特開 2022-191735 膜状体の異物検出装置

(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】P2022191735

(43)【公開日】2022-12-28

(54)【発明の名称】膜状体の異物検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/892 20060101AFI20221221BHJP

   G01N 21/3581 20140101ALI20221221BHJP

【ＦＩ】

G01N21/892 Z

G01N21/3581

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021100145

(22)【出願日】2021-06-16

(71)【出願人】

【識別番号】000000033

【氏名又は名称】旭化成株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(72)【発明者】

【氏名】射庭 彩人

(72)【発明者】

【氏名】池田 誠人

【テーマコード（参考）】

2G051

2G059

【Ｆターム（参考）】

2G051AA40

2G051AA41

2G051BA04

2G051BB09

2G051CA01

2G051CB01

2G051DA06

2G059AA05

2G059BB10

2G059DD12

2G059EE02

2G059HH01

2G059HH05

2G059JJ11

2G059KK01

(57)【要約】

【課題】より小さな異物を検出可能なフィルムの異物検出装置を提供する。
【解決手段】異物検出装置１は、電磁波Ａ１を発信する発信部１０と、発信部１０から発した電磁波Ａ１を集光しフィルムＦに照射するスーパーオシレーションレンズ１１と、スーパーオシレーションレンズ１１によって電磁波Ａ１が照射されたフィルムＦから出力された出力波Ａ２を受信する受信部１２と、受信部１２で受信した出力波Ａ２に基づいて異物の有無を判断する判断部１３と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

膜状体の異物を検出する異物検出装置であって、
電磁波を発信する発信部と、
前記発信部から発した電磁波を集光し膜状体に照射するスーパーオシレーションレンズと、
前記スーパーオシレーションレンズによって電磁波が照射された膜状体から出力された出力波を受信する受信部と、
前記受信部で受信した出力波に基づいて異物の有無を判断する判断部と、を備える、膜状体の異物検出装置。

【請求項2】

前記スーパーオシレーションレンズは、前記膜状体の短辺方向の全幅に亘る線状の集光スポットを形成する、請求項１に記載の膜状体の異物検出装置。

【請求項3】

前記スーパーオシレーションレンズは、平行に並べて配置された複数のスリットを有し、
複数の前記スリットは、前記電磁波の波長よりも短い幅を有する、請求項１または２に記載の膜状体の異物検出装置。

【請求項4】

前記複数のスリットは、当該スリットの長手方向が、長尺状の前記膜状体の長辺方向に対して垂直になるように向けられ、前記膜状体の長辺方向に沿って並べて配置されている、請求項３に記載の膜状体の異物検出装置。

【請求項5】

前記複数のスリットは、長尺状の前記膜状体の短辺方向の幅と同程度かそれ以上の長さを有する、請求項３または４に記載の膜状体の異物検出装置。

【請求項6】

前記スーパーオシレーションレンズは、電磁波の入射面と出射面とが互いに平行であり、かつ、平坦な形状を有する、請求項１～５のいずれか一項に記載の膜状体の異物検出装置。

【請求項7】

前記スーパーオシレーションレンズは、出射面と前記膜状体の表面とが平行となるように配置される、請求項１～６のいずれか一項に記載の膜状体の異物検出装置。

【請求項8】

前記受信部は、複数配置されている、請求項１～７のいずれか一項に記載の膜状体の異物検出装置。

【請求項9】

前記複数の受信部は、長尺状の前記膜状体の短辺方向に沿って並べて配置されている、請求項８に記載の膜状体の異物検出装置。

【請求項10】

前記複数の受信部の少なくとも１つの受信部は、前記膜状体の長辺方向に対して、他の受信部と異なる位置に配置されている、請求項８または９に記載の膜状体の異物検出装置。

【請求項11】

前記判断部は、出力波の強度の変化に基づいて、異物の有無を判断する、請求項１～１０のいずれか一項に記載の膜状体の異物検出装置。

【請求項12】

前記発信部の電磁波は、３０ＧＨｚ以上１０ＴＨｚ以下の周波数を有する、請求項１～１１のいずれか一項に記載の膜状体の異物検出装置。

【請求項13】

前記スーパーオシレーションレンズは、電磁波の照射方向に沿って並べて配置された複数の膜状体に対し電磁波を照射可能に構成され、
前記受信部は、前記複数の膜状体から出力された出力波を受信可能に構成されている、請求項１～１２のいずれか一項に記載の膜状体の異物検出装置。

