特開 2022-174482 検査システム、検査方法、及びセンサタグ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022174482

(43)【公開日】2022-11-24

(54)【発明の名称】検査システム、検査方法、及びセンサタグ

(51)【国際特許分類】

   G01N 22/00 20060101AFI20221116BHJP

【ＦＩ】

G01N22/00 Q

G01N22/00 V

【審査請求】未請求

【請求項の数】28

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021080306

(22)【出願日】2021-05-11

(71)【出願人】

【識別番号】000001270

【氏名又は名称】コニカミノルタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】榎田 一平

(72)【発明者】

【氏名】並川 威人

(72)【発明者】

【氏名】平岡 三郎

(57)【要約】

【課題】非破壊で且つ簡易な手法で、検査対象物中の含有物のサイズを検査することを可能とする検査システムを提供すること。
【解決手段】検査対象物Ｍ中の含有物Ｍａのサイズを検査する検査システムであって、金属パターンによって形成され、所定周波数の電磁波に共振する共振器１０Ｑを有し、共振器１０Ｑに重なるように含有物Ｍａが配置された状態を検知するセンサタグ１と、検査対象物Ｍとセンサタグ１との相対位置が異なる複数の位置で、センサタグ１に対して電磁波を送信すると共にその反射波を受信して、反射波の周波数スペクトルを取得するリーダー２と、リーダー２により複数の位置それぞれで取得された周波数スペクトルに基づいて、検査対象物Ｍ中の含有物Ｍａのサイズを検査する解析装置３と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

検査対象物中の含有物のサイズを検査する検査システムであって、
金属パターンによって形成され、所定周波数の電磁波に共振する共振器を有し、前記共振器に重なるように前記含有物が配置された状態を検知するセンサタグと、
前記検査対象物と前記センサタグとの相対位置が異なる複数の位置で、前記センサタグに対して電磁波を送信すると共にその反射波を受信して、前記反射波の周波数スペクトルを取得するリーダーと、
前記リーダーにより前記複数の位置それぞれで取得された前記周波数スペクトルに基づいて、前記検査対象物中の前記含有物のサイズを検査する解析装置と、
を備える、検査システム。

【請求項2】

前記検査対象物は、前記含有物として線状又は繊維状の導体を含有する樹脂材である、
請求項１に記載の検査システム。

【請求項3】

前記検査対象物は、前記含有物として炭素繊維を含有する樹脂材である、
請求項１又は２に記載の検査システム。

【請求項4】

前記解析装置は、前記含有物のサイズに係る検査結果として、前記含有物のサイズの推定値を出力する、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の検査システム。

【請求項5】

前記解析装置は、前記含有物のサイズに係る検査結果として、前記含有物が所定以上のサイズを有するか否かの判定結果を出力する、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の検査システム。

【請求項6】

前記解析装置は、前記リーダーにより前記複数の位置それぞれで取得された前記周波数スペクトルに基づいて、前記共振器の共振ピークのピークシフトが生じているときの前記検査対象物と前記センサタグとの相対位置を特定し、当該相対位置から前記検査対象物中の前記含有物のサイズを検査する、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の検査システム。

【請求項7】

前記検査対象物又は前記センサタグを移動可能に支持し、前記共振器の上方又は下方を前記含有物が通過するように、前記検査対象物又は前記センサタグを第１方向に移動させる移動装置を更に備える、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の検査システム。

【請求項8】

前記検査対象物は、前記含有物の長手方向が前記第１方向を向くように支持され、
前記センサタグは、前記共振器の短手方向が前記第１方向を向くように支持されている、
請求項７に記載の検査システム。

【請求項9】

前記共振器は、金属層中に形成されたスロットによって構成され、
前記移動装置は、少なくとも一部の区間で前記含有物が前記スロットを跨ぐように、前記検査対象物又は前記センサタグを移動させる、
請求項７又は８に記載の検査システム。

【請求項10】

前記スロットは、Ｉ字形状を呈する、
請求項９に記載の検査システム。

【請求項11】

前記スロットは、前記共振器の短手方向におけるスロット溝の幅が不均一な形状を呈する、
請求項９に記載の検査システム。

【請求項12】

前記スロットは、三角形状又台形状を呈する、
請求項１１に記載の検査システム。

【請求項13】

前記共振器は、Ｕ字形状又はＶ字形状のストリップ導体によって構成され、
前記移動装置は、少なくとも一部の区間で前記含有物が前記ストリップ導体のＵ字又はＶ字の一端と他端とを跨ぐように、前記検査対象物又は前記センサタグを移動させる、
請求項７又は８に記載の検査システム。

【請求項14】

前記ストリップ導体は、前記第１方向に沿って、前記第１方向に直交する方向の前記ストリップ導体のＵ字又はＶ字の一端と他端の幅が変化する形状を呈する、
請求項１３に記載の検査システム。

【請求項15】

前記移動装置は、前記共振器の上方又は下方を前記含有物が通過するように、前記検査対象物又は前記センサタグを前記第１方向に移動させた後、前記共振器の上方又は下方を前記含有物が通過するように、前記検査対象物又は前記センサタグを第２方向に移動させ、
前記解析装置は、
前記移動装置が前記検査対象物又は前記センサタグを前記第１方向に移動させたときに、前記第１方向に沿った前記複数の位置それぞれで取得される前記周波数スペクトルに基づいて、前記含有物の前記第１方向におけるサイズを検査し、
前記移動装置が前記検査対象物又は前記センサタグを前記第２方向に移動させたときに、前記第２方向に沿った前記複数の位置それぞれで取得される前記周波数スペクトルに基づいて、前記含有物の前記第２方向におけるサイズを検査する、
請求項７乃至１４のいずれか一項に記載の検査システム。

【請求項16】

前記センサタグは、短手方向の幅が互いに異なる複数の前記共振器を有し、
前記解析装置は、前記リーダーにより前記複数の位置それぞれで取得された前記周波数スペクトルに基づいて、複数の前記共振器それぞれにおいて共振ピークのピークシフトが生じているか否かを判定し、当該判定結果に基づいて、前記検査対象物中の前記含有物のサイズを検査する、
請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の検査システム。

【請求項17】

複数の前記共振器は、前記共振器の短手方向の向きを第１方向に揃えて、前記第１方向に沿って並べられており、且つ、互いに異なる共振周波数を有する、
請求項１６に記載の検査システム。

【請求項18】

前記センサタグは、前記共振器の短手方向の幅を可変に構成されている、
請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の検査システム。

【請求項19】

前記センサタグは、同一平面内に隣接して配された二枚の金属板を有し、
前記共振器は、前記二枚の金属板を突き合わせた際に、その間に形成されるスロット構造によって構成され、前記二枚の金属板の少なくとも一方が移動可能に構成されている、
請求項１８に記載の検査システム。

【請求項20】

前記センサタグに対向して配設されたインク吐出部を更に備え、
前記インク吐出部から前記共振器を形成する導体領域又はスロット領域に対して導電性インクを吐出することで、前記共振器の短手方向の幅を設定変更する、
請求項１８に記載の検査システム。

【請求項21】

前記センサタグ及び／又は前記検査対象物は、移動可能に支持されており、
前記センサタグ及び／又は前記検査対象物は、前記リーダーにより前記周波数スペクトルの取得処理が実行される際に、前記センサタグが前記検査対象物の検査面に対して当接するように移動制御される、
請求項１乃至２０のいずれか一項に記載の検査システム。

【請求項22】

前記検査対象物は、樹脂材の成形部品であって、
前記検査システムは、前記成形部品を製造した後の品質管理プロセスに適用される、
請求項１乃至２１のいずれか一項に記載の検査システム。

【請求項23】

金属パターンによって形成され、所定周波数の電磁波に共振する共振器を有するセンサタグと、前記センサタグに対して電磁波を送信すると共にその反射波を受信して、前記反射波の周波数スペクトルを取得するリーダーと、を用いた検査方法であって、
前記センサタグにて、前記共振器に重なるように前記含有物が配置された状態を検知し、
前記リーダーにて、前記検査対象物と前記センサタグとの相対位置が異なる複数の位置で、前記センサタグに対して電磁波を送信すると共にその反射波を受信して、前記反射波の周波数スペクトルを取得して、前記リーダーにより前記複数の位置それぞれで取得された前記周波数スペクトルに基づいて、前記検査対象物中の前記含有物のサイズを検査する、
検査方法。

【請求項24】

タグを動作させることで複数の幅の情報を利用できるセンサタグ。

【請求項25】

金属層中に形成されたスロットによって構成され、所定周波数の電磁波に共振する共振器を有し、前記スロットが、前記共振器の短手方向におけるスロット溝の幅が不均一な形状を呈する、
請求項２４に記載のセンサタグ。

【請求項26】

前記スロットは、三角形状又台形状を呈する、
請求項２５に記載のセンサタグ。

【請求項27】

ストリップ導体によって構成され、所定周波数の電磁波に共振する共振器を有し、
前記共振器の短手方向における前記ストリップ導体のＵ字又はＶ字の一端と他端の幅が、前記共振器の長手方向の位置によって変化する形状を呈する、
請求項２４に記載のセンサタグ。

