(57)【要約】【課題】回路基板の故障診断を行なう装置において、検知信号を取得する検知信号取得装置の汎用化を図ることができるようにする。【解決手段】回路基板１の平面と略平行に近接させて、所定形状・所定サイズのフレキシブル基板４を配する。フレキシブル基板４上には、所定サイズのセンサエリア部２０をマトリクス状に多数配する。各センサエリア部２０には、回路基板１上のプリント形成された配線パターンや回路部材の配線との間での電磁的結合や静電的結合を利用して、回路部材の動作状態に応じた所定の信号を検知するセンサ部材（たとえばコイル２１）を配する。故障診断時には、フレキシブル基板４上の多数のコイル２１の中から、診断対象部位に対応したセンサエリア部２０のコイル２１によって得られる検知信号を選択的に信号取出部７を介して故障診断部１０に送る。故障診断部１０は、その検知信号と正常時の検知信号とを比較して故障診断を行なう。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の部品や配線が形成されてなる回路基板における、診断対象部位の故障の有無を診断するための検知信号を取得する故障診断用検知信号取得装置であって、
前記回路基板上の前記部品や前記配線の配置に拘わらず、予め定められた配置パターンに従って互いに近接して配置された、前記検知信号を検出するための複数のセンサ部材と、前記複数のセンサ部材によって取得された前記検知信号を外部に出力する信号取出部とが、所定の支持基板上に設けられている
ことを特徴とする故障診断用検知信号取得装置。
【請求項２】
前記複数のセンサ部材は、前記配置パターンとして、正方マトリクス状もしくは千鳥状に、前記支持基板上に配列されている
ことを特徴とする請求項１に記載の故障診断用検知信号取得装置。
【請求項３】
前記センサ部材は、前記診断対象部位との間での電磁的結合または静電的結合により誘起される電気信号を前記検知信号として検出するリアクタンス成分で構成されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の故障診断用検知信号取得装置。
【請求項４】
前記センサ部材は、前記支持基板上にプリント配線パターンにより形成されている
ことを特徴とする請求項１から３のうちの何れか１項に記載の故障診断用検知信号取得装置。
【請求項５】
前記センサ部材は、前記回路基板よりも小さく、かつ当該回路基板上の前記診断対象部位に対応した所定サイズよりも大きい
ことを特徴とする請求項１から４のうちの何れか１項に記載の故障診断用検知信号取得装置。
【請求項６】
前記複数のセンサ部材のそれぞれによって取得される前記検知信号の中から、前記診断対象部位に対応したものを選択して出力する信号選択部が前記支持基板上に設けられている
ことを特徴とする請求項１から５のうちの何れか１項に記載の故障診断用検知信号取得装置。
【請求項７】
所定の部品や配線が形成されてなる回路基板における、診断対象部位の故障の有無を診断する故障診断装置であって、
前記回路基板上の前記部品や前記配線の配置に拘わらず、予め定められた配置パターンに従って互いに近接して配置された、前記診断対象部位の故障の有無を診断するための検知信号を検出するための複数のセンサ部材と、前記複数のセンサ部材によって取得された前記検知信号を外部に出力する信号取出部とを具備した支持基板と、
前記信号取出部から出力された前記検知信号に基づいて、前記診断対象部位の故障診断を行なう故障診断部と
を備えたことを特徴とする故障診断装置。
【請求項８】
前記複数のセンサ部材は、前記配置パターンとして、正方マトリクス状もしくは千鳥状に、前記支持基板上に配列されている
ことを特徴とする請求項７に記載の故障診断装置。
【請求項９】
前記センサ部材は、前記診断対象部位との間での電磁的結合または静電的結合により誘起される電気信号を前記検知信号として検出するリアクタンス成分で構成されている
ことを特徴とする請求項７または８に記載の故障診断装置。
【請求項１０】
前記センサ部材は、前記支持基板上にプリント配線パターンにより形成されている
ことを特徴とする請求項７から９のうちの何れか１項に記載の故障診断装置。
【請求項１１】
前記センサ部材は、前記回路基板よりも小さく、かつ当該回路基板上の前記診断対象部位に対応した所定サイズよりも大きい
ことを特徴とする請求項７から１０のうちの何れか１項に記載の故障診断装置。
【請求項１２】
前記複数のセンサ部材のそれぞれによって取得される前記検知信号の中から、前記回路基板上の前記診断対象部位に対応したものを選択して出力する信号選択部が、前記支持基板上もしくは前記支持基板外の前記故障診断部側に設けられている
ことを特徴とする請求項７から１１のうちの何れか１項に記載の故障診断装置。
【請求項１３】
前記複数のセンサ部材が配置されている前記支持基板は、前記回路基板を含む平面に非平行な面で形成されるものを含め、立体的に配置されるように構成されている
ことを特徴とする請求項７から１１のうちの何れか１項に記載の故障診断装置。
【請求項１４】
前記センサ部材は、
前記回路基板に対して非平行な配置関係にある前記支持基板上に搭載されるとともに、
前記回路基板に搭載されている所定の部品の前記非平行な配置関係にある前記支持基板上に投影される位置の近傍に配置される
ことを特徴とする請求項７から１３のうちの何れか１項に記載の故障診断装置。
【請求項１５】
前記センサ部材が搭載された、前記回路基板と非平行に配置される前記支持基板は、前記回路基板と略垂直に配置される
ことを特徴とする請求項１４に記載の故障診断装置。
【請求項１６】
前記センサ部材が搭載された、前記回路基板と非平行に配置される前記支持基板は、前記回路基板を包含することが可能な直方体を形成する６面のうち、前記回路基板と非平行の関係にある面に配置される
ことを特徴とする請求項１４に記載の故障診断装置。
【請求項１７】
前記複数のセンサ部材が配置されている前記支持基板を複数備え、それぞれの前記支持基板は、互いに異なる方向の軸で形成され、かつそれぞれが交差する複数の平面に対して、それぞれ平行に配置されることで、前記回路基板に対して立体的に配置されるようになっている
ことを特徴とする請求項１３に記載の故障診断装置。
【請求項１８】
前記複数の支持基板のうちの一方は、前記回路基板に対して略平行に、かつ前記回路基板と近接して配置可能となっており、
前記複数の支持基板のうちの他方は、前記回路基板がなす平面と交差する平面に対して略平行に、かつ前記回路基板の所定の端縁と近接して配置可能となっている
ことを特徴とする請求項１３に記載の故障診断装置。
【請求項１９】
前記回路基板を直方体状に囲むように、当該直方体の少なくとも互いに直交する２つの平面に、前記支持基板が配されている
ことを特徴とする請求項１８に記載の故障診断装置。
【請求項２０】
前記直方体をなす少なくとも２つの平面に配されている前記支持基板上の前記センサ部材は、そのサイズが、それぞれの面について、前記直方体の面のサイズより小さい
ことを特徴とする請求項１９に記載の故障診断装置。
【請求項２１】
前記各面の支持基板のサイズが変更可能とされている
ことを特徴とする請求項１７から１９のうちの何れか１項に記載の故障診断装置。
【請求項２２】
前記故障診断部は、前記回路基板上の診断対象部位に特有の信号情報を特徴量として抽出し、この特徴量を、当該診断対象部位について前記センサ部材が取得した検知信号に基づく、前記故障診断のためのトリガ情報として使用する
ことを特徴とする請求項７から２１のうちの何れか１項に記載の故障診断装置。
【請求項２３】
所定の部品や配線が形成されてなる回路基板における、診断対象部位の故障の有無を診断するための信号を検知するセンサ部材が配される支持基板であって、
前記回路基板上の前記部品や前記配線の配置に拘わらず、予め定められた配置パターンに従って互いに近接して配列された複数の前記センサ部材が、プリント配線パターンにより形成されている
ことを特徴とする支持基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、故障診断用検知信号取得装置、故障診断装置、および支持基板に関する。より詳細には、回路部材を搭載した回路基板を備えた装置、たとえばプリンタ装置、ファクシミリ装置、あるいはそれらの機能を有する複合機などの装置における、回路部材の動作、性能の異常、あるいは故障を予測したり検出したり（以下纏めて故障診断という）するため前記基板から検知信号を取得する技術や、この検知信号に基づいて故障診断をする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータや複写機などの電子機器は、近年、性能、機能の向上に伴い、益々、それらを実現するための様々な用途のアナログおよびデジタルの電子回路がプリント基板の形で格納されてきている。
