(57)【要約】【課題】異なる反射率を示すものが被検査物に含まれる場合でも、検査を実施することのできる検査方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、感度補正係数を前記被検査物の反射率毎に複数種類予め記憶する感度補正係数記憶工程と、被検査物の反射率の情報を取得する情報取得工程と、前記情報取得工程で取得した前記反射率の情報に対応する感度補正係数を、複数種類予め記憶した前記感度補正係数の中から対応感度補正係数として選択する感度補正係数選択工程と、前記被検査物で反射した反射光を受光して、該反射光の受光量に基づく出力信号を取得する信号取得工程と、前記信号取得工程で取得した前記出力信号を、前記対応感度補正係数を用いて補正する補正工程と、前記補正工程で補正した前記出力信号に基づいて前記被検査物の良否を判定する判定工程と、を含む検査方法を提供する。【選択図】図１
2013032961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査物に測定光を照射し、前記被検査物で反射した反射光を受光して、該反射光の受光量に基づく出力信号を用いて前記被検査物の検査を行う検査方法であって、
感度補正係数を前記被検査物の反射率毎に複数種類予め記憶する感度補正係数記憶工程と、
前記被検査物の反射率の情報を取得する情報取得工程と、
前記情報取得工程で取得した前記反射率の情報に対応する感度補正係数を、複数種類予め記憶した前記感度補正係数の中から対応感度補正係数として選択する感度補正係数選択工程と、
前記被検査物で反射した反射光を受光して、該反射光の受光量に基づく出力信号を取得する信号取得工程と、
前記信号取得工程で取得した前記出力信号を、前記対応感度補正係数を用いて補正する補正工程と、
前記補正工程で補正した前記出力信号に基づいて前記被検査物の良否を判定する判定工程と、を含む検査方法。
【請求項２】
入力レンジを前記被検査物の反射率毎に複数種類予め記憶する入力レンジ記憶工程と、
前記情報取得工程で取得した前記反射率の情報に対応する入力レンジを、複数種類予め記憶した前記入力レンジの中で対応入力レンジとして選択する入力レンジ選択工程と、
Ａ／Ｄ変換器の入力レンジを前記対応入力レンジに設定する入力レンジ設定工程と、を含み、
前記信号取得工程は、前記入力レンジ設定工程後の前記Ａ／Ｄ変換器を用いて変換した前記出力信号を取得する
ことを特徴とする請求項１に記載の検査方法。
【請求項３】
前記感度補正係数記憶工程は、反射率のみが異なる複数の前記被検査物を用いて前記感度補正係数を複数種類予め算出して該感度補正係数を複数種類予め記憶し、
前記入力レンジ記憶工程は、反射率のみが異なる複数の前記被検査物を用いて前記入力レンジを複数種類予め算出して該入力レンジを複数種類予め記憶する
ことを特徴とする請求項２に記載の検査方法。
【請求項４】
前記判定工程は、前記出力信号を周波数解析して心理音響パラメータを算出し、該心理音響パラメータに基づいて前記被検査物の良否を判定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の検査方法。
【請求項５】
前記被検査物の反射率は、色の種類によって変化する反射率であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の検査方法。
【請求項６】
前記被検査物で反射した反射光を、周波数帯域が４０ｋＨｚ以上のフォトダイオードで受光することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の検査方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の検査方法により前記被検査物の良否を判定する演算装置を備える検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検査物を検査する検査方法および検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
モータなどの動力部品やコンプレッサ等の機能部品、インバータ等の電気部品、またギアやカム、スライダ等のメカ動作機構等を備える工業製品は、動作時に自身の振動に伴って何らかの動作音を発する。この動作音は、より小さく、より穏やかである程、使用者に好まれる傾向にある。
【０００３】
そこで、組み立て途中、もしくは完成後に、工業製品の動作音について、人の聴覚による官能検査が行われる。
【０００４】
しかし、昨今の製造現場では、自動化が進められており、官能検査は、機械による自動検査へと転換されることが期待されている。
【０００５】