【請求項14】

前記発信部及び前記スーパーオシレーションレンズを少なくとも有する光学系を、膜状体に対し相対的に走査させる走査部を、さらに備える、請求項１～１３のいずれか一項に記載の膜状体の異物検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、膜状体の異物検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来のフィルムの異物検出装置として、照明光をフィルムに照射し、異物から発生する散乱光を検出するものがある（特許文献１参照）。また、その際に一般的なレンズで電磁波の照射範囲を絞ることで、スポット（観察視野内）に異物が存在した場合に、全反射波の周波数および/またはスペクトルのうち、異物の反射波の周波数またはスペクトルの比率（ＳＮ）を高めて検出感度を上げて計測していた（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第５６１５９４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、照明光などの電磁波の照射範囲を絞ることができる範囲は、レンズの大きさと焦点距離で決まる回折限界で表現され、現実的に製作できるレンズの大きさから使用する波長程度が下限とされており、実際には、照射範囲を絞ることが可能な範囲は、使用する電磁波の波長の等倍程度にとどまる。したがって、異物が小さくなればなるほど、異物の周囲から反射した電磁波が、異物自体から反射した電磁波よりも強くなり、異物の正確な検出が難しくなる。フィルムの異物検出の要求精度は年々上がっており、フィルムのより小さな異物を検知する異物検出装置が求められている。

【0005】

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、従来のレンズの回析限界よりも小さな範囲に電磁波の照射範囲を絞ることを可能とし、より小さな異物を検出可能なフィルムなどの膜状体の異物検出装置を提供することをその目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、スーパーオシレーションの技術を用いることで上記課題が解決されることを見出し、本発明を完成するに至った。即ち、本発明の態様は以下を含む。

【0007】

（１）膜状体の異物を検出する異物検出装置であって、電磁波を発信する発信部と、前記発信部から発した電磁波を集光し膜状体に照射するスーパーオシレーションレンズと、前記スーパーオシレーションレンズによって電磁波が照射された膜状体から出力された出力波を受信する受信部と、前記受信部で受信した出力波に基づいて異物の有無を判断する判断部と、を備える、膜状体の異物検出装置。
（２）前記スーパーオシレーションレンズは、前記膜状体の短辺方向の全幅に亘る線状の集光スポットを形成する、（１）に記載の膜状体の異物検出装置。
（３）前記スーパーオシレーションレンズは、平行に並べて配置された複数のスリットを有し、複数の前記スリットは、前記電磁波の波長よりも短い幅を有する、（１）または（２）に記載の膜状体の異物検出装置。
（４）前記複数のスリットは、当該スリットの長手方向が、長尺状の前記膜状体の長辺方向に対して垂直になるように向けられ、前記膜状体の長辺方向に沿って並べて配置されている、（３）に記載の膜状体の異物検出装置。
（５）前記複数のスリットは、長尺状の前記膜状体の短辺方向の幅と同程度かそれ以上の長さを有する、（３）または（４）に記載の膜状体の異物検出装置。
（６）前記スーパーオシレーションレンズは、電磁波の入射面と出射面とが互いに平行であり、かつ、平坦な形状を有する、（１）～（５）のいずれか一項に記載の膜状体の異物検出装置。
（７）前記スーパーオシレーションレンズは、出射面と前記膜状体の表面とが平行となるように配置される、（１）～（６）のいずれか一項に記載の膜状体の異物検出装置。
（８）前記受信部は、複数配置されている、（１）～（７）のいずれか一項に記載の膜状体の異物検出装置。
（９）前記複数の受信部は、長尺状の前記膜状体の短辺方向に沿って並べて配置されている、（８）に記載の膜状体の異物検出装置。
（１０）前記複数の受信部の少なくとも１つの受信部は、前記膜状体の長辺方向に対して、他の受信部と異なる位置に配置されている、（８）または（９）に記載の膜状体の異物検出装置。
（１１）前記判断部は、出力波の強度の変化に基づいて、異物の有無を判断する、（１）～（１０）のいずれか一項に記載の膜状体の異物検出装置。
（１２）前記発信部の電磁波は、３０ＧＨｚ以上１０ＴＨｚ以下の周波数を有する、（１）～（１１）のいずれか一項に記載の膜状体の異物検出装置。
（１３）前記スーパーオシレーションレンズは、電磁波の照射方向に沿って並べて配置された複数の膜状体に対し電磁波を照射可能に構成され、前記受信部は、前記複数の膜状体から出力された出力波を受信可能に構成されている、（１）～（１２）のいずれか一項に記載の膜状体の異物検出装置。
（１４）前記発信部及び前記スーパーオシレーションレンズを少なくとも有する光学系を、膜状体に対し相対的に走査させる走査部を、さらに備える、（１）～（１３）のいずれか一項に記載の膜状体の異物検出装置。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、より小さな異物を検出可能な膜状体の異物検出装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】異物検出装置の構成の一例を示す模式図である。