【０００３】
また、自動車や航空、ロボットや半導体設計装置など、他の産業機器においても動作制御などの手段として、信頼性が高く、高速・高精度での動作が可能な電子回路基板が数多く搭載されている。これらの電子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。
【０００４】
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り、非常に多岐にわたっている。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、検出が困難な様々な異常や故障が発生し、その修復には多大な労力を要することになる。
【０００５】
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が発生し、その頻度は必ずしも低いとは言えず、検出箇所を特定できないこともしばしば生じていた。さらに、電子回路基板に異常が発生した場合には、安全性やコストなどの面から早急な対応が必要でもあった。
【０００６】
故障診断の一般的手法としては、テスターなどの測定装置を用いて主要な個所の電圧や信号波形を監視（モニタ）しながら故障個所を特定する。しかし、このような診断方法では様々な個所の測定を行なわなければならず、故障診断に手間がかかってしまい、作業効率が悪いという問題があった。
【０００７】
そこで、効率のよい診断手法として、装置の起動時などに装置自身が各基板の診断を行なうようにした自己診断システム（Diagnostics system）がある。この自己診断システムでは、たとえば、装置が動作しているときの信号パターンを回路モジュールごとあるいは基板ごとにモニタして予め記憶してある期待値と比較し、故障発生の有無を診断し、故障箇所を特定するようにしている。
【０００８】
また、異常や故障に関する対応は、製品出荷時や、トラブル発生によって市場で回収されたプリント基板の故障診断においても必要であり、幾つかの対応がなされている。
【０００９】
ここで、電子回路基板の検査としては、画像による手法が知られているが、今日では、新たなアプローチとして、静電的結合や電磁的結合あるいは電気光学効果を用いた検査手法が提案されている。
【００１０】
たとえば、非特許文献１には、渦電流探傷技術を使ってプリント配線の欠陥を検出する手法が提案されている。この手法は、図１７に示すような、ターゲット（故障診断の対象部位）とする配線を流れる電流から発生する磁界を検出するための超小型でかつ独自の形状を有する磁界検出プローブを使用して、非接触方法により、基板の配線を非接触スキャンする方式によって、ＩＣの故障なども含めた基板で発生する異常を検出する手法である。この方式によれば、現状の高密度配線プリント基板における配線の断線や線幅異常を、高速かつ機械的なストレスのない状態で実現することができる。
【００１１】
【非特許文献１】藤城久・山田外史・岩原正吉、“渦電流探傷技術によるプリント配線の欠陥検出”、［online］、［平成14年9月1日検索］、インターネット＜URL:http://magmac1.ec.t.kanazawa-u.ac.jp/magcap-j/research-j/ecta-j.html＞
【００１２】
また、特許文献１には、図１８に示すように、基板ごとの電流値を電流センサなどを使用して読み取り、メモリに記憶してある正常値と比較することにより故障箇所の特定と早期発見を実現する仕組みが提案されている。その一例として、各電子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それぞれの電子基板の電流情報を読み取って通常状態と比較して故障を判別している。
【００１３】
【特許文献１】特開平２０００−７４９９８号公報
【００１４】
上述した非特許文献１および特許文献１の何れの手法も、回路基板の配線や搭載部品内部を流れる電流から発生する磁束を磁界センシング部としての機能をなすコイルの巻線に通過させることで、磁界センシング部に発生する誘導起電力を読み取り、この読み取った誘導起電力と予め測定しておいた正常状態の誘導起電力とを比較することにより、故障の有無を診断するという手法である点で共通する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、非特許文献１および特許文献１の手法では、コスト面や故障診断の対象部位の設定の自由度という点で難点がある。たとえば、非特許文献１の手法では、磁界をセンシングする手段として高価な専用プローブ（センシング用プローブ）を使用する必要があるため、故障検出コストが掛かる。
【００１６】
また、センシング用プローブは任意の配線や端子の状態を見るため、その近傍にプローブを近づけて観察する必要がある。これは、１つのプローブで検知できる範囲が狭く精度良く診断するには診断部位に近接させることが必要とされていたからである。したがって、たとえば図１９に示すように、プローブを対象部位に近づけるための手段として人の手を介在する手法を採用するか、もしくは、メカニカルな手段を利用してプローブを移動させる必要がある。一方、このような移動の手法を採用しない場合には、固定されたプローブ位置近傍の範囲しか検出できず、検出範囲が非常に狭くなる。
【００１７】
一方、特許文献１の手法では、センシング部を回路基板設計時に組み込むなどして固定的に使用する必要があり、構成の柔軟性に乏しい。たとえば、検査対象の基板に応じて抵抗を設けなければならず、汎用的でない。また、電流検出用の抵抗に流れる電力消費を避けられず、電流量が大きい基板に適用するには難点がある。大電力消費に耐え得る抵抗を使うことも考えられるが、そのような抵抗は大型である、また高コストである、などの点で、使い勝手がよくない。
【００１８】
このように、従来の故障診断の手法では、コスト面および故障診断の対象部位の設定の自由度という点では、必ずしも使い勝手のよいものとなっていない。すなわち、従来例に示したような構成は、複雑多岐に亘る様々な種類の回路基板の異常や故障を検査するという点で、コスト、装置サイズ、検査対象基板に対する汎用性、などの点で、満足し得るものではない。
【００１９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、使い勝手のよい故障診断の仕組みを低コストで実現することのできる故障診断用の信号検知手法（故障診断用検知信号取得方法）や、検知信号を利用した故障診断方法を実施するのに好適な、故障診断用検知信号取得装置および故障診断装置、並びに、これら装置に使用する支持基板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】
【００２０】
本発明に係る故障診断用検知信号取得装置は、回路基板上の部品や配線の配置に拘わらず、方形マトリクス状あるいは千鳥状などの予め定められた配置パターンに従って、互いに近接して複数のセンサ部材を支持基板上に設けた。また、この支持基板上には、複数のセンサ部材によって取得された検知信号を外部に出力する信号取出部を設けた。
【００２１】
本発明に係る故障診断装置は、本発明に係る故障診断用検知信号取得装置と同様の構成を備えつつ、加えて、信号取出部から出力された検知信号に基づいて回路基板の故障診断を行なう故障診断部を設けるようにした。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に依れば、診断対象の回路基板ごとに、その回路基板に応じた専用の位置に各センサ部材を配した支持基板を用意するのではなく、多種多様な回路基板上の部品や配線の配置とは無関係に、予め定めた配置パターンに従って複数のセンサ部材を配置するようにしたので、汎用性を持たせることができる。検査する回路基板ごとに専用のツールを準備する必要がなくなり、従来と比較して安価にして簡単かつ汎用的な構成で、故障診断を行なうことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２４】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明を適用した第１実施形態を説明する図である。ここで図１（Ａ）は、回路基板１に本発明の技術を適用した一例を示す。図１（Ｂ）は、フレキシブル（可撓性）基板の一構成例を示す。図１（Ｃ）は、センサ部材の配置パターンの一例を示す図である。図１（Ｄ）は、検知信号の外部への取出し手法を説明する図である。