官能検査を自動化する際に、まず挙げられるのが、マイクロホンで動作音を検出する手法である。この手法では、マイクロホンで検出した動作音を解析することで、被検査物としての工業製品の検査を行う。
【０００６】
しかし、この手法では、マイクロホンに被検査物の動作音以外が検出されないように、防音室等の大掛かりな設備が必要となる。大掛かりな設備は、製造現場の広さの制限や、コストの観点から導入が困難である場合が多い。
【０００７】
それゆえ、このような大掛かりな設備を導入せずとも、官能検査の自動化を実現するための手法として、レーザ変位計を用いる従来の検査装置が特許文献１に記載されている。
【０００８】
図６を用いて特許文献１に記載されている従来の検査装置１００について説明する。
【０００９】
従来の検査装置１００では、測定用テーブル１０１に設置された被検査物１０２について、レーザ変位計１０３を用いて、被検査物１０２の振動を音波形として測定し、測定した音波形を振動解析部１０４へ入力する。そして、振動解析部１０４は、入力された音波形について周波数解析を行い、その解析結果を基に、被検査物１０２の検査を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−１３９３４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
近年の工業製品は、同一品種の製品であっても、カラーバリエーションが異なったり、艶出し、艶消し加工が施されたりして、同一の光を照射した場合に、異なる反射率を示すものが存在することが多い。ただし、このような反射率の如何によって、被検査物１０２の実際の良否が変わることは無い。
【００１２】
しかしながら、レーザ変位計１０３は、被検査物１０２からの反射光に基づき、被検査物１０２の振動に関する情報を取得するため、この取得する情報は、レーザ光を照射する被検査物１０２の表面の反射率によって大きく変化する。
【００１３】
つまり、反射率によって取得する情報の変化する従来の検査装置１００では、近年の工業製品のような異なる反射率を示すものが被検査物に含まれる場合に、検査を行うことができないという課題を有している。
【００１４】
上記課題に鑑みて、本発明は、近年の工業製品のような異なる反射率を示すものが被検査物に含まれる場合でも、検査を実施することのできる検査方法、及び検査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】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明の検査方法は、被検査物に測定光を照射し、前記被検査物で反射した反射光を受光して、該反射光の受光量に基づく出力信号を用いて前記被検査物の検査を行う検査方法であって、感度補正係数を前記被検査物の反射率毎に複数種類予め記憶する感度補正係数記憶工程と、前記被検査物の反射率の情報を取得する情報取得工程と、前記情報取得工程で取得した前記反射率の情報に対応する感度補正係数を、複数種類予め記憶した前記感度補正係数の中から対応感度補正係数として選択する感度補正係数選択工程と、前記被検査物で反射した反射光を受光して、該反射光の受光量に基づく出力信号を取得する信号取得工程と、前記信号取得工程で取得した前記出力信号を、前記対応感度補正係数を用いて補正する補正工程と、前記補正工程で補正した前記出力信号に基づいて前記被検査物の良否を判定する判定工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明によれば、近年の工業製品のような異なる反射率を示すものが被検査物に含まれる場合でも、検査を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施の形態に係る検査方法を実施するための装置構成を示す模式図
【図２】実施の形態に係るセンサと被検査物と調節部とを示す構成図
【図３】実施の形態に係る検査方法のフローチャート
【図４】実施の形態に係るセンサを用いた場合に表面の色の異なる被検査物から出力される信号の違いを示したグラフを表す図
【図５】実施の形態に係る入力レンジと感度補正係数とを算出するフローチャート
【図６】従来の検査装置を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において「反射率」の異なるものの例として、「色」の異なるものを用いる。ただし、「艶出し、艶消し、鏡面、粗面加工等の加工」の異なるものも「反射率」の異なるものに該当する。
【００１９】
本実施の形態では、図１の検査装置１を用いて、被検査物２に対して検査方法を実施する。被検査物２は、動作時に振動し、振動に応じた動作音を発する工業製品である。このような被検査物２の一例として、本実施の形態では扇風機を用いる。
