(57)【要約】【課題】一度に広範囲を検査することができるとともに、装置のコストダウンを図ることが可能な表面検査装置及び表面検査方法を提供する。【解決手段】各々異なるラインに沿って被測定物Ｓの表面を摺接動作しながら表面上の傷Ｄを検出する複数の接触端子１１，１１，・・・及びバネ部１２ａ，１２ａ，・・・と、これら複数のバネ部１２ａ，１２ａ，・・・の一端が一体となった合流部１２ｂと、合流部１２ｂ上に設けられるとともに接触端子１１，１１，・・・からの検出信号を感知する加速度センサ１３と、加速度センサ１３からの信号を解析して被測定物Ｓの凹凸形状に応じた波形信号を生成する解析装置コンピュータ６と、を備える。各接触端子１１，１１，・・・に共通して加速度センサ１３が設けられるので、加速度センサ１３の数を少なくすることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品の表面の凹凸形状を検出する表面検査装置であって、
所定のバネ定数を有するバネ部を各々備え、異なるラインに沿って前記物品の表面を摺接移動する複数の検出子と、
該複数の検出子の前記バネ部の一端側が一体となった合流部と、
該合流部に設けられるとともに前記複数の検出子からの検出信号を感知する単一のセンサと、
該センサからの信号を解析して前記物品の凹凸形状に応じた波形信号を生成する解析装置と、を備えることを特徴とする表面検査装置。
【請求項２】
前記複数の検出子は、各々の前記バネ部のバネ定数が異なるように設定され、
前記解析装置は、各々のバネ定数に対応した周波数帯ごとに波形処理を行って前記物品の凹凸を検知した前記検出子を特定することを特徴とする請求項１に記載の表面検査装置。
【請求項３】
前記複数の検出子は、前記バネ部の長さ、板厚、横幅の少なくともいずれか一つを変えることでバネ定数が異なるように設定されていることを特徴とする請求項２に記載の表面検査装置。
【請求項４】
前記解析装置は、予め設定された波形条件と前記波形信号とを比較して前記物品の凹凸の大きさが所定の許容値を超えているか否かを判別する判別機能を具備することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の表面検査装置。
【請求項５】
前記物品は、回転電機のケースであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の表面検査装置。
【請求項６】
物品の表面の凹凸形状を検出する表面検査方法であって、
前記物品の表面の異なるラインに沿って前記物品の凹凸形状に応じた振動を検出する検出工程と、
前記異なるラインで検出された複数の振動を単一のセンサで感知する感知工程と、
前記センサで感知された振動を解析して前記物品の凹凸形状に応じた波形情報を生成する解析工程と、を行うことを特徴とする表面検査方法。
【請求項７】
前記検出工程では、前記異なるラインごとにバネ定数が異なるように設定されたバネ部により振動が検出され、
前記解析工程では、それぞれのバネ定数に対応した周波数帯ごとに波形処理を行って、前記異なるラインのうちどのラインで凹凸が検知されたかを特定することを特徴とする請求項６に記載の表面検査方法。
【請求項８】
前記バネ部の長さ、板厚、横幅の少なくともいずれか一つを変えることでバネ定数が異なるように設定されていることを特徴とする請求項７に記載の表面検査方法。
【請求項９】
前記解析工程は、予め設定された波形条件と前記波形信号とを比較して前記物品の凹凸の大きさが所定の許容値を超えているか否かを判別することを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の表面検査方法。
【請求項１０】
前記物品は、回転電機のケースであることを特徴とする請求項６〜９のいずれか１項に記載の表面検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表面検査装置及び表面検査方法に係り、特に物品の表面の凹凸を接触方式で検査する表面検査装置及び表面検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用部品や半導体装置の製造分野などにおいて、物品の表面の凹凸を接触方式で検査し、傷の有無を調べたりざらつき具合を評価したりする表面検査装置が知られている。表面検査装置は、物品の表面に接触子を接触させた状態で掃引し、表面の凹凸と接触子が接触することによる接触子の変位をセンサなどにより感知することで、凹凸の位置や大きさなどを検査する装置である。