【請求項28】

同一平面内に隣接して配された二枚の金属板を有し、
前記二枚の金属板を突き合わせた際に、その間に形成されるスロット構造によって、所定周波数の電磁波に共振する共振器が構成され、前記二枚の金属板の少なくとも一方が移動可能に構成されている、
請求項２４に記載のセンサタグ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、検査システム、検査方法、及びセンサタグに関する。

【背景技術】

【0002】

材料開発の分野では、樹脂材料中に意図的に、主成分の樹脂材料とは物性の異なる異種材料（フィラーとも称される）を含有させて、材料強度を高めたりする技術が用いられることがある。

【0003】

近年、この種の技術の適用例として、炭素繊維強化樹脂（Carbon Fiber Reinforced Plastics：ＣＦＲＰ）が注目を集めている。炭素繊維強化樹脂は、熱可塑性樹脂中に炭素繊維を含有させることで、軽量で頑丈な材料特性を実現しており、自動車や航空機の部品等、様々な分野で活用されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８－４０６４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、この種の混合材料においては、製造後の樹脂材料中の含有物のサイズが、材料特性に影響を与える。例えば、炭素繊維強化樹脂を用いた部品は、一般に射出成形にて成形されるが、成型物の形状によっては、成型物中で、部位毎に炭素繊維の長さにバラつきが生じることがある。成型物中の炭素繊維の長さは、成型物の機械的強度に直結するため（典型的には、炭素繊維が短いと機械的強度が弱くなる）、このような成型物中の炭素繊維の長さのバラつきは、成型物全体としての機械的強度の信頼性を低下させるものとなる。

【0006】

このような背景から、炭素繊維強化樹脂等の製造現場の品質管理プロセスとして、成型物の内部の含有物のサイズを、非破壊で検査する検査システムが求められている。

【0007】

成型物内部の含有物の状態を非破壊で検査する手段としてＸ線検査装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。Ｘ線検査は非接触検査ではあるが、Ｘ線暴露による検査対象物へのダメージの可能性を有している。又、Ｘ線検査は、検査に時間を要するため、Ｘ線装置は、製造現場の品質管理プロセスには適合性が低い。

【0008】

本開示は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、非破壊で且つ簡易な手法で、検査対象物中の含有物のサイズを検査することを可能とする検査システム、検査方法、及びセンサタグ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】

【0009】

前述した課題を解決する主たる本開示は、
検査対象物中の含有物のサイズを検査する検査システムであって、
金属パターンによって形成され、所定周波数の電磁波に共振する共振器を有し、前記共振器に重なるように前記含有物が配置された状態を検知するセンサタグと、
前記検査対象物と前記センサタグとの相対位置が異なる複数の位置で、前記センサタグに対して電磁波を送信すると共にその反射波を受信して、前記反射波の周波数スペクトルを取得するリーダーと、
前記リーダーにより前記複数の位置それぞれで取得された前記周波数スペクトルに基づいて、前記検査対象物中の前記含有物のサイズを検査する解析装置と、
を備える、検査システムである。

【0010】

又、他の局面では、
金属パターンによって形成され、所定周波数の電磁波に共振する共振器を有するセンサタグと、前記センサタグに対して電磁波を送信すると共にその反射波を受信して、前記反射波の周波数スペクトルを取得するリーダーと、を用いた検査方法であって、
前記センサタグにて、前記共振器に重なるように前記含有物が配置された状態を検知し、
前記リーダーにて、前記検査対象物と前記センサタグとの相対位置が異なる複数の位置で、前記センサタグに対して電磁波を送信すると共にその反射波を受信して、前記反射波の周波数スペクトルを取得して、前記リーダーにより前記複数の位置それぞれで取得された前記周波数スペクトルに基づいて、前記検査対象物中の前記含有物のサイズを検査する、
検査方法である。

【0011】

又、他の局面では、
タグを動作させることで複数の幅の情報を利用できるセンサタグである。

【発明の効果】

【0012】

本開示に係る検査システムによれば、非破壊で且つ簡易な手法で、検査対象物中の含有物のサイズを検査することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】一実施形態に係る検査システムの全体構成を示す図

【図2】一実施形態に係る検査システムの全体構成を示す図

【図3】一実施形態に係るセンサタグの具体的構成の一例を示す図

【図4】一実施形態に係るセンサタグの反射波スペクトル（反射波の周波数スペクトル）の一例を示す図

【図5】成形部品（即ち、炭素繊維）が自身の直上（又は直下）を通過した際におけるセンサタグの反射波スペクトルの変化の一例を示す図

【図6】共振器（ここでは、スロット型共振器）が、外部から照射された電磁波と共振するときに、共振器に通流する電流の強度分布を示す図

【図7】一実施形態に係るセンサタグの配設態様の一例を示す図

【図8】一実施形態に係る解析装置が炭素繊維の長さを推定する手法の一例について説明する図

【図9】一実施形態に係る検査システムの動作例を示すフローチャート

【図10】変形例１に係る検査システムの構成を示す図

【図11】変形例２に係る検査システムの構成を示す図

【図12】変形例３に係るセンサタグの構成を示す図

【図13】変形例３に係るセンサタグを用いた含有物のサイズ検査の処理について説明する図

【図14】変形例４に係る検査システムのセンサタグの構成を示す図

【図15A】変形例５に係る共振器の構成を示す図

【図15B】図１５Ａに示す共振器を用いた炭素繊維の長さの検査方法の一例を示す図

【図15C】図１５Ａに示す共振器を用いた炭素繊維の長さの検査方法の他の一例を示す図

【図16A】変形例５の他の態様に係る共振器の構成を示す図

【図16B】図１６Ａに示す共振器を用いた炭素繊維の長さの検査方法の一例を示す図

【図16C】図１６Ａに示す共振器を用いた炭素繊維の長さの検査方法の他の一例を示す図

【図17】変形例６に係るセンサタグの構成を示す図

【図18】変形例７に係る検査システムの構成を示す図

【図19】変形例８に係る移動装置の構成を示す図

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

【0015】

＜検査システムの全体構成＞
以下、本開示の一実施形態に係る検査システム（以下、「検査システムＵ」と称する）の構成について説明する。

【0016】

図１、図２は、検査システムＵの全体構成を示す図である。

【0017】

検査システムＵは、例えば、炭素繊維を含有する樹脂材料（例えば、ＣＦＲＰ）で成形された成形部品を製造する製造ライン中の品質管理プロセスに組み込まれ、成形部品（以下、「検査対象物Ｍ」又は「成形部品Ｍ」と称する）に含有する炭素繊維（以下、「炭素繊維Ｍａ」又は「含有物Ｍａ」と称する）の長さを検査する。

【0018】

尚、成形部品Ｍは、例えば、炭素繊維Ｍａが所定の一方向を向くように射出成形されている。そのため、成形部品Ｍ中では、所定方向（図１では、プラスＸ方向）に沿って延在する同じ長さの炭素繊維Ｍａが、横方向（図１では、プラスＸ方向に直交する方向）に束状になって存在している。

【0019】

検査システムＵは、センサタグ１と、リーダー２と、解析装置３と、移動装置４と、を備えている。

【0020】

ここで、センサタグ１は、金属パターンによって形成され、所定周波数の電磁波に共振する共振器１０Ｑ（図３を参照）を有する。共振器１０Ｑは、自身に重なるように炭素繊維Ｍａが配置された状態に感応して共振状態が変化するように構成され、これに伴って外部（ここでは、リーダー２）から照射された電磁波に対する反射特性（以下、「センサタグ１の電磁波反射特性」又は「センサタグ１の反射波スペクトル」とも称する）を変化させる。

【0021】

リーダー２は、移動装置４が成形部品Ｍ又はセンサタグ１を移動させている際、成形部品Ｍとセンサタグ１との相対位置が異なる複数の位置で、センサタグ１に対して電磁波を送信すると共にその反射波を受信し、センサタグ１の反射波スペクトルを取得する。そして、解析装置３が、リーダー２により複数の位置で取得される反射波スペクトルを解析することで、成形部品Ｍ中の炭素繊維Ｍａのサイズを推定する。

【0022】

検査システムＵにおいては、移動装置４が、成形部品Ｍ又はセンサタグ１を移動可能に支持し、センサタグ１の上方又は下方を成形部品Ｍが通過するように、成形部品Ｍ又はセンサタグ１を、＋Ｘ方向に移動させる構成となっている。例えば、移動装置４は、ベルトコンベア４１によって構成され、当該ベルトコンベア４１にて、自身の上面に載置した成形部品Ｍを＋Ｘ方向に移動させる構成となっている。そして、成形部品Ｍ中の炭素繊維Ｍａのサイズは、ベルトコンベア４１の下方に、成形部品Ｍに対向するように配設されたセンサタグ１にて検出される。

【0023】

尚、検査システムＵは、例えば、ＵＷＢ帯域、ミリ波帯域又はサブミリ波帯域の周波数帯域（３．１ＧＨｚ～３ＴＨｚの範囲）の電磁波を用いることを基調として構築されている。即ち、かかる帯域の電磁波に応答するようにセンサタグ１を構成すると共に、かかる帯域の電磁波を送受信するようにリーダー２を構成している。かかる帯域の電磁波は、波長が短い上、樹脂材料に対して透過性を有し、電磁波の指向特性（即ち、直進性）が高く、且つ、検出時の周波数分解能も高いという特性を有する。かかる帯域の電磁波を用いることで、樹脂材料中の炭素繊維Ｍａの状態を把握する際に高い分解能を実現することが可能となる。