【００２０】
まず、図１の検査装置１の概要について説明する。この段落では、各構成の詳細な動作の説明を省略し、各構成の詳細な動作の説明についてはこの段落以降に記載する。図１の検査装置１は、被検査物２の表面の色の情報を取得する情報取得部３と、アナログの信号を出力する検出手段４と、検出手段４から出力されるアナログの信号をデジタルの信号に変換するＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器５と、デジタルの信号から心理音響パラメータを算出すると共にこの心理音響パラメータに基づいて被検査物２の良否の判定を行う演算装置６と、良否の判定による検査結果を表示する表示部７と、を備える。
【００２１】
次に、図１の検査装置１の構成毎に説明を行う。
【００２２】
情報取得部３は、被検査物２の製品情報を取得する手段である。情報取得部３としては、例えばカメラやバーコードリーダを用いることが可能であり、被検査物２に付された製造番号やバーコード等を読み取ることで、被検査物２の製品情報を取得する。この製品情報には、被検査物２の表面の色の情報の他、機種、型番等の情報が含まれる。なお、被検査物２を撮像することで、直接、被検査物２の表面の色の情報を取得してもよい。
【００２３】
検出手段４は、被検査物２の振動に応じた出力信号をＡ／Ｄ変換器５に出力するものである。検出手段４の構成及び、被検査物２の振動を検出する原理の詳細については後述する。
【００２４】
Ａ／Ｄ変換器５は、被検査物２の振動に応じて変化する検出手段４からのアナログの出力信号を、Ａ／Ｄ変換してデジタルの出力信号に変換する。このとき、Ａ／Ｄ変換器５は、検出手段４から入力される出力信号を一定時間、集録する。つまり、被検査物２の振動に応じて変化する検出手段４からの出力信号を、時間の情報と共に集録することで、波形データとして取得する。本実施の形態では、取得した波形データを、被検査物２の動作音の情報を示す音波形データとして扱う。
【００２５】
また、Ａ／Ｄ変換器５は、Ａ／Ｄ変換時の入力レンジが所定の値に設定可能なものである。例えば、Ａ／Ｄ変換器５に入力される検出手段４からの出力信号が０［ｍＶ］〜５［ｍＶ］の間で変動する電圧信号の場合に、入力レンジを０［ｍＶ］〜５［ｍＶ］に設定したり、入力される検出手段４からの出力信号が０［ｍＶ］〜１０［ｍＶ］の間で変動する電圧信号の場合に、入力レンジを０［ｍＶ］〜１０［ｍＶ］に設定したりできる。
【００２６】
演算装置６は、記憶部６ａと、選択部６ｂと、設定部６ｃと、制御部６ｄと、取得部６ｅと、補正部６ｆと、心理音響パラメータ算出部６ｇと、判定部６ｈと、を備える。ここでは、取得部６ｅと心理音響パラメータ算出部６ｇと判定部６ｈと制御部６ｄとの説明を行い、その他の部位の動作の説明は後述する。
【００２７】
取得部６ｅは、Ａ／Ｄ変換器５でＡ／Ｄ変換した検出手段４からの出力信号（音波形データ）を取得するものであり、心理音響パラメータ算出部６ｇは、取得部６ｅで取得した音波形データを周波数解析して、心理音響パラメータを算出するものである。
【００２８】
心理音響パラメータとは、機械による定量的な検査の精度を、人の聴覚による官能検査の精度と同水準にするために考案されたもので、より人の聴覚と相関の高い評価量として提唱されているものである。心理音響パラメータの具体例には、ラウドネスやノイジネス等がある。ラウドネスは、人の聴覚で感じる音の大きさに高い相関を示し、ノイジネスは、人が感じる音のうるささに高い相関を示す数値とされており、これらの心理音響パラメータは、音波形データを周波数解析することで算出できる。これらの心理音響パラメータの算出方法の詳細は、Ｅ．Ｚｗｉｃｋｅｒ著、山田由紀子訳「心理音響学」に掲載されている。また、ラウドネスの求め方についてはＩＳＯ５３２Ｂ、ノイジネスの求め方についてはＩＳＯ３８９１で規格化されている。
【００２９】
判定部６ｈは、心理音響パラメータ算出部６ｇで算出した心理音響パラメータに基づいて、被検査物２の良否の判定を行う。具体的には、算出した心理音響パラメータが予め設定したしきい値を超えるか否かを判定し、しきい値を超えた場合、不良品と判定し、しきい値以下の場合は、良品と判定する。例えば、ノイジネスの値におけるしきい値を２１．３［ｓｏｎｅ］とし、被検査物２から算出したノイジネスの値が、このしきい値を上回るか否かで、被検査物２の良否の判定を行い、被検査物２の検査を行う。
【００３０】
表示部７は、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等で構成されたものである。
【００３１】
