WO2013191103A1 - テラヘルツパルス波を用いた粉末中の異物検出装置および異物検出方法 - Google Patents

テラヘルツパルス波を用いた粉末中の異物検出装置および異物検出方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2013191103A1
WO2013191103A1 PCT/JP2013/066479 JP2013066479W WO2013191103A1 WO 2013191103 A1 WO2013191103 A1 WO 2013191103A1 JP 2013066479 W JP2013066479 W JP 2013066479W WO 2013191103 A1 WO2013191103 A1 WO 2013191103A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
powder
foreign matter
waveform signal
container
time waveform
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/066479
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
深澤　亮一
成典 富永
Original Assignee
ニプロ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ニプロ株式会社 filed Critical ニプロ株式会社
Priority to US14/408,392 priority Critical patent/US10054685B2/en
Priority to EP13807600.5A priority patent/EP2863211B1/en
Publication of WO2013191103A1 publication Critical patent/WO2013191103A1/ja
Priority to PH12014502793A priority patent/PH12014502793B1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/04—Systems determining the presence of a target
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/3581—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light using far infrared light; using Terahertz radiation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/3581—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light using far infrared light; using Terahertz radiation
    • G01N21/3586—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light using far infrared light; using Terahertz radiation by Terahertz time domain spectroscopy [THz-TDS]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/85—Investigating moving fluids or granular solids