【0024】

＜センサタグ１の構成＞
図３～図６を参照して、センサタグ１の構成の一例について説明する。

【0025】

図３は、センサタグ１の具体的構成の一例を示す図である。図４は、リーダー２により取得されるセンサタグ１の反射波スペクトル（反射波の周波数スペクトル）の一例を示す図である。尚、図４のプロットは、リーダー２に取得された各送信周波数における反射波強度のデータである。図５は、成形部品Ｍ（即ち、炭素繊維Ｍａ）が自身の直上（又は直下）を通過した際におけるセンサタグ１の反射波スペクトルの変化の一例を示す図である。

【0026】

センサタグ１は、例えば、金属パターンによって形成されたチップレスセンサタグであり、外部から送信された所定周波数の電磁波に共振する共振器１０Ｑによって構成される。共振器１０Ｑは、例えば、板状、シート状、箔状、又は層状の金属材料１１（例えば、アルミ材や銅材等）の金属パターンによって形成されている。尚、センサタグ１は、金属材料１１が形成される基材を有していてもよい。

【0027】

本実施形態に係る共振器１０Ｑは、板状の金属材料１１に形成された長方形状のスロット１０により構成されている（以下、「スロット型共振器」とも称する）。

【0028】

共振器１０Ｑは、外部から所定の周波数の電磁波が照射された際に共振し、当該電磁波を吸収又は反射（本実施形態では、吸収）する。つまり、センサタグ１は、リーダー２から電磁波を照射された際に、共振器１０Ｑの共振周波数に合致する周波数の電磁波を吸収し、それ以外の周波数の電磁波が照射された場合には反射する反射スペクトルを有する（図４を参照）。

【0029】

共振器１０Ｑの共振周波数は、共振器１０Ｑの形状で定まる。本実施形態に係る共振器１０Ｑは、周波数ｆ１に対応する波長の略λ１／２程度の長さの長方形状のスロット１０により構成され、周波数ｆ１が共振周波数となっている。図４の反射波スペクトル中の周波数ｆ１における共振ピークは、共振器１０Ｑの共振による電力損失（吸収）を表している。

【0030】

但し、共振器１０Ｑの形態は、図３の態様に限定されない。共振器１０Ｑは、例えば、三角形状又は台形状のスロット構造によって構成されてもよいし（後述する図１５を参照）、Ｕ字形状又はＶ字形状のストリップ導体に構成されてもよい（後述する図１３、図１４を参照）。

【0031】

又、本実施形態に係るセンサタグ１は、それ自身で独立したセンサタグ１として構成されているが、移動装置４のベルトコンベア４１等に塗布形成されたものであってもよい。

【0032】

検査システムＵにおいて、センサタグ１は、例えば、移動装置４のベルトコンベア４１の下面側に、ベルトコンベア４１とは別体の支持部材（図示せず）に支持されている。より具体的には、センサタグ１は、共振器１０Ｑの上面が、ベルトコンベア４１（即ち、成形部品Ｍ）と対向し、共振器１０Ｑの下面が、リーダー２の送信アンテナ及び受信アンテナと対向するように支持されている。

【0033】

ここで、センサタグ１の向きは、共振器１０Ｑの短手方向（ここでは、スロット１０の短手方向を意味する。以下同じ）が＋Ｘ方向（成形部品Ｍの移動方向）を向くように調整されている。そして、センサタグ１は、共振器１０Ｑの短手方向が、炭素繊維Ｍａの配置状態に感応するための感応方向（即ち、炭素繊維Ｍａのサイズを検査するための検査方向）として設定されている。そして、共振器１０Ｑは、成形部品Ｍ（即ち、炭素繊維Ｍａ）が自身の上面に到達し、炭素繊維Ｍａがスロット１０を跨ぐように配置されたときに、これに感応して共振状態を変化させ、電磁波反射特性を変化させる。

【0034】

尚、センサタグ１（即ち、共振器１０Ｑ）の電磁波反射特性は、典型的には、リーダー２から電磁波を照射された際に発生するセンサタグ１の反射波の強度、又は、センサタグ１の共振周波数によって、規定される。換言すると、センサタグ１が示す炭素繊維Ｍａの存在位置情報（ここでは、炭素繊維Ｍａがスロット１０を跨いで存在するか否かを示す情報）は、センサタグ１の反射波スペクトルのパターン（例えば、共振ピークの位置、及び共振ピークのピーク強度）により表現される。

【0035】

ここで、図５、図６を参照して、センサタグ１にて、炭素繊維Ｍａの長さを検出する原理について、説明する。

【0036】

本願の発明者らは、共振器１０Ｑの特性を調査している中で、共振器１０Ｑは、炭素繊維Ｍａ（即ち、導体）がスロット１０を跨いで存在するか否か（スロット１０の短手方向を跨ぐことを意味する。以下同じ）を高感度に検知可能である、という知見を得た。本願発明における炭素繊維Ｍａのサイズ検出の原理は、この新たな知見を利用したものである。

【0037】

図５は、センサタグ１の共振器１０Ｑ上に、炭素繊維Ｍａがスロット１０を跨ぐように存在しない場合の反射波スペクトル（点線）と、センサタグ１の共振器１０Ｑ上で、炭素繊維Ｍａがスロット１０を跨ぐように存在する場合の反射波スペクトル（実線）と、を示している。尚、図５の左図は、センサタグ１と、成形部品Ｍ中の炭素繊維Ｍａ（成形部品Ｍについては図示せず）との位置関係を平面視した図である。

【0038】

図５に示すように、センサタグ１の共振器１０Ｑ上で、スロット１０を跨ぐように炭素繊維Ｍａが存在する場合、反射波スペクトルは、センサタグ１の共振器１０Ｑ上に、炭素繊維Ｍａが存在しない場合と比較して、共振ピークの位置（即ち、共振周波数）がシフト（ここでは、低周波数側へのシフト）すると共に、共振ピークのピーク値は小さくなる。

【0039】

これは、センサタグ１の共振器１０Ｑ上で、スロット１０を跨ぐように炭素繊維Ｍａが存在する場合には、共振器１０Ｑに通流する電流の経路に変化が生じるためであると考えられる。尚、本実施形態に係る成形部品Ｍの主成分材料たる樹脂材料は、典型的には電磁波透過特性を有する誘電体であり、当該樹脂材料中に含有する炭素繊維Ｍａは、導体である。そのため、成形部品Ｍがセンサタグ１上を通過する際、成形部品Ｍの主成分材料たる樹脂材料は、高周波の電磁波（電磁界）に対しては、実質的に透過物となり、炭素繊維Ｍａが、共振器１０Ｑとの間で電流の授受を行う。

【0040】

図６は、共振器１０Ｑ（ここでは、スロット型共振器）が、外部から照射された電磁波と共振するときに、共振器１０Ｑに通流する電流の強度分布を示す図である。図６の電流分布は、電磁界解析シミュレーションによって算出したものである。尚、図６では、３つの共振器１０Ｑのうち、中央に存在する共振器１０Ｑ（図６中のＳＬＯＴ ＩＩ）のみが共振した状態を示している。

【0041】

図６から分かるように、共振器１０Ｑが、外部から照射された電磁波と共振するとき、共振器１０Ｑを形成するスロット１０（図６中のＳＬＯＴ ＩＩ）の周囲には、スロット１０を取り巻くような共振電流が流れる。共振時には、電磁波エネルギーは、センサタグ１に吸収されるため、反射波スペクトルにおいては、下凸のピークが共振周波数の位置に現れる。このとき、スロット１０を跨がるように炭素繊維Ｍａが存在すると、炭素繊維Ｍａを介した別の電流経路（例えば、スロット１０の長辺の一辺側⇒炭素繊維Ｍａ⇒スロット１０の長辺の他辺側⇒スロット１０の長辺の一辺側により形成される循環経路）が発生することになる。その結果、このときの共振器１０Ｑの共振周波数は、共振器１０Ｑの共振器長（ここでは、スロット１０の長手方向のサイズ）から規定される共振周波数からシフトすることになる。又、このときの共振電流は、電流ロスを伴ったものとなるため、共振ピークのピーク値は小さくなる。

【0042】

但し、共振ピークのピークシフトは、センサタグ１の共振器１０Ｑ上で、スロット１０を跨ぐように炭素繊維Ｍａが存在する場合に限って発生し、スロット１０上に炭素繊維Ｍａが存在しても、当該炭素繊維Ｍａがスロット１０を跨いでいない場合には、発生しない。そのため、例えば、炭素繊維Ｍａの長さがスロット１０の短手方向の幅よりも短い場合や、炭素繊維Ｍａがスロット１０の一辺側の上には掛かっていても他辺側の上まで掛かっていない場合には、共振ピークのピークシフトは、発生しない。これは、炭素繊維Ｍａがスロット１０を跨いでいない状態のときには、センサタグ１上に炭素繊維Ｍａを介した別の電流経路が発生せず、共振器１０Ｑに通流する電流の経路に変化が生じないためであると考えられる。

