專利名稱：使用電磁波的檢查裝置和檢查方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢查裝置、檢查方法等，其使用電磁波來(lái)獲取關(guān) 于樣本的特性等的信息。具體說(shuō)來(lái)，本發(fā)明涉及一種檢查設(shè)備、檢查
方法等，其使用從毫米波帶到太赫波帶(terahertz band, 30GHz到 30THz)的頻域中的電磁波來(lái)獲取關(guān)于對(duì)象特征等的信息。
背景技術(shù)：
已經(jīng)研發(fā)出使用從亳米波帶到太赫波帶(30GHz到30THz)的 頻域中的電磁波(以下，簡(jiǎn)單地稱為太赫(THz)波)的無(wú)損感測(cè)技 術(shù)。已經(jīng)研發(fā)出使用太赫波帶的頻域中的電磁波進(jìn)行成像的技術(shù)，這 種成像技術(shù)已作為替代X射線的安全穿透檢查裝置而受到關(guān)注。此 外，已經(jīng)研發(fā)出一種分光鏡技術(shù)、 一種生物分子的分析技術(shù)、 一種評(píng) 估載體密度和移動(dòng)性的技術(shù)等，該分光鏡技術(shù)使用具有太赫波帶中的 頻域的電磁波來(lái)得到物質(zhì)內(nèi)部的吸收頻鐠以及復(fù)介電常數(shù)，并調(diào)查諸 如結(jié)合狀態(tài)的物理屬性。
上述技術(shù)應(yīng)用于模塑的瑕疵/玷污檢查、化學(xué)物質(zhì)中的成分/玷污/ 瑕疵檢查等，正在研究將這些技術(shù)用于作業(yè)生產(chǎn)線中的無(wú)損質(zhì)量檢 查。作為它們的對(duì)象，在化學(xué)物質(zhì)的情況下，可考慮墨(諸如顏料/ 染料)、調(diào)色劑、藥品、化妝品、涂料等。另一方面，提出一種使用 THz時(shí)域頻鐠分析(時(shí)域頻鐠法TDS)方法的藥品檢查裝置(第 2006-526774號(hào)日本專利申請(qǐng)公開(kāi))。該文檔表明可才艮據(jù)THz波域中 的頻i普信息從表面執(zhí)行對(duì)內(nèi)部藥品類型的分析等。
傳統(tǒng)的THz-TDS設(shè)備利用泵浦光與探測(cè)光之間的掃描時(shí)間延遲 來(lái)獲取數(shù)據(jù)。因此，通常，為了在lmm的區(qū)域中進(jìn)行成分分析，需 要數(shù)十秒到幾分鐘的時(shí)間。有必要以高速度在實(shí)際的工廠生產(chǎn)線中進(jìn)
行檢查。因此，傳統(tǒng)的THz-TDS設(shè)備不能應(yīng)用于工廠生產(chǎn)線中的全 部檢查。
另一方面，在涂覆檢查裝置中研究了以下技術(shù)(Optics Communications, Volume 267， Issue 1.1 November 2006, Pages 128-136 )。 這篇文章的THz-TDS以線(而不是點(diǎn))來(lái)加寬THz波的波束，以便 同時(shí)獲取關(guān)于大區(qū)域的信息，從而以高速度從二維域獲取數(shù)據(jù)。此夕卜， THz-TDS使用電光晶體二維地獲取太赫波，并使得太赫波和激發(fā)光源 的入射角在電光晶體的表面有所不同，從而使得延遲時(shí)間根據(jù)位置而 改變。通過(guò)這種方式，THz-TDS可獲取所述信息而不需要以延遲階段 進(jìn)行掃描。
然而，在使用上述線性波束的系統(tǒng)中，用于二維地檢測(cè)太赫波的 電光晶體是不可缺少的。在這種情況下，為了補(bǔ)償?shù)娃D(zhuǎn)換效率，需要 將鈦藍(lán)寶石激光器作為大輸出激勵(lì)光源，因此，系統(tǒng)變得尺寸大并且 昂貴。此外，盡管該系統(tǒng)用于獲得在每個(gè)點(diǎn)上的頻鐠信息，但是檢查 速度不足以將該系統(tǒng)用于工廠中的全部檢查。
在工廠的生產(chǎn)線中，在完成產(chǎn)品的每個(gè)部分的電磁波響應(yīng)中可能 沒(méi)有較大的差異。當(dāng)生產(chǎn)線已經(jīng)在這種情況下工作很長(zhǎng)時(shí)間時(shí)，只要 能夠檢查電磁波響應(yīng)在特定量時(shí)間的波動(dòng)，就足以操作和維護(hù)生產(chǎn)線 或進(jìn)行完成產(chǎn)品的質(zhì)量維護(hù)。例如，當(dāng)以高速度產(chǎn)生藥品的藥物制劑 時(shí)，只要能夠以高速度獲取幾十到幾千藥片的藥物制劑的平均成分， 就可在異常增加的一份中處理藥物制劑。還可將其回饋到生產(chǎn)設(shè)備， 從而關(guān)于其使生產(chǎn)條件返回到正常狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的使用電磁波的檢查裝置包括電磁波產(chǎn)生和照射單 元，其產(chǎn)生電磁波并將電磁波照射到檢查對(duì)象上；電磁波檢測(cè)單元， 其具有多個(gè)檢測(cè)單元。多個(gè)檢測(cè)單元被布置以便檢測(cè)由電磁波產(chǎn)生和 照射單元所照射并通過(guò)與檢查對(duì)象的不同位置相互作用而透射或反 射的電磁波，將所述多個(gè)檢測(cè)單元構(gòu)造為分別以不同的檢測(cè)時(shí)間或檢