【図2】異物検出装置のスーパーオシレーションレンズを上面から見た模式図である。

【図3】異物検出装置のスーパーオシレーションレンズを通過しフィルムに照射される電磁波と、その強度分布を示す模式図である。

【図4】スーパーオシレーションレンズのスリット配置により作成される電磁波の強度分布について説明する説明図である。

【図5】出力波の一例を示す説明図である。

【図6】２枚のフィルムの異物を検出する異物検出装置の構成を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態について説明する。

【0011】

図１は、本実施の形態にかかる異物検出装置１の構成の一例を示す模式図である。異物検出装置１は、検出対象Ｆの表面や検出対象Ｆの内部に入り込んだ異物を検出するためのものである。本実施形態にかかる異物検出装置は、検出対象が膜状体である場合に好適である。検出対象の膜状体としては、例えば、フィルム、ガラスクロス、不織布、プリプレグ等が挙げられる。以下、フィルムＦを例にして説明するが、検出対象はこれに限られるものではない。フィルムＦは、例えば長尺の帯状で、ＰＥなどの樹脂製である。異物Ｐは、金属片などである。

【0012】

異物検出装置１は、電磁波Ａ１を発信する発信部１０と、発信部１０から発した電磁波Ａ１を集光しフィルムＦに照射するスーパーオシレーションレンズ１１と、スーパーオシレーションレンズ１１によって電磁波Ａ１が照射されたフィルムＦから出力された結果として生じる出力波Ａ２を受信する受信部１２と、受信部１２で受信した出力波Ａ２に基づいて異物Ｐの有無を判断する判断部１３と、発信部１０及びスーパーオシレーションレンズ１１を少なくとも有する光学系を、フィルムＦに対し相対的に走査させる走査部１４を備えている。

【0013】

発信部１０は、例えば量子カスケードレーザやショットキーバリアダイオード、ガンダイオード又はタンネットダイオードなどの電磁波発信素子である。発信部１０は、いわゆるミリ波やＴＨｚ波を含む、３０ＧＨｚ以上１０ＴＨｚ以下の周波数の電磁波Ａ１を発信することができる。なお、より好ましくは、電磁波Ａ１は、１００ＧＨｚ以上１０ＴＨｚ以下の周波数を有する。発信部１０は、スーパーオシレーションレンズ１１の全面に対し電磁波Ａ１を発信することができる。発信部１０は、複数個の発振器を異物の検出対象であるフィルムＦの短辺方向（図１のＴＤ方向）に並べられていることが好ましい。これにより、強度の高い電磁波Ａ１を生成することができ、異物の検出感度を上げることができる。また発信部１０の偏光の向きは、スーパーオシレーションレンズ１１の短辺方向（図１のＹ方向）と平行になるように設定される。