【0043】

又、共振ピークのピークシフトは、典型的には、検査対象物Ｍ中の含有物Ｍａが導体である場合に限って発生し、含有物Ｍａが絶縁物の場合には発生しない。これは、検査対象物Ｍ中の含有物Ｍａがスロット１０を跨いで存在していても、含有物Ｍａが絶縁物の場合には、センサタグ１上に含有物Ｍａを介した別の電流経路が発生せず、共振器１０Ｑに通流する電流の経路に変化が生じないためであると考えられる。但し、含有物Ｍａが導体であれば、炭素繊維のように含有物Ｍａの導電率が小さい物体であっても、共振ピークのピークシフトの発現が観察される。

【0044】

このように、センサタグ１が示す反射波スペクトル中において、共振ピークのピークシフトが生じているか否かは、炭素繊維Ｍａが、スロット１０を跨ぐ位置に存在するか否かを示す指標となる。本実施形態に係る検査システムＵにおいては、この指標を利用して、成形部品Ｍ中の炭素繊維Ｍａの長さを推定する（後述する図８を参照）。

【0045】

尚、スロット１０を跨がるように炭素繊維Ｍａが存在する場合の共振ピークのピークシフトの態様（シフト方向及びシフト量）は、成形部品Ｍの主成分の樹脂材料の誘電率、炭素繊維Ｍａと共振器１０Ｑとの間の空間幅、及び、炭素繊維Ｍａがスロット１０上を通過する位置等によって変化する。そのため、反射波スペクトルから炭素繊維Ｍａがスロット１０を跨ぐ位置に存在するか否かを判定する際には、予め実験等で、同一の条件下での共振ピークのピークシフトの態様を把握した上で行うのが好ましい。

【0046】

本実施形態に係る検査システムＵでは、センサタグ１は、移動装置４のベルトコンベア４１の下面側に配設された支持部材（図示せず）に固定され、移動装置４のベルトコンベア４１の上面側を移送される成形部品Ｍと対向するように配設されている。

【0047】

図７は、センサタグ１の配設態様の一例を示す図である。

【0048】

リーダー２にて反射波スペクトルの取得処理が実行される際、センサタグ１は、成形部品Ｍと非接触状態であってもよいが、リーダー２にて良好なＳＮ比の反射波スペクトルを取得する観点からは、センサタグ１は、成形部品Ｍと接触状態であるのが好ましい。特に、センサタグ１は、図７に示すように、センサタグ１を支持する支持部材の移動により、成形部品Ｍに対して近接可能及び離間可能に配設されるのが好ましい。尚、図７に示す態様では、センサタグ１を支持する支持部材が上下動するように構成され、これに伴って、センサタグ１が成形部品Ｍの検査位置に密着した状態とすることが可能となっている。

【0049】

これによって、リーダー２にて反射波スペクトルの取得処理が実行される際には、センサタグ１を、成形部品Ｍの検査面に対して当接させることが可能となる。尚、センサタグ１は、金属パターンで形成される簡易な構成であるため、湾曲状態で配設することも可能である。そのため、成形部品Ｍが立体的な形状を有する場合にも、センサタグ１を、成形部品Ｍの立体形状に沿って、成形部品Ｍの検査面に対して当接させることが可能である。

【0050】

＜移動装置４の構成＞
移動装置４は、センサタグ１又は成形部品Ｍを移動させて、センサタグ１（即ち、共振器１０Ｑ）と成形部品Ｍ中の炭素繊維Ｍａとの相対位置を変化させるための手段である。

【0051】

移動装置４は、例えば、ベルトコンベア４１によって構成され、当該ベルトコンベア４１にて、自身の上面に載置した成形部品Ｍを＋Ｘ方向に移動させる。この際、移動装置４は、例えば、炭素繊維Ｍａと共振器１０Ｑとが対向した状態で、センサタグ１の共振器１０Ｑの上方又は下方を炭素繊維Ｍａが通過するように、成形部品Ｍを＋Ｘ方向に移動させる（図１を参照）。即ち、移動装置４は、少なくとも一部の区間で、成形部品Ｍ中の炭素繊維Ｍａが、共振器１０Ｑの短手方向の一端及び他端を通過するように（即ち、スロット１０を跨がるように）、成形部品Ｍを移動させる。

【0052】

これにより、リーダー２により取得される反射波スペクトルの推移から、炭素繊維Ｍａが共振器１０Ｑの短手方向（即ち、スロット１０の短手方向）を跨がって通過している期間の特定が可能となり、これによって、炭素繊維Ｍａの＋Ｘ方向のサイズ（即ち、炭素繊維Ｍａの長さ）の推定が可能となる。

【0053】

換言すると、移動装置４は、炭素繊維Ｍａの長手方向が＋Ｘ方向（成形部品Ｍの移動方向）に揃った状態で、成形部品Ｍを移動させるのが好ましい。これによって、炭素繊維Ｍａの長さの検査を容易に行うことが可能となる（図８を参照して後述）。

【0054】

尚、成形部品Ｍは、例えば、射出成形等によって、炭素繊維Ｍａが所定方向を向くように成形されている。つまり、成形部品Ｍ中では、±Ｘ方向に沿って延在する同じ長さの炭素繊維Ｍａが、横方向（±Ｙ方向）に束状になって存在している。そして、本実施形態に係る検査システムＵでは、ユーザが、成形部品Ｍを適宜な向きで移動装置４上に載置することで、炭素繊維Ｍａの向きが＋Ｘ方向となるように、成形部品Ｍを移送させる構成となっている。

【0055】

又、移動装置４は、より好ましくは、成形部品Ｍ中の炭素繊維Ｍａの向きを特定するための撮像装置を有する構成とする。これによって、移動装置４上を移動させる成形部品Ｍの姿勢調整が可能となり、より高精度に、炭素繊維Ｍａの長さを検査することができる。尚、かかる撮像装置としては、例えば、成形部品Ｍの内部構造を観察する超音波式撮像装置やＸ線式撮像装置を用いることができる。

【0056】

又、移動装置４は、より好ましくは、炭素繊維Ｍａが共振器１０Ｑの長手方向の中心位置を通過するように、成形部品Ｍを移動させる。共振器１０Ｑに通流する電流は、共振器１０Ｑの長手方向の中心位置が最大となるため（図６を参照）、炭素繊維Ｍａがこの位置を通過させるように、成形部品Ｍを移動させることで、反射波スペクトル上における共振ピークのピーク位置のシフト（図８を参照して後述）をより鮮明に引き起こすことが可能となる。

【0057】

尚、移動装置４は、例えば、リーダー２等と相互にデータ通信しながら、ベルトコンベア４１の動作制御を実行する制御部４０を有していてもよい。

【0058】

尚、本実施形態に係る検査システムＵでは、移動装置４にて、成形部品Ｍを移動させる構成となっているが、移動装置４にて、センサタグ１を移動可能に支持し、センサタグ１を＋Ｘ方向に移動させる構成としてもよい。換言すると、成形部品Ｍと共振器１０Ｑとの相対位置を所定方向に変化させられる構成であれば、移動装置４は、成形部品Ｍ又はセンサタグ１のいずれを移動させてよい（例えば、後述する図１９を参照）。

【0059】

＜リーダー２の構成＞
リーダー２は、移動装置４が成形部品Ｍを移動させている際、成形部品Ｍとセンサタグ１との相対位置が異なる複数の位置で（例えば、センサタグ１と成形部品Ｍとの相対位置が異なる位置を取る毎に）、センサタグ１に対して電磁波を送信すると共にその反射波を受信し、センサタグ１の反射波スペクトルを取得する。

【0060】

リーダー２は、送信部２１、受信部２２、及び、制御部２３を備えている（図２を参照）。

【0061】

送信部２１は、センサタグ１に対して所定の周波数の電磁波を送信する。送信部２１は、例えば、送信アンテナ、及び発振器等を含んで構成される。

【0062】

送信部２１は、例えば、単一の周波数にピーク強度を有する正弦波状の電磁波を送信する。そして、送信部２１は、送信アンテナから送信させる電磁波の送信周波数を時間的に変化させ、予め設定した所定周波数帯域内の周波数スイープを行う。送信部２１は、例えば、ＵＷＢ帯域、ミリ波帯域又はサブミリ波帯域の周波数帯域（３．１ＧＨｚ～３ＴＨｚの範囲）内で、例えば、５００ＭＨｚ以下の帯域幅毎、好ましくは１０ＭＨｚの帯域幅毎にステップ状に送信周波数を変化させながら、周波数スイープを行う。尚、送信部２１が送信する電磁波の周波数帯域は、センサタグ１の共振器１０Ｑの共振周波数が含まれるように設定される。

【0063】

尚、送信部２１は、周波数スイープに代えて、所定周波数帯において特定の強度プロファイルを有する電磁波を一括して照射を行ってもよい（即ち、インパルス方式）。

【0064】

送信部２１から送信する電磁波は、直線偏波又は円偏波のいずれであってもよい。共振器１０Ｑとして、図３に示すようなスロット型共振器を用いる場合には、共振電流を最大化する観点から、送信部２１から送信する電磁波としては、±Ｘ方向に偏波方向を有する直線偏波の電磁波を用いるのが好ましい。