【００２５】
この第１実施形態の構成は、センサ部材（信号変化検出手段）を予め定めた配置パターンに従って多数配置した支持基板を、検査対象の回路基板に対して平行に配置することで、２次元状に検知信号を取得するようにした点に特徴を有する。以下具体的に説明する。
【００２６】
図１（Ａ）に示すように、故障診断対象の回路基板１の主に低背部材や配線パターンが形成される場合が多い半田面側には、回路基板１に対して所定の距離を隔てて（電気的にショートしないように）、回路基板１に対して対向するように、所定形状および所定サイズの支持基板の一例であるフレキシブル基板４が図示しない所定の保持装置に保持されて配されている。なお、本実施形態では、平面状の絶縁性の板であるフレキシブル基板４を支持基板として使用しているが、支持基板は、必ずしも可撓性を有する板である必要はない。
【００２７】
回路基板１には、図示しない配線パターンがプリント形成され、所定の対応位置に回路部材が搭載されている。この回路部材としては、抵抗素子、誘導素子、あるいは容量素子などの受動部品であってもよいし、トランジスタやＩＣ（Integrated Circuit）などの能動部品であってもよい。
【００２８】
フレキシブル基板４には、所定の配置パターンに従って所定サイズのセンサエリア部２０が多数配されている。所定の配置パターンとしては、たとえば縦方向および横方向に一列にすなわち方形格子状（正方マトリクス状）に各センサエリア部２０を互いに隣接（近接）させて配することで、２次元的にセンサエリア部２０を配する状態のものとすることができる。図１（Ｂ）に示す状態がその例である。
【００２９】
また、所定の配置パターンの他の例としては、斜行マトリクス状（縦方向および横方向に見た場合には千鳥格子状）に各センサエリア部２０を互いに隣接（近接）させて配することで、２次元的にセンサエリア部２０を配する状態のものとすることもできる。図１（Ｃ）に示す状態がその例である。
【００３０】
なお、センサエリア部２０は、マトリクス状に限らず、その他の任意の配置パターンにて配置させてもよい。たとえば、所定形状および所定サイズのセンサエリア部２０を散在させたものであってもよい。何れにしても、故障診断部１０側にて故障診断を行なう際に、それぞれのセンサエリア部２０と回路基板１上の回路部材や配線パターンとの位置関係を把握し得るようにしていればよい。ただし、マトリクス状にセンサエリア部２０を多数配置すると、センサエリア部２０と回路基板１上の故障診断部との位置の対応付けが容易になる。
【００３１】
各センサエリア部２０の大きさは、診断対象の回路基板１のサイズより小さく、さらに回路基板１上に配されている診断対象の回路部材に対して適当な大きさを持つようにする。たとえば、回路基板１上のコネクタ２や専用もしくは汎用のＩＣ３などの部品の外枠サイズよりも小さいものとするとよい。たとえば、回路基板１上に配置されているコネクタ２やＩＣ３の周辺を包囲するに足るだけの大きさのセンサエリア部２０を設けるとよい。
【００３２】
一方、フレキシブル基板４そのものの大きさは、回路基板１よりもある程度大きく設定されている。これは、多数の種類や大きさの回路基板１に対しても、同一のフレキシブル基板４を故障診断に使用することができるようにするためである。つまり、フレキシブル基板４には汎用性を持たせている。
【００３３】
各センサエリア部２０には、回路基板１上のプリント形成された配線パターンや回路部材の配線（纏めて信号ラインともいう）との間での電磁的結合もしくは静電的結合を利用して、回路部材の動作状態に応じた所定の信号を検知するセンサ部材が配されるようになっている。フレキシブル基板４を回路基板１に近接させて配置しており、このセンサ部材は、信号ラインの近傍に配される。このセンサ部材としては、リアクタンス成分からなるものを使用するのがよい。
【００３４】
たとえば、電磁的結合を利用するセンサ部材としては、コイル成分（インダクタンス成分）を利用することができる。このコイル成分は、回路基板１がなす平面と平行な方向に形成される磁束や基板平面に対して直角な方向に形成される磁束の何れかを検知することで誘導起電力を取得し得るものであればよい。つまり、コイルの構成は平面方向のみではなく垂直方向の構成、あるいは状況に応じて斜め方向に構成されてなるものであってもよい。このコイル成分としては、コネクタ２やＩＣ３などの回路部材や信号ラインを流れる電流から発生する磁界を検知することで、故障検知に利用し得る大きさの誘導起電力を発生し得るようなサイズや巻数を、センサエリア部２０にて設定するとよい。コイル構成の具体例については説明を割愛する。
【００３５】
一方、静電的結合を利用するセンサ部材としては、キャパシタンス成分を利用することができる。このキャパシタンス成分は、回路基板１の平面と平行な方向に形成される配線パターンや回路部材の配線との間でのクロストークによってカップリング電圧を検知し得るものであればよい。その具体例については説明を割愛する。
【００３６】
センサエリア部２０の大きさが、前述のように、回路基板１上に配されている診断対象の回路部材に対して適度な大きさを持つようにされているので、結果として、電磁的結合を利用するセンサ部材としてのコイル部材や、静電的結合を利用するセンサ部材としてのキャパシタンス成分の各大きさも、回路基板１のサイズより小さく、かつ診断対象の回路部材に対して適度な大きさを持つように設定される。
【００３７】
なお、コイル成分とキャパシタンス成分とを組み合わせてフレキシブル基板４上に所定パターンに従って配してもよい。
【００３８】
各センサエリア部２０に設けるセンサ部材は、パターン形成して構成するとよい。こうすることで、センサ部材をフレキシブル基板４上に固定的に配することができる。また、許されるのであれば上下別層にして重なった状態で密に構成するようにしてもよい。
【００３９】
なお。パターン形成することに限らず、予め別途用意されているコイル部材やキャパシタ部材（をなす電極部材）を、たとえばテーピング部材や接着部材などを利用してフレキシブル基板４上に固定するようにしてもよい。
【００４０】
何れの構成においても、回路基板１の信号ラインの近傍にリアクタンス成分の一例であるコイル成分やキャパシタンス成分をパターン形成により固定的に、もしくはテーピング部材や接着部材などを利用して固定的に設け、信号ラインとの間での電磁的結合や静電的結合によりこれらのリアクタンス成分に生じる信号を検知し、外部回路としての故障診断部１０との間のインタフェース部をなす信号取出部７を介して故障診断部１０に送る。
【００４１】
フレキシブル基板４上のこれらのセンサ部材により取得される検知信号は、図示しない取出用配線を介して信号取出部７まで導かれ、さらに図示しない接続ケーブルを介して故障診断部１０に導かれる。
【００４２】
なお、全てのセンサ部材からの検知信号を信号取出部７を介して故障診断部１０に導くことは、必ずしも必要ではない。故障診断目的に適したセンサ部分からの検知信号を選択的（１つ分とは限らない）に抽出して故障診断部１０まで導けばよい。このためには、図１（Ｄ）に示すように、信号選択部（選択スイッチ）６を、フレキシブル基板４上の信号取出部７の近傍に設けるようにするとよい。信号選択部６の制御は故障診断部１０側からの制御信号ＣＮＴに基づいて行なう。こうすることで、信号取出部７と故障診断部１０との間の接続線の数を減らすことができる。
【００４３】
なお、このような信号選択部６は、信号取出部７側に限らず、故障診断部１０側に設けてもよい。ただしこの場合には、すべてのセンサエリア部２０からの検知信号を一旦故障診断部１０側に送る必要があるので、信号取出部７と故障診断部１０側の信号選択部６との間の接続線の数が増える。
【００４４】