測(cè)頻率來(lái)檢測(cè)來(lái)自不同位置的電磁波。通過(guò)這種構(gòu)造，本發(fā)明的檢查 裝置基于來(lái)自多個(gè)檢測(cè)單元的檢測(cè)信號(hào)來(lái)獲取關(guān)于檢查對(duì)象的電磁 波響應(yīng)信息。
此外，針對(duì)上述問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的使用電磁波的檢查方法至少 包括下面的第一步驟到第三步驟。在第一步驟，產(chǎn)生電磁波并將其照 射到檢查對(duì)象的不同位置。在第二步驟，多個(gè)檢測(cè)單元分別以不同的 檢測(cè)時(shí)間或檢測(cè)頻率來(lái)檢測(cè)通過(guò)與檢查對(duì)象的不同位置相互作用而 透射或反射的電磁波。在第三步驟，基于來(lái)自多個(gè)檢測(cè)單元的檢測(cè)信 號(hào)來(lái)獲取關(guān)于檢查對(duì)象的電磁波響應(yīng)信息。
此外，根據(jù)本發(fā)明的用于使用電磁波執(zhí)行檢查的另 一檢查裝置包
括電磁波產(chǎn)生和照射單元，其產(chǎn)生太赫波并將所述太赫波照射到檢 查對(duì)象上；以及電磁波檢測(cè)單元，其具有多個(gè)檢測(cè)單元，其中多個(gè)檢 測(cè)單元被布置以便檢測(cè)由電磁波產(chǎn)生和照射單元所照射并通過(guò)與檢 查對(duì)象的不同位置相互作用而透射或反射的太赫波，將所述多個(gè)檢測(cè)
的太赫波，從而基于來(lái)自多個(gè)檢測(cè)單元的檢測(cè)信號(hào)從檢查對(duì)象獲取太 赫波響應(yīng)信息。
根據(jù)本發(fā)明的用于使用太赫波執(zhí)行檢查的另 一檢查方法的特征 在于包括產(chǎn)生太赫波并將所述太赫波照射到檢查對(duì)象上的步驟；由
對(duì)象的不同位置相互作用而透射或反射的太赫波的步驟；以及基于來(lái) 自多個(gè)檢測(cè)單元的檢測(cè)信號(hào)從檢查對(duì)象獲取太赫波響應(yīng)信息的步驟。 此外，用于使用太赫波來(lái)執(zhí)行檢查的另一檢查裝置包括多個(gè)產(chǎn) 生單元，用于產(chǎn)生太赫波；以及檢測(cè)單元，用于檢測(cè)由產(chǎn)生單元產(chǎn)生 并由檢查對(duì)象透射或反射的太赫波，其中布置多個(gè)檢測(cè)單元從而以不 同的延遲時(shí)間分別檢測(cè)透射或反射的太赫波，以及使用關(guān)于所述多個(gè)
波形
根據(jù)本發(fā)明的檢查裝置和方法，用電磁波照射檢查對(duì)象的不同位
置，由多個(gè)檢測(cè)單元獲取通過(guò)與這些不同位置相互作用而反射或透射 的電磁波，作為不同檢測(cè)時(shí)間或不同頻率的信號(hào)。結(jié)果，能夠以高速 度獲得作為平均信息的、由相同種類的多個(gè)樣本或均質(zhì)
(homogeneous)樣本構(gòu)成的檢查對(duì)象的電磁波響應(yīng)信息。
通過(guò)以下參照附圖對(duì)示例性實(shí)施例的描述，本發(fā)明的其它特征將 變得清楚。


圖1是示出涉及根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例和第一示例的檢查裝置和 方法的示意圖。
圖2是獲取的THz信號(hào)的波形的示例的解釋性示圖。
圖3是檢查對(duì)象的吸收頻鐠的示例的解釋性曲線圖。
圖4是示出在圖3的示例中的吸收率的校準(zhǔn)曲線的示例的曲線圖。
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的第一示例的另一電磁波照射方法的示 例的示意性示圖。
圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的第二示例的藥物制劑處理控制方法的框圖。
圖7是示出涉及根據(jù)本發(fā)明的第三示例的檢查裝置和方法的示 意性示圖。
圖8是示出涉及根據(jù)本發(fā)明的第四示例的檢查裝置和方法的示 例性示圖。
具體實(shí)施例方式
將參照?qǐng)Dl來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明的檢查裝置和方法的實(shí)施例。 在該實(shí)施例中，由相同種類的多個(gè)樣本ll構(gòu)成的檢查對(duì)象被置 于作為樣本容納單元的帶式輸送機(jī)等之上，并以寬邊流動(dòng)和移動(dòng)。為
了檢查多個(gè)完整樣本11的平均特征，如傳播路徑所表示的，對(duì)太赫 波2進(jìn)行成形，以便成為寬的矩形波束，而不是通常的圓形波束。然
8