【0065】

受信部２２は、例えば、受信アンテナ、及び受信アンテナが取得した反射波の受信信号に基づいて、反射波の強度や位相を検出する受信信号処理回路等を含んで構成される。そして、受信部２２は、受信アンテナにて、送信部２１が電磁波を送信した際に発生するセンサタグ１からの反射波を受信し、受信信号処理回路にて、反射波の受信信号を受信処理して、電磁波の各送信周波数において検出される反射波の強度から、センサタグ１の反射波スペクトル（周波数スペクトル）を生成する。

【0066】

尚、送信部２１及び受信部２２の信号処理回路は、ベクトルネットワークアナライザによって、一体的に構成されてもよい。

【0067】

制御部２３は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力ポート、及び出力ポート等を含んで構成されるコンピュータであり、リーダー２を統括制御する。制御部２３は、例えば、移動装置４が成形部品Ｍを移動させている際、センサタグ１と成形部品Ｍとの相対位置が異なる複数の位置で、センサタグ１の反射波スペクトルを取得するべく、所定の時間間隔で、送信部２１及び受信部２２に上記した処理を実行させる。

【0068】

制御部２３は、解析装置３及び移動装置４と通信接続されており、解析装置３及び移動装置４と相互にデータ通信する構成となっている。

【0069】

制御部２３は、例えば、センサタグ１の反射波スペクトルを取得するタイミングにあわせて、移動装置４に移動停止指令を送信して、ベルトコンベア４１の移動を一時停止させてもよい。尚、図７に示したように、リーダー２にてセンサタグ１の反射波スペクトルを取得する際に、センサタグ１を移動させて成形部品Ｍに当接させる処理を行う場合には、制御部２３は、当該タイミングにあわせて、センサタグ１を移動させるように、センサタグ１を支持する支持部材の駆動部（図示せず）に対して駆動指令を送信してもよい。

【0070】

又、制御部２３は、例えば、受信部２２で得られた反射波スペクトルのデータを、適宜なタイミングで解析装置３に送信する。

【0071】

＜解析装置３の構成＞
解析装置３は、成形部品Ｍとセンサタグ１との相対位置が異なる複数の位置で、リーダー２にて取得される反射波スペクトルに基づいて、炭素繊維Ｍａの長さを推定する。

【0072】

解析装置３は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力ポート、及び出力ポート等を含んで構成されるコンピュータであり、リーダー２及び移動装置４それぞれと相互にデータ通信可能に構成されている。但し、解析装置３とリーダー２とは、一体的に構成されてもよい。

【0073】

解析装置３の後述する各機能は、例えば、ＣＰＵがＲＯＭ、ＲＡＭ、及び記憶部３０Ｄ等に記憶された制御プログラムや各種データを参照することによって実現される。但し、各機能の一部又は全部は、ＣＰＵによる処理に代えて、又は、これと共に、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）や、専用のハードウェア回路（例えば、ＡＳＩＣ又はＦＰＧＡ）による処理によって実現されてもよい。

【0074】

解析装置３は、炭素繊維Ｍａの長さを推定するための各種演算処理を行う演算部３０と、演算部３０の演算処理に用いる各種データを記憶する記憶部３０Ｄと、を有する。記憶部３０Ｄには、例えば、リーダー２にて取得された反射波スペクトルのデータ、反射波スペクトルを解析するための学習モデルのデータ、及び、移動装置４によるベルトコンベア４１の移動制御データ等が記憶されている。尚、移動装置４の移動制御データは、例えば、ベルトコンベア４１の移動速度やベルトコンベア４１の移動量に係るデータであって、ベルトコンベア４１にて成形部品Ｍを移動させている際の成形部品Ｍの位置を特定するために用いられるデータである。

【0075】

解析装置３は、例えば、移動装置４が成形部品Ｍを移動させた際に取得される反射波スペクトルの推移から、共振ピークのピーク位置が基準位置（即ち、共振器１０Ｑ上に炭素繊維Ｍａが存在しないときの共振周波数）からピークシフトしている期間を特定する。そして、解析装置３は、例えば、共振ピークのピーク位置のピークシフトが生じているときの成形部品Ｍの移動位置を特定することで、炭素繊維Ｍａの長さを推定する。

【0076】

尚、共振ピークのピークシフトの発生の有無を判定する手法としては、反射波スペクトルから共振ピークのピーク位置を特定する手法を用いてもよいが、反射波スペクトルのスペクトルパターンを用いたパターン認識を用いてもよい。パターン認識を用いた手法としては、ロバスト性の観点から、機械学習を基調とした手法が特に有用である。この場合、検査システムＵにおける検査条件と同一の条件下で生成された学習データを用いて、共振ピークのピークシフトの発生の有無を判定する用に最適化された学習モデルを用いればよい。

【0077】

図８は、解析装置３が炭素繊維Ｍａの長さを推定する手法の一例について説明する図である。図８の右図には、成形部品Ｍの初期位置からの移動距離毎の反射波スペクトルを示している。

【0078】

まず、移動装置４が、成形部品Ｍを移動させたときに、リーダー２に取得されるセンサタグ１の反射波スペクトルの挙動について説明する。

【0079】

炭素繊維Ｍａの長さを検査する際、移動装置４は、成形部品Ｍを少しずつ＋Ｘ方向に移動させる。上記したように、センサタグ１の反射波スペクトルは、炭素繊維Ｍａがスロット１０を跨がるように配置された時に変化する。移動装置４は、スペクトル変化後も、成形部品Ｍを＋Ｘ方向に移動させる。成形部品Ｍを移動させても反射波スペクトルのパターンが変化後のままの間は、まだ炭素繊維Ｍａがスロット１０を跨がるように配置されていることを意味する。そして、炭素繊維Ｍａがスロット１０を跨がらない状態となった時（即ち、炭素繊維Ｍａの後端がスロット１０を通過し終えた時）、反射波スペクトルは、元の反射波スペクトルに戻る。

【0080】

このように、センサタグ１の反射波スペクトルは、成形部品Ｍを＋Ｘ方向に移動させている際、炭素繊維Ｍａがスロット１０を跨がるように配置されている間にのみ、共振ピークのピークシフトが生じる。これより、共振ピークのピークシフトが生じている間の成形部品Ｍの移動距離（図８中のＬ２）を記録しておき、スロット１０の幅（図８中のＬ１）と足し合わせることで、炭素繊維Ｍａの長さ（図８中のＬ０）を推定できることが分かる。

【0081】

具体的には、図８では、成形部品Ｍの移動距離が２ｍｍ～３ｍｍのときに、反射波スペクトルの共振ピークにピークシフトが生じている。ここで、共振器１０Ｑのスロット１０の幅Ｌ１を、１ｍｍとする。そうすると、炭素繊維Ｍａの長さ（図８中のＬ０）は、共振ピークのピークシフトが生じている間の成形部品Ｍの移動距離（図８中のＬ２）１ｍｍ（＝３ｍｍ－２ｍｍ）と、共振器１０Ｑのスロット１０の幅（図８中のＬ１）１ｍｍとを足し合わせて、２ｍｍと推定することができる。そして、解析装置３は、炭素繊維Ｍａの長さに係る検査結果として、炭素繊維Ｍａのサイズの推定値を出力する。

【0082】

但し、解析装置３は、炭素繊維Ｍａの長さに係る検査結果として、炭素繊維Ｍａの長さに係る検査結果として、炭素繊維Ｍａのサイズの推定値を出力する態様に代えて、炭素繊維Ｍａのサイズが所定以上のサイズを有するか否かの判定結果を出力する構成であってもよい。この場合には、スロット１０の幅（図８中のＬ１）を、検査対象の長さと設定しておいてもよい。かかる態様とすることによって、解析装置３は、移動装置４の移動距離を特定することなく、反射波スペクトルの共振ピークにピークシフトが生じるか否かを判定することで、炭素繊維Ｍａのサイズが所定以上のサイズを有するか否かを判定することが可能である。

【0083】

図９は、検査システムＵの動作例を示すフローチャートである。図９のフローチャートの処理は、例えば、リーダー２の制御部２３が主体となって、解析装置３及び移動装置４を統括制御することで実行される。

【0084】

まず、ユーザからの検査開始指令にあわせて、移動装置４は、ベルトコンベア４１を稼働させて、成形部品Ｍを＋Ｘ方向に移動させる（ステップＳ１０） 。

【0085】

次に、リーダー２は、所定の時間間隔で、ベルトコンベア４１を一時停止させて、成形部品Ｍとセンサタグ１との相対位置が異なる複数の位置で、センサタグ１に対して電磁波を送信するとともに、反射波を受信して、センサタグ１の反射波スペクトルを取得する（ステップＳ２０）。そして、リーダー２は、成形部品Ｍがセンサタグ１の上方を通過し終えるに移動するまで、センサタグ１の反射波スペクトルを取得する処理を繰り返し実行する。そして、リーダー２は、成形部品Ｍがセンサタグ１の上方を通過し終えた後、解析装置３に対して、センサタグ１の反射波スペクトルのデータを送信する。