【０００３】
単一の接触子しか備えていない表面検査装置を用いて物品の表面の広い範囲を検査する場合、接触子の位置を変えながら複数回測定を行う必要があるため、測定時間が長くなるという不都合があった。
【０００４】
そこで従来、物品の表面の幅広い範囲を一度に検査するため、接触子を複数設けた表面検査装置が用いられてきた（例えば、特許文献１参照）。この従来の表面検査装置は、複数の接触子と、それぞれの接触子に対して検出センサを備えており、同時に複数の箇所で被測定物の表面検査を行うことができる。これにより、検査時間の短縮化や省力化を図ることができる。
【０００５】
以下、従来の表面検査装置についてより詳細に説明する。図８は従来の表面検査装置の全体構成を示す説明図である。この従来の表面検査装置１０１は、複数の検査素子１０２−１〜１０２−３と、アンプ１０４−１〜１０４−３と、Ａ／Ｄ変換器１０５と、コンピュータ１０６とを備えている。
【０００６】
検査素子１０２−１〜１０２−３は、各々異なるラインに沿って被測定物Ｓの表面を摺接動作しながら移動し、傷Ｄを検知する。検査素子１０２−１〜１０２−３には、それぞれ加速度センサ１０３−１〜１０３−３が設けられており、検査素子１０２−１〜１０２−３が傷Ｄに衝突した際に発生する振動を加速度センサ１０３−１〜１０３−３で検出し、アンプ１０４−１〜１０４−３と、Ａ／Ｄ変換器１０５を介してコンピュータ１０６に検出信号を出力する。検出信号はコンピュータ１０６で波形処理され、傷Ｄの深さや位置に応じた波形として表示される。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−６４０５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、この従来の表面検査装置１０１は、検査素子１０２−１〜１０２−３ごとに加速度センサ１０３−１〜１０３−３を設ける必要があるため、センサの数が多くなり、装置のコストアップを招くという不都合があった。
【０００９】
本発明の目的は、上記課題に鑑み、一度に広範囲を検査することが可能な装置であって、かつ、装置の低コスト化を図った表面検査装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、一度に広範囲を検査することが可能であって、かつ、検査に要するコストの低減を図った表面検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題は、本発明の表面検査装置によれば、物品の表面の凹凸形状を検出する表面検査装置であって、所定のバネ定数を有するバネ部を各々備え、異なるラインに沿って前記物品の表面を摺接移動する複数の検出子と、該複数の検出子の前記バネ部の一端側が一体となった合流部と、該合流部に設けられるとともに前記複数の検出子からの検出信号を感知する単一のセンサと、該センサからの信号を解析して前記物品の凹凸形状に応じた波形信号を生成する解析装置と、を備えることにより解決される。
【００１１】
このように、複数の検出子に共通してセンサを設けることにより、単一のセンサで一度に広範囲の検査を行うことができる。
【００１２】
この場合、前記複数の検出子は、各々の前記バネ部のバネ定数が異なるように設定され、前記解析装置は、各々のバネ定数に対応した周波数帯ごとに波形処理を行って前記物品の凹凸を検知した前記検出子を特定することが好ましい。
【００１３】
このように、複数の検出子のバネ定数が異なるため、検出子が物品表面の凹凸形状に衝突した際に各検出子で観測される振動波形は、バネ定数に応じてそれぞれの検出子で異なった振動周波数を有する。このため、振動波形を周波数分析することで、凹凸形状がどの検出子で検出されたかを特定することができる。したがって、より高い精度の検査を行うことができる。
【００１４】
この場合、前記複数の検出子は、前記バネ部の長さ、板厚、横幅の少なくともいずれか一つを変えることでバネ定数が異なるように設定されていることが好ましい。
【００１５】
このように、バネ部の長さ、板厚、横幅の少なくともいずれか一つを変えることで、複数の検出子ごとにバネ定数が異なるように設定することができる。