また、一箇所からの信号取出し数の増加を抑えるために、取出口を複数箇所設け、それぞれの取出口を選択して、各取出口より所定の信号を故障診断部１０へ導くことも可能である。この場合には、複数の信号取出口の選択手段をフレキシブル基板４の外部へ設け、そこから各取出口を選択する信号を発生させて、取出口を選択するようにする。
【００４５】
フレキシブル基板４と、そこに所定の配置パターンに従って並べられたセンサ部材とで故障診断用検知信号取得装置（以下検知信号取得装置という）９が構成される。そして、この検知信号取得装置９と故障診断部１０とにより、故障診断装置１２が構成される。
【００４６】
つまり、このような構成の故障診断装置１２は、回路基板１の部品実装面に対して反対側に、この回路基板１と略平行に配置されるフレキシブル基板４と、フレキシブル基板４が回路基板１と略平行に配置された状態で、このフレキシブル基板４における回路基板１の搭載されている回路部品や配線（信号ライン）と対応する位置に配置されるセンサ部材（信号変化検出手段）とを備えて構成される。そして、コネクタ２やＩＣ３などの所定の回路部品や、これら回路部品の配線あるいはプリントパターンによる配線が形成されてなる回路基板１の動作を検査するためのもの（回路基板検査装置）として構成される。
【００４７】
たとえば、フレキシブル基板４の各センサエリア部２０には、コイル２１が形成される。コイル２１は、その片端はまたは両端が信号取出部７に導かれ、何らかの方法で回路基板１を駆動させた場合に、回路から発生する磁場をセンシングすることによって、そこからコイル２１に発生する誘導起電力を検知信号として取得し、この検知信号を外部の故障診断部１０へ導く。
【００４８】
また、フレキシブル基板４の各センサエリア部２０に、キャパシタンス成分を配する場合には、キャパシタンス成分は、回路基板１に電源が供給され回路部材が動作することで個々の配線パターンや回路部材の配線に現れる信号の変化に際して、クロストークによってこのキャパシタンス成分の開放端を構成する金属部材（容量成分の両端）に配線パターンや回路部材の配線との間での静電的な結合（静電カップリング）により誘起される電圧（カップリング電圧）を検知信号として取得し、その検知信号を信号取出部７に導く。
【００４９】
故障診断部１０は、これらの稼働時の検知信号と、予め測定しておいた正常状態の検知信号（つまり期待値）とを比較することにより、電子回路システムの一例である回路基板１における故障の有無を診断する。この際、期待値は抽出した信号値に基づいて算出されたものであれば、特に検知した信号値そのものでなくともよい。なお、故障診断部１０をフレキシブル基板４上に設けることも可能である。
【００５０】
図２は、第１実施形態のフレキシブル基板４の詳細例を示した図である。図中、影状に示す部分（回路基板部分）２６が回路基板に対応する部分であり、この部分に回路基板が宛われる。たとえば、回路基板部分２６に宛われたフレキシブル基板４上の、マトリクス状に多数配置されたコイル２１は、図１（Ａ）に示した回路基板１に搭載されている主要部品であるコネクタ２やＩＣ３などの部品の外枠サイズよりも小さく設定されている。
【００５１】
これらのコイル２１のうち、回路基板１の直下または近傍に位置するコイル２１の中から、故障診断目的に沿ったコイル２１を選択して、誘導起電力信号を検知信号として信号取出部７から読み出して、図示しない故障診断部１０に導く。
【００５２】
故障診断に際しては、回路基板部分２６にて、フレキシブル基板４に近接しかつ対向して配される回路基板１（図１参照）を単体で動作させるための電源２３をケーブル２３１，２３２を介してコイル２２６，２２７に示される位置より供給し、検査用の動作信号をその発生装置２４からケーブル２４１を介してコイル２２８，２２９に示される位置より入力する。そして、コイル２２１，２２２，２３３，２３４に示される位置より出力される信号を、ケーブル２５１を介して負荷の役割を果たす回路系２５で受ける構成を採るようにする。
【００５３】
このとき、それぞれ前述したセンサ部材に相当する、コイル２２１，２２２，２３３，２３４，２２６，２２７，２２８，２２９、および、回路基板１上で特に異常を来しているかどうかを知りたい部品が搭載されている位置に相当するコイル２２３，２２４，２２５（これらの総称がコイル２１である）を選択して、その両端に発生している誘導起電力信号を検知信号として信号取出部７より取り出す。
【００５４】
＜正常時の検知信号波形の一例＞
図３は、図１に示した回路基板１に電源を投入した状態におけるコイル２１によって検知される、検知信号波形の正常時の模式図である。ここでは、特に図２に示したコイル２２１およびコイル２２２の波形について示す。
【００５５】
たとえば図３（Ａ）では、コイル２２１の出力波形が±Ｖ２２１の最大振幅を筆頭に４つのピークが周期Ｔ２２１の中に出現することを示している。また、図３（Ｂ）では、コイル２２２の出力波形が±Ｖ２２２の最大振幅を筆頭に４つのピークが周期Ｔ２２２の中に出現することを示している。
【００５６】
＜故障時の状態＞
図４は、図１に示した回路基板１の、斜線領域４１の部分で故障が発生したことを示す図である。ここでは、斜線領域４１近傍にある部品が破壊することによって、その後の出力が得られなくなった状態を示している。
【００５７】
図５は、図４に示した故障発生時において、回路基板１に電源を投入した状態におけるコイル２１によって検知される、検知信号波形の故障時の模式図である。ここでは、特に図４に示したコイル２２１およびコイル２２２の波形について示す。
【００５８】
たとえば図５（Ａ）では、正常な状態で得られていた周期Ｔ２２１の中における±Ｖ２２１の最大振幅を筆頭とする４つのピーク（図３（Ａ）参照）は、２つのピークに減少し、その振幅も±Ｖ２２１より小さい±Ｖ２３１となってしまっている。
【００５９】
同様に、図５（Ｂ）では、正常な状態で得られていた周期Ｔ２２２の中における±Ｖ２２２の最大振幅を筆頭とする４つのピークは（図３（Ｂ）参照）、ピークの数こそ同じであるものの、その振幅は最大でも±Ｖ２２２より小さい±Ｖ２３２となってしまっていることが分かる。
【００６０】
よって、マトリクス状に配置した多数のコイル２１のうちの、特定のコイル（前例ではコイル２２１およびコイル２２２）によって検知される検知信号を故障診断部１０側に取り出すことで、回路基板１に異常が発生していることや異常が発生している箇所を故障診断部１０にて診断することができる。
【００６１】
たとえば故障診断部１０は、予め回路基板１の正常時取得しておいた特徴量を図示しない記憶部に保持している。この特徴量としては、たとえば検知信号の実効値や波形パターンあるいは周波数解析した結果などを利用することができる。
【００６２】
故障診断部１０は、記憶部に保持しておいた信号取出部７より取り出される各検知信号の正常状態を測定したデータと、実働状態にて選択的に取り出された検知信号の状態とを、図示しない比較照合部により比較判定することで、これらの検知信号間の差異を抽出する。そして、抽出された差異が小さく、正常状態と比較して同等の範囲にある場合には正常と判定し、差異が許容範囲を超えている場合には故障と判定するなどして、検査対象の回路基板１が正常に動作しているかどうかを診断する。
【００６３】
なお、故障診断部１０は、トリガ信号を必要とする際には、コイル成分やキャパシタンス成分などで構成されるセンサ部材で検知信号を取得する、これらセンサ部材を適用した回路基板１上の回路部材や信号ライン（診断対象部位）に特有の信号情報を特徴量として抽出し、これを故障解析のためのトリガ情報（外部トリガ用の信号）とするとよい。
【００６４】
これは、本実施形態の構成の依るセンサ部材の配置状態は、汎用性を持たせるため、前述のように、個々の回路基板１上の回路部品や信号ラインのレイアウトとは関わりなく、所定の配置パターン（前例では正方格子状もしくは斜行格子状）にしているので、回路基板１にフレキシブル基板４を近接させた際に、診断対象部位について最も必要な情報をセンシングできる位置に常に設置するということは、事実上不可能になる。
【００６５】
このため、センサ部材によって検知される信号には、本当に診断したい診断対象部位の信号だけでなく、その他の様々な信号が入り込む可能性が高まり、通常のセルフトリガ（自身の検知信号にてトリガを掛ける仕組み）では、正確な診断が難しくなるからである。つまり、波形解析ではほぼ必須の、診断対象部位に特有の信号との間での同期を取ることが困難になるからである。
【００６６】