【0086】

次に、解析装置３は、リーダー２にて取得された反射波スペクトルの推移を解析し、成形部品Ｍ中の炭素繊維Ｍａの長さを推定する（ステップＳ３０）。

【0087】

このステップＳ３０において、解析装置３は、移動装置４から、成形部品Ｍの初期位置からの移動距離を示す移動制御データ（例えば、ベルトコンベア４１の時間毎の移動量に係るデータ）を取得するとともに、リーダー２から、移動装置４が成形部品Ｍを移動させた際に取得されたセンサタグ１の反射波スペクトルの推移のデータを取得する。そして、解析装置３は、成形部品Ｍの移動位置と、センサタグ１の反射波スペクトルと、を対応付ける。次に、解析装置３は、センサタグ１の反射波スペクトルの推移から、共振ピークのピークシフトが生じているときの成形部品Ｍの移動位置（図８では、２ｍｍ、２．５ｍｍ、３ｍｍ）を特定し、共振ピークのピークシフトが生じている間の成形部品Ｍの移動距離を算出するとともに、予め記憶部３０Ｄ等に記憶された共振器１０Ｑのスロット１０の幅を読み出し、これらを足しあわせる。これによって、解析装置３は、炭素繊維Ｍａの長さを推定する。

【0088】

［効果］
以上のように、本実施形態に係る検査システムＵは、
金属パターンによって形成され、所定周波数の電磁波に共振する共振器１０Ｑを有し、共振器１０Ｑに重なるように検査対象物Ｍ中の含有物Ｍａが配置された状態を検知するセンサタグ１と、
検査対象物Ｍとセンサタグ１との相対位置が異なる複数の位置で、センサタグ１に対して電磁波を送信すると共にその反射波を受信して、前記反射波の周波数スペクトルを取得するリーダー２と、
リーダー２により前記複数の位置それぞれで取得された前記周波数スペクトルに基づいて、検査対象物Ｍ中の含有物Ｍａのサイズを推定する解析装置３と、
を備えている。

【0089】

従って、本実施形態に係る検査システムＵによれば、非破壊で且つ簡易な手法で、検査対象物Ｍ中の含有物Ｍａのサイズを検査することが可能である。加えて、本実施形態に係る検査システムＵは、検査対象物Ｍ全体中の含有物Ｍａのサイズをライン作業として検査することが可能であるため、生産現場における品質管理プロセスに好適に適用可能である。

【0090】

（変形例１）
上記実施形態に係る検査システムＵでは、移動装置４による成形部品Ｍの移動経路中に、１個のセンサタグ１のみを配設する態様を示したが、センサタグ１は、成形部品Ｍの移動経路の通過領域の周囲に複数配設されるのが好ましい。

【0091】

図１０は、変形例１に係る検査システムＵの構成を示す図である。尚、図１０では、説明の便宜として、センサタグ１とリーダー２のみを示している。

【0092】

図１０では、成形部品Ｍを挟むように、成形部品Ｍの通過領域の上下に、２個のセンサタグ１が配設された態様を示している。そして、上側のセンサタグ１は、成形部品Ｍ中の上面側の含有物Ｍａが自身に重なるように配置された状態に感応し、下側のセンサタグ１は、成形部品Ｍ中の下面側の含有物Ｍａが自身に重なるように配置された状態に感応する。

【0093】

変形例１に係る検査システムＵでは、かかる構成によって、成形部品Ｍ中の上面側に存在する炭素繊維Ｍａの長さを検査すると共に、成形部品Ｍ中の下面側に存在する炭素繊維Ｍａの長さを検査することを可能としている。

【0094】

尚、ここでは、成形部品Ｍの移動経路の通過領域の周囲に配設するセンサタグ１の個数を２個としているが、成形部品Ｍの外形に沿ってその個数を適宜設定するのが好ましい。これによって、成形部品Ｍ全体中の炭素繊維Ｍａの長さを検査することが可能となる。

【0095】

（変形例２）
上記実施形態に係る検査システムＵでは、検査対象物Ｍ中の含有物Ｍａの特定の一方向のサイズ（上記では、炭素繊維Ｍａの長さ）のみを検査する態様を示したが、検査システムＵは、検査対象物Ｍ中の含有物Ｍａの二以上の方向のサイズの検査を実施し得るように構成されてもよい。尚、本変形例は、検査対象物Ｍ中の含有物Ｍａが、短手方向においてもある程度のサイズを有する対象物である場合に好適に適用される。

【0096】

図１１は、変形例２に係る検査システムＵの構成を示す図である。図１１では、上記実施形態と同一のセンサタグ１を用いて、含有物Ｍａの幅（含有物Ｍａの短手方向のサイズを表す。以下同じ）を検査する態様を示している。

【0097】

変形例２に係る検査システムＵでは、移動装置４が、成形部品Ｍを回転可能に構成され、含有物Ｍａの長さの検査処理の後、図１１に示すように、成形部品Ｍを９０°回転させて、含有物Ｍａの短手方向が＋Ｘ方向を向いた状態とする。そして、移動装置４は、再度、含有物Ｍａが共振器１０Ｑ上を通過するように、成形部品Ｍを＋Ｘ方向に移動させる。

【0098】

リーダー２は、上記実施形態と同様、移動装置４が成形部品Ｍを移動させている間、成形部品Ｍと共振器１０Ｑとの相対位置が異なる状態毎に、センサタグ１の反射波スペクトルを取得する。

【0099】

解析装置３は、リーダー２により取得される反射波スペクトルの推移に基づいて、含有物Ｍａの幅を推定する。このときの推定方法自体は、図９を参照して説明した通りである。つまり、解析装置３は、スペクトル変化時の移動距離を算出し、スロット１０の幅と足し合わせることで、含有物Ｍａの幅を推定する。図１１では、成形部品Ｍの移動距離が２．５ｍｍのときのみに、反射波スペクトルの共振ピークにピークシフトが生じているので、スペクトル変化時の移動距離は、０ｍｍである。ここで、共振器１０Ｑのスロット１０の幅を１ｍｍとすると、解析装置３は、含有物Ｍａの幅を、１ｍｍと推定することができる。

【0100】

以上のように、変形例２に係る検査システムＵによれば、成形部品Ｍ中の含有物Ｍａの二以上の方向のサイズを検査することが可能である。尚、これによって、含有物Ｍａの形状を推定することも可能である。

【0101】

尚、ここでは、移動装置４は、成形部品Ｍを回転させる構成としているが、回転対象は、センサタグ１であってもよい。但し、この場合、センサタグ１の回転角度に合わせて、リーダー２の偏波方向も回転させるのが好ましい（例えば、送信電磁波を、±Ｘ方向の直線偏波の電磁波から、±Ｙ方向の直線偏波の電磁波とする）。

【0102】

（変形例３）
上記実施形態に係る検査システムＵでは、センサタグ１が一個の共振器１０Ｑのみを有する態様を示したが、センサタグ１は、短手方向の幅が互いに異なる複数個の共振器１０Ｑを有する構成とするのが好ましい。

【0103】

図１２は、変形例３に係る検査システムＵのセンサタグ１の構成を示す図である。図１３は、変形例３に係るセンサタグ１を用いた含有物Ｍａのサイズ検査の処理について説明する図である。

【0104】

本変形例に係るセンサタグ１は、短手方向の幅が互いに異なる３個の共振器１０Ｑを有している（以下では、「第１共振器１０Ｑａ」、「第２共振器１０Ｑｂ」、「第３共振器１０Ｑｃ」とも称する）。尚、ここでは、例えば、第１共振器１０Ｑａの短手方向の幅（スロット１０ａの幅）Ｌ１ａは０．１ｍｍ、第２共振器１０Ｑｂの短手方向の幅（スロット１０ｂの幅）Ｌ１ｂは０．２ｍｍ、第３共振器１０Ｑｃの短手方向の幅（スロット１０ｃの幅）Ｌ１ｃは０．３ｍｍに設定されているものとする。

【0105】

第１共振器１０Ｑａ、第２共振器１０Ｑｂ、及び第３共振器１０Ｑｃは、共振器１０Ｑの短手方向が±Ｘ方向に向き、且つ、±Ｘ方向に沿って並んで配列されている。又、第１共振器１０Ｑａ、第２共振器１０Ｑｂ、及び第３共振器１０Ｑｃは、互いに異なる共振周波数を有するように、長手方向の長さが互いに異なる。

【0106】

これによって、第１共振器１０Ｑａ、第２共振器１０Ｑｂ、及び第３共振器１０Ｑｃそれぞれが、検査対象物Ｍ中の炭素繊維Ｍａの長さを検査する別個のセンサタグとして機能する。そして、本変形例に係る検査システムＵでは、（１）炭素繊維Ｍａの長さが、第１共振器１０Ｑａの幅（即ち、スロット１０ａの幅）以上であるか、（２）炭素繊維Ｍａの長さが、第２共振器１０Ｑｂの幅（即ち、スロット１０ｂの幅）以上であるか、（３）炭素繊維Ｍａの長さが、第３共振器１０Ｑｃの幅（即ち、スロット１０ｃの幅）以上であるか、という３つのセンサタグ情報をもとに、炭素繊維Ｍａの長さを推定する。