さらに、検査装置１は、被検査物２と検出手段４との相対的な位置関係を調節する調節部８を備える。この調節部８は、検出手段４を保持する保持部と被検査物２の載置される載置部とを備える。また、調節部８には、モータと送りねじを組み合わせた自動ステージを用いる。調節部８である自動ステージの位置情報は、図示しないＩ／Ｏボードを介して制御部６ｄに入力され、制御部６ｄは入力された位置情報に基づいて調節部８の動作の制御を行う。調節部８は、制御部６ｄからの指令を受けて、被検査物２と検出手段４とが所望の位置関係になるように、両者の位置を制御する。なお、調節部８として自動ステージの他に、電空レギュレータとエアーシリンダを組み合わせた移動機構や、磁石と電磁石を組み合わせた移動機構等の距離調節装置を用いることも可能である。
【００３２】
ここで、検出手段４について図２を用いて説明する。
【００３３】
検出手段４は、被検査物２に測定光を照射する光源９と、被検査物２で反射した反射光を受信して、反射光の受光量に基づくアナログ信号を出力する受光素子１１とを備える。
【００３４】
この検出手段４は、光源９から放射された測定光を被検査物２に導く投光用光ファイバ１０と、測定光の照射された被検査物２で反射した反射光を受光素子１１に導く受光用光ファイバ１２とを有する。
【００３５】
投光用光ファイバ１０の先端面（測定光の出射面）と受光用光ファイバ１２の先端面（反射光の入射面）は、これらの先端面が面一となるように、シャンク１３内で結束されている。なお、これらの先端面を検出手段４の先端と定義する。
【００３６】
検出手段４の先端と被検査物２との距離が変化すると、受光用光ファイバ１２に入射する反射光の光量が変化して、受光素子１１で受光する反射光の光量が変化する。受光素子１１は、受光した反射光の光量に基づく電気信号を出力するため、被検査物２と検出手段４の先端との距離の変化（被検査物２の振動）を、受光素子１１からの電気信号の変化として捉えることができる。つまり、検出手段４は、被検査物２との距離に応じて出力信号を変化させるものである。
【００３７】
光源９には、幅広い波長の測定光を照射するものを用いる。被検査物２の表面の色によって測定光の反射率が著しく変化するのを軽減するためである。具体的には、光源９に、色温度が５５００Ｋの白色ＬＥＤを使用した。なお、色温度が約３０００Ｋのタングステンハロゲン光源を光源９に用いてもよい。
【００３８】
受光素子１１には、幅広い波長の測定光（反射光）を受光するために十分な波長検出範囲を有するものが必要である。本実施の形態では、波長検出範囲が２００〜１１００ｎｍのフォトダイオード１１ａを有するフォトディテクタを受光素子１１に用いた。
【００３９】
また、官能検査では、人が聞こえた音に基づいて検査を行うため、人の可聴域の上限付近にある２０ｋＨｚの音も、人は検査に用いると考えられる。そこで、本実施の形態では、２０ｋＨｚ以上の周波数の音波形データを取得する。この場合、２０ｋＨｚの音波形データを取得するためには、サンプリング定理より、その２倍である４０ｋＨｚの周波数帯域が、フォトダイオード１１ａに求められる。このため、２０ｋＨｚ以上の音波形データを取得するために、フォトダイオード１１ａの周波数帯域を、４０ｋＨｚ以上とする。なお、一般的に、周波数帯域が高くなる程、フォトダイオード１１ａのコストは高くなる。このため、コストの観点から、フォトダイオード１１ａの周波数帯域は１ＭＨｚ以下が好ましい。
【００４０】
なお、ここでの反射率とは、被検査物２に測定光を照射したときに、光源９から照射した光量に対する、受光素子１１で受光する反射光（被検査物２で反射した測定光）の光量の比である。
【００４１】
次に、検出手段４を用いて被検査物２の振動を検出する方法について説明する。以下の説明において、図２に示した矢印のように、検出手段４の先端から被検査物２の表面までの垂直距離を作動距離（ワーキングディスタンス：ＷＤ）とし、このＷＤを検出手段４と被検査物２との距離とする。また、受光素子１１は受光した反射光の光量に応じた（ＷＤに応じた）電圧を出力するものとする。
【００４２】
被検査物２が振動すると、ＷＤが変動し、受光用光ファイバ１２に入射する反射光の光量が変化する。このとき、入射する反射光の光量が変化すると、受光素子１１から出力される電圧も変化する。この電圧の変動を、被検査物２の振動として検出手段４は捉えることができる。
【００４３】
以上が、検出手段４の説明である。
【００４４】
続いて、図１の検査装置１により実施する検査方法のフローについて、図３と図１とを用いて説明する。
【００４５】
ステップＳ０では、リファレンスデータを予め記憶する。本実施の形態において、検出手段４からの出力信号は、被検査物２の表面の色に依存して変化する。そこで、本実施の形態では、詳細は後述するが、表面の色の影響を除去するため、被検査物２の表面の色に応じた条件で検査を行えるように、リファレンスデータを予め記憶しておく。具体的には、検出手段４からの出力信号を補正するための感度補正係数を被検査物２の表面の色毎に対応させて複数種類、予め記憶する（感度補正係数記憶工程）。