后，波束被會(huì)聚，并沿著直線照射到由多個(gè)樣本ll構(gòu)成的檢查對(duì)象，
作為線性波束通過(guò)光電導(dǎo)器件10檢測(cè)從檢查對(duì)象反射的太赫波，所 述光電導(dǎo)器件IO為具有多個(gè)檢測(cè)單元的電磁波檢測(cè)單元。
通過(guò)半透半反鏡(half-mirror) 3將來(lái)自飛秒激光器1的激光束 劃分為兩條光學(xué)路徑，它們中的一側(cè)被照射到作為電磁波產(chǎn)生和照射 單元的光電導(dǎo)器件9上。通過(guò)按照?qǐng)D1所示的一維陣列的形狀排列元 件來(lái)構(gòu)成光電導(dǎo)器件9。使所述激光束成為矩形波束，從而利用透鏡 7同時(shí)將所述波束照射到光電導(dǎo)器件9的全部陣列元件。偏壓電源18 將通過(guò)脈沖發(fā)生器25的信號(hào)調(diào)制的電壓提供給光電導(dǎo)器件9的陣列 元件的所有電極。通常，將5-kHz和土10V信號(hào)給予陣列元件的所有 電極。
具有30mW功率的激光束被照射到光電導(dǎo)器件9的全部區(qū)域， 從光電導(dǎo)器件9產(chǎn)生的太赫波脈沖通過(guò)硅(Si)半圓柱透鏡12和拋物 柱面鏡(parabolic cylinder surface mirror ) 6a和6b ,皮照射到多個(gè)才羊 本11上。由多個(gè)樣本ll反射的太赫波脈沖入射到光電導(dǎo)器件10，以 通過(guò)拋物柱面鏡6c和6d以及Si半圓柱透鏡13進(jìn)行檢測(cè)。按照一維 陣列的形狀來(lái)排列作為電磁波檢測(cè)單元的光電導(dǎo)器件10?？赏ㄟ^(guò)并行 構(gòu)建的放大器19以及同步檢測(cè)電路26來(lái)獨(dú)立地獲取來(lái)自每個(gè)元件的 信號(hào)。每個(gè)同步檢測(cè)電路26使用脈沖發(fā)生器25的信號(hào)對(duì)來(lái)自每個(gè)放 大器19的信號(hào)執(zhí)行同步檢測(cè)。可通過(guò)利用設(shè)置預(yù)定時(shí)段差，將由半 透半反鏡3分支為探測(cè)光的激光束照射到光電導(dǎo)器件10的每個(gè)檢測(cè) 單元上來(lái)檢測(cè)光電導(dǎo)器件10中的太赫波。因此，光電導(dǎo)器件10的多
、、在調(diào)整時(shí)間差6^過(guò)程中，通常通^掃描光延遲裝置16來(lái)改變延 遲時(shí)間，并獲取太赫波的時(shí)間波形。然而，在這種情況下，如上面在 描述問(wèn)題的地方所描述的那樣，波形獲取花費(fèi)時(shí)間。
然而，在該實(shí)施例中，給出如標(biāo)號(hào)20所示的不同延遲時(shí)間(檢 測(cè)時(shí)間)的脈沖通過(guò)透鏡8進(jìn)入以一維陣列的光電導(dǎo)器件10的每個(gè) 元件。因此，可關(guān)于獨(dú)立獲取的信號(hào)，并行地獲取每個(gè)延遲時(shí)間的信
號(hào)。為了達(dá)到這一目的，使得延遲時(shí)間對(duì)于多個(gè)分支鏡4而一點(diǎn)一點(diǎn) 地不同，全反射鏡15僅用于最后階段。盡管在圖l構(gòu)造了 5-元件陣 列，但是實(shí)際上，為了增強(qiáng)時(shí)間分辨率，期望提供10個(gè)或更多元件。 圖2示出在上述并行處理類型的構(gòu)造中獲取的時(shí)間波形的示例。 這里，示出使用10-元件陣列的示例。在圖2中，通過(guò)將相應(yīng)于各個(gè) 灰?guī)Р糠值臅r(shí)間的測(cè)量的值(1)到(10)進(jìn)行合成來(lái)獲得THz時(shí)間 波形。實(shí)際上，當(dāng)無(wú)法在空間上僅通過(guò)以一維陣列的光電導(dǎo)器件10 將時(shí)間間距變小到足夠精細(xì)時(shí)，也可使用包括反射鏡5和利特羅 (Littrow)反射體的延遲裝置16。例如，當(dāng)在固定延遲時(shí)間的時(shí)間 間距為3psec時(shí)用延遲裝置16掃描等于3psec的延遲時(shí)間時(shí)，可獲得 平滑的時(shí)間波形。即使在這種構(gòu)造中，與執(zhí)行30或更多psec的時(shí)間 掃描的情況相比，也可顯著地增加波形獲取速度。
在根據(jù)本發(fā)明的使用電磁波的檢查裝置或方法中，排列電磁波檢 測(cè)單元的多個(gè)檢測(cè)單元，以便檢測(cè)由電磁波產(chǎn)生和照射單元所照射并 通過(guò)與檢查對(duì)象的不同位置相互作用而透射或反射的電磁波。此外， 在上述實(shí)施例中，將多個(gè)檢測(cè)單元構(gòu)造為分別以不同的檢測(cè)時(shí)間或檢 測(cè)頻率來(lái)檢測(cè)來(lái)自不同位置的電磁波，以^更基于來(lái)自多個(gè)檢測(cè)單元的 檢測(cè)信號(hào)來(lái)獲取作為關(guān)于檢查對(duì)象的電磁波響應(yīng)的信息的平均電磁 波頻i普信息。