【００１６】
また、前記解析装置は、予め設定された波形条件と前記波形信号とを比較して前記物品の凹凸の大きさが所定の許容値を超えているか否かを判別する判別機能を具備することが好ましい。
【００１７】
このように、物品の凹凸が所定の許容値を超えるか否かを判別することができるため、物品の凹凸が大きな不良品と比較的小さな正常品を自動的に判別することができる。
【００１８】
また、前記物品は、回転電機のケースであることが好ましい。
【００１９】
このように、回転電機のケースの検査において、一度で広範囲を検査することができるため、検査時間の短縮、検査工程の省力化を図ることができる。
【００２０】
また、上記課題は、物品の表面の凹凸形状を検出する表面検査方法であって、前記物品の表面の異なるラインに沿って前記物品の凹凸形状に応じた振動を検出する検出工程と、前記異なるラインで検出された複数の振動を単一のセンサで感知する感知工程と、前記センサで感知された振動を解析して前記物品の凹凸形状に応じた波形情報を生成する解析工程と、を行うことにより解決される。
【００２１】
このように、複数の検出子に共通してセンサを設けることにより、単一のセンサで一度に広範囲の検査を行うことができる。
【００２２】
この場合、前記検出工程では、前記異なるラインごとにバネ定数が異なるように設定されたバネ部により振動が検出され、前記解析工程では、それぞれのバネ定数に対応した周波数帯ごとに波形処理を行って、前記異なるラインのうちどのラインで凹凸が検知されたかを特定することが好ましい。
【００２３】
このように、ラインごとにバネ部のバネ定数が異なるため、振動波形を周波数分析することで、凹凸形状がどのラインで検知されたかを特定することができる。したがって、より高い精度の検査を行うことができる。
【００２４】
この場合、前記バネ部の長さ、板厚、横幅の少なくともいずれか一つを変えることでバネ定数が異なるように設定されていることが好ましい。
【００２５】
このように、バネ部の長さ、板厚、横幅の少なくともいずれか一つを変えることで、異なるラインごとにバネ定数が異なるよう設定することができる。
【００２６】
また、前記解析工程は、予め設定された波形条件と前記波形信号とを比較して前記物品の凹凸の大きさが所定の許容値を超えているか否かを判別することが好ましい。
【００２７】
このように、物品の凹凸が所定の許容値を超えるか否かを判別することができるため、物品の凹凸が大きな不良品と比較的小さな正常品を自動的に判別することができる。
【００２８】
また、前記物品は、回転電機のケースであることが好ましい。
【００２９】
このように、回転電機のケースの検査において、一度で広範囲を検査することができるため、検査時間の短縮、検査工程の省力化を計ることができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の表面検査装置及び表面検査方法によれば、また、一度に広範囲の検査を行うことができるため、検査の省力化、短時間化を図ることができる。また、単一のセンサで検査を行うことができるため、複数のセンサを設ける必要が無く、表面検査装置のコストダウンを図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の一実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下に説明する部材、配置等は、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることは勿論である。
【００３２】
図１〜図７は本発明の一実施形態に係る表面検査装置の説明図であり、図１は第１の実施形態に係る表面検査装置の検査素子の斜視図、図２は表面検査装置の全体構成を示す説明図、図３は表面検査装置により傷が検出された場合に観測される波形図、図４は第２の実施形態に係る表面検査装置の検査素子の斜視図、図５は表面検査装置により傷が検出された場合に観測される周波数スペクトル図、図６は第３の実施形態に係る表面検査装置の検査素子の斜視図、図７は第４の実施形態に係る表面検査装置の検査素子の斜視図である。
【００３３】
まず、図１〜図３を参照して第１の実施形態に係る表面検査装置１について説明する。