これに対して、前述のようにして取得した特徴量を故障解析のためのトリガ情報として利用することで、実働状態にてセンサ部材により取得した検知信号と、そのセンサ部材が宛われる近傍の診断対象部位に特有の信号との間での同期を取って波形比較することができるので、故障診断が容易になる。
【００６７】
このように、第１実施形態の構成に依れば、回路基板の信号ラインの近傍にリアクタンス成分の一例であるコイル成分を固定的に多数設け、信号ラインとの間での電磁的結合によりこのコイル成分に生じる誘起起電力を検知し、予め取得しておいた正常時の誘起起電力と稼働時の誘起起電力とを比較することで、故障の有無を調べることができる。
【００６８】
回路基板上の部品や配線の配置とは無関係に、予め定めた配置パターンに従って複数のセンサ部材を配置するようにしているので、個々のセンサ部材は診断対象部位に対して精度よく宛われるものではないが、診断対象部位に近い何れか１つもしくは複数の組合せにより、診断対象部位についての故障診断用の検知信号を得ることは可能である。また、センサ部材としてのコイルが宛われる近傍の診断対象部位に特有の信号との間で同期を取って波形比較すれば、波形比較による診断であっても、その診断が容易にできる。
【００６９】
また、故障診断時には、回路基板１とフレキシブル基板４との位置関係を固定することで、コイル２１を回路基板１に対して固定配置することができるので、当然に、診断箇所にプローブを近づけて観察したり、プローブを対象部位に近づけたりするためのメカニカルな手段を必要としない。従来の検知プローブの設計は、ミクロな視点で故障部位を特定しようとしていたのに対して、検知プローブとしての機能をなす上記コイル２１は、マクロな視点をも包含するような方法によって故障の有無を判断しようとすることで、検知プローブの機能をなすコイル２１を、診断対象の回路基板１上の所望位置（診断対象部位近傍）に固定的に配置するだけの簡易かつ低コストな構造で足りる。
【００７０】
また、診断対象の回路基板１ごとに、その回路基板１に応じた専用の位置に各コイル２１を配したフレキシブル基板４を用意するのではなく、予め定めた配置パターンに従ってコイル２１を多数配置するようにしたので、汎用性を持たせることができる。回路基板の故障診断を行なう故障診断装置１２において、検知信号を取得する検知信号取得装置９の汎用化を図ることができるようになる。よって、検査する回路基板ごとに専用のツールを準備する必要がなくなり、従来と比較して安価にして簡単かつ汎用的な構成で、故障診断を行なうことが可能となる。
【００７１】
特に、正方格子状（正方マトリクス状）あるいは斜行格子状（千鳥格子状）にセンサエリア部２０（すなわちコイル２１などのセンサ部材）を多数配置する場合には、各センサ部材と回路基板１上の故障診断部との位置の対応付けが容易になる利点がある。
【００７２】
＜第２実施形態＞
図６は、本発明を適用した第２実施形態を説明する図である。ここで図６は、回路基板６０の故障診断に本発明の技術を適用した一例を示す。
【００７３】
回路基板６０上には、信号入出力用のコネクタ６１１、電源用にコネクタ６１２、および信号出力用のコネクタ６１３，６１４，６１５が配されている。また回路基板６０上には、この回路基板６０に入力された信号を受けるインタフェース部品の一例であるＩＣ６２１，６２２，６２３、および内部処理用のＩＣ６４１，６５１が配されている。さらに回路基板６０上には、ＩＣ６４１とＩＣ６５１との間を接続するバスライン（配線群）６６１が形成されている。
【００７４】
さらに、回路基板６０上には、この回路基板６０に供給される電源をＤＣ−ＤＣ（直流−直流）変換して他の電圧を生成するスイッチング電源部品の一例であるＩＣ６３０、供給電源用のコンデンサ６３１、スイッチング電源用のコンデンサ６３２が配されている。
【００７５】
図７は、第２実施形態の構成に用いられるフレキシブル基板４の詳細例を示した図である。図中、影状に示す部分（回路基板部分）２６が回路基板に対応する部分であり、この部分に図６に示した回路基板６０が宛われる。基本的な考え方は、図２に示したものと同じであり、フレキシブル基板４上のマトリクス状に多数配置されたコイルは、図６に示した回路基板６０に搭載されている、種々の部品の外枠サイズよりも小さく設定されている。以下、特に回路基板６０内部の動作状況に注目した例で説明する。
【００７６】
図７に示すように、検査対象である回路基板６０に電源ユニット７２から電源用のケーブル７７２，７７３を介して駆動用電源を供給し、また検査用入力信号発生ユニット７１からケーブル７７１を介して検査に必要な所定の信号を入力するようにする。
【００７７】
フレキシブル基板４上には、センサエリア部２０が所定の大きさにてマトリクス状に用意され、そこにはセンサ部材の一例であるコイル２１が配されるようになっている。このセンサ部材としてのコイル２１により取得される検知信号は、図示しない取出用配線を介して信号取出部７まで導かれ、さらに図示しない接続ケーブルを介して図示しない故障診断部１０に導かれる。これらの点は、第１実施形態の構成と同様である。
【００７８】
各入出力コネクタに対応する位置では、第１実施形態と同様に、点線枠７１４，７１３，７１５，７１２，７１１で示した領域内にてコイルの出力を観測しておくものとし、ここではコイル７２１，７３１，７６１に注目する。
【００７９】
コイル７２１は、回路基板６０に入力した信号を受けるインタフェース部品（具体的にはＩＣ６２１，６２２，６２３）近傍のコイルであり、これにより信号の入力状況およびインタフェース部品が正常に動作しているかどうかをチェックする。コイル７３１は、スイッチング電源用のコンデンサ６３１近傍のコイルであり、ここで回路基板６０に実際に駆動用の電源を供給している電源自体に異常が発生していないかどうかを観測する。コイル７６１は、ＩＣ６４１で処理された信号群がバスライン６６１を介してＩＣ６５１に送られる部分の信号転送状態を見るものである。
【００８０】
図８は、図６に示した回路基板６０に電源を投入した状態におけるコイル２１によって検知される、検知信号波形の正常時の模式図である。ここでは、特に図６に示したコイル７２１，７３１，７６１の波形について示す。
【００８１】
たとえば図８（Ａ）は、スイッチング電源用のコンデンサ６３２近傍の磁界をコイル７３１で観測した場合の正常時の波形を示しており、一定周期Ｔ８２１、±８２１の振幅の信号が観測されている。
【００８２】
また、図８（Ｂ）は、入力された信号を受けるインタフェース部品の一例であるＩＣ６２２近傍の磁界をコイル７２１で観測した場合の正常時の波形を示しており、周期Ｔ８２２の中に入力されてきた信号に起因する８つの大小ピークが観測されている。
【００８３】
また、図８（Ｃ）は、バスライン６６１を信号が転送される際に発している磁界をコイル７６１で観測した場合の正常時の波形を示しており、周期Ｔ８２３の中に転送信号に起因する４つのピーク信号が観測されている。
【００８４】
図９は、図６に示した回路基板６０において、ＩＣ６４１に異常が発生し、この部品が正常に動作しなくなって回路基板６０の動作に異常を来した場合の波形図である。ここでは、図８に対応して、特に図６に示したコイル７２１，７３１，７６１の波形について示す。
【００８５】
たとえば、図９（Ａ）は、スイッチング電源近傍のコイル７３１のＩＣ６４１が故障時の出力波形を示している。周期と振幅の何れも、図８（Ａ）に示した正常状態から特に変化はなく、電源供給異常が原因となって発生した動作異常ではないことが分かる。もし、ここで異常を観測している場合には、他の部品も正常に動作しないため、他のコイルでも異常信号が出力される。
【００８６】
図９（Ｂ）は、インタフェース部品の一例であるＩＣ６２２近傍の磁界をコイル７２１で観測した場合の、ＩＣ６４１が故障時の出力波形を示している。これも図８（Ｂ）に示した正常状態と比較すると、周期および振幅の何れも、正常時に対して変化がないことが確認される。ここで異常が発生している場合には、この信号を処理する後処理に関連する全ての回路近傍のコイルからも異常信号が発生する。
【００８７】
図９（Ｃ）は、バスライン６６１近傍に配置したコイル７６１の、ＩＣ６４１が故障時出力波形である。図８（Ｃ）に示したように、正常状態では周期８２３、最大出力振幅±Ｖ８２３であったものが、図９（Ｃ）を見ると、波形形状が正常状態と大きく異なり、正常状態では確認できたピークが消え、振幅が大きく減少していることが分かる。
【００８８】
