいうまでもない。
【００４６】
さらに、本実施形態では、サンプリング周波数として、一つの区間あたり１０００回のサンプリングを行う場合と１０回のサンプリングを行う場合とを例に挙げたが、サンプリング周波数がこれらの二つに限定されないことは勿論である。すなわち、サンプリング周波数は、複数のものの選択的適用とその選択の可変に対応しているものであればよく、その値の大きさについては回路基板１の構成や動作状況に応じて設定すべき事項である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る故障診断装置における状態検出部の構成例を示す説明図である。
【図２】本発明に係る故障診断装置における故障診断部の基本的な構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る故障診断装置における故障診断部の信号成形機能の構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明に係る故障診断方法の概要の一例を示す説明図（その１）であり、故障診断に用いるセンシング部材の具体例を示す図である。
【図５】本発明に係る故障診断方法の概要の一例を示す説明図（その２）であり、故障診断のための信号解析手順の具体例を示す図である。
【図６】本発明に係る故障診断方法の概要の一例を示す説明図（その３）であり、論理値の組み合わせと故障箇所との対応関係を特定する情報の具体例を示す図である。
【図７】本発明に係る故障診断方法の概要の一例を示す説明図（その４）であり、状態検出部からの信号出力結果の具体例を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１…回路基板、２…電子部品、１０…状態検出部、１１…フレキシブル基板、１２…コイル、１３…電極、１４…信号取り出し部、２０…故障診断部、２１…信号選択部、２２…記憶部、２３…比較照合部、２４…診断部、２５…増幅部、２６…整流部、２７…積分部、２８…ＡＤ変換部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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