Definitions

  • the present invention relates to a foreign matter detection device and foreign matter detection method in powder, and more particularly, to a foreign matter detection device and foreign matter detection method in powder housed in a container made of a resin sheet such as PE or PP and an aluminum sheet.
  • the drug powder and the solution can be separated and stored until immediately before use, and the powder is dissolved in the solution by applying pressure from the outside to communicate both chambers immediately before use.
  • a chemical solution To obtain a chemical solution.
  • a visual inspection is performed by an inspector by placing a container on a vibrator and lifting the foreign matter from the powder by vibration.
  • visual inspection may take a considerable amount of time, and foreigners may be missed if not skilled.
  • foreign matter may not be lifted by vibration, and such visual inspection is inappropriate.
  • the inspection process involving people such as inspectors may be the rate-limiting stage of production, and unmanned and automated processes are desired.
  • metallic foreign objects can be detected, but it is difficult to accurately detect non-metallic foreign objects such as resin and wooden pieces.
  • Non-Patent Document 1 analysis techniques using electromagnetic waves in the terahertz region (for example, see Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2) are known, and non-destructive inspection devices using terahertz waves are already on the market.
  • a foreign substance inspection apparatus in a granular material using a sub-terahertz electromagnetic wave and an inspection method thereof see, for example, Patent Document 1
  • a substance other than a drug / drug component or drug by using terahertz time domain spectroscopy see, for example, Patent Document 1
  • Patent Document 2 A specimen inspection apparatus and a specimen inspection method (for example, see Patent Document 2) that can be reliably detected have also been proposed.
  • the foreign matter inspection apparatus in a granular material described in Patent Document 1 is a foreign matter inspection apparatus in a granular material using a sub-terahertz electromagnetic wave, and a pulsed electromagnetic wave having a wavelength of 600 ⁇ m to 3 mm (0.5 THz to 100 GHz) is inspected.
  • the specimen inspection apparatus described in Patent Document 2 includes a terahertz wave generation unit that generates a terahertz wave beam, an optical system that leads the terahertz wave generated by the terahertz wave generation unit to a specimen as an object to be inspected, A detection unit that detects a terahertz output wave transmitted or reflected through the sample as an electrical signal, a spectral spectrum is obtained from the electrical signal detected by the detection unit, and the spectral spectrum and a component specific to the sample that has been obtained in advance And a determination unit that determines whether or not the sample contains a different type or foreign matter based on a spectrum (fingerprint spectrum) obtained by the above method.
  • a terahertz wave generation unit that generates a terahertz wave beam
  • an optical system that leads the terahertz wave generated by the terahertz wave generation unit to a specimen as an object to be inspected
  • a detection unit that detects a terahertz output wave transmitted or reflected through
  • the object of the present invention is to accurately detect foreign matters in powder enclosed in a medicine container whose packaging surface is made of a resin sheet such as PE or PP and whose packaging back surface is made of an aluminum sheet.
  • An object of the present invention is to provide a foreign substance detection device and foreign substance detection method in powder using a terahertz pulse wave.
  • a foreign matter detection apparatus in powder using a terahertz pulse wave includes a first part that transmits most of the terahertz pulse wave and a second part that reflects the terahertz pulse wave without transmitting it.
  • a foreign matter detection device for detecting foreign matter in powder contained in a container having a part, an oscillation unit that generates a terahertz pulse wave and emits it as irradiation light, and the irradiation light emitted from the oscillation unit
  • An optical system that guides the reflected light reflected from the container to the first part of the container and outputs a signal corresponding to the reflected light collected by the optical system and also receives an echo
  • a scanning mechanism that two-dimensionally scans the position on the first part where the irradiation light is guided by the optical system, and a time waveform signal output in time series from the receiving unit Value, a reflection image having each pixel value as a value obtained by integrating the time waveform signal over time, a power spectrum calculated by Fourier transform of the time waveform signal, a tomographic image obtained from the measurement result of the echo, and the time waveform
  • the first part may be made of a resin sheet on the first surface side of the container
  • the second part may be made of an aluminum sheet on the second surface side opposite to the first surface side of the container.
  • foreign substances include, but are not limited to, hair as well as metals and resins.
  • the terahertz wave transmits both the first portion of the container and the powder to be sealed, the transmittance of the foreign substance mixed in the powder is different. Even if the foreign material is not only metal and resin but even hair, it can be accurately detected to a considerable degree of accuracy by combining one or more of time waveform signal, terahertz wave reflection image, power spectrum, tomographic image and frequency image. It becomes possible.
  • the frequency of the terahertz pulse wave is preferably 1 THz or less.
  • the terahertz wave transmittance is sufficiently high even if the powder enclosed in the container is a drug containing a pharmaceutically active substance. Will improve.
  • the foreign substance detection method in powder using the terahertz pulse wave of the present invention includes a first part that transmits most of the terahertz pulse wave and a second part that reflects without transmitting the terahertz pulse wave.
  • a foreign matter detection method for detecting foreign matter in powder stored in an inside wherein an oscillation step of generating a terahertz pulse wave to emit as irradiation light, and the irradiation light emitted in the oscillation step of the first of the container
  • Each pixel value is a reflection image to be a value, a power spectrum calculated by Fourier transform of the time waveform signal, a tomographic image obtained from the measurement result of the echo, and a value calculated by Fourier transform of the time waveform signal
  • a calculation step of detecting foreign matter (presence / absence and type) in the powder in the container based on at least one of the frequency images.
  • the terahertz wave transmits both the first portion of the container and the enclosed powder
  • the transmittance of the foreign substance mixed in the powder is different. Even if the foreign material is not only metal and resin but even hair, it can be accurately detected to a considerable degree of accuracy by combining one or more of time waveform signal, terahertz wave reflection image, power spectrum, tomographic image and frequency image. It becomes possible.
  • the foreign matter detection device of the present invention is a foreign matter detection device that detects foreign matter in powder, and generates an terahertz pulse wave to be emitted as irradiation light, and the irradiation light emitted from the oscillation portion.
  • An optical system that collects reflected light that is guided to the powder and reflected from the powder and / or transmitted light that has passed through the powder, and according to the reflected light and / or transmitted light that is collected by the optical system.
  • a receiver that outputs echo signals and also measures echoes, a scanning mechanism that scans the position on the powder to which the irradiation light is guided by the optical system, and a time waveform that is output in time series from the receiver A value corresponding to the signal, a reflection image in which each time value of the time waveform signal is integrated, and a power spectrum calculated by Fourier transform of the time waveform signal, the energy A calculation unit for detecting foreign matter in the powder based on at least one of a tomographic image obtained from a measurement result of the above and a frequency image in which the time waveform signal is calculated by Fourier transform and each pixel value is a pixel value. It is characterized by providing.
  • the foreign matter detection method of the present invention is a foreign matter detection method for detecting a foreign matter in a powder, and includes an oscillation step for generating a terahertz pulse wave and emitting it as irradiation light, and the irradiation light emitted in this oscillation step.
  • the reflected light reflected from the powder and / or the transmitted light transmitted through the powder is collected to the powder and a signal corresponding to the collected reflected light and / or the transmitted light is output.
  • a reception step for measuring echoes a scanning step for scanning a position on the powder to which the irradiation light is guided, a value corresponding to a time waveform signal output in time series from the reception step, and the time Reflected image with time-integrated values of waveform signals as pixel values, power spectrum calculated by Fourier transform of time waveform signals, and tomographic image obtained from measurement result of echo , And the time on the basis of value calculated waveform signal by a Fourier transform to at least one of the frequency image to each pixel value, characterized in that it comprises a calculation step of detecting the foreign substance of the powder.
  • the foreign object detection device and the foreign object detection method having such a configuration, even when the powder is not stored in the container, the foreign object mixed in the powder when the terahertz wave transmits or reflects the powder. Due to differences in transmittance, even if the foreign material is not only metal or resin but even hair, considerable accuracy can be obtained by combining one or more of time waveform signal, reflection image, power spectrum, tomographic image, and frequency image Can be accurately detected.
  • the terahertz wave passes through the first portion of the container and the encapsulated powder, it is mixed in the powder. Since the transmissivity of the foreign material is different, even if the foreign material is not only metal or resin but also hair, combine one or more of time waveform signal, terahertz wave reflection image, power spectrum, tomographic image and frequency image Thus, it is possible to accurately detect to a considerable accuracy.
  • the frequency of the terahertz pulse wave is 1 THz or less, the foreign substance detection accuracy is improved even if the powder enclosed in the container is a drug containing a pharmaceutically active substance such as an antibiotic.
  • FIG. 1 is an overview of a foreign object detection device 10 according to an embodiment of the present invention.
  • 2 is a schematic explanatory diagram showing the principle of foreign object detection in the foreign object detection device 10.
  • FIG. (A) is a visible image of a measurement sample
  • (b) is a terahertz wave reflection image
  • (c) is a tomographic image along the solid line in (b)
  • (d) is an image illustrating a frequency image. It is explanatory drawing of the conversion process from the time-resolved mapping image to the intensity mapping image by Fourier transformation.
  • (A) is a visible image showing a drug container containing a powder containing the metal foreign substance and a measurement area
  • (b) is a terahertz wave reflection image
  • (c) to (g) are along each solid line in (b).
  • (A) is a visible image showing a drug container containing a powder containing this resin foreign substance
  • (b) is a terahertz wave reflection image
  • (c) to (e) are tomographic images along each solid line in (b).
  • (A) is a visible image showing a drug container containing a powder containing this resin foreign substance
  • (b) is a terahertz wave reflection image