図９の（Ａ）および（Ｂ）に示したように、他のコイル７３１，７２１では異常波形が見られないことから、このコイル７６１で検出している磁界を発生しているバスライン６６１またはこのバスライン６６１に信号を出力しているＩＣ６４１において異常が発生したと判断することができる。
【００８９】
このように、第２実施形態の構成においても、第１実施形態と同様の効果を享受できる。たとえば、診断対象の回路基板６０ごとに、その回路基板６０に応じた専用の位置に各コイル２１を配したフレキシブル基板４を用意するのではなく、予め定めた配置パターンに従って（前例ではマトリクス状に）、回路基板６０のサイズよりも小さなコイル２１を多数配置するようにしたので、検査する回路基板ごとに専用のツールを準備することなく、安価かつ汎用的に故障診断に用いることが可能となる。
【００９０】
＜第３実施形態＞
図１０は、本発明を適用した第３実施形態を説明する図である。この第３実施形態の構成は、センサ部材を予め定めた配置パターンに従って多数配置した支持基板を、検査対象の回路基板に対して立体的に配置することで、３次元状に検知信号を取得するようにした点に特徴を有する。つまり、回路基板面に垂直な方向についても本技術を適用することによる３次元の考え方を取り入れた点に特徴を有する。以下具体的に説明する。
【００９１】
図１０に示すように、センサ部材を予め定めた配置パターンに従って多数配置した、支持基板の一例であるセンサ部材構成シートを、それぞれ直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸にて形成される各面に組み合わせて配することで、検知信号取得装置９が、概ね直方体形状（箱体状）の構成をなすようにしている。そして、支持基板となるフレキシブル基板４を箱体に組立自在にしておき、検査対象の回路基板１をその内部に収納して検査を行なう。
【００９２】
具体的には、検査対象の回路基板１を含む平面がＸ−Ｙ平面と平行となるように、この直方体形状の内部に挿入される。
【００９３】
そして、この内部にて駆動するようにし、直方体を構成する６面の一部または全てに支持基板をなすセンサ部材構成シートを配する。この際、センサ部材構成シートの一方は回路基板に対して略平行で、かつ回路基板と近接して配置可能とし、さらに他方は回路基板と略直角な平面に対して略平行で、かつ回路基板の所定の端縁と近接して配置可能とする。図示した例では、回路基板１が挿入されるＹ−Ｚ平面の図中左側を除く５つの面に、センサ部材構成シート８１１，８２１，８３１（図中奥の８４１と底面の８５１は図示を割愛する）を配している。
【００９４】
ここで、Ｘ−Ｙ平面の図中上側に配されるセンサ部材構成シート８１１と底面（Ｘ−Ｙ平面の図中下側）に配される図示しないセンサ部材構成シート８５１は、回路基板１の平面（Ｘ−Ｙ平面と平行な面）に対して略平行に配されるものである。一方、Ｙ−Ｚ平面の図中右側に配されるセンサ部材構成シート８２１と、Ｘ−Ｚ平面の図中手前側に配されるセンサ部材構成シート８３１およびＸ−Ｚ平面の図中奥手側に配される図示しないセンサ部材構成シート８４１は、回路基板１の平面に対して直角に配されるものである。各センサ部材構成シート８１１，８２１，８３２（，８４１，８５１）には、対応するセンサ信号取出部８１２，８２２，８３２，８４２，８５２が用意されている。
【００９５】
この各センサ部材構成シート８１１，８２１，８３２（，８４１，８５１）上には、センサエリア部２０が所定の大きさにて正方もしくは千鳥のマトリクス状に多数用意され、各センサエリア部２０にはセンサ部材の一例であるコイル２１が配されるようになっている。センサエリア部２０の大きさ、つまりセンサ部材（信号変化検出手段）としてのコイル２１のサイズは、直方体の各面のサイズより小さくする。
【００９６】
このように、マトリクス状にセンサ部材としてのコイル２１を多数配置し、前述した２次元平面における第１もしくは第２実施形態と同様に、所定のコイル２１により回路基板１の配線パターンや回路部材の配線から発せられる磁界を検知する。なお、コイル２１に代えてキャパシタンス成分をセンサ部材として配してもよい。勿論、コイル成分とキャパシタンス成分とを組み合わせて配してもよい。
【００９７】
このセンサ部材としてのコイルにより取得される検知信号は、図示しない取出用配線を介してセンサ信号取出部８１２，８２２，８３２，８４２，８５２まで導かれ、さらに図示しない接続ケーブルを介して図示しない故障診断部１０に導かれる。この際には、多数のコイル２１の中から、診断に適した特定の検知信号成分を選択的に抽出して故障診断部１０側に取り出す。これらの点は、第１や第２の各実施形態の構成と同様である。
【００９８】
図示しない故障診断部１０は、第１や第２の各実施形態の構成と同様に、各面に設けられたセンサ部材構成シート８１１，８２１，８３２上の所定のコイルから得られる検知信号を解析することで、回路基板１に異常が発生しているかどうか、あるいは回路基板１のどこで異常が発生しているかを特定することができる。
【００９９】
図１１は、第３実施形態の構成において、回路基板１の平面に対して直角に配されるセンサ部材構成シート８２１，８３１，８４１による信号検知の概念を説明する図である。ここでは、センサ部材としてのコイル２１に代えて、キャパシタンス成分２２を用いた例で説明する。
【０１００】
診断対象の回路基板１としては、電源回路のような、背の高い部品が部品面側に配置されている基板を取り扱うこととする。この回路基板１は、その平面がＸ−Ｙ平面と平行となるように配置されているものとする。
【０１０１】
そして、故障診断の対象部材の一例として、図１１に示すように、高さ２ｃｍ程度の大電流対応抵抗３０が回路基板１の端部１ａにて、その長手方向がＺ軸方向に向くように、縦型に配置されている。この大電流対応抵抗３０内には、抵抗素子３０ａだけでなく、ヒューズ部材３０ｂが抵抗素子３０ａと一緒に入っているものであってもよい。
【０１０２】
センサ部材構成シート８１１は、回路基板１の端部１ａにて、Ｙ−Ｚ平面と平行に配されている。そして、このセンサ部材構成シート８１１上には、センサエリア部２０が所定の大きさにてマトリクス状に多数用意され、各センサエリア部２０にはセンサ部材の一例であるキャパシタンス成分２２が配されるようになっている。キャパシタンス成分２２としては、所定の長さおよび幅の電極部材が形成されている。この電極部材は、図示しない取出配線を介して、図示しないセンサ信号取出部８１２まで導かれ、さらに図示しない故障診断部１０に送られる。
【０１０３】
図１１にて、その内の１つを示すセンサエリア部２０は、回路基板１の端部１ａにて縦型に配置されている大電流対応抵抗３０と近接して配される状態となる。これにより、大電流対応抵抗３０内の配線とセンサエリア部２０に設けられているキャパシタンス成分２２をなす電極部材とが  近接しかつほぼ対向して配される状態となる。大電流対応抵抗３０内の配線に電流Ｉが流れると、その電流Ｉに応じて対向する電極部材に電気信号が誘起される。よって、大電流対応抵抗３０内の配線とキャパシタンス成分２２をなす電極部材とのクロストークによってカップリング電圧を検知し得る。
【０１０４】
なお、ここでは、キャパシタンス成分をセンサ部材として用いた例で説明したが、コイル成分（前例のコイル２１など）をセンサ部材として使用した場合であっても、大電流対応抵抗３０内の配線に電流Ｉが流れることで発生する磁界を、コイル成分により検知することができる。
【０１０５】
このように、図１１に示した構成（すなわち第３実施形態の構成）に依れば、検査対象の回路基板１の平面に対して略直角な方向に流れる電流信号に基づく検知信号を取得できるようになる。一方、第１や第２実施形態で示したように、検査対象の回路基板１の平面に対して略平行に流れる電流信号に基づく検知信号は、その回路基板１の平面に対して略平行に近接して配した支持基板上のセンサ部材により検知できる。
【０１０６】
つまり、故障診断部１０にて、センサ部材が所定の配置パターンに従って配された複数の支持基板を回路基板１に対して立体的に配して検知信号を組み合わせて解析する、つまり互いに直交する異なる平面上に設けられた複数のセンサ部材で得られる検知信号を組み合わせて解析することで、故障診断用の検知信号を３次元的に取得できるようになる。換言すれば、空間的な情報を取得することができるようになり、平面的な情報のみに基づいて診断する場合に比べて、多様な診断を行なうことが可能となる。