【0014】

本開示のスーパーオシレーションレンズ１１は、矩形状かつ平坦な形状の板形状を有し、電磁波の入射面１１ａと出射面１１ｂとが互いに平行になっている。なお、ここでいう「平坦な形状」は、全体形状が平坦であればよく、表面に凹凸を有するものも含む。スーパーオシレーションレンズ１１の厚みは、照射する電磁波Ａ１の集光を妨げない範囲であれば特に限定されない。より具体的には、集光する電磁波Ａ１の波長の半分未満の厚み寸法に設定されることが好ましい。一例として、１００ＧＨｚ（波長約３ｍｍ）の電磁波Ａ１をスーパーオシレーションレンズ１１により集光する場合、その厚みは、その波長の半分である１．５ｍｍ未満とすることが好ましい。本開示において、スーパーオシレーションレンズ１１は、４００μｍ以下の厚み寸法を有する。

【0015】

本開示のスーパーオシレーションレンズ１１は、数百μｍの厚みを有する高分子フィルムと、高分子フィルムの表面に設けられた金属薄膜とを有する。金属薄膜が設けられていない箇所が後述するスリット３０を形成する。スーパーオシレーションレンズ１１の表面の凹凸は、スーパーオシレーションレンズ１１による、電磁波Ａ１の集光を妨げない程度の凹凸をいう。本開示において、表面の凹凸は、金属薄膜が形成された箇所と、金属薄膜が形成されていない箇所との厚みの差を示す程度の凹凸をいう。一例として、このような凹凸は、数百ｎｍ程度の厚み寸法を有する。金属薄膜は、蒸着プロセス等の公知の方法により形成することができる。本開示において、スーパーオシレーションレンズ１１は、フィルムＦの短辺方向（ＴＤ方向）と同程度または同程度よりも長い長さを有している。すなわち、スーパーオシレーションレンズ１１は、検出対象のフィルムＦの短辺方向の全体が電磁波Ａ１の照射領域となるように構成されている。

【0016】

スーパーオシレーションレンズ１１は、出射面１１ｂがフィルムＦに対向するように配置される。また、スーパーオシレーションレンズ１１は、電磁波Ａ１のスーパーオシレーションにより、所定値以上の強度を有する集光スポットＳが、フィルムＦと重なるように、フィルムＦから所定距離離れた位置に配置される。このとき、スーパーオシレーションレンズ１１は、フィルムＦの水平面（図１のＭＤ－ＴＤ平面）と平行に配置されることが好ましい。これにより、フィルムＦからの正反射光はスーパーオシレーションレンズ１１側に反射し、その結果、正反射光が後述する検出部１２に入射することを防止することができ、検出部１２における検出感度を上げることが出来る。なお、スーパーオシレーションレンズ１１は、水平方向のＸ方向の軸回りに所定角度傾けて設置してもよい。これによると、検出対象の異物の後方散乱波を検出部１２で補捉することができる。

【0017】

なお、スーパーオシレーションレンズ１１は、鉛直（フィルムＦの水平面に垂直な方向の軸回りに所定角度回転し、後述するスリット３０がフィルムＦの短辺方向（ＴＤ方向）に対して傾くように設置されてもよい。これによると、集光された電磁波Ａ１が異物に照射されて発生する散乱波が検出部１２に届くタイミングを、異物の場所によって異ならせることができる。その結果、異物がフィルムＦのＴＤ方向のいずれの位置に存在するかの検出感度を上げることができる。

【0018】

スーパーオシレーションレンズ１１は、直線状の複数のスリット３０を有する。複数の直線状のスリット３０は、電磁波Ａ１が出射面１１ｂから所定の距離離れた点で集光スポットＳを形成するように、規則的に平行に並べて配置されている。複数のスリット３０は、例えば、透明基材の表面に金属薄膜のパターンを施すことで形成される。これにより、金属薄膜がない部分がスリット３０となる。スリット３０は、細長の方形形状を有している。