在另 一實(shí)施例中，還可構(gòu)造電磁波產(chǎn)生和照射單元以及電磁波檢 測(cè)單元的多個(gè)檢測(cè)單元，以便分別以不同的檢測(cè)頻率來(lái)檢測(cè)來(lái)自不同 位置的電磁波(參見(jiàn)以下提到的第四實(shí)施例)。電磁波可以是除了太 赫波之外的電磁波，這種情況下的檢查原理與太赫波情況下的相同。
此外，在上述實(shí)施例中，電磁波是包括30GHz到30THz頻域的 某些頻率分量的太赫波脈沖。然而，還可采用以下構(gòu)造電磁波包括 30GHz到30THz頻域中的多個(gè)頻率分量，多個(gè)頻率分量被分別照射 到檢查對(duì)象的不同位置(參照以下描述的第四實(shí)施例)。
此外，在上述實(shí)施例中，關(guān)于電磁波響應(yīng)的信息基于來(lái)自檢查對(duì) 象的多個(gè)不同樣本的位置的檢測(cè)信號(hào)，在所述檢查對(duì)象中，沿直線來(lái)
排列相同種類的多個(gè)樣本。這里，通過(guò)合成來(lái)自所述多個(gè)不同樣本的 檢測(cè)信號(hào)來(lái)獲得電磁波響應(yīng)信息，并使其成為平均信息，包括樣本的 平均特征等。根據(jù)這一檢查原理，還可基于來(lái)自均質(zhì)樣本的不同位置 的檢測(cè)信號(hào)來(lái)獲得電磁波響應(yīng)信息，以使其成為平均信息，包括樣本 的平均特征等。
此外，在上述實(shí)施例中，檢查對(duì)象進(jìn)行移動(dòng)，而由一束電磁波照 射的檢查對(duì)象的不同位置隨著檢查對(duì)象的移動(dòng)而順序地改變。此時(shí)， 還可在存儲(chǔ)器中將來(lái)自多個(gè)檢測(cè)單元中的每個(gè)檢測(cè)單元的多個(gè)檢測(cè) 信號(hào)保存固定時(shí)間，并基于所述信號(hào)來(lái)獲取平均電磁波響應(yīng)信息。在 這種情況下，還可首先在來(lái)自每個(gè)檢測(cè)單元的兩束或多束上將多個(gè)檢 測(cè)信號(hào)進(jìn)行平均，并通過(guò)合成這些平均的信號(hào)來(lái)獲取平均電磁波響應(yīng)
信息?；蛘?，進(jìn)行以下處理也很好首先將來(lái)自各個(gè)檢測(cè)單元的單束 的檢測(cè)信號(hào)合成，并通過(guò)在兩束或多束上將這些合成信號(hào)進(jìn)行平均來(lái) 獲取平均電磁波響應(yīng)信息。
根據(jù)該實(shí)施例的檢查裝置和方法，電磁波作為具有特定分布的波 束被照射到檢查對(duì)象上，，在多個(gè)檢測(cè)單元中獲取由上述處理得到的 電磁波，作為不同檢測(cè)時(shí)間或不同頻率的信號(hào)。因此，能夠作為平均 信息以高速度獲得由相同種類的多個(gè)樣本或均質(zhì)樣本構(gòu)成的檢查對(duì) 象的電磁波響應(yīng)信息。因此，可在例如材料(諸如化學(xué)物質(zhì))的制造 過(guò)程中獲取該特征，從而以高速度檢查其是否被正常制造。此外，還 可執(zhí)行異常份額的無(wú)損篩選或反饋控制，用于操作和維護(hù)制造設(shè)備的 生產(chǎn)條件。因此，可維持質(zhì)量，提高生產(chǎn)力并降低成本。通過(guò)這種方 式，當(dāng)執(zhí)行批量生產(chǎn)時(shí)，可提供一種以高速度在整條線上獲取和檢查 產(chǎn)品的特征的設(shè)備以及方法，并可提供一種用于使用所述設(shè)備和方法
來(lái)篩選產(chǎn)品并使生產(chǎn)條件返回正常狀態(tài)的檢查方法和檢查裝置。 (示例)
以下，將根據(jù)附圖來(lái)描述更具體的示例。 (示例1)
根據(jù)本發(fā)明的第一示例將上述圖1所示的太赫時(shí)域頻鐠
(THz-TDS)設(shè)備被用作基礎(chǔ)。在該示例中，電極在低溫生長(zhǎng)砷化鎵 (LT-GaAs )上被構(gòu)圖的裝置被用作光電導(dǎo)器件9和10。通過(guò)使用脈 沖寬度為120fsec且波長(zhǎng)為780nm的飛秒激光器1，該示例在產(chǎn)生側(cè) 將30 - mW的激光束同時(shí)照射在光電導(dǎo)器件9的陣列的所有元件上， 以產(chǎn)生寬太赫波束。在該示例中，樣本11是以高速度制造的藥品， 并沿著箭頭方向移動(dòng)。
當(dāng)通過(guò)拋物面反射體6b會(huì)聚成線時(shí)，如圖1所示，寬太赫波束 2被同時(shí)照射到多個(gè)藥片11 ，所述藥片樣品還在測(cè)量期間順序地移動(dòng)。 于是，由這些藥片反射的太赫波包括關(guān)于由線性太赫波在每個(gè)時(shí)刻照 射的多個(gè)樣本的每個(gè)位置的信息，當(dāng)這被處理時(shí)，可獲取關(guān)于相同種 類的樣本11的平均信息。這里，盡管藥片樣品移動(dòng)，但是即使它們 被固定，也可獲取關(guān)于相同種類的樣本11的平均信息。