  • (c) to (e) are tomographic images along each solid line in (b).
  • (A) is a visible image showing a drug container containing a powder containing the carbonized drug
  • (b) is a terahertz wave reflection image
  • (c) and (d) are tomographic images along each solid line in (b). It is the image which illustrates each.
  • (A) is a visible image showing the arrangement of hair
  • (b) is a visible image in a state where it is covered with lactose having a thickness of 3 mm
  • (c) is a terahertz wave reflection image
  • (d) is a frequency image (0. 62 THz).
  • (A) is the same terahertz wave reflection image as FIG. 12 (c)
  • (b) is an AA ′ tomographic image of (a)
  • (c) is an example of a BB ′ tomographic image of (a). It is an image to be.
  • (A) is the same visible image as in FIG. 12 (b)
  • (b) is the same terahertz wave reflection image as in FIGS. 12 (c) and 13 (a)
  • (c) to (i) are the terahertz wave frequencies of 0.
  • a measurement sample when foreign matter detection is performed according to the present invention has at least two chambers partitioned by a separating means that can communicate with each other, and at least a part of the packaging surface (first surface) is a resin sheet (first portion) such as PE or PP.
  • first surface is a resin sheet (first portion) such as PE or PP.
  • second surface is made of an aluminum sheet (second portion).
  • a powder of a drug containing a pharmaceutically active ingredient such as glucose, lactose or antibiotics is sealed in one chamber, and a solution is sealed in the other chamber.
  • a solution is sealed in the other chamber.
  • pressure is applied from the outside to allow the two chambers to communicate with each other, whereby the powder dissolves in the solution and a chemical solution is obtained.
  • FIG. 1 is a graph showing the frequency characteristics of the terahertz wave transmittance of the packaging material of the drug container 20 and the encapsulated powder.
  • a drug powder 20 containing a drug powder composed of sulbactam sodium 1 g (titer) and ampicillin sodium 2 g (titer) is called formulation A, and cefepime hydrochloride hydrate 1 g (titer).
  • Formulation B is obtained by encapsulating a drug powder having a composition of 0.72 g of L-arginine in a drug container 20.
  • the resin sheet (a) used on the packaging surface of the drug container 20 has almost the same output as the incident wave (IN), and the measured terahertz band (up to 2 THz). It has high permeability over almost the entire area.
  • the aluminum (b) used on the back side of the packaging of the drug container 20 reflects the terahertz wave with almost no transmission.
  • pharmaceutical powders such as Formulation A (c, c2) and Formulation B (d) generally transmit low-frequency components in the terahertz band (approximately 1 THz or less), but the transmittance gradually decreases as the frequency increases. I understand.
  • FIG. 2 is an overview of the foreign object detection device 10 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic explanatory diagram showing the principle of foreign object detection in the foreign object detection device 10.
  • 4A is a visible image of the measurement sample
  • FIG. 4B is a terahertz wave reflection image
  • FIG. 4C is a tomographic image along the solid line in FIG. 4B
  • FIG. 4D is a frequency. It is an image which illustrates an image, respectively.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of a conversion process from a time-resolved mapping image to an intensity mapping image by Fourier transform.
  • FIG. 6 is a graph illustrating a signal (time waveform signal) output in time series.
  • FIG. 7 is a graph illustrating a power spectrum obtained by Fourier transform from a signal (time waveform signal) output in time series.
  • the foreign object detection apparatus 10 includes an oscillator 11 that generates a terahertz pulse wave and irradiation light L ⁇ b> 1 of the terahertz pulse wave that is generated from the oscillator 11 to the upper surface of a measurement sample such as a drug container 20.
  • An optical system 12 that condenses the reflected light L2 reflected from the measurement sample, a receiver 13 that outputs an electric signal corresponding to the reflected light L2 collected by the optical system 12, and a terahertz pulse by the optical system 12.
  • a scanning mechanism 14 (detailed structure and the like is not shown) that two-dimensionally scans the position of the measurement sample upper surface to which the wave irradiation light L1 is guided, and a reflection image and a tomographic image obtained from an electrical signal output from the receiver 13
  • a calculator 15 for detecting the presence and type of the foreign substance 21 in the powder sealed in the medicine container 20 based on at least one of the frequency images, and the oscillator 11 Receiver 13, and a control unit 16 for controlling the whole, such as the scanning mechanism 14 and the arithmetic unit 15.
  • the oscillator 11 generates a terahertz pulse wave including a frequency of 0.1 to 10 THz, and refracts the terahertz pulse wave by the hemispherical lens 11a provided in the generation direction of the terahertz pulse wave.
  • the optical system 12 collects the terahertz pulse wave that is generated by the oscillator 11 and reflects the terahertz pulse wave refracted by the hemispherical lens 11a and changes the direction downward, and the terahertz pulse wave that is changed in direction by the half mirror 12a.
  • a convex lens 12b that guides the irradiated irradiation light L1 to the measurement sample and refracts the reflected light L2 from the measurement sample is provided.
  • the irradiation light L1 from the oscillator 11 passes through the resin sheet on the surface 20a of the medicine container 20 almost as it is (a part is reflected slightly and becomes a part of the reflected light L2). ).
  • the transmitted irradiation light L1 is partially reflected on the surface of the foreign material 21 (the reflected light later passes through the surface 20a and becomes a part of the reflected light L2), and another part is absorbed by the foreign material 21, The remainder passes through while being diffracted by the foreign matter 21.
  • the remaining irradiation light L1 thus transmitted is reflected by the aluminum sheet on the back surface 20b of the medicine container 20, further passes through the foreign material 21, and also passes through the front surface 20a to become a part of the reflected light L2.
  • the receiver 13 condenses the reflected light L2 refracted by the convex lens 12b and transmitted through the half mirror 12a by the hemispherical lens 13a provided in the arrival direction, and the electricity according to the intensity of the collected reflected light L2. Output a signal.
  • the scanning mechanism 14 moves the oscillator 11, the optical system 12, and the entire receiver 13 in the X direction and the Y direction orthogonal to each other along the plane on which the measurement sample is placed while the position of the measurement sample is fixed.
  • the measurement sample is configured to be scanned two-dimensionally. However, it is not always necessary to move the oscillator 11, the optical system 12, and the entire receiver 13. Conversely, the measurement sample may be moved in the X direction and the Y direction while the positions of the oscillator 11, the optical system 12, and the receiver 13 are fixed.
  • scanning is performed by periodically driving at least a part of the optical system 12 (for example, shaking a mirror), higher-speed scanning is possible.
  • the electric signal from the receiver 13 corresponding to the reflected light L2 is acquired in time series while scanning the range in which the powder such as the drug exists in the measurement sample in two dimensions at intervals of 1 mm or less.
  • the arithmetic unit 15 calculates a value obtained by time-integrating the absolute value of an electric signal (time waveform signal, for example, see FIG. 6) acquired in time series from the receiver 13 during two-dimensional scanning by the scanning mechanism 14 for each pixel value. A terahertz wave reflection image (see, for example, FIG. 4B) is obtained.
  • a power spectrum is obtained by performing Fourier transform on a time image acquired in time series at intervals of a period required for two-dimensional scanning, that is, a time-resolved mapping image (time waveform: I (X, Y, t)). (See, for example, FIG. 7) and an intensity mapping image.
  • An arbitrary frequency image can be extracted from the intensity mapping image.
  • FIG. 8A is a visible image showing a drug container containing a powder containing the metallic foreign matter and a measurement area
  • FIG. 8B is a terahertz wave reflection image
  • FIGS. (G) is an image which illustrates the tomographic image along each solid line in FIG.8 (b), respectively.
  • the metal foreign object reflects the terahertz wave and can be detected by the foreign object detection device 10.
  • FIG. 9A is a visible image showing a drug container containing a powder containing the resin foreign matter
  • FIG. 9B is a terahertz wave reflection image
  • FIGS. e is an image illustrating the tomographic image along each solid line in FIG. 9B.
  • this resin foreign substance has a transmittance for terahertz waves different from that of a drug container or powder, it can be detected by the foreign substance detection device 10.
  • FIG. 10 (a) is a visible image showing a drug container containing a powder containing the resin foreign matter
  • FIG. 10 (b) is a terahertz wave reflection image
  • FIGS. (E) is an image which illustrates the tomographic image along each solid line in FIG.10 (b), respectively.
  • this resin foreign substance has a transmittance for terahertz waves different from that of a drug container or powder, it can be detected by the foreign substance detection device 10.
  • FIG. 11 (a) is a visible image showing a drug container containing a powder containing the carbonized drug
  • FIG. 11 (b) is a terahertz wave reflection image
  • FIGS. 11 (c) and 11 (d) are images illustrating the tomographic images along the solid lines in FIG.
  • the carbonized drug has a transmittance with respect to terahertz waves that is different from that of the drug container or powder, and therefore can be detected by the foreign substance detection apparatus 10.
  • FIG. 12 (a) is a visible image showing the arrangement of the hair
  • FIG. 12 (b) is a visible image in which the top is covered with 3 mm of lactose
  • FIG. 12 (c) is terahertz.
  • Wave reflection images, FIG. 12D are images illustrating frequency images (0.62 THz), respectively.
  • FIG. 13A is the same terahertz wave reflection image as FIG. 12C
  • FIG. 13B is an AA ′ tomographic image of FIG. 13A
  • FIG. 13C is FIG. 13A.
  • FIG. 5 is an image illustrating each of the BB ′ tomographic images.
  • FIG. 14 (a) is the same visible image as FIG. 12 (b)
  • FIG. 14 (b) is the same terahertz wave reflection image as FIG. 12 (c) and FIG. 13 (a)
  • FIGS. 13 (c) to 13 (i). ) Is an image exemplifying each frequency image obtained by changing the frequency of the terahertz wave in the range of 0.1 to 0.8 THz.
  • the hair covered with lactose is of course not visible in the visible image of FIG. 12 (b), but the hair (point of the arrow) is of a certain degree in the terahertz wave reflection image of FIG. 12 (c). Is visible. In addition, it is thought that what is circular in the area surrounded by a broken line is a solidified lactose.
  • the frequency image of FIG. 12 (d) is the result of selecting FIG. 14 (h) where hair appears to be most vivid from among FIGS. 14 (c) to 14 (i). Can be identified.
  • the hair in lactose can be detected based on the terahertz wave reflection image, the tomographic image, and the frequency image, and the optimum value of the frequency of the terahertz wave in this case is 0.62 THz.
  • the time waveform signal, terahertz even if the foreign substance 21 in the powder such as lactose enclosed in the drug container 20 is not only metal or resin but also hair.
  • the foreign substance detection device 10 suitable for detecting foreign substances contained in the powder in the medicine container 20 has been described, but the present invention is not limited to such a configuration.
  • the powder is irradiated with terahertz pulse waves, and the transmitted light that has passed through the powder or the reflection that has been reflected from the powder Either one or both of the light may be used.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