【0019】

互いに平行に並べられた、複数の直線状のスリット３０を有するスーパーオシレーションレンズ１１により、スーパーオシレーションレンズ１１の出射面１１ｂから所定距離離れた位置に、直線状のスリット３０に平行な、集光スポットＳが形成される。本開示において、スーパーオシレーションレンズ１１は、集光スポットＳがフィルムＦと交差する位置に発生するように設けられている。これにより、直線状のスリット３０に平行に形成された集光スポットＳは、フィルムＦの短辺方向を横切るように連続的に形成される。これにより、フィルムＦをその搬送方向（ＭＤ方向）に搬送することで、フィルムＦの全体を、検出範囲にすることができる。スーパーオシレーションレンズ１１は、集光スポットＳがフィルムＦの短辺方向に平行に形成されるように配置される。またスーパーオシレーションレンズ１１は、集光スポットＳがフィルムＦの短辺方向に対して所定の角度を有して形成されるように、フィルムＦに対して所定の角度傾けて配置されてもよい。

【0020】

また、集光スポットＳは、集光された電磁波Ａ１のうち強度が所定値以上の範囲がフィルムＦの厚み寸法以上となるように形成される。すなわち、集光スポットＳは、フィルムＦの厚み方向に、所定の被写界深度を有するように形成される。

【0021】

本開示において、各スリット３０は、その長手方向Ｘが、長尺状のフィルムＦの長辺方向（ＭＤ方向）に対して垂直になるように向けられている。複数のスリット３０は、フィルムＦのＭＤ方向に沿って並べて配置されている。

【0022】

図２に示すように複数のスリット３０は、フィルムＦの短辺方向（ＴＤ方向）の幅と同程度かそれ以上の長手方向Ｘの長さを有している。また、複数のスリット３０は、電磁波Ａ１の波長よりも短い短手方向Ｙの幅Ｄ１を有している。

【0023】

図３に示すように、複数のスリット３０は、スーパーオシレーションの条件を満たすように、すなわち、集光スポットＳが、フィルムＦと重なるように形成されるように、その数、配置、幅Ｄ１が設計されている。すなわち、複数のスリット３０は、通過する電磁波Ａ１を回折させることで複数の空間周波数を生じさせ、当該電磁波Ａ１について生じさせた、互いに異なる空間周波数、強度を持つ複数の電磁波を干渉させる。これにより、フィルムＦの照射位置において、強度分布が、一般のレンズの回析限界を超える細さのピークＨ１を有するように設計されている。

【0024】

例えば複数のスリット３０は以下のように設計される。最初に使用するスリットの最小幅を決め、レンズ全体に対して集光したい方向に領域をこの最小幅に区切っていき、各領域での電磁波透過率を定める。初期値はランダムで決め、そのデザインを使ったときの焦点位置での強度分布を計算し、スポット径を算出する。強度分布の計算には角スペクトル法などが使われる。スポット径を評価関数としこれが小さく、かつ集光した電磁波強度が強くなるよう、レンズのデザインを最適化していく。この最適化にはBPSO(binary particle swarm optimization)などが使われる。

【0025】

例えば図４に示すようにスーパーオシレーションレンズ１１の複数のスリット３０は、複数のスリットパターンＰ１、Ｐ２・・Ｐ６を重ね合わせたものになるように作成される。これにより、実質的に各スリットパターンＰ１、Ｐ２・・・Ｐ６を通過しフィルムＦに照射される電磁波Ａ１の強度分布は、複数の波形、例えば、Ａ、Ｂｃｏｓ（ｘ）、Ｃｃｏｓ（２ｘ）、Ｄｃｏｓ（３ｘ）、Ｅｃｏｓ（４ｘ）、Ｆｃｏｓ（５ｘ）（Ａ乃至Ｆは定数）となる。そして、これらの強度分布の波形を次式のように加算し重ね合わせ、最適化することで、フィルムＦの集光スポットＳ（レンズの中心）において電磁波Ａ１の強度分布のピークＨを形成する波形が形成される。
ｆ（ｘ）＝Ａ＋Ｂｃｏｓ（ｘ）＋Ｃｃｏｓ（２ｘ）＋Ｄｃｏｓ（３ｘ）＋Ｅｃｏｓ（４ｘ）＋Ｆｃｏｓ（５ｘ）