本実施形態の表面検査装置１は、回転電機（モータ）のケースを検査するために使用されるが、検査対象としてはモータのケースに限定されず、他の物品に適用できることはいうまでもない。
【００３４】
図２に示すように、本発明の表面検査装置１は、被測定物Ｓ（物品）の表面で掃引され凹凸に応じた電気信号を出力する検査素子２と、検査素子２を移動させる移動機構３と、検査素子２からの電気信号を増幅するアンプ４と、アンプ４で増幅された電気信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器５と、Ａ／Ｄ変換器５からのデジタル信号を解析するコンピュータ６と、を主要な構成要素として備えている。
【００３５】
図１に示すように、検査素子２は、接触端子１１と、板バネ１２と、加速度センサ１３を主要な構成要素としている。
板バネ１２は、長方形の板状部材で構成され、弾性を有する部材である。板バネ１２は、長手方向の一端側から分岐する複数のバネ部１２ａ，１２ａ，・・・と、これらのバネ部１２ａ，１２ａ，・・・が合流して一体となった合流部１２ｂとを備えている。バネ部１２ａ，１２ａ，・・・は、それぞれが同じ長さ、板厚、横幅を有し、等間隔で配列された櫛歯形状に形成されている。合流部１２ｂはバネ部１２ａ，１２ａ，・・・の基端部側に形成されている。板バネ１２は、このように片持ち梁構造をなすように構成されている。
【００３６】
なお、本実施形態では、４つのバネ部１２ａ，１２ａ，・・・が形成されているが、バネ部１２ａの数としてはこれに限定されず、被測定物Ｓの所望の範囲を走査できるよう適宜増減することができる。
【００３７】
本実施形態の板バネ１２は、バネ部１２ａ，１２ａ，・・・と合流部１２ｂとが一体に形成された単一部材として形成されている。板バネ１２は、単一の板状部材に櫛歯状に切れ込みを入れることで形成することができる。なお、バネ部１２ａ，１２ａ，・・・と合流部１２ｂを別部材として形成し、両者を連結することで板バネ１２を形成してもよい。
【００３８】
バネ部１２ａ，１２ａ，・・・の先端部の下面側には、それぞれ接触端子１１，１１，・・・が取り付けられている。これら接触端子１１，１１，・・・は、被測定物Ｓの表面に接触し、凹凸形状を直接検知する部材である。接触端子１１は、被測定物Ｓの表面を高速で摺動するため、被測定物Ｓよりも硬く、耐摩耗性、耐熱性に優れた材料で形成されることが好ましい。このような材料として、例えばダイヤモンドや立方晶窒化ホウ素焼結体などが挙げられる。
【００３９】
接触端子１１の下端部は、微小のアール形状となるように形成されている。これにより、被測定物Ｓの表面に傷を付けにくくしている。
なお、接触端子１１の材料としてゴムなどの弾性材料を用いることも可能である。弾性部材を用いることで、接触端子１１を被測定物Ｓの表面に確実に圧着させることができるとともに、被測定物Ｓの表面に傷を付けにくくすることができる。
上述した複数の接触端子１１，１１，・・・と複数のバネ部１２ａ，１２ａ，・・・は本発明の検出子に相当する。
【００４０】
合流部１２ｂの上面の中央部には、単一の加速度センサ１３が固定されている。加速度センサ１３は、板バネ１２の上下の振動を検知するセンサである。本実施形態の加速度センサ１３は、ＸＹＺ軸方向の加速度を検知できる３軸加速度センサで構成されている。より詳細には、ピエゾ抵抗素子の抵抗値の変化に基づいて加速度を検知する半導体式のセンサを用いている。
【００４１】
加速度センサ１３は、合流部１２ｂの上面にねじにより固定されている。加速度センサ１３は、その下端面と合流部１２ｂの上面との間にシリコングリースなどを介して固定されることが好ましい。なお、加速度センサ１３と合流部１２ｂの固定は、接着剤、マグネット、両面テープなどでも行うことが可能である。
【００４２】
なお、加速度センサ１３としては、上述したピエゾ抵抗方式に限定されず、加速度発生時の静電容量の変化を検知する静電容量方式や、熱の移動を検知する熱検知方式でもよい。
また、加速度センサ１３の種類としては上述した半導体式に限定されず、圧電式、動電式、歪みゲージ式など、他の種類でもよい。
【００４３】
本実施形態の加速度センサ１３は、側面にコネクタが接続されたサイドコネクタ型のセンサである。コネクタにはローノイズケーブルの一端側が接続され、他端側はアンプ４に接続されている。
【００４４】