　テラヘルツパルス波を発生して照射光として発する発振部（１１）と、前記照射光を前記容器の前記第１部位に導くとともにこの容器からの反射光を集光する光学系（１２）と、集光された前記反射光に応じた信号を出力するとともにエコーも計測する受信部（１３）と、前記照射光が導かれる前記第１部位上での位置を２次元に走査する走査機構（１４）と、前記受信部から時系列的に出力される時間波形信号、反射画像、パワースペクトル、断層画像、および周波数画像の少なくとも１つに基づいて、容器（２０）内の粉末中の異物（２１）を検出する演算部（１５）とを備える。

Description

テラヘルツパルス波を用いた粉末中の異物検出装置および異物検出方法
　本発明は、粉末中の異物検出装置および異物検出方法に関し、特に、ＰＥやＰＰなどの樹脂シートおよびアルミシートなどからなる容器に収納された粉末中の異物検出装置および異物検出方法に関する。
　従来、連通可能な隔離手段で区画された２室を有するとともに、そのうちの１室にブドウ糖や乳糖などの賦形剤および医薬活性物質の粉末が封入され、他の１室には溶解液が封入される薬剤容器や粉末容器が知られている。
　このような容器によれば、使用直前までは薬剤の粉末などと溶解液とを分離して保存でき、使用直前に外部から圧力を加えて両室を連通させることで、粉末が溶解液に溶けて薬液が得られる。
　ところで、このような容器中の粉末にはまれに異物が混入することがあり得るが、使用目的からも異物が見過ごされることがあってはならないので、製造時の異物検査が不可欠となる。
　従来は、例えば、容器を振動器にかけ、振動によって異物を粉末の中から浮き上がらせることで、検査員による目視検査を行っている。しかし、目視検査では相当の時間を要することや、熟練者でなければ異物を見落とすおそれがある。また、流動性の悪い粉末では、振動によっても異物が浮き上がらないこともあるので、このような目視検査は不適切である。検査員のような人が関わる検査工程は、生産の律速段階となることもあり、無人化・自動化が望まれている。
　Ｘ線を用いた検査装置によれば金属製の異物は検出可能であるが、樹脂や木片などの非金属製の異物の正確な検出はなかなか困難であった。
　一方、テラヘルツ領域の電磁波を用いる分析技術（例えば、非特許文献１、非特許文献２を参照）が知られており、テラヘルツ波による非破壊検査装置なども既に市販されている。
　また、サブテラヘルツ電磁波を用いた粉粒体中異物検査装置およびその検査方法（例えば、特許文献１を参照）や、テラヘルツ時間領域分光法を用いて異種の薬剤・薬剤成分、薬物以外の物質を確実に検出することができる標本検査装置及び標本検査方法（例えば、特許文献２を参照）なども提案されている。
　特許文献１に記載の粉粒体中異物検査装置は、サブテラヘルツ電磁波を用いた粉粒体中異物検査装置であって、波長６００μｍから３ｍｍ（０．５ＴＨｚ～１００ＧＨｚ）のパルス状電磁波を被検査物に照射する電磁波照射手段と、その透過したパルス状電磁波の空間分布を検出する検出手段と、そのパルス状電磁波の被検査物による伝播時間の差又は振幅の差を取得する信号処理手段と、上記の被検査物による伝播時間の差又は振幅の差を表示する情報処理手段と、を備えたことを特徴とするものである。
　特許文献２に記載の標本検査装置は、テラヘルツ波の光線を発生するテラヘルツ波発生部と、前記テラヘルツ波発生部により発生されたテラヘルツ波を被検査物としての標本へと先導する光学系と、前記標本を透過または反射したテラヘルツ出力波を電気信号として検出する検出部と、前記検出部により検出された電気信号から分光スペクトルを求め、該分光スペクトルと、予め求められた前記標本に特有の成分による分光スペクトル（指紋スペクトル）とに基づいて、前記標本に異種もしくは異物が含まれているか否かを判定する判定部と、を具備するものである。
特開２００１－０６６３７５号公報 国際公開第２００８／００１７８５号
深澤亮一、「テラヘルツ時間領域分光法と分析化学」、ぶんせき、　　日本分析化学会、２００５年６月、ｐ．２９０～２９６ 深澤亮一、「テラヘルツ波による材料分析」、応用物理、日本分光　　学会、２０１０年、第７９巻、第４号、ｐ．３１２～３１６
　しかしながら、上述したような従来技術では、金属以外の異物、例えば、樹脂、炭化薬剤、毛髪などのすべてを必ずしも正確に検出できるとは限らなかった。また、特に、包装表面がＰＥやＰＰなどの樹脂シートで、包装裏面がアルミシートでできた薬剤容器内に封入された粉末の中の異物（とりわけ毛髪）を正確に検出可能か否かの検証やその検出のための最適条件の発見などがなされていなかった。
　従来技術のこのような課題に鑑み、本発明の目的は、包装表面がＰＥやＰＰなどの樹脂シートで、包装裏面がアルミシートでできた薬剤容器内に封入された粉末の中の異物を正確に検出可能な、テラヘルツパルス波を用いた粉末中の異物検出装置および異物検出方法を提供することである。
　上記目的を達成するため、本発明のテラヘルツパルス波を用いた粉末中の異物検出装置は、テラヘルツパルス波の大部分を透過させる第１部位と、テラヘルツパルス波を透過させずに反射する第２部位とを有する容器内に収納された粉末中の異物を検出する異物検出装置であって、テラヘルツパルス波を発生して照射光として発する発振部と、この発振部から発せられた前記照射光を前記容器の前記第１部位に導くとともにこの容器から反射された反射光を集光する光学系と、この光学系によって集光された前記反射光に応じた信号を出力するとともにエコーも計測する受信部と、前記光学系によって前記照射光が導かれる前記第１部位上での位置を２次元に走査する走査機構と、前記受信部から時系列的に出力される時間波形信号に対応した値、前記時間波形信号を時間積算した値を各画素値とする反射画像、前記時間波形信号をフーリエ変換によって算出されたパワースペクトル、前記エコーの計測結果から得られる断層画像、および前記時間波形信号をフーリエ変換によって算出された値を各画素値とする周波数画像の少なくとも１つに基づいて、前記容器内の前記粉末中の異物（の有無および種類など）を検出する演算部とを備えることを特徴とする。
　ここで、前記第１部位は前記容器の第１面側で樹脂シートからなり、前記第２部位は前記容器の前記第１面側とは反対の第２面側でアルミシートからなってもよい。異物としては、例えば金属、樹脂のみならず毛髪も挙げられるが、これらに限られない。
　このような構成の異物検出装置によれば、テラヘルツ波が前記容器の前記第１部位や封入される粉末をいずれも透過するものの、その粉末中に混入した異物での透過率は異なるため、その異物が金属や樹脂のみならずたとえ毛髪であっても、時間波形信号、テラヘルツ波反射画像、パワースペクトル、断層画像および周波数画像の１つ以上を組み合わせることでかなりの精度まで正確に検出することが可能となる。
　また、本発明の異物検出装置において、前記テラヘルツパルス波の周波数は１ＴＨｚ以下が好ましい。
　このような構成の異物検出装置によれば、前記容器に封入される粉末が医薬活性物質を含む薬剤であってもテラヘルツ波透過率が十分高いので、これらの粉末中に混入した異物の検出精度が向上する。
　あるいは、本発明のテラヘルツパルス波を用いた粉末中の異物検出方法は、テラヘルツパルス波の大部分を透過させる第１部位と、テラヘルツパルス波を透過させずに反射する第２部位とを有する容器内に収納された粉末中の異物を検出する異物検出方法であって、テラヘルツパルス波を発生して照射光として発する発振工程と、この発振工程で発せられた前記照射光を前記容器の前記第１部位に導くとともにこの容器から反射された反射光を集光し、そうして集光された前記反射光に応じた信号を出力するとともにエコーも計測する受信工程と、前記照射光が導かれる前記第１部位上での位置を２次元に走査する走査工程と、前記受信工程から時系列的に出力される時間波形信号に対応した値、前記時間波形信号を時間積算した値を各画素値とする反射画像、前記時間波形信号をフーリエ変換によって算出されたパワースペクトル、前記エコーの計測結果から得られる断層画像、および前記時間波形信号をフーリエ変換によって算出された値を各画素値とする周波数画像の少なくとも１つに基づいて、前記容器内の前記粉末中の異物（の有無および種類など）を検出する演算工程とを含むことを特徴とする。
　このような構成の異物検出方法によれば、テラヘルツ波が前記容器の前記第１部位や封入される粉末をいずれも透過するものの、その粉末中に混入した異物での透過率は異なるため、その異物が金属や樹脂のみならずたとえ毛髪であっても、時間波形信号、テラヘルツ波反射画像、パワースペクトル、断層画像および周波数画像の１つ以上を組み合わせることでかなりの精度まで正確に検出することが可能となる。