【0026】

図１に示すように受信部１２は、例えばショットキーバリアダイオードや焦電素子などの電磁波検出素子である。受信部１２は、例えば複数配置されている。複数の受信部１２は、例えばフィルムＦ上（フィルムＦの発信部１０がある側）であって、例えばフィルムＦのＴＤ方向に沿って並べて配置されている。受信部１２は、電磁波Ａ１がフィルムＦに照射され、その電磁波Ａ１の照射によってフィルムＦから出力された出力波（反射波、散乱波、回析波などを含む）Ａ２を受信する。受信部１２で受信した出力波Ａ２の情報は、判断部１３に出力される。

【0027】

なお、複数の受信部１２は、フィルムＦのＭＤ方向にその位置がずれるように並べてもよい。これによると、受信部１２毎に、出力波Ａ２の強度の変化が発生する時間が異なる。よって、受信する出力波Ａ２の強度の変化に加え、受信する出力波Ａ２の時間的な変化を利用して異物の検出を行うことができる。

【0028】

さらに上述のようにスーパーオシレーションレンズ１１を鉛直軸回りに所定角度回転させて配置した場合には、複数の受信部１２は、スーパーオシレーションレンズ１１の鉛直軸回りの回転角度に合わせ、スーパーオシレーションレンズ１１に形成されたスリット３０の長手方向Ｘに平行に並べてもよい。また、スーパーオシレーションレンズ１１をＸ方向の軸回りに所定角度傾けて設置した場合には、複数の受信部１２は、スーパーオシレーションレンズ１１のＸ方向の軸に対する傾きに応じて適正な位置に設置してもよい。

【0029】

また、受信部１２は、発信部１０とスーパーオシレーションレンズ１１に対し、フィルムＦを挟んで反対側に設けられていてもよい。この場合は異物の後方散乱を計測することができ、異物の性質や形状によってはＳＮが向上する

【0030】

判断部１３は、例えばコンピュータであり、受信部１２から得た出力波Ａ２の強度の変化に基づいて、異物Ｐの有無を判断する。例えば、判断部１３は、出力波Ａ２の強度分布のピーク強度が閾値よりも大きい場合には、異物Ｐが有ると判断し、出力波Ａ２の強度分布のピーク強度が閾値よりも小さい場合には、異物Ｐが無いと判断する。なお、判断部１３は、複数の受信部１２のうちの全部の受信部１２の出力波Ａ２の情報に基づいて、異物の有無を判断してもよいし、一部の受信部１２の出力波Ａ２の情報に基づいて、異物の有無を判断してもよい。

【0031】

走査部１４は、例えばフィルムＦをそのＭＤ方向に移送する移送装置である。この移送装置は、例えば回転によりフィルムＦを移送するローラ５０を有している。走査部１４は、フィルムＦを、スーパーオシレーションレンズ１１に対向した状態でスーパーオシレーションレンズ１１に対し相対的に移動させる。なお、移送装置は、フィルムＦを製造するフィルム製造装置に設けられたものであってもよく、この場合、フィルムＦの製造工程において異物Ｐを検出する。