アンプ４は、加速度センサ１３から出力される電荷を電圧に変換して増幅する装置である。本実施形態では、アンプ４として、加速度センサ１３からの電荷に比例した低インピーダンス電圧信号に変換して増幅するチャージアンプを用いている。
アンプ４で増幅された電気信号は、Ａ／Ｄ変換器５に出力され、デジタル信号に変換される。
【００４５】
コンピュータ６は、Ａ／Ｄ変換器５でデジタル信号に変換された電気信号を処理して被測定物Ｓの表面形状を解析するための装置であり、本発明の解析装置に相当する。
コンピュータ６は、ＣＰＵなどの演算装置とメモリなどの記憶装置を備えた一般的なコンピュータの構成を備えている。記憶装置には、Ａ／Ｄ変換器５から出力されたデジタル信号を波形データに変換する波形処理プログラムと、波形データから特徴波形を抽出する波形解析プログラムが格納されている。
【００４６】
演算装置は、波形処理プログラムを実行し、Ａ／Ｄ変換器５から出力されたデジタル信号から被測定物Ｓの凹凸形状に応じた波形信号を出力する機能を有している。また演算装置は、波形解析プログラムを実行し、さらにその波形データから特徴波形を抽出して被測定物Ｓの凹凸形状が所定の許容値を超えているか否かを判別することで、被測定物Ｓの良否判定を行う機能も備えている。
【００４７】
図２に示すように、検査素子２のうちバネ部１２ａと反対側の端部は、移動機構３に固定されている。移動機構３は、検査素子２を固定して移動させる装置である。検査素子２と移動機構３は、ボルトやナットなどの固定部材７で固定されている。本実施形態では、検査素子２を移動させる駆動源としてモータ（不図示）を用いている。なお、駆動源としてはモータに限定されず、油圧など他の駆動源を用いてもよい。
【００４８】
次に、表面検査装置１を用いて被測定物Ｓの表面の傷Ｄを検知する原理について説明する。
検査素子２の複数の接触端子１１，１１，・・・を被測定物Ｓの表面に圧接した状態で、移動機構３により検査素子２を被測定物Ｓの表面に沿って一定の速度で掃引する（図１、矢印Ｘａ−Ｘｂで示すライン）。複数の接触端子１１，１１，・・・は並列に並んでいるため、それぞれ異なるラインに沿って被測定物Ｓの表面を摺接移動する。図１では、一番手前の接触端子１１のラインのみをＸａ−Ｘｂで示している。
【００４９】
複数の接触素子１１，１１，・・・のうちいずれかが傷Ｄに接触すると接触した接触素子１１が下方向に移動し、これを固定するバネ部１２ａが下方向に変位する。この変位により板バネ１２全体が下方向に変位する。板バネ１２は弾性部材で形成されているため、下方向に変位した後、すぐに上方向に変位し、所定の振動周期で上下に振動する。
【００５０】
板バネ１２の振動は、加速度センサ１３で検知される。加速度センサ１３は、板バネ１２が振動する際に加速度に応じた電荷を出力する。出力された電荷はアンプ４で増幅され、Ａ／Ｄ変換器５でデジタル信号に変換されてコンピュータ６に入力される。
【００５１】
コンピュータ６では、Ａ／Ｄ変換器５から出力されるデジタル信号を振動波形に変換する。図３にコンピュータ６で解析された振動波形を示す。縦軸が加速度、横軸が走査開始から経過した時間である。
この図に示すように、接触端子１１，１１，・・・のいずれか少なくとも１つが傷Ｄが接触したとき、板バネ１２全体が大きく振動して加速度センサ１３で検知される加速度が急激に大きくなり、図に点線の丸で囲んだように波形の急激な変化が観測される（図中の点線で囲まれた領域Ａ）。
【００５２】
コンピュータ６は、加速度の急激な変化により変化する波形を特徴波形として検出し、特徴波形が観測された時間を取得する。移動機構３は一定速度で検査素子２を掃引しているため、特徴波形が観測された時間と掃引開始位置から、傷Ｄの位置を特定することができる。
【００５３】
さらに、コンピュータ６は、特徴波形における加速度の変化が、予め記憶された所定の波形条件に基づいて、予め設定された振幅値よりも観測された波形の振幅が大きいか否かを判別する。その結果大きいと判別された場合、被測定物Ｓの表面に形成された傷Ｄが深いと判断し、エラー信号を出力する。
また、コンピュータ６は、特徴波形における加速度の急激な変化が、予め記憶された時間以上継続するか否かを判別する。その結果、所定時間続いた場合は、傷Ｄが大きいと判断し、エラー信号を出力する。
【００５４】
それ以外の場合、傷Ｄが存在しないか、存在していたとしても軽微なものであると判断し、エラー信号を出力しない。