【００４６】
さらに、詳細は後述するが、本実施の形態では、出力信号を補正することで、補正後の出力信号の分解能が変化してしまう場合がある。このため、補正後の出力信号における分解能の変化に合わせて、前もってＡ／Ｄ変換器５の入力レンジを変化させ、結果的に、被検査物２の表面の色に応じて補正した後の出力信号が一定の分解能となるようにしている。具体的には、Ａ／Ｄ変換器５の入力レンジを被検査物２の表面の色に対応させて複数種類、予め記憶する（入力レンジ記憶工程）。このとき、補正した後の出力信号が一定の分解能となるような入力レンジを、被検査物２の反射率毎にそれぞれ算出して、予め記憶する。これらのリファレンスデータ（複数の感度補正係数と、複数の入力レンジ）は、記憶部６ａに記憶される。
【００４７】
ステップＳ１では、被検査物２から、その表面の色の情報を、情報取得部３で取得する（情報取得工程）。
【００４８】
ステップＳ２では、ステップＳ０で複数種類、予め記憶した感度補正係数の中で、被検査物２の表面の色に対応する感度補正係数（対応感度補正係数）を選択する（感度補正係数選択工程）。さらに、ステップＳ０で複数種類、予め記憶した入力レンジの中で被検査物２の表面の色に対応する入力レンジ（対応入力レンジ）を選択する（入力レンジ選択工程）。なお、対応感度補正係数と対応入力レンジとの選択は、選択部６ｂにより行う。
【００４９】
ステップＳ３では、Ａ／Ｄ変換器５の入力レンジを、ステップＳ２で選択した対応入力レンジに設定する（入力レンジ設定工程）。Ａ／Ｄ変換器５の入力レンジの設定は、設定部６ｃにより行う。
【００５０】
ステップＳ４では、被検査物２に検出手段４から測定光を照射する（光照射工程）。検出手段４から測定光を照射する際の制御は、制御部６ｄにより行う。なお、このステップＳ４は、次のステップＳ５までに行えばよく、ステップＳ１〜ステップＳ３のいずれかのステップと同時、又は、いずれかのステップの前後に行えばよい。
【００５１】
ステップＳ５では、ステップＳ４で測定光の照射されている被検査物２で反射した反射光を受光する検出手段４からの出力信号を、ステップＳ３で対応入力レンジに設定したＡ／Ｄ変換器５を用いてＡ／Ｄ変換して、変換出力信号として取得する（信号取得工程）。なお、検出手段４からの出力信号は、取得部６ｅが、Ａ／Ｄ変換器５を介して取得する。
【００５２】
ステップＳ６では、ステップＳ５で取得した検出手段４からの出力信号を、ステップＳ２で選択した対応感度補正係数を用いて補正する（補正工程）。この補正は、補正部６ｆにより行う。
【００５３】
ステップＳ７とステップＳ８では、補正した検出手段４からの出力信号に基づいて被検査物２の良否の判定を行う（判定工程）。
【００５４】
具体的には、ステップＳ７で、ステップＳ６で補正した検出手段４からの出力信号を周波数解析して心理音響パラメータを算出する（パラメータ算出工程）。この心理音響パラメータの算出は、心理音響パラメータ算出部６ｇにより行う。そして、ステップＳ８では、ステップＳ７で算出した心理音響パラメータに基づいて被検査物２の良否を判定することで、被検査物２の検査を行う。この判定は、判定部６ｈにより行う。
【００５５】
ステップＳ９では、ステップＳ８での判定結果を、表示部７に表示する。
【００５６】
以上のフローを経ることにより、検査装置１は、検査方法を実施する。この検査方法を実施するに際して、被検査物２の表面の色に対応させた入力レンジと感度補正係数とを用いて、被検査物２の検査を行う。これにより、表面の色が異なるものが被検査物２に含まれる場合でも、被検査物２の表面の色に依存しないで、一定の精度で検査を行うことができる。
【００５７】
ここで、本実施の形態において、被検査物２の表面の色に対応した感度補正係数を用いる理由について説明する。
【００５８】
近年の工業製品においては、同一品種の製品であってもカラーバリエーションの豊富な製品が多く、図１の検出手段４のような光学式のセンサを用いた場合に、被検査物２の表面の色により、検出手段４の感度が異なる場合がある。
【００５９】
発明者らは、表面の色の異なる工業製品の具体例として、白色（高反射率）の樹脂からなる白色製品と灰色（低反射率）の樹脂からなる灰色製品とについて、Ａ／Ｄ変換器５を介して測定される検出手段４からの電圧とＷＤとの関係を求めた。なお、白色製品と灰色製品とは、表面の色のみが異なる工業製品である。
【００６０】