在該示例中，在檢測(cè)側(cè)的光電導(dǎo)器件10由16個(gè)元件構(gòu)成，并可 通過(guò)使得每個(gè)元件以每2psec間距的延遲獲取信號(hào)來(lái)整體上達(dá)到 30psec的延遲。這里，同步檢測(cè)電路26可由數(shù)字信號(hào)處理器(DSP) 來(lái)構(gòu)成，從而能夠執(zhí)行大量信號(hào)處理。
例如，樣品表面上的寬波束的縱向長(zhǎng)度此時(shí)通常為10cm，在檢 測(cè)側(cè)的光電導(dǎo)元件之間的間隔在劃分為16個(gè)的情況下變?yōu)榇蠹s 6mm。因此，也可將半透半反鏡4之間的間隔變?yōu)榇蠹s6mm。然而， 這些尺寸是示例，而并不限于此。此外，在檢測(cè)側(cè)半透半反鏡4之間 的間隔以及光電導(dǎo)器件10的元件之間的間隔不是必需得相同的，而 可通過(guò)透鏡8等來(lái)改變所述間隔。即，在2psec的固定延遲的情況下， 其相應(yīng)于當(dāng)半透半反鏡4處于空氣中時(shí)0.6mm的距離差，以及使用光 學(xué)元件(未示出)是令人滿意的，例如，對(duì)于半透半反鏡4之間的0.6mm 間隔和光電導(dǎo)器件10的元件之間的6mm間隔，所述光學(xué)元件諸如是 放大率為10的透鏡。
此外，在該示例中，延遲裝置16以高速度執(zhí)行2psec的時(shí)間掃 描，圖2中的灰?guī)?1)到(10)描述并行獲取信號(hào)的各個(gè)時(shí)間中的 掃描寬度。然而，通過(guò)延遲裝置16進(jìn)行的所述掃描并不是必不可少
的。在圖2中，盡管灰?guī)П粍澐譃?0個(gè)區(qū)域，但是實(shí)際上，其被劃 分為16個(gè)區(qū)域。結(jié)果，獲得如圖2所示的時(shí)間波形，當(dāng)其經(jīng)過(guò)傅立 葉變換時(shí)，可分析多個(gè)藥片11的平均成分。
圖3示出作為典型胃潰瘍藥劑(組胺H2受體對(duì)抗劑，histamine H2 receptor antagonist)的曱氰咪胍(cimetidine )的吸收頻i脊。其表明看 到稱為特征指紋頻鐠的多個(gè)吸收峰值。圖3示出藥片樣品的吸收頻i脊 的測(cè)量示例，所述藥片樣品以10% (如圖中的脈沖所示)、20% (白 色圓圏)和50% (黑色方塊)的重量濃度混合為聚乙烯粉末。200mg 的顆粒被用于所述測(cè)量，并且將所述測(cè)量執(zhí)行60次。在以下四個(gè)位 置存在特征峰值a: 0.98 THz, b: 1.17 THz， c: 1.73 THz,和d:2.17 THz。
成分比率和晶體多態(tài)性的波動(dòng)在藥物制劑的處理期間會(huì)上升。由 于這些對(duì)藥品效果有影響，當(dāng)藥物制劑處于參考值之外時(shí)，其必須通 過(guò)篩選來(lái)去除。通常，利用液體色鐠法來(lái)檢查完成的產(chǎn)品，以通過(guò)成 分比率、溶解速率等來(lái)檢查出現(xiàn)晶體多態(tài)性的情況。存在有損檢查的 取樣類型，由于檢查需要大量的時(shí)間，所以導(dǎo)致成本增加。此外，由 于是取樣檢查，所以當(dāng)異常出現(xiàn)時(shí)，需要丟棄檢查之前和之后的大量 藥物制劑，生產(chǎn)效率也變得較低。
如圖4所示，在根據(jù)吸收率的上述示例的甲氰咪胍的情況下，通 過(guò)繪制各個(gè)峰值來(lái)準(zhǔn)備校準(zhǔn)曲線。在圖4中，黑色矩形指示0.98THz， 白色圓圏指示1.17THz，白色三角形指示1.73THz，白色倒三角形指 示2.17THz。吸收率與濃度成比例地改變，因此，可根據(jù)Lambert-Beer 定律從吸收率來(lái)計(jì)算濃度?？梢韵氲降氖撬鲋本€在圖4中沒(méi)有在 2.17THz通過(guò)零點(diǎn)的原因在于誤差在高濃度區(qū)域很大。此外，所述數(shù) 據(jù)從用于吸收率測(cè)量的樣品得到，但是在實(shí)際藥品中，所使用的不是 聚乙烯，而是用于藥物制劑的添加藥劑，諸如，硬脂酸鎂(magnesium stearate)、聚乙二醇(macrogol)、代水纖維素(hydro proxy cellulose ) 或云母(talc)。
根據(jù)依照該示例的檢查裝置或方法，可獲取關(guān)于以高速度移動(dòng)的 多個(gè)藥物制劑的平均特征的信息。因此，當(dāng)預(yù)先確定一個(gè)或多個(gè)散裝
藥品與添加藥劑的混合比率時(shí)，可通過(guò)上述指紋頻鐠的頻率或吸收率 來(lái)區(qū)分出它們是否被正確地混合。然后，當(dāng)處于標(biāo)準(zhǔn)之外時(shí)，可采取 諸如從可移動(dòng)傳送帶去除藥物制劑并將其丟棄的動(dòng)作，因此，能夠以 高速度無(wú)損地執(zhí)行藥品檢查。
在圖1的示例中，使得太赫波的線性波束的縱向方向與藥物制劑