【0032】

次に、異物検出装置１の動作について説明する。図１に示すように、先ず、フィルムＦが、スーパーオシレーションレンズ１１に対向した状態で、走査部１４によりＭＤ方向に移送される。これによりフィルムＦは、スーパーオシレーションレンズ１１の下方を一定速度で通過する。そして、フィルムＦが移送されている状態で、発信部１０から電磁波Ａ１が発信され、電磁波Ａ１が、スーパーオシレーションレンズ１１の複数のスリット３０を通過し集光して、フィルムＦに照射される。このとき、電磁波Ａ１は、フィルムＦのＭＤ方向の１点で、なおかつフィルムＦのＴＤ方向の全幅に亘る線状部分（集光スポットＳ）に照射される。このとき、図３に示したような、一般のレンズの回析限界よりも細いピークＨ１のある、ＭＤ方向の強度分布を有する電磁波Ａ１が照射される。なお、電磁波Ａ１は、ＴＤ方向に一定の強度分布を有している。

【0033】

そして、受信部１２が、フィルムＦで反射、散乱して出力された出力波Ａ２を受信する。例えばフィルムＦに異物がない部分については、電磁波Ａ１の多くがフィルムＦを透過し、フィルムＦに異物がある部分については、電磁波Ａ１の多くがフィルムＦで反射する。異物がある場合、受信部１２は、図５に示したような、出力波Ａ２を受信する。受信部１２で受信された出力波Ａ２の情報は判断部１３に出力される。例えば異物がある場合には、異物がない場合に比べて出力波Ａ２のピーク強度が大きくなる。

【0034】

次に、判断部１３において、出力波Ａ２の強度分布のピーク強度が、閾値よりも大きい場合には異物が有ると判断され、閾値よりも小さい場合には異物が無いと判断される。

【0035】

本実施の形態によれば、異物検出装置１は、発信部１０と、スーパーオシレーションレンズ１１と、受信部１２と、判断部１３を備えるので、従来のレンズの回析限界よりも小さい範囲に電磁波Ａ１の照射範囲を絞って、より小さな異物を検出することができる。

【0036】

スーパーオシレーションレンズ１１は、フィルムＦの短辺方向の全幅に亘る線状の集光スポットＳを形成するので、フィルムＦ上の異物を漏れなく検出することができる。

【0037】

スーパーオシレーションレンズ１１は、平行に並べて配置された複数のスリット３０を有し、複数のスリット３０は、電磁波Ａ１の波長よりも短い幅Ｄ１を有する。これにより、スーパーオシレーションレンズ１１による電磁波Ａ１の集光や照射を好適に行うことができる。

【0038】

複数のスリット３０は、当該スリット３０の長手方向Ｘが、フィルムＦの長辺方向（ＭＤ方向）に対して垂直になるように向けられ、フィルムＦのＭＤ方向に沿って並べて配置されている。これにより、電磁波Ａ１がフィルムＦのＭＤ方向に集光され、フィルムＦの短辺方向（ＴＤ方向）に線状に照射される。この結果、フィルムＦのＴＤ方向に幅広な異物検出が可能であり、フィルムＦにおける異物の検出を好適に行うことができる。

【0039】

複数のスリット３０は、フィルムＦの短辺方向（ＴＤ方向）の幅と同程度かそれ以上の長さを有するので、電磁波Ａ１がフィルムＦのＴＤ方向の全幅に亘り照射される。これにより、フィルムＦにおける異物の検出を好適に行うことができる。

【0040】

スーパーオシレーションレンズ１１は、電磁波Ａ１の入射面１１ａと出射面１１ｂとが互いに平行であり、かつ、平坦な形状を有するので、異物検出装置１の小型化、省スペース化が図られる。

【0041】

また、スーパーオシレーションレンズ１１は、出射面１１ｂとフィルムＦの表面とが平行となるように配置されると、フィルムＦからの正反射光がレンズ側に反射し検出部１２に入射することが防止されるので、検出部１２における検出感度を上げることができる。

【0042】

受信部１２は、複数配置されているので、フィルムＦから出力された出力波Ａ２を、より確実に受信することができ、異物の検出精度を向上することができる。

【0043】

複数の受信部１２は、フィルムＦの短辺方向（ＴＤ方向）に沿って並べて配置されているので、フィルムＦのＴＤ方向のどの位置に異物があっても異物を適切に検出することができる。