以下の説明において、ＷＤを変化させつつ、白色製品で反射した反射光を受光した検出手段４からの出力信号をＡ／Ｄ変換器５で変換して取得部６ｅで取得する信号を白色信号とする。また、ＷＤを変化させつつ、灰色製品で反射した反射光を受光した検出手段４からの出力信号をＡ／Ｄ変換器５で変換して取得部６ｅで取得する信号を灰色信号とする。また、被検査物２で反射した反射光を検出手段４で受光し、この検出手段４からの出力信号をＡ／Ｄ変換器５で変換して取得部６ｅで取得した信号を、「被検査物２からの変換出力信号」とする。
【００６１】
図４において、横軸にＷＤ［μｍ］、縦軸に電圧［ｍＶ］を示し、白色信号に関する曲線を「樹脂：白（反射率高）」として破線で示し、灰色信号に関する曲線を「樹脂：灰（反射率低）」として実線で示す（ＷＤを０［μｍ］（第１距離）から２［μｍ］（第２距離）まで変化させた際に検出する電圧を示すグラフ）。なお、図４では、白色信号、灰色信号共にＡ／Ｄ変換器５の入力レンジの最大値Ｖ１を６［ｍＶ］、最小値を０［ｍＶ］（入力レンジを０［ｍＶ］〜６［ｍＶ］）とした。
【００６２】
図４のように、白色信号と灰色信号とでは、ＷＤが同じであっても、異なる電圧を示す。例えば、図４ではＷＤが０．３５［μｍ］の場合に両者のピークが検出されるが、白色信号のピークの電圧Ｖａは５．２［ｍＶ］、灰色信号のピークの電圧Ｖｂは１．８［ｍＶ］であった。このように、色が異なると、取得部６ｅで取得される信号の感度は異なることが理解できる。
【００６３】
取得部６ｅで取得される信号の感度が色毎に異なれば、例えば、白色製品と灰色製品とが共に同じ振動を行っている場合であっても、両者からの信号は異なる信号として取得され、白色製品と灰色製品とで同じ精度で振動を検出できない場合が生じうる。つまり、色に応じた感度の違いが、検査の精度を低下させる原因となる場合がある。
【００６４】
そこで、本実施の形態では、色に応じた感度の違いの影響を除去するため、ＷＤと電圧との関係（波形）が白色信号と灰色信号とで同じになるように、色に対応する感度補正係数（対応感度補正係数）を用いて信号を補正する。例えば、白色信号を基準信号として、この基準信号の波形と一致するように灰色信号の波形を補正することで、色に依存する感度の影響を除去することができる。具体的には、白色信号におけるＷＤと電圧との関係と、灰色信号におけるＷＤと電圧との関係とは、一定の相関を示すため、灰色信号の電圧に対応感度補正係数（Ｖａ／Ｖｂ）を乗算すれば、ＷＤと電圧との関係を補正後の灰色信号と白色信号とで一致させられる。
【００６５】
つまり、図３のステップＳ６では、被検査物２の表面の色に依存して感度の変化する被検査物２からの変換出力信号を、対応感度補正係数を用いて補正することで、色に依存する感度の影響を除去して、一定の精度で振動を検出することを可能とする。このため、本実施の形態において、被検査物２の表面の色に依存しないで、一定の精度で検査を行うことが可能である。
【００６６】
次に、本実施の形態において、被検査物２の表面の色に対応した入力レンジを用いる理由について説明する。
【００６７】
白色信号と灰色信号とは、Ａ／Ｄ変換器５によりデジタル信号に変換されている。このとき、Ａ／Ｄ変換後のデジタル信号の分解能は、入力レンジをＡ／Ｄ変換時の量子化ビット数で乗算した値で与えられる。Ａ／Ｄ変換時の量子化ビット数を１６［ｂｉｔ］とすると、白色信号の分解能はＶ１／２16、感度補正係数を用いて補正した後の灰色信号（補正後の灰色信号）の分解能はＶ１／２16×（Ｖａ／Ｖｂ）となり、両者の分解能は異なる。
【００６８】
心理音響パラメータは、Ａ／Ｄ変換器５で変換後のデジタル信号を周波数解析して算出されるため、互いに分解能の異なる白色信号と補正後の灰色信号とからそれぞれ算出した心理音響パラメータは、一致するとは限らない。
【００６９】
そこで、補正後の灰色信号の分解能が白色信号の分解能と一致するように、灰色信号を取得する際のＡ／Ｄ変換器５の入力レンジ（対応入力レンジ）を算出し、算出した対応入力レンジに設定したＡ／Ｄ変換器５を用いて灰色信号を取得する。なお、この対応入力レンジの具体例については、後述する。
【００７０】
つまり、図３のステップＳ３で、被検査物２の表面の色に対応する対応入力レンジにＡ／Ｄ変換器５の入力レンジを設定し、ステップＳ４で、対応入力レンジに設定したＡ／Ｄ変換器５を用いることで、ステップＳ６で補正した後に、常に一定の分解能の変換出力信号を取得することができる。なお、ここでの入力レンジは最小値から最大値までの絶対値で与えられる。図４において、入力レンジの最小値は０なので、入力レンジは、その最大値Ｖ１となる。
【００７１】