コンピュータ６は、エラー信号を出力するとディスプレイにエラー表示を行う。オペレータは、ディスプレイに表示されるエラー表示により、被測定物Ｓに大きな傷Ｄがあるか否かを容易に確認することができる。
このように、傷Ｄの大きさや深さが予め定めた基準値以上の場合、エラー表示を行うことで、被測定物Ｓの不良品を的確に判別することができる。逆に、傷Ｄの大きさや深さが基準値未満の場合、傷Ｄが無いか、あったとしても許容範囲内の小さなものであると判断し、正常品として判別することができる。
【００５５】
次に、第２の実施形態に係る表面検査装置について説明する。
この実施形態では、板バネのバネ部のバネ定数を接触端子ごとに変えて、振動周波数の違いによりどの接触端子で傷が検知されたかを判別する点を特徴としている。
図４は第２の実施形態に係る表面検査装置の検出素子の斜視図である。この図に示すように、検査素子２０は、複数のバネ部２２ａ−１〜２２ａ−４と、バネ部２２ａ−１〜２２ａ−４が合流した合流部２２ｂを備えている。
【００５６】
バネ部２２ａ−１〜２２ａ−４は、第１の実施形態と同様に長尺状の板状部材であり、その先端部の下面側に接触端子２１−１〜２１−４がそれぞれ固定されている。
バネ部２２ａ−１〜２２ａ−４は、それぞれ長さが異なるように構成されている点を特徴としている。バネ部２２ａ−１〜２２ａ−４は同じ材料で形成され、板厚と横幅がいずれも略同一となっているため、長さが異なることでその長さに応じてバネ定数が異なっている。
【００５７】
本実施形態では、板バネ２２の一方の側部から他方の側部に向かうにつれてバネ部２２ａ−１〜２２ａ−４の長さが漸次変化している。詳細には、バネ部２２ａ−１が最も長く、続いてバネ部２２ａ−２、バネ部２２ａ−３の順に短く、バネ部２２ａ−４が最も短くなるように形成されている。このため、バネ部２２ａ−１、バネ部２２ａ−２、バネ部２２ａ−３、バネ部２２ａ−４の順にバネ定数が大きくなっている。
【００５８】
バネ定数は、バネのたわみにくさを示しており、バネ定数が大きいほどバネがたわみにくく、振動周波数が小さくなる。逆に、バネ定数が小さいほどバネがたわみやすく、振動周波数が大きい。
バネ部２２ａ−１〜２２ａ−４は、バネ定数が異なっているため、物品の表面の傷Ｄにより接触端子２１−１〜２１−４が変位したときに振動する振動周波数が異なっている。すなわち、バネ部２２ａ−１〜２２ａ−４の長さが長くバネ定数が小さいほど振動周波数が大きく、バネ部２２ａ−１〜２２ａ−４の長さが短くバネ定数が大きいほど振動周波数が大きい。
加速度センサ２３で検知された検知信号は、コンピュータ６に出力される。コンピュータ６では、加速度センサ２３から出力された検知信号に基づいて波形分析を行う。
【００５９】
コンピュータ６は、バネ部２２ａ−１〜２２ａ−４のバネ定数ごとの振動周波数を振動周波数帯に区切り、それぞれの周波数帯に特徴波形が検出されるか否かに基づいて、接触端子２１−１〜２１−４のうちどの接触端子で傷Ｄが検出されたかを特定している。
【００６０】
図５に、コンピュータ６で解析された振動波形の周波数特性を示す。横軸は振動周波数、縦軸は加速度である。この図では、接触端子２１−２と２１−３で傷Ｄが検出された例について示している。
【００６１】
図中のＦ１〜Ｆ４は、それぞれ接触端子２１−１〜２１−４の振動周波数に対応する周波数帯である。この図に示すように、接触端子２１−２と２１−３が傷Ｄと衝突すると、これらをそれぞれ固定するバネ部２２ａ−２と２２ａ−３のみが大きく振動し、急激に加速度が変化する特徴波形を示す。この図では、バネ部２２ａ−２の示す特徴波形は図中の点線で囲まれた領域Ｂ、バネ部２２ａ−３の示す特徴波形は同じく点線で囲まれた領域Ｃで示している。
【００６２】
コンピュータ６は、特徴波形を検出し、特徴波形がどの周波数帯で検出されたかを判別することで、傷Ｄが接触端子２１−１〜２１−４のうちどの接触端子と接触したのかを特定することができる。
【００６３】
具体的には、コンピュータ６は、加速度データをフーリエ変換して周波数スペクトルデータを算出し、この周波数スペクトルから接触端子２１−１〜２１−４の周波数帯ごとに波形解析を行って特徴波形を検出する。そして、特徴波形が検出された場合、どの周波数帯で検出されたかを特定する。
このように、バネ部２２ａ−１〜２２ａ−４ごとにバネ定数を異ならせることで傷Ｄを検出した接触端子を特定することが可能となり、より詳細に傷Ｄの位置を特定することができる。