【0044】

本実施の形態において、複数の受信部１２の少なくとも１つの受信部１２が、フィルムＦの長辺方向に対して、他の受信部と異なる位置（ずれた位置）に配置されている場合には、集光された電磁波Ａ１が異物に照射されて発生する散乱波が検出部１２に届くタイミングを、異物の場所によって異ならせることができる。その結果、異物がフィルムＦのＴＤ方向のいずれの位置に存在するかの検出感度を上げることができる。

【0045】

判断部１３は、出力波Ａ２の強度の変化に基づいて、異物の有無を判断するので、異物の検出を精度よく行うことができる。

【0046】

発信部１０の電磁波Ａ１は、フィルムＦに対する透過性が高い３０ＧＨｚ以上１０ＴＨｚ以下の周波数を有するので、異物の無い部分は電磁波Ａ１を透過させ、異物のある部分は電磁波Ａ１を反射、散乱させることができ、これにより異物の検出をより精度よく行うことができる。また、フィルムＦの内部にある異物を適切に検出することができる。

【0047】

異物検出装置１は、発信部１０及びスーパーオシレーションレンズ１１を少なくとも有する光学系を、フィルムＦに対し相対的に走査させる走査部１４を備える。これにより、フィルムＦの全体の異物の検出を好適に行うことができる。

【0048】

上記実施の形態では、異物検出装置１が一枚のフィルムＦの異物を検出していたが、複数枚のフィルムの異物を同時に検出してもよい。かかる場合、例えば図６に示すように、スーパーオシレーションレンズ１１は、電磁波Ａ１の照射方向（上下方向）に沿って並べて配置された複数、例えば２枚のフィルムＦ１、Ｆ２に対し電磁波Ａ１を照射可能に構成され、受信部１２は、２枚のフィルムＦ１、Ｆ２から出力された出力波Ａ２を受信可能に構成されていてもよい。かかる場合、スーパーオシレーションレンズ１１を通過した一部の電磁波Ａ１は、フィルムＦ１に照射され、また一部の電磁波Ａ１は、フィルムＦ１を透過し、フィルムＦ２に照射される。そして、フィルムＦ１、フィルムＦ２から出力された出力波Ａ２は受信部１２で受信される。このようにスーパーオシレーションレンズ１１を通過した電磁波Ａ１は、焦点の被写界深度が少なくともフィルムＦの厚み寸法以上となるように構成されているため、照射方向に並べられたフィルムＦ１、Ｆ２の両方に適切に照射され、フィルムＦ１、Ｆ２から出力波Ａ２が適切に出力される。これにより、２枚のフィルムＦ１、Ｆ２の異物を同時に適切に検出することができる。

【0049】

以上の実施の形態において、走査部１４が、発信部１０やスーパーオシレーションレンズ１１などの光学系に対しフィルムＦを移送するものであったが、発信部１０やスーパーオシレーションレンズ１１などの光学系をフィルムＦ上で移動させるものであってもよい。かかる場合、異物検出装置１に、例えば、発信部１０やスーパーオシレーションレンズ１１などの光学系をフィルムＦのＭＤ方向に沿って移動させる移動装置が設けられる。なお、フィルムＦに対し相対的に移動する光学系には、受信部１２や判断部１３が含まれていてもよい。

【0050】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【0051】

例えばスーパーオシレーションレンズ１１のスリット３０の配置や数、幅等は、上記実施の形態のものに限られない。フィルムＦの種類、素材等も上記実施の形態のものに限られない。

【産業上の利用可能性】

【0052】

本発明は、より小さな異物を検出可能なフィルムの異物検出装置を提供する際に有用である。

【符号の説明】

【0053】

１ 異物検出装置
１０ 発信部
１１ スーパーオシレーションレンズ
１２ 受信部
１３ 判断部
１４ 走査部
３０ スリット
Ａ１ 電磁波
Ａ２ 出力波
Ｆ フィルム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】