以上から、検査装置１による検査方法によって、被検査物２の表面の色に依存して感度が変化する被検査物２からの変換出力信号を、表面の色に依存する感度の影響を除去するように補正し、さらに、補正した信号の分解能を、表面の色の影響を受けずに一定の値とすることができる。これにより、被検査物２の表面の色に依存する感度の影響を除去した一定分解能の変換出力信号から、表面の色に依存しない心理音響パラメータを算出することができるため、表面の色に依存しない検査が可能となる。人の聴覚による官能検査では、被検査物２の表面の色に検査の精度が影響されることはない。すなわち、検査装置１による検査方法は、官能検査と同程度の精度で被検査物２の検査を行うことができる。
【００７２】
ここで、灰色製品に対応する対応入力レンジと、対応感度補正係数とを算出する方法について図１と図４とを用いて説明する。この説明において、白色製品を基準品とし、白色信号を基準信号とし、白色信号の分解能を基準分解能とする。また、灰色製品を校正用サンプルとし、灰色信号をサンプル信号、灰色信号の分解能をサンプル分解能とする。また、基準信号と、校正用サンプルの電圧の最小値が０になるように校正し、Ａ／Ｄ変換器５の入力レンジの最小値が常に０になるようにしている。
【００７３】
サンプル信号の感度は、図４に示すように、基準信号の感度に比べて低い。この感度の違いを補正するための感度補正係数（校正用サンプルの表面の色に対応する対応感度補正係数）は、次の（数１）で算出される。
【００７４】
【数１】
2013032961.tif 000003
【００７５】
この（数１）において、Ｒは、感度補正係数、Ｖａは、図４の基準信号におけるピークの電圧、Ｖｂは、サンプル信号におけるピークの電圧を示す。なお、Ｖａと、Ｖｂは、ピークの電圧でなくともよい。ＷＤが等しい場合における基準信号とサンプル信号とからそれぞれ検出される電圧の値としてもよい（例えばＷＤが１［μｍ］の場合の基準信号の電圧をＶａ、ＷＤが１［μｍ］の場合の基準信号の電圧をＶｂとしてもよい）。
【００７６】
この（数１）より算出した感度補正係数Ｒを用いて、サンプル信号を補正する。具体的には、サンプル信号の電圧に、感度補正係数Ｒを乗算する。これにより、基準信号のＷＤと電圧との関係と、サンプル信号のＷＤと電圧との関係とを一致させることが可能となり、校正用サンプルの表面の色に依存する感度の影響を除去することができる。
【００７７】
なお、Ｖａ、Ｖｂはそれぞれ検出手段４から出力される電圧に起因する値であるため、それぞれを任意の値とすることができない。このため、Ｖａ、Ｖｂを予め測定することでＲを一義に決定することができる。
【００７８】
次に、この感度補正係数Ｒを用いて、サンプル信号を補正した際に、サンプル分解能が基準分解能と等しくなるように、サンプル信号を取得する際のＡ／Ｄ変換器５の入力レンジ（校正用サンプルの表面の色に対応する対応入力レンジ）Ｖ２（図４に示す）を（数２）から算出する。
【００７９】
【数２】
2013032961.tif 000004
【００８０】
（数２）において、Ｖ１は、基準信号を取得した際のＡ／Ｄ変換器５の入力レンジ（基準入力レンジ）である。この（数２）で与えられる入力レンジＶ２に設定したＡ／Ｄ変換器５を用いて取得したサンプル信号を、（数１）で与えられる感度補正係数Ｒを用いて補正することで、サンプル信号のサンプル分解能を基準分解能と一致させることができ、また、校正用サンプルの表面の色に依存するサンプル信号の感度の影響を除去することができる。
【００８１】
ここで、これらの感度補正係数Ｒと入力レンジＶ２とを算出するフローについて、図５と図１とを用いて説明する。
【００８２】
ステップＳ１０では、基準品に検出手段４から測定光を照射し、基準品で反射した反射光（基準反射光）を検出手段４で受光する。このとき、基準品と検出手段４との距離（ＷＤ）を変化（例えば、０［μｍ］（第１距離）から２［μｍ］（第２距離）に変化）させることで、検出手段４から出力される電圧の信号（基準信号）のピークの値ＶａをＡ／Ｄ変換器５を介して取得部６ｅで取得する（第１工程）。
【００８３】
ステップＳ１１では、校正用サンプルに測定光を照射し、校正用サンプルで反射した反射光（サンプル反射光）を検出手段４で受光する。このとき、校正用サンプルと検出手段４との距離（ＷＤ）を、ステップＳ１０と同じ量だけ変動させることで、検出手段４から出力される電圧の信号（サンプル信号）のピークの値ＶｂをＡ／Ｄ変換器５を介して取得部６ｅで取得する（第２工程）。このとき、ステップＳ１０とステップＳ１１とではＡ／Ｄ変換器５の入力レンジを、基準信号を取得する際の入力レンジＶ１とする。
【００８４】
ステップＳ１２では、測定したＶａ、Ｖｂとから（数１）に基づいて、感度補正係数Ｒを算出する（第３工程）。
【００８５】
ステップＳ１３では、算出したＲとＶ１とから（数２）に基づいて、校正用サンプルの表面の色に対応する入力レンジＶ２を算出する（第４工程）。
【００８６】
ステップＳ１４では、算出したＲとＶ２との値を、記憶部６ａに記憶する（第５工程）。