【００６４】
次に、第３の実施形態に係る表面検査装置について説明する。
バネ定数は、バネ部の長さのみならず、バネ部の板厚や横幅を変えることによっても異なるように設定することができる。この実施形態では、バネ部の板厚を変えることで、バネ部ごとにバネ定数が異なるように設定している。
【００６５】
図６に示すように、検査素子３０は、接触端子３１−１〜３１−４と、板バネ３２と、加速度センサ３３と、を備えている。板バネ３２は、バネ部３２ａ−１〜３２ａ−４と合流部３２ｂとを備えている。本実施形態のバネ部３２ａ−１〜３２ａ−４は同じ材料で形成され、長さと横幅がいずれも略同一で、板厚のみが漸次変化するように形成されている。
【００６６】
詳細には、バネ部３２ａ−１が最も板厚が大きく、バネ部３２ａ−２、バネ部３２ａ−３、バネ部３２ａ−４の順に薄くなっている。このため、バネ部３２ａ−１、３２ａ−２、３２ａ−３、３２ａ−４の順にバネ定数が小さくなる。
【００６７】
次に、第４の実施形態に係る表面検査装置について説明する。
この実施形態では、バネ部の横幅を変えることで、バネ部ごとにバネ定数が異なるように設定している。
【００６８】
図７に示すように、検査素子４０は、接触端子４１−１〜４１−４と、板バネ４２と、加速度センサ４３と、を備えている。板バネ４２は、バネ部４２ａ−１〜４２ａ−４と合流部４２ｂとを備えている。板バネ４２は、バネ部４２ａ−１〜４２ａ−４と合流部４２ｂとを備えている。本実施形態のバネ部４２ａ−１〜４２ａ−４は同じ材料で形成され、長さと板厚がいずれも略同一で、横幅のみが漸次変化するように形成されている。
【００６９】
詳細には、バネ部４２ａ−１が最も横幅が大きく、バネ部４２ａ−２、バネ部４２ａ−３、バネ部４２ａ−４の順に横幅が小さくなっている。このため、バネ部４２ａ−１、４２ａ−２、４２ａ−３、４２ａ−４の順にバネ定数が小さくなる。
【００７０】
このように、バネ部の長さ、板厚、横幅の少なくともいずれか１つ以上を変えることで、検出子ごとに互いにバネ定数が異なるよう設定することができる。これにより、どの接触端子で傷Ｄが検知されたかを特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】第１の実施形態に係る表面検査装置の検査素子の斜視図である。
【図２】表面検査装置の全体構成を示す説明図である。
【図３】表面検査装置により傷が検出された場合に観測される波形図である。
【図４】第２の実施形態に係る表面検査装置の検査素子の斜視図である。
【図５】表面検査装置により傷が検出された場合に観測される周波数スペクトル図である。
【図６】第３の実施形態に係る表面検査装置の検査素子の斜視図である。
【図７】第４の実施形態に係る表面検査装置の検査素子の斜視図である。
【図８】従来の表面検査装置の全体構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７２】
１‥表面検査装置、２‥検査素子、３‥移動機構、４‥アンプ、５‥Ａ／Ｄ変換器、６‥コンピュータ（解析装置）、７‥固定部材、１１‥接触端子（検出子）、１２‥板バネ、１２ａ‥バネ部（検出子）、１２ｂ‥合流部、１３‥加速度センサ、２０‥検査素子、２１−１〜２１−４‥接触端子（検出子）、２２‥板バネ、２２ａ−１〜２２ａ−４‥バネ部（検出子）、２２ｂ‥合流部、２３‥加速度センサ、３０‥検査素子、３１−１〜３１−４‥接触端子（検出子）、３２‥板バネ、３２ａ−１〜３２ａ−４‥バネ部（検出子）、３２ｂ‥合流部、３３‥加速度センサ、４０‥検査素子、４１−１〜４１−４‥接触端子（検出子）、４２‥板バネ、４２ａ−１〜４２ａ−４‥バネ部（検出子）、４２ｂ‥合流部、４３‥加速度センサ、１０１‥表面検査装置、１０２−１〜１０２−３‥検査素子、１０４−１〜１０４−３‥アンプ、１０５‥Ａ／Ｄ変換器、１０６‥コンピュータ、１０３−１〜１０３−３‥加速度センサ、Ｓ‥被測定物（物品）、Ｄ‥傷
【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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【図８】
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