　あるいは、本発明の異物検出装置は、粉末中の異物を検出する異物検出装置であって、テラヘルツパルス波を発生して照射光として発する発振部と、この発振部から発せられた前記照射光を前記粉末に導くとともにこの粉末から反射された反射光および／またはこの粉末を透過した透過光を集光する光学系と、この光学系によって集光された前記反射光および／または前記透過光に応じた信号を出力するとともにエコーも計測する受信部と、前記光学系によって前記照射光が導かれる前記粉末上での位置を走査する走査機構と、前記受信部から時系列的に出力される時間波形信号に対応した値、前記時間波形信号を時間積算した値を各画素値とする反射画像、前記時間波形信号をフーリエ変換によって算出されたパワースペクトル、前記エコーの計測結果から得られる断層画像、および前記時間波形信号をフーリエ変換によって算出された値を各画素値とする周波数画像の少なくとも１つに基づいて、前記粉末中の異物を検出する演算部とを備えることを特徴とする。
　あるいは、本発明の異物検出方法は、粉末中の異物を検出する異物検出方法であって、テラヘルツパルス波を発生して照射光として発する発振工程と、この発振工程で発せられた前記照射光を前記粉末に導くとともにこの粉末から反射された反射光および／またはこの粉末を透過した透過光を集光し、そうして集光された前記反射光および／または前記透過光に応じた信号を出力するとともにエコーも計測する受信工程と、前記照射光が導かれる前記粉末上での位置を走査する走査工程と、前記受信工程から時系列的に出力される時間波形信号に対応した値、前記時間波形信号を時間積算した値を各画素値とする反射画像、前記時間波形信号をフーリエ変換によって算出されたパワースペクトル、前記エコーの計測結果から得られる断層画像、および前記時間波形信号をフーリエ変換によって算出された値を各画素値とする周波数画像の少なくとも１つに基づいて、前記粉末中の異物を検出する演算工程とを含むことを特徴とする。
　このような構成の異物検出装置および異物検出方法によれば、たとえ粉末が容器内に収納されていなくても、テラヘルツ波がその粉末を透過や反射する際にその粉末中に混入した異物での透過率などが異なるため、その異物が金属や樹脂のみならずたとえ毛髪であっても、時間波形信号、反射画像、パワースペクトル、断層画像、および周波数画像の１つ以上を組み合わせることでかなりの精度まで正確に検出することが可能となる。
　本発明のテラヘルツパルス波を用いた粉末中の異物検出装置および異物検出方法によれば、テラヘルツ波が前記容器の前記第１部位や封入される粉末をいずれも透過するものの、その粉末中に混入した異物での透過率は異なるため、その異物が金属や樹脂のみならずたとえ毛髪であっても、時間波形信号、テラヘルツ波反射画像、パワースペクトル、断層画像および周波数画像の１つ以上を組み合わせることでかなりの精度まで正確に検出することが可能となる。
　なお、前記テラヘルツパルス波の周波数を１ＴＨｚ以下とした場合には、前記容器に封入される粉末が抗生物質などの医薬活性物質を含む薬剤であっても異物の検出精度が向上する。
薬剤容器２０の包装材や封入される粉末などのテラヘルツ波透過率の周波数特性を示すグラフである。 本発明の一実施形態に係る異物検出装置１０の概観図である。 異物検出装置１０における異物検出の原理を示す概略説明図である。 （ａ）は測定試料の可視画像、（ｂ）はテラヘルツ波反射画像、（ｃ）は（ｂ）中の実線に沿った断層画像、（ｄ）は周波数画像をそれぞれ例示する画像である。 時間分解マッピング画像からフーリエ変換による強度マッピング画像への変換処理の説明図である。 時系列的に出力される信号（時間波形信号）を例示するグラフである。 時系列的に出力される信号（時間波形信号）からフーリエ変換によって得られたパワースペクトルを例示するグラフである。 （ａ）はこの金属異物が含まれる粉末を収納した薬剤容器および測定エリアを示す可視画像、（ｂ）はテラヘルツ波反射画像、（ｃ）～（ｇ）は（ｂ）中の各実線に沿った断層画像をそれぞれ例示する画像である。 （ａ）はこの樹脂異物が含まれる粉末を収納した薬剤容器を示す可視画像、（ｂ）はテラヘルツ波反射画像、（ｃ）～（ｅ）は（ｂ）中の各実線に沿った断層画像をそれぞれ例示する画像である。 （ａ）はこの樹脂異物が含まれる粉末を収納した薬剤容器を示す可視画像、（ｂ）はテラヘルツ波反射画像、（ｃ）～（ｅ）は（ｂ）中の各実線に沿った断層画像をそれぞれ例示する画像である。 （ａ）はこの炭化薬剤が含まれる粉末を収納した薬剤容器を示す可視画像、（ｂ）はテラヘルツ波反射画像、（ｃ）および（ｄ）は（ｂ）中の各実線に沿った断層画像をそれぞれ例示する画像である。 （ａ）は毛髪の配置を示す可視画像、（ｂ）はその上を厚さ３ｍｍの乳糖で覆った状態の可視画像、（ｃ）はテラヘルツ波反射画像、（ｄ）は周波数画像（０．６２ＴＨｚ）をそれぞれ例示する画像である。 （ａ）は図１２（ｃ）と同じテラヘルツ波反射画像であり、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ’断層画像、（ｃ）は（ａ）のＢ－Ｂ’断層画像をそれぞれ例示する画像である。 （ａ）は図１２（ｂ）と同じ可視画像、（ｂ）は図１２（ｃ）および図１３（ａ）と同じテラヘルツ波反射画像、（ｃ）～（ｉ）はテラヘルツ波の周波数を０．１～０．８ＴＨｚの範囲で変えて得られた各周波数画像をそれぞれ例示する画像である。
　以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
　＜測定試料について＞
　まず、本発明によって異物検出を行う際の測定試料について説明しておく。測定試料としては、例えば、連通可能な隔離手段で区画された少なくとも２室を有するとともに、包装表面（第１面）の少なくとも一部がＰＥやＰＰなどの樹脂シート（第１部位）で、包装裏面（第２面）がアルミシート（第２部位）でできている薬剤容器２０が挙げられる。
　この薬剤容器２０には、例えば、１室にブドウ糖や乳糖、または抗生物質などの医薬活性成分を含む薬剤の粉末などが封入され、他の１室には溶解液が封入される。使用直前に外部から圧力を加えて両室を連通させることで、粉末が溶解液に溶けて薬液が得られる。
　図１は、薬剤容器２０の包装材や封入される粉末などのテラヘルツ波透過率の周波数特性を示すグラフである。ここでは、スルバクタムナトリウム１g（力価）およびアンピシリンナトリウム２g（力価）を組成とする薬剤の粉末が薬剤容器２０に封入されたものを製剤Ａといい、セフェピム塩酸塩水和物1g（力価）およびL-アルギニン0.72gを組成とする薬剤の粉末が薬剤容器２０に封入されたものを製剤Ｂとする。
　このグラフに示すように、この薬剤容器２０の包装表面に用いられている樹脂シート（ａ）では入射波（ＩＮ）とほぼ同じ出力が得られており、測定を行ったテラヘルツ帯（～２ＴＨｚ）のほぼ全域にわたって高い透過性を有していることになる。
　一方、薬剤容器２０の包装裏面に用いられているアルミ（ｂ）では、テラヘルツ波をほとんど透過させずに反射している。また、製剤Ａ（ｃ、ｃ２）や製剤Ｂ（ｄ）などの薬剤の粉末では、テラヘルツ帯の低周波成分（概ね１ＴＨｚ以下）を概ね透過させるが、周波数が高くなると透過率が次第に低下することがわかる。
　これらのことから、テラヘルツ帯の低周波成分であれば、薬剤容器２０の包装表面や封入される粉末をいずれも透過するので、粉末内部に混入した異物を検出できる可能性があることがわかった。
　＜異物検出装置１０の構成＞
　図２は、本発明の一実施形態に係る異物検出装置１０の概観図である。図３は、異物検出装置１０における異物検出の原理を示す概略説明図である。図４（ａ）は測定試料の可視画像、図４（ｂ）はテラヘルツ波反射画像、図４（ｃ）は図４（ｂ）中の実線に沿った断層画像、図４（ｄ）は周波数画像をそれぞれ例示する画像である。図５は、時間分解マッピング画像からフーリエ変換による強度マッピング画像への変換処理の説明図である。図６は、時系列的に出力される信号（時間波形信号）を例示するグラフである。図７は、時系列的に出力される信号（時間波形信号）からフーリエ変換によって得られたパワースペクトルを例示するグラフである。
　図２に示すように、この異物検出装置１０は、テラヘルツパルス波を発生する発振器１１と、この発振器１１から発生されたテラヘルツパルス波の照射光Ｌ１を薬剤容器２０などの測定試料上面に導くとともにこの測定試料から反射された反射光Ｌ２を集光する光学系１２と、この光学系１２によって集光された反射光Ｌ２に応じた電気信号を出力する受信器１３と、光学系１２によってテラヘルツパルス波の照射光Ｌ１が導かれる測定試料上面の位置を２次元に走査する走査機構１４（詳細構造などは不図示）と、受信器１３から出力される電気信号から得られた反射画像、断層画像および周波数画像の少なくとも１つに基づいて薬剤容器２０に封入された粉末の中の異物２１の有無および種類などを検出する演算部１５と、発振器１１、受信器１３、走査機構１４および演算部１５などの全体を制御する制御ユニット１６とを備えている。