【０１０７】
なお、前述の大電流対応抵抗３０とキャパシタンス成分２２とのは位置関係は一例を説明したものにすぎない。実際には、どの程度の信号強度が必要か、どこまで微小信号を検出できる構成とするか、許される配置はどこまでか、などについて、実験的に確認をとる、という方法で確かめることが望ましい。
【０１０８】
＜第４実施形態＞
図１２は、本発明を適用した第４実施形態を説明する図である。この第４実施形態の構成は、第３実施形態の構成を基本としつつ、検査対象の回路基板１のサイズに応じて最適な大きさに変更することを可能とする点に特徴を有する。以下具体的に説明する。
【０１０９】
先ず図１２に示すように、直方体形状に支持基板の一例であるセンサ部材構成シート支持部９１が配されてなる検知信号取得装置９は、図中矢印で示すように、センサ部材構成シート支持部９１が、横方向や縦方向あるいは高さ方向に、それぞれ伸縮が可能な構成となっている。
【０１１０】
センサ部材構成シート支持部９１には、センサ部材構成シート９２が取付け可能となっており、全体として、第３実施形態と同様に、センサ部材構成シート９２を組み合わせることで、検知信号取得装置９が、概ね直方体形状の構成をなすようにしている。なお、センサ部材構成シート支持部９１を伸縮自在な構成としたことに対応するためには、直方体を構成する複数のセンサ部材構成シート９２についても、その各面のサイズを可変とすることが望ましい。センサ部材構成シート９２の各面のサイズを可変とする仕組みはどのようなものであってもよい。ここでは、その仕組みについては説明を割愛する。
【０１１１】
このような構成の検知信号取得装置９には、そのある面に開口部が形成されるようになっていて、この開口部を利用して、検査対象となる図示しない回路基板１が、この直方体形状の内部に挿入される。
【０１１２】
各面の各センサ部材構成シート９２上には、センサエリア部２０が所定の大きさにてマトリクス状に用意され、そこにはセンサ部材の一例であるコイル９３が配されるようになっている。つまり、マトリクス状にセンサ部材としてのコイル９３を多数配置し、前述した２次元平面における第１もしくは第２実施形態と同様に、所定のコイル９３により回路基板１の配線パターンや回路部材の配線から発せられる磁界を３次元状に検知する。なお、コイル９３に代えてキャパシタンス成分をセンサ部材として配してもよいし、コイル成分とキャパシタンス成分とを組み合わせて配してもよい。
【０１１３】
加えて、伸縮自在なセンサ部材構成シート支持部９１を利用してセンサ部材構成シート９２を組み立てるようにしているので、３次元方向に伸縮させる構成を実現することができる。これにより、駆動状態を検査したい回路基板１に可能な限り磁界を観測するためのコイル９３を近づける構成を採ることが可能になる。
【０１１４】
図１３は、第４実施形態の構成において、検査対象の回路基板１から故障診断用の信号を検知する仕組みを説明する図である。
【０１１５】
図１３の下部に示すように、各センサエリア部２０（コイル９３）の周囲には、縦横に配線群１０１，１０２が走り、これらの配線群１０１，１０２を前述したセンサ信号取出部８１２，８２２，８３２などと接続することにより、コイル９３によって検知される信号を、図示しない故障診断部１０に導くようにする。
【０１１６】
具体的には、図１３の上部に１つのセンサエリア部２０近傍の拡大図を示すように、各配線群１０１，１０２の所定の配線を特定のコイル９３の出力端子と電気的に接続する。そして、これらの配線にはセンサ部材構成シート支持部９１に設けられた信号取出部用接続部１０５と電気的に接続が可能となるようにコネクタ形状またはそれに類する信号取出部用接続部１０３，１０４を設けておく。たとえば、電気的に接続が可能となるような穴を設けるだけでもよい。センサ部材構成シート支持部９１には、その穴に差し込むことによって導通を実現するような構成を設けておくとよい。
【０１１７】
各センサ信号取出部８１２，８２２，８３２などは、このセンサ部材構成シート支持部９１に直接接続して設けられており、３次元方向の長さが決定した時点で、このセンサ部材構成シート支持部９１を所定の配線との信号取出部用接続部１０３，１０４に持ってきて合わせるように接続する。このようにすることで、３次元方向に伸縮自在の構成を実現した上で、マトリクス状に多数配されたコイル９３のうちの、所定のコイル９３からの信号を取り出すことが可能となる。
【０１１８】
加えて、縦横高さの各方向に発生している磁界を３次元状に観測することができるので、図示しない回路基板１の故障検出を行なうための検知信号取得装置９を、安価かつ汎用的なものとして提供することが可能となる。
【０１１９】
なお、３次元構成を説明した上記第３および第４実施形態では、直方体の構成を用いた事例で説明したが、３次元的に検知信号を取得し得る構成であればよく、複数のセンサ部材が配置されている支持基板を直方体構成に配すること限らず、支持基板を、たとえば直方体以外の多面体構造や球体構造などに配して、支持基板が検査対象の回路基板に対して立体的に配置されるように構成するなど、３次元的と呼べる他の構成であってもよい。
【０１２０】
＜第５実施形態＞
図１４〜図１６は、本発明を適用した第５実施形態を説明する図である。この第５実施形態の構成は、図１０に示した第３実施形態の構成を基本として、たとえばスイッチング電源基板のように駆動時に電流変動が大きい回路基板を検査対象の回路基板とする場合のものである。以下、スイッチング電源基板を例に説明する。
【０１２１】
この第５実施形態は、第３実施形態を基本としており、検査対象の回路基板１としてのスイッチング電源基板１００から発生する磁場を検知するために設置するフレキシブル基板４に対して、スイッチング電源基板１００の配置位置は、基本的には、基板面を包囲する直方体を形成する各面のうち、スイッチング電源基板１００に垂直方向の面上にセンサ部材が配置されるようにする。
【０１２２】
そして、駆動時に電流変動が大きいスイッチング電源基板１００について、その回路に搭載される部品の配置に応じ、それらがスイッチング電源基板１００と所定の関係を持って投影される位置近傍に配置されているセンサ部材を利用して故障検出を行なう。
【０１２３】
たとえば、図１４は、検査対象の回路基板１としてのスイッチング電源基板１００とセンサ部材の配置関係を示した図である。具体的には、スイッチング電源基板１００を上面および搭載部品Ｍと搭載部品Ｎの近傍にある辺に垂直な各方向の側面から見た投影図を示している。
【０１２４】
検査対象の搭載部品Ｍ，Ｎは、何れも、大電流対応抵抗３０であって、その内部に抵抗素子３０ａとヒューズ部材３０ｂが収容されている。
【０１２５】
スイッチング電源基板１００は、Ｘ−Ｙ面に平行に配置されているものとする。スイッチング電源基板１００の直下に平行に配置されたコイルＡと長手方向の側面に配置されたコイルＢ、短手方向の側面に配置されたコイルＣは、スイッチング電源基板１００上の各面に投影される搭載部品Ｍを中心に投影図上における周辺部品の近傍に配置したものである。
【０１２６】
スイッチング電源基板１００と、この基板１００上に配されている搭載部品Ｍ，Ｎと、搭載部品Ｍ，Ｎの故障の有無を検査するための信号を検知する検知手段として機能するコイルとの配置関係は、以下の通りとする。
【０１２７】
先ず、信号検知手段としてのコイルとしては、スイッチング電源基板１００に対して実質的に非平行な配置関係にある支持基板（ここではフレキシブル基板４）上に搭載されるものを主に使用する。また、非平行な配置関係にあるフレキシブル基板４上に搭載されている多数のコイルのうち、スイッチング電源基板１００上の検査対象となる部品Ｍ，Ｎが、この非平行な配置関係にあるフレキシブル基板４上に投影される位置の近傍に配置されているものを使用する。
【０１２８】
故障診断時には、非平行な配置関係となるフレキシブル基板４が、スイッチング電源基板１００に対して略垂直となるように、ここでは、スイッチング電源基板１００を包含することが可能な直方体を形成する６面のうちの１つの面に対して平行となるようにスイッチング電源基板１００を収容する。こうすることで、センサ部材としてのコイルが搭載された、スイッチング電源基板１００と非平行に配置されるフレキシブル基板４は、スイッチング電源基板１００と実質的に垂直に配置されるようになる。
【０１２９】