的移動(dòng)方向平行。然而，方向關(guān)系并不限于此，進(jìn)行以下處理也很好 如圖5所示，通過(guò)使得波束的縱向方向垂直于樣本21的移動(dòng)方向或 者向其傾斜，利用太赫波束來(lái)照射制造中的藥物制劑的全部寬度(省 略與圖l所示同樣部分的標(biāo)號(hào))。檢測(cè)原理是相同的。
在該示例中，光電導(dǎo)器件被用作太赫波(電磁波)產(chǎn)生和檢測(cè)單 元。然而，可使用電光晶體(諸如碲化鋅(ZnTe )和 4-dimethylamino-N-methylstilbazolium-tosylate ( DAST ))以及半導(dǎo)體晶 體(諸如砷化銦(InAs)和半絕緣砷化鎵(SI-GaAs))。此外，盡 管成分不同，但是也可采用圖8所示的電磁波透射裝置或通過(guò)組合透 射和反射的構(gòu)造。
此外，盡管將藥品例示為形成檢查對(duì)象的樣本，但是樣本并不限 于此。也可在作為其它化學(xué)物質(zhì)的顏料/染料墨、調(diào)色劑、化妝品和涂 料的制造過(guò)程中使用該示例的檢查裝置或方法。只要是與形成檢查對(duì) 象的樣本相同種類的多個(gè)樣本或均質(zhì)樣本，什么樣類型的事物都可使 用。
根據(jù)該示例，不僅可以在諸如化學(xué)物質(zhì)的材料的制造過(guò)程中獲取 特征，并以高速度檢查其是否被正常制造，而且可執(zhí)行異常份額的無(wú) 損篩選或反饋控制，以操作或維持制造設(shè)備的生產(chǎn)條件。因此，可維 持質(zhì)量，提高生產(chǎn)力并降低成本。 (示例2 )
根據(jù)本發(fā)明的第二示例使用第 一示例的檢查裝置來(lái)控制全部藥 物制劑過(guò)程。根據(jù)依照本發(fā)明的藥物制劑的檢查裝置和方法，可實(shí)時(shí) 無(wú)損地執(zhí)行幾乎所有樣本的檢查，并檢查包括相同種類的多個(gè)樣本或 均質(zhì)樣本的平均成分等的信息。因此，可以以高精確性響應(yīng)于如制造
中的偏移的改變等。
圖6是使用檢查裝置管理制造處理的系統(tǒng)的框圖。該系統(tǒng)通過(guò)本 發(fā)明的檢查裝置來(lái)檢查由制劑裝置制造并從其移動(dòng)的大量藥片等，并 當(dāng)測(cè)試結(jié)果處于標(biāo)準(zhǔn)值范圍之外并且一部分藥片被拒絕時(shí)，通過(guò)篩選 裝置來(lái)丟棄所述一部分藥片。同時(shí)，該系統(tǒng)通過(guò)反饋回制劑裝置的生 產(chǎn)參數(shù)(成分的混合比率、制造溫度、腔內(nèi)的攪動(dòng)強(qiáng)度等)來(lái)執(zhí)行使 藥物制劑設(shè)備返回普通狀態(tài)的控制，從而測(cè)試結(jié)果可變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)值范圍 之內(nèi)。
這種系統(tǒng)相應(yīng)于從現(xiàn)在開(kāi)始將在藥品制造中變得重要的處理分 析技術(shù)(PAT)。此外，由于這種系統(tǒng)實(shí)時(shí)無(wú)損地觀察狀態(tài)，所以， 其不僅可在總是良好的條件下制造藥物制劑，而且能夠顯著減少由于 質(zhì)量不合格而丟棄的藥物。因此，可大大降低生產(chǎn)成本。 (示例3 )
根據(jù)使用本發(fā)明的應(yīng)用，在上述實(shí)施例和示例中描述的固態(tài)激光 器類型可能在穩(wěn)定程度和電磁波振蕩光輸出的長(zhǎng)期劣化的程度方面 影響設(shè)備性能。于是，根據(jù)本發(fā)明的第三示例引入用于利用光纖進(jìn)行 太赫波激勵(lì)的波束。整個(gè)結(jié)構(gòu)與圖7所示的第一示例幾乎相同，只是 飛秒激光器50是光纖激光器類型的，并通過(guò)光纖51來(lái)提供光學(xué)輸出。
通過(guò)光分支耦合器52將光學(xué)輸出劃分為兩路。它們中的一個(gè)被 光纖54引入太赫轉(zhuǎn)換部分55，與圖1所示相同的光電導(dǎo)器件和光學(xué) 系統(tǒng)被模塊化成一個(gè)模塊，并產(chǎn)生太赫波57。
盡管在圖7中虛線示出太赫波57的傳播路徑，但是實(shí)際上，太 赫波57被形成為與圖l相同的寬的扁平波束，以照射到樣本60上。 通過(guò)拋物面鏡58a和58b將所述太赫波扁平波束照射到樣本60上， 并通過(guò)拋物面鏡58c和58d將隨后反射的波束引入光電導(dǎo)器件陣列模 塊56，以在那里進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)側(cè)具有與圖1相同的構(gòu)造。也就是說(shuō)， 使用1對(duì)10的星形耦合器59對(duì)由光學(xué)分支耦合器52劃分為兩部分 的波束的另一側(cè)進(jìn)行分支，從而可將具有不同延遲時(shí)間(檢測(cè)時(shí)間) 的波束照射到各個(gè)排列的光電導(dǎo)元件。分支之后的波束在以光纖53