　発振器１１は、０．１～１０ＴＨｚの周波数を含むテラヘルツパルス波を発生するとともに、このテラヘルツパルス波の発生方向に設けられた半球レンズ１１ａでテラヘルツパルス波を屈折させる。
　光学系１２は、発振器１１から発生されて半球レンズ１１ａによって屈折させられたテラヘルツパルス波を反射して方向を下向きに変えるハーフミラー１２ａ、このハーフミラー１２ａによって方向を変えられたテラヘルツパルス波を集光した照射光Ｌ１を測定試料に導くとともにその測定試料からの反射光Ｌ２を屈折させる凸レンズ１２ｂなどを有する。
　ここで、図３に示すように、発振器１１からの照射光Ｌ１は、薬剤容器２０の表面２０ａの樹脂シートをほぼそのまま透過する（一部はわずかに反射して反射光Ｌ２の一部となる）。透過した照射光Ｌ１は、異物２１の表面で一部が反射され（その反射光は後に表面２０ａを透過して反射光Ｌ２の一部となる）、別の一部が異物２１に吸収され、残りが異物２１によって回折されつつ透過する。そうして透過した残りの照射光Ｌ１は、薬剤容器２０の裏面２０ｂのアルミシートで反射され、さらに異物２１を再び透過し、表面２０ａも透過して反射光Ｌ２の一部となる。
　受信器１３は、凸レンズ１２ｂで屈折させられてハーフミラー１２ａを透過した反射光Ｌ２をその到来方向に設けられた半球レンズ１３ａで集光し、集光された反射光Ｌ２の強度に応じた電気信号を出力する。
　走査機構１４は、測定試料の位置を固定したままで、発振器１１、光学系１２および受信器１３全体を測定試料が載置される平面に沿って直交するＸ方向およびＹ方向に移動させることで測定試料を２次元に走査できるように構成されている。ただし、必ずしも、発振器１１、光学系１２および受信器１３全体を移動させなくてもよい。逆に、発振器１１、光学系１２および受信器１３全体の各位置を固定したままで、測定試料をＸ方向およびＹ方向に移動させるように構成してもよい。
　また、このような移動に代えて、光学系１２の少なくとも一部の周期的駆動（例えばミラーを振るなど）によって走査を行うような構成にすれば、より高速な走査が可能となる。なお、この場合は、テレセントリック光学系を使用することが好ましい。
　例えば、測定試料で薬剤などの粉末が存在する範囲を１ｍｍまたはそれ以下の間隔で２次元に走査しながら反射光Ｌ２に応じた受信器１３からの電気信号を時系列的に取得する。
　演算部１５は、走査機構１４による２次元走査中に受信器１３から時系列的に取得された電気信号（時間波形信号、例えば図６を参照）の絶対値を時間積算した値を各画素値とするテラヘルツ波反射画像（例えば図４（ｂ）を参照）を得る。
　また、テラヘルツパルス波のエコーも計測しておくことで、必要に応じて、反射画像の端部の任意の２点間を結ぶ直線に沿った断層画像（例えば図４（ｃ）を参照）を算出することができる。
　さらに、２次元走査に要する周期の間隔で時系列的に取得された時間画像、つまり、時間分解マッピング画像（時間波形：Ｉ（Ｘ，Ｙ，ｔ））に対してフーリエ変換を行ってパワースペクトル（例えば図７を参照）を得るとともに、強度マッピング画像も得る。この強度マッピング画像からは、任意の周波数画像（例えば図４（ｄ）を参照）を抜き出すことが可能である。
　そして、このようにして得られた時間波形信号（に対応した値）、反射画像、パワースペクトル、断層画像および周波数画像の少なくとも１つ以上を必要に応じて適宜組み合わせることによって、薬剤容器２０内の粉末に含まれる異物を検出することが可能となる。
　＜測定画像の例＞
　（１）金属異物
　図８（ａ）はこの金属異物が含まれる粉末を収納した薬剤容器および測定エリアを示す可視画像、図８（ｂ）はテラヘルツ波反射画像、図８（ｃ）～図８（ｇ）は図８（ｂ）中の各実線に沿った断層画像をそれぞれ例示する画像である。
　これらの画像で示されるように、この金属異物はテラヘルツ波を反射するので、異物検出装置１０によって検出可能である。
　（２）樹脂異物：ポリスチレン
　図９（ａ）はこの樹脂異物が含まれる粉末を収納した薬剤容器を示す可視画像、図９（ｂ）はテラヘルツ波反射画像、図９（ｃ）～図９（ｅ）は図９（ｂ）中の各実線に沿った断層画像をそれぞれ例示する画像である。
　これらの画像で示されるように、この樹脂異物はテラヘルツ波に対する透過率が薬剤容器や粉末とは異なるので、異物検出装置１０によって検出可能である。
　（３）樹脂異物：シリコンゴム
　図１０（ａ）はこの樹脂異物が含まれる粉末を収納した薬剤容器を示す可視画像、図１０（ｂ）はテラヘルツ波反射画像、図１０（ｃ）～図１０（ｅ）は図１０（ｂ）中の各実線に沿った断層画像をそれぞれ例示する画像である。
　これらの画像で示されるように、この樹脂異物はテラヘルツ波に対する透過率が薬剤容器や粉末とは異なるので、異物検出装置１０によって検出可能である。
　（４）炭化薬剤
　図１１（ａ）はこの炭化薬剤が含まれる粉末を収納した薬剤容器を示す可視画像、図１１（ｂ）はテラヘルツ波反射画像、図１１（ｃ）および図１１（ｄ）は図１１（ｂ）中の各実線に沿った断層画像をそれぞれ例示する画像である。
　これらの画像で示されるように、この炭化薬剤はテラヘルツ波に対する透過率が薬剤容器や粉末とは異なるので、異物検出装置１０によって検出可能である。
　（５）乳糖内の毛髪
　図１２（ａ）は毛髪の配置を示す可視画像、図１２（ｂ）はその上を厚さ３ｍｍの乳糖で覆った状態の可視画像、図１２（ｃ）はテラヘルツ波反射画像、図１２（ｄ）は周波数画像（０．６２ＴＨｚ）をそれぞれ例示する画像である。
　図１３（ａ）は図１２（ｃ）と同じテラヘルツ波反射画像であり、図１３（ｂ）は図１３（ａ）のＡ－Ａ’断層画像、図１３（ｃ）は図１３（ａ）のＢ－Ｂ’断層画像をそれぞれ例示する画像である。
　図１４（ａ）は図１２（ｂ）と同じ可視画像、図１４（ｂ）は図１２（ｃ）および図１３（ａ）と同じテラヘルツ波反射画像、図１３（ｃ）～図１３（ｉ）はテラヘルツ波の周波数を０．１～０．８ＴＨｚの範囲で変えて得られた各周波数画像をそれぞれ例示する画像である。
　これらの画像で示されるように、図１２（ｂ）の可視画像では乳糖で覆われた毛髪はもちろん見えないが、図１２（ｃ）のテラヘルツ波反射画像では毛髪（矢印の先）が一定程度は視認できる。なお、破線で囲まれたところで円状に見えるものは、乳糖が球状に固まっているものだろうと考えられる。図１２（ｄ）の周波数画像は、図１４（ｃ）～図１４（ｉ）の中から毛髪が最も鮮明に見えると思われる図１４（ｈ）を選んだ結果であり、毛髪１本１本が識別可能と言える。
　このように、乳糖内の毛髪はテラヘルツ波反射画像、断層画像および周波数画像に基づいて検出可能であり、この場合のテラヘルツ波の周波数の最適値は０．６２ＴＨｚということになる。
　以上で説明した本実施形態の構成によれば、薬剤容器２０内に封入された乳糖などの粉末の中の異物２１が、金属や樹脂のみならずたとえ毛髪であっても、時間波形信号、テラヘルツ波反射画像、断層画像、パワースペクトルおよび周波数を適切に設定した周波数画像の１つ以上を組み合わせることでかなりの精度まで正確に検出することが可能となる。
　＜その他の実施形態＞
　上述の実施形態では、薬剤容器２０内の粉末に含まれる異物の検出に適した異物検出装置１０について説明したが、本発明はそのような構成に限らない。例えば、異物を含んでいる可能性がある粉末が各種薬剤容器に収容されていなくても、その粉末にテラヘルツパルス波を照射して、その粉末を透過した透過光やその粉末から反射された反射光のいずれか一方または両方を用いてもよい。
　そして、時間波形信号、テラヘルツ波反射画像、断層画像、パワースペクトルおよび周波数を適切に設定した周波数画像の１つ以上を組み合わせることで、粉末に含まれる異物を同様に検出することが可能となる。
　なお、本発明は、その主旨または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文にはなんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
　なお、この出願は、日本で２０１２年６月１８日に出願された特願２０１２－１３７１２７号に基づく優先権を請求する。その内容はこれに言及することにより、本出願に組み込まれるものである。また、本明細書に引用された文献は、これに言及することにより、その全部が具体的に組み込まれるものである。
１０　　異物検出装置
１１　　発振器
１１ａ　半球レンズ
１２　　光学系
１２ａ　ハーフミラー
１２ｂ　凸レンズ
１３　　受信器
１３ａ　半球レンズ
１４　　走査機構
１５　　演算部
１６　　制御ユニット
２０　　薬剤容器
２０ａ　表面
２０ｂ　裏面
２１　　異物
２２　　毛髪
Ｌ１　　照射光
Ｌ２　　反射光