【0107】

成形部品Ｍのサイズの検査時、移動装置４は、少しずつ成形部品Ｍを＋Ｘ方向に移動させ、炭素繊維Ｍａを、第１共振器１０Ｑａ、第２共振器１０Ｑｂ、及び第３共振器１０Ｑｃそれぞれの上を通過させる。そして、リーダー２は、炭素繊維Ｍａが、第１共振器１０Ｑａ、第２共振器１０Ｑｂ、及び第３共振器１０Ｑｃそれぞれの上を通過するときの反射波スペクトルを取得する。

【0108】

尚、リーダー２は、第１共振器１０Ｑａ、第２共振器１０Ｑｂ、及び第３共振器１０Ｑｃそれぞれと対向するように、別個の送信部２１及び受信部２２を有していてもよい。

【0109】

本変形例に係る検査システムＵでは、第１共振器１０Ｑａ、第２共振器１０Ｑｂ、及び第３共振器１０Ｑｃそれぞれの共振ピークのピーク位置で異なるサイズの検出が可能である。

【0110】

例えば、図１３の例では、炭素繊維Ｍａが第１共振器１０Ｑａ上を通過した際には、第１共振器１０Ｑはこれに感応して、共振ピークの位置をシフトさせているため、炭素繊維Ｍａの長さは、第１共振器１０Ｑａのスロット１０ａの幅（０．１ｍｍ）よりも大きいと分かる。又、炭素繊維Ｍａが第２共振器１０Ｑｂ上を通過した際には、第２共振器１０Ｑｂはこれに感応して、共振ピークの位置をシフトさせているため、炭素繊維Ｍａの長さは、第２共振器１０Ｑｂのスロット１０ｂの幅（０．２ｍｍ）よりも大きいと分かる。一方、炭素繊維Ｍａが第３共振器１０Ｑｃ上を通過した際には、第３共振器１０Ｑｃはこれに感応しておらず、共振ピークの位置をシフトさせていないため、炭素繊維Ｍａの長さは、第２共振器１０Ｑｂのスロット１０の幅（０．３ｍｍ）以下であると分かる。即ち、図１３の例では、炭素繊維Ｍａの長さは、０．２ｍｍ～０．３ｍｍであると推定することが可能である。

【0111】

尚、本変形例に係る検査システムＵでは、第１共振器１０Ｑａ、第２共振器１０Ｑｂ、及び第３共振器１０Ｑｃそれぞれの共振ピークのピーク位置の変化で、炭素繊維Ｍａのサイズを推定することができるため、成形部品Ｍの位置を特定するための成形部品Ｍの移動距離の記憶は不要である。

【0112】

以上のように、変形例３に係る検査システムＵによれば、移動装置４が汎用的なベルトコンベア４１によって構成されているような場合（即ち、検査対象物Ｍを高精度に移動制御することが困難な場合）にも、検査対象物Ｍ中の含有物Ｍａのサイズを精度良く検査することが可能である。

【0113】

尚、本変形例に係るセンサタグ１においては、複数の共振器１０Ｑを、短手方向が±Ｘ方向に向き、且つ、±Ｘ方向に沿って並んで配列される。本願の発明者らの知見によると、かかる構成にあっては、隣接する共振器１０Ｑ同士が共振時に相互作用して、信号強度を増幅するように機能する（例えば、国際公開第２０２１／０３９６６２号を参照）。そのため、１個の共振器１０Ｑ単独で炭素繊維Ｍａの長さを検査する場合よりも、反射波スペクトル中に表れる共振ピークのＳＮ比を良好にすることが可能であり、高精度な検査処理にも資する。

【0114】

（変形例４）
上記実施形態では、センサタグ１に形成する共振器１０Ｑとして、Ｉ字状のスロット共振器を示した。しかしながら、センサタグ１に形成する共振器１０Ｑとしては、種々のパターンの共振器１０Ｑを用いることが可能である。

【0115】

図１４は、本変形例に係るセンサタグ１の構成を示す図である。又、図１４には、本変形例に係るセンサタグ１に電磁波を照射した際に得られる反射波スペクトルを示している。図１４の上図は、炭素繊維Ｍａが共振器１０Ｑ上に存在しない場合の反射波スペクトルを示し、図１４の左図は、炭素繊維Ｍａが共振器１０Ｑの短手方向の幅を跨がっていない場合の反射波スペクトルを示し、図１４の右図は、炭素繊維Ｍａが共振器１０Ｑの短手方向の幅を跨がっている場合の反射波スペクトルを示している。

【0116】

本変形例では、センサタグ１に形成する共振器１０Ｑとして、Ｕ字状のストリップ型の共振器１０Ｑを用いた態様を示している。Ｕ字状のストリップ型の共振器１０Ｑは、例えば、誘電体基板１４上に形成されたＵ字状のストリップ導体１３により構成される。尚、誘電体基板１４の裏面には、信号強度を増幅する観点からベタ導体が配されてもよい。

【0117】

Ｕ字状のストリップ型共振器１０Ｑは、典型的には、Ｕ字状のストリップ導体１３の一端と他端との間の長さが、自身に照射された電磁波の略λ／２に相当する周波数の時に共振する。尚、ここでは、本変形例に係るセンサタグ１は、Ｕ字状のストリップ型共振の共振周波数に対応する電磁波が照射されたときに電磁波を反射し、それ以外の周波数の電磁波が照射されたときには当該電磁波のエネルギーを吸収又は透過させるように構成されている（図１４の反射波スペクトル中では、凸位置が共振ピーク位置に相当する）。

【0118】

図１４から分かるように、本変形例に係るセンサタグ１においては、炭素繊維Ｍａが、Ｕ字のストリップ型共振器１０Ｑの短手方向の幅を跨がるように存在する場合（ここでは、Ｕ字の一端側及び他端側を跨いだ状態を意味する。以下同じ）、共振ピークのピーク位置にシフトが生じる。尚、ストリップ型共振器１０Ｑにおいては、共振電流は、ストリップ導体１３中を通流するため、平面視で、成形部品ＭがＵ字のストリップ導体１３の一端側及び他端側と重なり合う状態となったときに、共振ピークのピーク位置にシフトが生じる。

【0119】

本変形例に係るセンサタグ１を用いた炭素繊維Ｍａの長さの検査方法自体は、図８を参照して説明した通りである。移動装置４にて、少しずつ成形部品Ｍ（又はセンサタグ１）を＋Ｘ方向に移動させる。そして、炭素繊維Ｍａが共振器１０Ｑを跨がるように配置された時に、スペクトルが変化する。スペクトル変化後も、炭素繊維Ｍａを＋Ｘ方向に移動させる。そして、炭素繊維Ｍａがスロット１０を跨がらない状態となった時、反射波スペクトルは、元の反射波スペクトルに戻る。そして、解析装置３は、スペクトル変化時の移動距離を記録しておき、スロット１０の幅の値と足し合わせることで、炭素繊維Ｍａの長さを推定する。

【0120】

以上のように、変形例４に係る検査システムＵによっても、非破壊で且つ簡易な手法で、検査対象物Ｍ中の含有物Ｍａのサイズを検査することが可能である。

【0121】

（変形例５）
センサタグ１に形成する共振器１０Ｑとしては、台形や三角形などの幅が不均一な構造を有する共振器１０Ｑを採用してもよい。

【0122】

図１５Ａは、本変形例に係る共振器１０Ｑの構成を示す図である。図１５Ｂは、図１５Ａに示す共振器１０Ｑを用いた炭素繊維Ｍａの長さの検査方法の一例を示す図である。図１５Ｃは、図１５Ａに示す共振器１０Ｑを用いた炭素繊維Ｍａの長さの検査方法の他の一例を示す図である。

【0123】

本変形例に係る共振器１０Ｑは、Ｖ字状のストリップ型共振器であって、共振器１０Ｑの短手方向の幅が不均一な構造を呈している。

【0124】

本変形例に係る共振器１０Ｑを用いた検査システムＵにおいては、例えば、図１５Ｂのように、共振器１０Ｑは、長手方向を＋Ｘ方向（検査対象物Ｍの移動方向）に向けた状態で配設され、検査対象物Ｍは、炭素繊維Ｍａの長手方向を＋Ｘ方向（検査対象物Ｍの移動方向）と直交する方向（即ち、±Ｙ方向）に向けて移動装置４に移動させられる構成となっている。

【0125】

図１４を参照して上記したように、炭素繊維Ｍａが共振器１０Ｑの幅を跨がるように置かれた時に、スペクトルが変化する。検査対象物Ｍが＋Ｘ方向に移動した際、炭素繊維Ｍａが共振器１０Ｑを跨ぐ位置によって、共振電流が通流する長さが変化するため、反射波スペクトル中において共振ピーク（共振周波数）が表出する位置も変わることになる。そのため、炭素繊維Ｍａが共振器１０Ｑを跨いだ位置の幅の長さから、炭素繊維Ｍａの長さに関する情報を取得できる。