ここで、「実質的に」と言ったのは、直方体を形成する６面のうちの１つの面に対して平行となるようにスイッチング電源基板１００を収容すれば、確実に垂直となるが、平行ではなく傾きをもって配されると、その影響で垂直にはならないからである。ただし、本実施形態においては、正確に垂直である必要はなく、非平行な配置関係となるフレキシブル基板４上に配されたセンサ部材としてのコイルと検査対象の回路部品との間で電磁結合を取ることができればよく、この限りにおいて、垂直から多少のずれを持った状態でもかまわない。この点では、「略垂直」であればよい。また、直方体状に支持基板を形成しない場合や、個別の支持基板を用いる場合も同様にして考えればよい。
【０１３０】
図示した例では、搭載部品Ｍについては、スイッチング電源基板１００に対して実質的に平行なＸ−Ｙ面上に配されたコイルＡ、スイッチング電源基板１００に対して実質的に垂直な紙面手前側のＸ−Ｚ面上に配されたコイルＢ、およびスイッチング電源基板１００に対して実質的に垂直な紙面右側のＹ−Ｚ面上に配されたコイルＣのうち、コイルＢ，Ｃが主に使用される。コイルＢ，Ｃは搭載部品Ｍとの間で電磁結合が取れるが、コイルＡは搭載部品Ｍとの間で電磁結合が取れないからである。
【０１３１】
また、搭載部品Ｎについては、スイッチング電源基板１００に対して実質的に平行なＸ−Ｙ面上に配されたコイルＰ、スイッチング電源基板１００に対して実質的に垂直な紙面奥側のＸ−Ｚ面上に配されたコイルＱ、およびスイッチング電源基板１００に対して実質的に垂直な紙面右側のＹ−Ｚ面上に配されたコイルＲのうち、コイルＱ，Ｒが主に使用される。コイルＱ，Ｒは搭載部品Ｎとの間で電磁結合が取れるが、コイルＰは搭載部品Ｎとの間で電磁結合が取れないからである。
【０１３２】
図１５は、搭載部品Ｍを流れる電流の時間変動（図１５（Ａ））と、これに対応したセンサ部材としての各コイルＡ，Ｂ，Ｃで発生する誘導起電力を示した図（図１５（Ｂ）〜（Ｄ））である。図１６は、搭載部品Ｎを流れる電流の時間変動（図１６（Ａ））と、これに対応したセンサ部材としての各コイルＰ，Ｑ，Ｒで発生する誘導起電力を示した図（図１６（Ｂ）〜（Ｄ））である。
【０１３３】
搭載部品Ｍには、図１５（Ａ）に示すような電流変動で示される電流が流れているものとする。スイッチング電源基板１００が正常であるかどうかを知るため、搭載部品Ｍの状態をこの部品Ｍが発生している磁場をセンシングする方法によって知ることを考える。
【０１３４】
搭載部品Ｍを流れる電流に起因して発生する磁場を、搭載部品Ｍが投影される各面に設置したコイルＡ、コイルＢ、コイルＣで検知すれば、検知結果として得られる誘導起電力は、一例として、図１５（Ｂ）〜（Ｄ）に示すような時間変化として観測される。
【０１３５】
同様に、搭載部品Ｎには、図１６（Ａ）に示すような電流変動で示される電流が流れているものとする。搭載部品Ｎを流れる電流に起因して発生する磁場を、搭載部品Ｎが投影される各面に設置したコイルＰ、コイルＱ、コイルＲで検知すれば、検知結果として得られる誘導起電力は、一例として、図１６（Ｂ）〜（Ｄ）に示すような時間変化として観測される。
【０１３６】
ここで、搭載部品Ｍについて注目すると、基板面に沿って配置されたコイルＡでは電流から生じる磁場の方向が観測されないため、図１５（Ｂ）に示すように、磁場変動に伴って発生する誘導起電力も得られない。
【０１３７】
これに対して、コイルＢは、部品Ｍの近傍に配置されかつ、電流経路と垂直に配置されており、そこから発生する磁場を確実に検知することが可能である。搭載部品Ｍを流れる電流の変動が図１５（Ａ）に示した電流の時間変動である場合、その変動にあわせて磁場も変化することにより、これによってコイルＢの両端に生じる誘導起電力が図１５（Ｃ）で示したように発生することになる。
【０１３８】
また、コイルＣの場合、コイルＢと比較して搭載部品Ｍから距離が離れているため、同様にして得られる誘導起電力の振幅は図１５（Ｄ）に示したように、コイルＢで得られる誘導起電力のそれよりも小さく観測される。
【０１３９】
同様のことが、搭載部品Ｎとそこを流れる電流の時間変動を示した図１６（Ａ）と、対応するコイルＰ、コイルＱ、コイルＲで発生する誘導起電力の一例を示した図１６（Ｂ）〜（Ｄ）の間にも成り立つ。
【０１４０】
駆動時に電流変動が大きいスイッチング電源基板１００上の搭載部品に断線、破壊などの異常が発生した場合、センサ部材としてのコイルにより観測されている誘導起電力の波形形状が変化することによってその発生を知ることが可能となる。搭載部品とコイルとの間の距離が多少離れていても、駆動時の電流変動が大きいので、誘導起電力を十分に検知することが可能である。
【０１４１】
たとえば、基板面に平行に基板近傍に配置したコイルではこのような情報は得られなかったが、この第５実施形態の構成を適用することにより、回路上の搭載部品およびアートワーク（回路基板のパターン設計）に適合させたセンサ部材配置を行ない、回路基板に平行に発生している磁場について、その回路の構成に適した感度のよい故障検査用の信号検知が可能となる。
【０１４２】
なお、この第５実施形態では、説明を簡単とするために、各面に設置したコイルで検知する磁場は投影される特定の部品が発生する磁場のみであるものとしたが、実際には対象とする搭載部品の周辺や、あるいは投影図で搭載部品の投影の近傍にある部品から発せられる磁場によって得られる誘導起電力が重畳される。
【図面の簡単な説明】
【０１４３】
【図１】本発明を適用した第１実施形態を説明する図である。
【図２】第１実施形態のフレキシブル基板の詳細例を示した図である。
【図３】図１に示した回路基板が正常時における検知信号波形の模式図である。
【図４】図１に示した回路基板で故障が発生したことを示す図である。
【図５】図１に示した回路基板が図４に示す故障時における、検知信号波形の模式図である。
【図６】本発明を適用した第２実施形態を説明する図である。
【図７】第２実施形態の構成に用いられるフレキシブル基板の詳細例を示した図である。
【図８】図６に示した回路基板が正常時における検知信号波形の模式図である。
【図９】図６に示した回路基板が故障時における検知信号波形の模式図である。
【図１０】本発明を適用した第３実施形態を説明する図である。
【図１１】第３実施形態の構成において、回路基板の平面に対して直角に配されたセンサ部材構成シートによる信号検知の概念を説明する図である。
【図１２】本発明を適用した第４実施形態を説明する図である。
【図１３】第４実施形態の構成において、検査対象の回路基板から故障診断用の信号を検知する仕組みを説明する図である。
【図１４】本発明を適用した第５実施形態を説明する図であって、検査対象基板とセンサ部材の配置関係を示した図である。
【図１５】第５実施形態において、搭載部品Ｍを流れる電流の時間変動と、センサ部材Ａ，Ｂ，Ｃで発生する誘導起電力を示した図である。
【図１６】第５実施形態において、搭載部品Ｎを流れる電流の時間変動と、センサ部材Ｐ，Ｑ，Ｒで発生する誘導起電力を示した図である。
【図１７】従来の故障診断の仕組みに使用されているプローブの一例を示す図である（非特許文献１より引用）。
【図１８】従来の故障診断の仕組みに使用されているプローブの他の一例を示す図である（特許文献１より引用）。
【図１９】人の手を介在することで、プローブを対象部位に近づけるための仕組みの概要を示す図である。
【符号の説明】
【０１４４】
１，６０…回路基板、４…フレキシブル基板（支持基板の一例）、６…信号選択部、７…信号取出部、９…検知信号取得装置、１０…故障診断部、１２…故障診断装置、２０…センサエリア部、２１，９３…コイル、２２…キャパシタンス成分、２６…回路基板部分、９１…センサ部材構成シート支持部、９２…センサ部材構成シート（支持基板の一例）、１００…スイッチング電源基板、８１１，８２１，８３１…センサ部材構成シート（支持基板の一例）、８１２，８２２，８３２，８４２，８５２…センサ信号取出部
【図１】
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【図３】
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【図５】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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