【００８７】
以上のステップＳ１０〜ステップＳ１４により、感度補正係数Ｒと入力レンジＶ２とを算出し、記憶部６ａに記憶する。
【００８８】
なお、このステップＳ１０〜ステップＳ１４は、図３のステップＳ０の際に実施する。具体的には、ステップＳ０の感度補正係数記憶工程では、反射率のみが異なる（複数の）被検査物２を用いて感度補正係数を複数種類予め算出して、この感度補正係数を複数種類予め記憶する。また、入力レンジ記憶工程では、反射率のみが異なる（複数の）被検査物２を用いて入力レンジを複数種類予め算出して、この入力レンジを複数種類予め記憶する。
【００８９】
また、（数１）と（数２）とから、次の（数３）が与えられ、この（数３）により、入力レンジＶ２を算出した後に、（数２）から感度補正係数Ｒを算出してもよい。
【００９０】
【数３】
2013032961.tif 000005
【００９１】
また、ここでは、基準品と表面の色の異なる１種類の校正用サンプル（灰色製品）とについて説明したが、さらに、表面の色の異なる校正用サンプル（例えば赤色製品）を用いる場合でも同様である。この場合、各色に対応した複数の入力レンジと、複数の感度補正係数とを、上述の図５のステップＳ１０〜ステップＳ１４により算出して予め記憶部６ａに記憶する。そして、選択部６ｂは、情報取得部３で取得した被検査物２の表面の色の情報に従い、この色に対応した対応入力レンジを、記憶部６ａに記憶している複数の入力レンジの中で選択する。さらに、選択部６ｂは、この色に対応した対応感度補正係数を、記憶部６ａに記憶されている複数の感度補正係数の中で選択する。
【００９２】
なお、検査を実施するに際して、検出手段４と被検査物２との距離を最適な位置に調節する。このとき、検出手段４と被検査物２（基準品、校正用サンプル）との距離が常に一定の距離（検出手段４を保持する保持部と被検査物２の載置される載置部との距離が一定）となるように、調節部８によりこれらの位置が調節される。この場合、検出手段４からの出力信号に基づいて、被検査物２との距離を測定してもよい。測距手段を新たに設けることなく、被検査物２と検出手段４との距離を測定することが可能である。
【００９３】
以上、本実施の形態に係る検査装置１による検査方法は、被検査物２の表面の色に依存しないで、人の感覚による検査である官能検査と同程度の精度で、自動的に検査を実施することができる。
【００９４】
なお、同一製品中に「艶消し」「艶出し」等の加工がされ、製品の表面の反射率の異なるものが被検査物２として存在する場合であっても、本実施の形態により、被検査物２の表面の反射率に依存しない検査を実施することができる。
【００９５】
これらの、「艶消し」「艶出し」等の加工がされ、表面の反射率の異なるものが被検査物２として存在する場合に実施する本実施の形態における具体的な手順は、次の通りである。
【００９６】
まず、図３のステップＳ０で、表面に「艶消し」「艶出し」等が加工された被検査物２の各加工（反射率）に対応させた感度補正係数と、各加工（反射率）に対応させた入力レンジとを、複数種類、予め図１の記憶部６ａに記憶させる。
【００９７】
次に、図３のステップＳ１で、被検査物２の表面の加工の情報（反射率の情報）を取得する。
【００９８】
続いて、取得した被検査物２の表面の加工の情報（反射率の情報）に対応する対応感度補正係数と対応入力レンジとを、図３のステップＳ２で選択する。
【００９９】
以下、上述した図３のステップＳ３〜ステップＳ９と同じフローにより、同一製品中に「艶消し」「艶出し」等の加工がされ、製品の表面の反射率の異なるものが被検査物２として存在する場合であっても、本実施の形態により、被検査物２の表面の反射率に依存しないで、一定の精度で検査を実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明は、動作中に振動を伴って音を発する工業製品（例えばモータ、コンプレッサ、インバータ、あるいはそれらを内蔵した製品、ギアやカム、スライダ等のメカ動作機構を持つ製品）等の検査に利用できる。
【符号の説明】
【０１０１】
１    検査装置
２    被検査物
３    情報取得部
４    検出手段
５    Ａ／Ｄ変換器
６    演算装置
６ａ  記憶部
６ｂ  選択部
６ｃ  設定部
６ｄ  制御部
６ｅ  取得部
６ｆ  補正部
６ｇ  心理音響パラメータ算出部
６ｈ  判定部
【図１】
2013032961.tif 000006
【図２】
2013032961.tif 000007
【図３】
2013032961.tif 000008
【図４】
2013032961.tif 000009
【図５】
2013032961.tif 000010
【図６】
2013032961.tif 000011