的長(zhǎng)度分別來(lái)調(diào)整延遲時(shí)間之后被入射到各個(gè)光電導(dǎo)元件。
如上所述，在使用光電導(dǎo)元件的設(shè)備中，激勵(lì)波長(zhǎng)800nm波帶 被優(yōu)選地用作泵浦波束。然而，泵浦波束并不限于此，也可使用 1550nm波帶中的泵浦波束，在該波帶中，光纖激光器的輸出是高的。 當(dāng)使用1550nm波帶中的波束時(shí)，低溫生長(zhǎng)砷化鎵(LT-GaAs )被用 作光電導(dǎo)元件。然而，可通過(guò)利用二次諧波產(chǎn)生器(SHG)中的非線 性晶體產(chǎn)生1550-nm波的二次諧波來(lái)使用LT-GaAs光電導(dǎo)元件。
當(dāng)如在該示例中那樣使用光纖激光器時(shí)，可使得構(gòu)造非常緊致， 此外，可不需要復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)。其它點(diǎn)與第一示例中的相同。 (示例4 )
與上述示例不同，本發(fā)明的第四示例具有多個(gè)檢測(cè)單元，從而分 別以不同的檢測(cè)頻率來(lái)檢測(cè)來(lái)自檢查對(duì)象的不同位置的電磁波。因 此，在第四示例中，如圖8所示，排列具有不同的振蕩頻率fn的多個(gè) 單一頻率下的振蕩光源(量子級(jí)聯(lián)激光器、諧振隧穿二極管等)，每 個(gè)檢測(cè)器(檢測(cè)單元)獨(dú)立檢測(cè)每個(gè)振蕩光源的發(fā)射太赫波。圖8示 出用于將太赫波會(huì)聚到每個(gè)檢測(cè)器的透鏡80以及用于將由每個(gè)振蕩 器產(chǎn)生的太赫波照射到樣本81的拋物面鏡82。
在該示例的情況下，無(wú)法獲取光鐠，但是可進(jìn)行以下處理?？膳?列具有用于在藥品的指紋頻譜之間離散地進(jìn)行區(qū)分所需的多個(gè)頻率 的光源，并利用各個(gè)頻率的傳輸強(qiáng)度比率來(lái)區(qū)分樣本81的正常或異 常。這里，形成檢查對(duì)象的樣本81是相同種類的多個(gè)樣本或均質(zhì)樣 本。因此，各個(gè)檢測(cè)器檢測(cè)來(lái)自相同種類的不同樣本的電磁波，或者 來(lái)自均質(zhì)樣本的不同位置的電磁波，并且各個(gè)檢測(cè)器可基于各個(gè)檢測(cè) 信號(hào)來(lái)獲取包括樣本的平均特征等的信息。
作為振蕩器，如上所述，存在量子級(jí)聯(lián)激光器(QCL)、諧振 隧穿二極管、Gunn二極管等，并且可根據(jù)頻帶來(lái)準(zhǔn)備振蕩器。例如， QCL可提供lTHz到4THz的電磁波，RTD可提供0.3THz到2THz 的電磁波，Gunn二極管可提供0.1THz到大約lTHz的電磁波，還包 括諧波。
在第一示例的描述中描述的甲氰咪胍的情況下，當(dāng)準(zhǔn)備振蕩頻率
為諸如0.98THz、 1.17THz、 1.73THz和2.17THz的振蕩器并且以各 個(gè)頻率來(lái)計(jì)算樣本傳輸強(qiáng)度比率時(shí)，可從樣本的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)區(qū)分偏移。
盡管參照示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)理解本發(fā)明并不限 于所公開(kāi)的實(shí)施例。所附權(quán)利要求的范圍應(yīng)被給予最寬泛的解釋，從 而包括所有的這種修改以及等同的結(jié)構(gòu)和功能。
權(quán)利要求
1、一種用于使用太赫波來(lái)執(zhí)行檢查的檢查裝置，包括:電磁波產(chǎn)生和照射單元，其產(chǎn)生太赫波并將所述太赫波照射到檢查對(duì)象上；電磁波檢測(cè)單元，其具有多個(gè)檢測(cè)單元，其中，所述多個(gè)檢測(cè)單元被布置以便檢測(cè)由電磁波產(chǎn)生和照射單元所照射并通過(guò)與檢查對(duì)象的不同位置相互作用而透射或反射的太赫波，將所述多個(gè)檢測(cè)單元構(gòu)造為分別以不同的檢測(cè)時(shí)間或檢測(cè)頻率來(lái)檢測(cè)來(lái)自不同位置的太赫波，從而基于來(lái)自多個(gè)檢測(cè)單元的檢測(cè)信號(hào)從檢查對(duì)象獲取太赫波響應(yīng)信息。
2、 如權(quán)利要求1所述的檢查裝置，其中，所述太赫波包括30GHz 到30THz的頻域中的多個(gè)頻率，所述多個(gè)頻率被分別照射到檢查對(duì)象 的不同位置上；以及其中，獲取所述多個(gè)頻率的相應(yīng)傳輸強(qiáng)度比率。
3、 如權(quán)利要求1所述的檢查裝置，其中，所述太赫波是包括 30GHz到30THz的頻域中的一部分頻率的脈沖，以及所述太赫波分 別被照射到檢查對(duì)象的不同位置上；以及其中，基于所迷多個(gè)檢測(cè)單元所檢測(cè)的透射或反射的太赫波來(lái)獲 取檢查對(duì)象的平均太赫波頻鐠信息。