【0126】

又、本変形例に係る共振器１０Ｑを用いた炭素繊維Ｍａの長さの検査は、図１５Ｃのような方法で実施することも可能である。図１５Ｃでは、共振器１０Ｑは、短手方向を＋Ｘ方向（検査対象物Ｍの移動方向）に向けた状態で配設され、検査対象物Ｍは、炭素繊維Ｍａの長手方向を＋Ｘ方向（検査対象物Ｍの移動方向）に向けて移動装置４に移動させられる構成となっている。そして、この検査方法では、移動装置４は、共振器１０Ｑの±Ｙ方向の位置をずらして、複数回に亘って（図１５Ｃでは、±Ｙ方向の位置がＰ１、Ｐ２、Ｐ３の３箇所の位置で）、検査対象物Ｍ（炭素繊維Ｍａ）を＋Ｘ方向に沿って共振器１０Ｑ上を通過させる。尚、

【0127】

この際、同一のセンサタグ１内で共振器１０Ｑの幅が異なるため、検査対象物Ｍを＋Ｘ方向に移動させた際、共振器１０Ｑを跨ぐ±Ｙ方向の位置によって、スペクトルが変化する場合と変化しない場合とが観察されることになる。尚、図１５Ｃでは、±Ｙ方向の位置がＰ１及びＰ２のときには、スペクトルが変化し、±Ｙ方向の位置がＰ３のときには、スペクトルが変化しない態様を示しており、これにより、炭素繊維Ｍａの長さは、±Ｙ方向が位置Ｐ２における共振器１０Ｑの幅以上であり、且つ、±Ｙ方向が位置Ｐ３における共振器１０Ｑの幅未満であると推定できる。つまり、図１５Ｃの方法では、共振器１０Ｑの幅を跨ぐ移動を複数回実施することで、炭素繊維Ｍａの長さを、〇〇ｍｍ以上で且つ××ｍｍ以下のように、推定することが可能である。

【0128】

尚、図１５Ａ～図１５Ｃでは、共振器１０Ｑとして、Ｖ字状のストリップ型共振器を用いた態様を示したが、本変形例に係る共振器１０Ｑとしては、スロット型共振器を用いることも可能である。

【0129】

図１６Ａは、本変形例の他の態様に係る共振器１０Ｑの構成を示す図である。図１６Ｂは、図１６Ａに示す共振器１０Ｑを用いた炭素繊維Ｍａの長さの検査方法の一例を示す図である。図１６Ｃは、図１６Ａに示す共振器１０Ｑを用いた炭素繊維Ｍａの長さの検査方法の他の一例を示す図である。

【0130】

図１６Ａは、センサタグ１に形成する共振器１０Ｑとして、三角形状のスロット型共振器を用いた態様を示している。又、図１６Ｂ及び図１６Ｃは、それぞれ、図１５Ｂ及び図１５Ｃと同様の検査方法を示している。

【0131】

以上のように、変形例５に係る検査システムＵによれば、１個の共振器１０Ｑのみで、検査対象物Ｍの含有物Ｍａのサイズを検査することが可能である。

【0132】

尚、本変形例に係る検査システムＵでは、共振ピークのピーク位置の変化態様から、検査対象物Ｍの含有物Ｍａのサイズを推定することができるため、検査対象物Ｍの位置を特定するための検査対象物Ｍの移動距離の記憶を省略することも可能である。

【0133】

（変形例６）
本開示に係るセンサタグ１としては、共振器１０Ｑの短手方向の幅を変更可能な共振器１０Ｑを採用してもよい。

【0134】

図１７は、本変形例に係るセンサタグ１の構成を示す図である。尚、図１７では、センサタグ１を平面視した図を示している。

【0135】

本変形例に係るセンサタグ１は、同一平面内に隣接して配された二枚の金属板１１ａ、１１ｂを有し、共振器１０Ｑ（ここでは、スロット型共振器）は、金属板１１ａの縁部と金属板１１ｂの縁部とを突き合わせた際に、その間に形成されるスロット１０によって構成されている。そして、本変形例に係るセンサタグ１において、金属板１１ａと金属板１１ｂの少なくとも一方は、金属板１１ａの縁部と金属板１１ｂの縁部とを突き合わせる方向に沿って移動可能に構成される。これによって、スロット１０の短手方向の幅が可変となっている。

【0136】

尚、図１７の左図は、金属板１１ａと金属板１１ｂの間に、短手方向の幅がＬｔ１のスロット１０が形成された態様を示し、図１７の右図は、金属板１１ａと金属板１１ｂの間に、短手方向の幅がＬｔ２のスロット１０が形成された態様を示している。

【0137】

上記したように、センサタグ１は、含有物Ｍａがスロット１０を跨いだ状態を検知するように構成されるため、スロット１０の短手方向の幅は、検査対象物Ｍ中の含有物Ｍａのサイズを推定する際の基準となる。この点、本変形例に係るセンサタグ１のように、スロット１０の短手方向の幅を変更可能に構成することで、かかる基準を変更することが可能となる。これによって、例えば、移動装置４の移動距離を記憶することなく、１個のセンサタグ１で、検査対象物Ｍ中の含有物Ｍａのサイズが基準値以上であるか否か等を検査することが可能となる。

【0138】

尚、図１７では、共振器１０Ｑがスロット型共振器である場合にスロット１０の短手方向の幅を変更可能とする構成を示したが、共振器１０Ｑがストリップ型共振器である場合にも、移動可能な二枚の金属板１１ａ、１１ｂにて、共振器１０Ｑの短手方向の幅を変更することが可能である。

【0139】

（変形例７）
本開示に係る検査システムＵでは、インク吐出部５を用いて、共振器１０Ｑ（ここでは、スロット型共振器）の短手方向の幅を変更可能としてもよい。

【0140】

図１８は、本変形例に係る検査システムＵの構成を示す図である。

【0141】

本開示に係る検査システムＵは、センサタグ１に対向して配設されたインク吐出部５を更に備える。そして、インク吐出部５から共振器１０Ｑを形成する導体領域又はスロット領域に対して導電性インク５Ｔを吐出することで、共振器１０Ｑの短手方向の幅を設定変更する。

【0142】

本変形例に係る検査システムＵによっても、変形例６と同様に、共振器１０Ｑの短手方向の幅を変更することが可能である。

【0143】

（変形例８）
本開示に係る検査システムＵでは、移動装置４にて成形部品Ｍを移動させる構成に代えて、移動装置４にてセンサタグ１を移動させる構成であってもよい。

【0144】

図１９は、本変形例に係る移動装置４の構成を示す図である。

【0145】

本変形例に係る移動装置４は、例えば、センサタグ１及びリーダー２を一体的に把持するロボットハンド４２によって構成される。そして、移動装置４は、ロボットハンド４２にて、成形部品Ｍ（即ち、炭素繊維Ｍａ）とセンサタグ１（即ち、共振器１０Ｑ）とが対向した状態で、センサタグ１及びリーダー２を＋Ｘ方向に移動させる。

【0146】

この際、成形部品Ｍは、例えば、所定位置に固定されたままの状態としてもよい。

【0147】

本変形例に係る検査システムＵによれば、成形部品Ｍを所定位置に固定した状態で、成形部品Ｍ中の炭素繊維Ｍａの長さの検査が可能である。そのため、本変形例に係る検査システムＵは、成形部品Ｍが大きな構造物である場合等に有用である。

【0148】

（その他の実施形態）
上記実施形態では、検査システムＵを適用する検査対象物Ｍの一例として、炭素繊維を含有する樹脂材料を示した。しかしながら、検査システムＵは、任意の検査対象物に適用可能である。検査対象物Ｍとしては、例えば、主成分がセラミックで構成された誘電体材料であってもよい。又、含有物Ｍａとしては、例えば、カーボンナノチューブや導電性高分子等の線状又は繊維状の導体であってもよい。

【0149】

又、その他、含有物Ｍａとしては、誘電体材料であってよい。含有物Ｍａが誘電体材料である場合には、含有物Ｍａが導体である場合のピークシフトの原理とは異なり、共振器１０Ｑは、含有物Ｍａが自身に重なるように配置されたときの、自身の周囲の誘電率の変化から共振ピークのピーク位置を変化させる。検査システムＵは、この場合にも、移動装置４により、検査対象物Ｍが移動させられたときに得られる反射波スペクトルの推移から、含有物Ｍａのサイズを把握することが可能である。

【0150】

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

【産業上の利用可能性】

【0151】

本開示に係る検査システムによれば、非破壊で且つ簡易な手法で、検査対象物中の含有物のサイズを検査することが可能である。

【符号の説明】

【0152】

Ｕ 検査システム
１ センサタグ
１０ スロット
１０Ｑ 共振器
１１ 金属材料
１１ａ、１１ｂ 金属板
１３ ストリップ導体
１４ 誘電体基板
２ リーダー
２１ 送信部
２２ 受信部
２３ 制御部
３ 解析装置
３０ 演算部
３０Ｄ 記憶部
４ 移動装置
４１ ベルトコンベア
４２ ロボットハンド
５ インク吐出部
Ｍ 検査対象物（成形部品）
Ｍａ 含有物（炭素繊維）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15A】

【図15B】

【図15C】

【図16A】

【図16B】

【図16C】

【図17】

【図18】

【図19】