Claims (8)

  1. 　テラヘルツパルス波の大部分を透過させる第１部位と、テラヘルツパルス波を透過させずに反射する第２部位とを有する容器内に収納された粉末中の異物を検出する異物検出装置であって、
    　テラヘルツパルス波を発生して照射光として発する発振部と、
    　この発振部から発せられた前記照射光を前記容器の前記第１部位に導くとともにこの容器から反射された反射光を集光する光学系と、
    　この光学系によって集光された前記反射光に応じた信号を出力するとともにエコーも計測する受信部と、
    　前記光学系によって前記照射光が導かれる前記第１部位上での位置を２次元に走査する走査機構と、
    　前記受信部から時系列的に出力される時間波形信号に対応した値、前記時間波形信号を時間積算した値を各画素値とする反射画像、前記時間波形信号をフーリエ変換によって算出されたパワースペクトル、前記エコーの計測結果から得られる断層画像、および前記時間波形信号をフーリエ変換によって算出された値を各画素値とする周波数画像の少なくとも１つに基づいて、前記容器内の前記粉末中の異物を検出する演算部と
    を備えることを特徴とする異物検出装置。
  2. 　請求項１に記載の異物検出装置において、
    　前記第１部位は前記容器の第１面側で樹脂シートからなり、前記第２部位は前記容器の前記第１面側とは反対の第２面側でアルミシートからなることを特徴とする異物検出装置。
  3. 　請求項１または２に記載の異物検出装置において、
    　前記テラヘルツパルス波の周波数は１ＴＨｚ以下であることを特徴とする異物検出装置。
  4. 　請求項１～３のいずれか１項に記載の異物検出装置において、
    　前記異物は毛髪であることを特徴とする異物検出装置。
  5. 　テラヘルツパルス波の大部分を透過させる第１部位と、テラヘルツパルス波を透過させずに反射する第２部位とを有する容器内に収納された粉末中の異物を検出する異物検出方法であって、
    　テラヘルツパルス波を発生して照射光として発する発振工程と、
    　この発振工程で発せられた前記照射光を前記容器の前記第１部位に導くとともにこの容器から反射された反射光を集光し、そうして集光された前記反射光に応じた信号を出力するとともにエコーも計測する受信工程と、
    　前記照射光が導かれる前記第１部位上での位置を２次元に走査する走査工程と、
    　前記受信工程から時系列的に出力される時間波形信号に対応した値、前記時間波形信号を時間積算した値を各画素値とする反射画像、前記時間波形信号をフーリエ変換によって算出されたパワースペクトル、前記エコーの計測結果から得られる断層画像、および前記時間波形信号をフーリエ変換によって算出された値を各画素値とする周波数画像の少なくとも１つに基づいて、前記容器内の前記粉末中の異物を検出する演算工程と
    を含むことを特徴とする異物検出方法。
  6. 　請求項５に記載の異物検出方法において、
    　前記異物は毛髪であることを特徴とする異物検出方法。
  7. 　粉末中の異物を検出する異物検出装置であって、
    　テラヘルツパルス波を発生して照射光として発する発振部と、
    　この発振部から発せられた前記照射光を前記粉末に導くとともにこの粉末から反射された反射光および／またはこの粉末を透過した透過光を集光する光学系と、
    　この光学系によって集光された前記反射光および／または前記透過光に応じた信号を出力するとともにエコーも計測する受信部と、
    　前記光学系によって前記照射光が導かれる前記粉末上での位置を走査する走査機構と、
    　前記受信部から時系列的に出力される時間波形信号に対応した値、前記時間波形信号を時間積算した値を各画素値とする反射画像、前記時間波形信号をフーリエ変換によって算出されたパワースペクトル、前記エコーの計測結果から得られる断層画像、および前記時間波形信号をフーリエ変換によって算出された値を各画素値とする周波数画像の少なくとも１つに基づいて、前記粉末中の異物を検出する演算部と
    を備えることを特徴とする異物検出装置。
  8. 　粉末中の異物を検出する異物検出方法であって、
    　テラヘルツパルス波を発生して照射光として発する発振工程と、
    　この発振工程で発せられた前記照射光を前記粉末に導くとともにこの粉末から反射された反射光および／またはこの粉末を透過した透過光を集光し、そうして集光された前記反射光および／または前記透過光に応じた信号を出力するとともにエコーも計測する受信工程と、
    　前記照射光が導かれる前記粉末上での位置を走査する走査工程と、
    　前記受信工程から時系列的に出力される時間波形信号に対応した値、前記時間波形信号を時間積算した値を各画素値とする反射画像、前記時間波形信号をフーリエ変換によって算出されたパワースペクトル、前記エコーの計測結果から得られる断層画像、および前記時間波形信号をフーリエ変換によって算出された値を各画素値とする周波数画像の少なくとも１つに基づいて、前記粉末中の異物を検出する演算工程と
    を含むことを特徴とする異物検出方法。
PCT/JP2013/066479 2012-06-18 2013-06-14 テラヘルツパルス波を用いた粉末中の異物検出装置および異物検出方法 WO2013191103A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/408,392 US10054685B2 (en) 2012-06-18 2013-06-14 Foreign-matter detecting apparatus and method for detecting foreign-matter in powder using terahertz pulse wave
EP13807600.5A EP2863211B1 (en) 2012-06-18 2013-06-14 Device for detecting impurities in powder using terahertz pulse waves, and method for detecting impurities
PH12014502793A PH12014502793B1 (en) 2012-06-18 2014-12-15 Foreign-matter detecting apparatus and method for detecting foreign-matter in powder using terahertz pulse wave

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012137127A JP5994416B2 (ja) 2012-06-18 2012-06-18 テラヘルツパルス波を用いた粉末中の異物検出装置および異物検出方法
JP2012-137127 2012-06-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013191103A1 true WO2013191103A1 (ja) 2013-12-27

Family

ID=49768700

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2013/066479 WO2013191103A1 (ja) 2012-06-18 2013-06-14 テラヘルツパルス波を用いた粉末中の異物検出装置および異物検出方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10054685B2 (ja)
EP (1) EP2863211B1 (ja)
JP (1) JP5994416B2 (ja)
PH (1) PH12014502793B1 (ja)
WO (1) WO2013191103A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104965233A (zh) * 2015-06-29 2015-10-07 首都师范大学 多频太赫兹检测系统
WO2016031181A1 (en) * 2014-08-29 2016-03-03 Canon Kabushiki Kaisha Inspection apparatus and inspection method for detecting foreign substances using terahertz radiation
JP2020003366A (ja) * 2018-06-28 2020-01-09 オリンパス株式会社 異物検査装置および異物検査方法

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016145722A (ja) * 2015-02-06 2016-08-12 パイオニア株式会社 異物検出装置
JP2017020837A (ja) * 2015-07-08 2017-01-26 パイオニア株式会社 異物検出装置及び方法
WO2018131149A1 (ja) * 2017-01-13 2018-07-19 株式会社ニコン 粉末収容容器および異物の検査方法
KR102091320B1 (ko) * 2018-04-11 2020-03-19 한양대학교 산학협력단 테라헤르츠파 기반 결함 측정 장치 및 방법
US10571393B2 (en) * 2018-04-13 2020-02-25 Tsinghua University Terahertz gas detection method and device based on Gregory double reflection antenna
KR102129678B1 (ko) * 2018-10-02 2020-07-03 한양대학교 산학협력단 시편 검사 장치 및 시편 검사 방법
JP2019105649A (ja) * 2019-03-07 2019-06-27 パイオニア株式会社 異物検出装置及び方法
US11972555B2 (en) * 2019-03-19 2024-04-30 Nec Corporation Product-inspection apparatus, product-inspection method, and non-transitory computer readable medium
JP7100861B2 (ja) * 2020-02-27 2022-07-14 アイレック技建株式会社 伝送デバイス及び、その伝送デバイスを搭載するシステム
JP2021012214A (ja) * 2020-10-30 2021-02-04 パイオニア株式会社 異物検出装置及び方法
JPWO2023282118A1 (ja) * 2021-07-09 2023-01-12

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001004549A (ja) * 1999-06-24 2001-01-12 Dai Ichi Seiyaku Co Ltd 粉体中の異物検出装置
JP2001066375A (ja) 1999-08-31 2001-03-16 Communication Research Laboratory Mpt サブテラヘルツ電磁波を用いた粉粒体中異物検査装置およびその検査方法
JP2006071412A (ja) * 2004-09-01 2006-03-16 Institute Of Physical & Chemical Research テラヘルツ波を用いた散乱物検出装置と方法
WO2008001785A1 (en) 2006-06-26 2008-01-03 Toshiba Solutions Corporation Specimen inspecting apparatus, and specimen inspecting method
JP2008151618A (ja) * 2006-12-18 2008-07-03 Canon Inc テラヘルツ波を用いた対象物の情報取得装置及び方法
JP2010216890A (ja) * 2009-03-13 2010-09-30 Toshiba Solutions Corp 異種製品検出装置及び異種製品検出方法
JP2012037293A (ja) * 2010-08-05 2012-02-23 Canon Inc テラヘルツ波トランシーバ及び断層像取得装置
WO2012056524A1 (ja) * 2010-10-27 2012-05-03 株式会社塚田メディカルリサーチ 薬剤用包装具およびこれを用いた包装済み薬剤