4、 如權(quán)利要求1所述的檢查裝置，還包括 多個(gè)鏡；以及激光器，用于經(jīng)由所述多個(gè)鏡將光照射到電磁波檢測(cè)單元上以及 將光照射到電磁波產(chǎn)生和照射單元上，其中，基于由多個(gè)檢測(cè)單元所波頻鐠信息，其中通過(guò)由所述多個(gè)鏡所反射的光來(lái)照射所述多個(gè)檢測(cè) 單元。
5、如權(quán)利要求l所述的檢查裝置，還包括 長(zhǎng)度不同的多個(gè)光纖；以及 光纖激光器，用于經(jīng)由所述多個(gè)光纖將光照射到電磁波檢測(cè)單元 上以及將光照射到電磁波產(chǎn)生和照射單元上，其中，基于由多個(gè)檢測(cè)均太赫波頻傳信息，其中由通過(guò)所述多個(gè)光纖的光來(lái)照射所述多個(gè)檢 測(cè)單元。
6、 一種用于使用太赫波來(lái)執(zhí)行檢查的檢查方法，包括 產(chǎn)生太赫波并將所述太赫波照射到檢查對(duì)象的不同位置上的步，由多個(gè)檢測(cè)單元分別以不同的檢測(cè)時(shí)間或檢測(cè)頻率來(lái)檢測(cè)通過(guò) 與檢查對(duì)象的不同位置相互作用而透射或反射的太赫波的步驟；以及基于來(lái)自多個(gè)檢測(cè)單元的檢測(cè)信號(hào)從檢查對(duì)象獲取太赫波響應(yīng) 信息的步驟。
7、 如權(quán)利要求6所述的檢查方法，其中，檢查對(duì)象是由經(jīng)排列 的多個(gè)相同種類的樣本或由均質(zhì)樣本構(gòu)成的對(duì)象。
8、 如權(quán)利要求6所述的檢查方法，其中，檢查對(duì)象進(jìn)行移動(dòng)， 以及檢查對(duì)象的不同位置隨著檢查對(duì)象的移動(dòng)而順序地改變。
9、 如權(quán)利要求6所述的檢查方法，還包括以下步驟 當(dāng)獲取的太赫波響應(yīng)信息處于均質(zhì)樣本或相同種類的樣本應(yīng)該滿足的參考值范圍之外時(shí)，篩選樣本。
10、 如權(quán)利要求6所述的檢查方法，還包括以下步驟 當(dāng)獲取的太赫波響應(yīng)信息處于均質(zhì)樣本或相同種類的樣本應(yīng)該滿足的參考值范圍之外時(shí)，對(duì)樣本的生產(chǎn)設(shè)備的生產(chǎn)條件執(zhí)行反饋控 制，以便在參考值范圍之內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。
11、 一種用于使用太赫波來(lái)執(zhí)行檢查的檢查裝置，包括 多個(gè)產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生太赫波；以及檢測(cè)單元，用于檢測(cè)由產(chǎn)生單元產(chǎn)生并由檢查對(duì)象透射或反射的 太赫波，其中，布置多個(gè)檢測(cè)單元從而以不同延遲時(shí)間分別檢測(cè)透射 或反射的太赫波，使用關(guān)于所述多個(gè)檢測(cè)單元所檢測(cè)的太赫波的信息 來(lái)獲取透射或反射的太赫波的時(shí)間波形。
12、如權(quán)利要求11所述的檢查裝置，其中，所述多個(gè)產(chǎn)生單元 和多個(gè)檢測(cè)單元是以一維陣列的形狀排列的多個(gè)光電導(dǎo)元件，矩形形 狀的激光束被同時(shí)照射到多個(gè)光電導(dǎo)元件上并以直線被會(huì)聚。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種使用電磁波的檢查裝置和檢查方法。本發(fā)明用于提供一種能夠使用電磁波以高速度獲取作為平均信息的、檢查對(duì)象的電磁波響應(yīng)信息的檢查裝置和方法。使用電磁波的檢查裝置2包括電磁波產(chǎn)生和照射單元9，其產(chǎn)生電磁波并將電磁波照射到檢查對(duì)象11上；和電磁波檢測(cè)單元10，其具有多個(gè)檢測(cè)單元。所述多個(gè)檢測(cè)單元被布置成檢測(cè)由電磁波產(chǎn)生和照射單元所照射并通過(guò)與檢查對(duì)象11的不同位置相互作用而透射或反射的電磁波，將所述多個(gè)檢測(cè)單元構(gòu)造為分別以不同的檢測(cè)時(shí)間或檢測(cè)頻率來(lái)檢測(cè)來(lái)自不同位置的電磁波。檢查裝置基于來(lái)自多個(gè)檢測(cè)單元的檢測(cè)信號(hào)來(lái)獲取關(guān)于檢查對(duì)象11的電磁波響應(yīng)信息。
文檔編號(hào)G01N21/17GK101377465SQ20081021246
公開(kāi)日2009年3月4日 申請(qǐng)日期2008年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月31日
發(fā)明者尾內(nèi)敏彥 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社