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL141502A0 (en) * 1998-08-28 2002-03-10 Mini Ricerca Scient Tecnolog Use of polyester resins for production of articles having good properties as barriers to water vapour
US7087902B2 (en) * 2002-04-19 2006-08-08 Rensselaer Polytechnic Institute Fresnel lens tomographic imaging
JP3709439B2 (ja) 2002-09-06 2005-10-26 独立行政法人情報通信研究機構 テラヘルツ電磁波による物体の画像表示装置および方法
GB2397207B (en) 2003-01-10 2005-04-13 Teraview Ltd Imaging techniques and associated apparatus
US20050056785A1 (en) * 2003-09-16 2005-03-17 Northrop Grumman Corporation Detection and analysis of chemical and biological materials by passive emission of terahertz wave against a cold background target
GB2414294B (en) * 2004-05-20 2006-08-02 Teraview Ltd Apparatus and method for investigating a sample
JP2006084275A (ja) * 2004-09-15 2006-03-30 Hitachi Ltd 爆発物等の探知方法および装置
JP2006216851A (ja) 2005-02-04 2006-08-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電磁波発生装置
GB0511209D0 (en) * 2005-06-02 2005-07-06 Thru Vision Ltd Scanning method and apparatus
WO2006134793A1 (ja) * 2005-06-14 2006-12-21 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha 投影装置
GB2465896B (en) * 2007-01-29 2011-12-07 Teraview Ltd A pharmaceutical analysis method and apparatus
US7897924B2 (en) * 2007-04-12 2011-03-01 Imra America, Inc. Beam scanning imaging method and apparatus
GB2486098B (en) 2008-01-24 2012-11-07 Teraview Ltd A terahertz investigation system and method
JP5213167B2 (ja) 2008-06-25 2013-06-19 独立行政法人日本原子力研究開発機構 テラヘルツ測定装置、時間波形取得法及び検査装置
GB0811742D0 (en) * 2008-06-26 2008-07-30 Glaxo Group Ltd Method for analysis of a pharmaceutical sample
US20110253897A1 (en) * 2008-08-13 2011-10-20 T-Ray Science Inc. Terahertz and millimeter-wave whispering gallery mode resonator systems, apparatus and methods
JP2010204035A (ja) 2009-03-05 2010-09-16 Daiwa Can Co Ltd テラヘルツ波を用いた容器シール部の検査方法
JP4759770B2 (ja) 2009-04-16 2011-08-31 ナルックス株式会社 テラヘルツ電磁波発生素子
WO2010119486A1 (ja) 2009-04-16 2010-10-21 ナルックス株式会社 テラヘルツ電磁波発生素子
JP5721252B2 (ja) * 2009-08-10 2015-05-20 日本碍子株式会社 電磁波発振素子
JP5222835B2 (ja) 2009-12-16 2013-06-26 日本電信電話株式会社 定性定量分析方法、および定性定量分析システム
US8716666B1 (en) * 2010-06-10 2014-05-06 Emcore Corporation Method of detecting contaminant materials in food products
US9164042B2 (en) * 2011-02-10 2015-10-20 Hitachi High-Technologies Corporation Device for detecting foreign matter and method for detecting foreign matter

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001004549A (ja) * 1999-06-24 2001-01-12 Dai Ichi Seiyaku Co Ltd 粉体中の異物検出装置
JP2001066375A (ja) 1999-08-31 2001-03-16 Communication Research Laboratory Mpt サブテラヘルツ電磁波を用いた粉粒体中異物検査装置およびその検査方法
JP2006071412A (ja) * 2004-09-01 2006-03-16 Institute Of Physical & Chemical Research テラヘルツ波を用いた散乱物検出装置と方法
WO2008001785A1 (en) 2006-06-26 2008-01-03 Toshiba Solutions Corporation Specimen inspecting apparatus, and specimen inspecting method
JP2008151618A (ja) * 2006-12-18 2008-07-03 Canon Inc テラヘルツ波を用いた対象物の情報取得装置及び方法
JP2010216890A (ja) * 2009-03-13 2010-09-30 Toshiba Solutions Corp 異種製品検出装置及び異種製品検出方法
JP2012037293A (ja) * 2010-08-05 2012-02-23 Canon Inc テラヘルツ波トランシーバ及び断層像取得装置
WO2012056524A1 (ja) * 2010-10-27 2012-05-03 株式会社塚田メディカルリサーチ 薬剤用包装具およびこれを用いた包装済み薬剤

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHRISTIAN JORDENS ET AL.: "Detection of foreign bodies in chocolate with pulsed terahertz spectroscopy", OPTICAL ENGINEERING, vol. 47, no. 3, 20 March 2008 (2008-03-20), pages 037003-1 - 037003-5, XP055182540 *
HERRMANN M ET AL.: "T-ray imaging of objects in powders", EXTENDED ABSTRACTS; THE JAPAN SOCIETY OF APPLIED PHYSICS 1999 AKI 3, 1 September 1999 (1999-09-01), pages 943, XP008175947 *
RYOICHI FUKASAWA: "Analysis of the industrial materials by terahertz sensing", APPLIED PHYSICS, THE SPECTROSCOPICAL SOCIETY OF JAPAN, 2010, pages 312 - 316
RYOICHI FUKASAWA: "Terahertz Time Domain Spectroscopy and Analytical Chemistry", ANALYSIS, THE JAPAN SOCIETY FOR ANALYTICAL CHEMISTRY, June 2005 (2005-06-01), pages 290 - 296
See also references of EP2863211A4

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016031181A1 (en) * 2014-08-29 2016-03-03 Canon Kabushiki Kaisha Inspection apparatus and inspection method for detecting foreign substances using terahertz radiation
CN104965233A (zh) * 2015-06-29 2015-10-07 首都师范大学 多频太赫兹检测系统
JP2020003366A (ja) * 2018-06-28 2020-01-09 オリンパス株式会社 異物検査装置および異物検査方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP5994416B2 (ja) 2016-09-21
JP2014002024A (ja) 2014-01-09
EP2863211A1 (en) 2015-04-22
EP2863211A4 (en) 2016-06-15
PH12014502793A1 (en) 2015-02-09
EP2863211B1 (en) 2022-04-13
US10054685B2 (en) 2018-08-21
US20150234047A1 (en) 2015-08-20
PH12014502793B1 (en) 2015-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5994416B2 (ja) テラヘルツパルス波を用いた粉末中の異物検出装置および異物検出方法
US9116111B2 (en) Acoustic signal receiving apparatus and imaging apparatus
US6828558B1 (en) Three dimensional imaging
Cristofani et al. Nondestructive testing potential evaluation of a terahertz frequency-modulated continuous-wave imager for composite materials inspection
US7858940B2 (en) Information acquisition apparatus and information aquisition method using terahertz wave for acquiring information on object
EP3035033B1 (en) Terahertz wave measuring device and measuring method
US20130160557A1 (en) Acoustic wave acquiring apparatus
KR101702380B1 (ko) THz 빔 스캔을 이용한 고속 3차원 영상 탐지 장치
JP6997779B2 (ja) 音響共鳴分光測定方法及びシステム
JP2010088873A (ja) 生体情報イメージング装置
JP6238058B2 (ja) テラヘルツ分光システム
JP2006071412A (ja) テラヘルツ波を用いた散乱物検出装置と方法
JP2014066701A (ja) 被検体情報取得装置
JP6428728B2 (ja) テラヘルツパルス波を用いた粉末中の異物検出装置および異物検出方法
WO2008026523A1 (fr) Procédé et dispositif de mesure de lumière de champ proche
CN111492229A (zh) 用于无损识别包装好的药物的系统和方法
JP2007199044A (ja) テラヘルツ波式計測装置及び方法
JP2004061455A (ja) テラヘルツ電磁波による粉体物性測定装置および方法
Zappia et al. Thz imaging for food inspections: A technology review and future trends
JP2004101257A (ja) テラヘルツ電磁波による物体の画像表示装置および方法
JP2014174146A (ja) 標本検査装置
KR101721976B1 (ko) 테라헤르츠 검출 장치
US20100321682A1 (en) Holding fixture, placement method of holding fixture, and measurement method
Serita et al. Development of THz-μTAS for measurement of Trace amount of liquid
JP2014081345A (ja) センサ

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13807600

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14408392

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: IDP00201500253

Country of ref document: ID