特許 7463926 錠剤分光測定方法、錠剤分光測定装置、錠剤検査方法及び錠剤検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-01

(45)【発行日】2024-04-09

(54)【発明の名称】錠剤分光測定方法、錠剤分光測定装置、錠剤検査方法及び錠剤検査装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/85 20060101AFI20240402BHJP

【ＦＩ】

G01N21/85 A

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2020158727

(22)【出願日】2020-09-23

(65)【公開番号】P2022052371

(43)【公開日】2022-04-04

【審査請求日】2023-03-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000102212

【氏名又は名称】ウシオ電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100097548

【弁理士】

【氏名又は名称】保立 浩一

(72)【発明者】

【氏名】太田 彩

(72)【発明者】

【氏名】山田 剛

【審査官】三宅 克馬

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－１９１１２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２０５３９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０３７３６６３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２１／００ － Ｇ０１Ｎ ２１／０１

Ｇ０１Ｎ ２１／１７ － Ｇ０１Ｎ ２１／６１

Ｇ０１Ｎ ２１／８４ － Ｇ０１Ｎ ２１／９５８

Ｇ０１Ｂ １１／００ － Ｇ０１Ｂ １１／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

錠剤の分光透過スペクトルを測定する錠剤分光測定方法であって、
パルス内の経過時間と光の波長とが１対１で対応しているパルス光を錠剤に照射する照射工程と、
照射工程において照射されたパルス光が錠剤を透過して出射した際にその出射した透過光を受光した受光器からの出力を演算処理して当該錠剤の分光透過スペクトルを得る演算処理工程と
を備えており、
照射工程において照射するパルス光のビームの錠剤の光入射面での大きさは、錠剤の当該光入射面の大きさより小さいことを特徴とする錠剤分光測定方法。

【請求項2】

前記パルス光のビームは、前記光入射面内に互いに重ならない状態で２個以上入る大きさであることを特徴とする請求項１記載の錠剤分光測定方法。

【請求項3】

前記照射工程は、一つの錠剤に対して前記パルス光を複数回照射する工程であり、複数回の照射は前記光入射面内の互いに異なる箇所であることを特徴とする請求項１又は２記載の錠剤分光測定方法。

【請求項4】

前記照射工程は、一つの錠剤に対して前記パルス光を複数回照射する工程であり、
前記受光器からの出力を積分する積分工程が設けられており、
積分工程は、前記パルス光が複数回照射された際の前記受光器からの出力について同一の波長であると見なされる各時刻の値を積分する工程であり、
前記演算処理工程は、積分された各値に従って分光透過スペクトルを得る工程であることを特徴とする請求項１又は２記載の錠剤分光測定方法。

【請求項5】

前記受光器からの出力を積分する積分工程が設けられており、
複数回の前記パルス光の照射は、前記光入射面内の第一の領域に対する照射である第一のグループと、前記光入射面内の第一の領域とは別の第二の領域に対する照射である第二のグループとに分けられており、
積分工程は、第一のグループの照射による前記受光器からの出力について同一の波長であると見なされる各時刻の値を積分するとともに、第二のグループの照射による前記受光器からの出力について同一の波長であると見なされる各時刻の値を第一のグループとは別に積分する工程であり、
前記演算処理工程は、各グループにおいて積分された各値に従ってそれぞれ分光透過スペクトルを得る工程であることを特徴とする請求項３記載の錠剤分光測定方法。

【請求項6】

前記照射工程は、移動している前記錠剤に対して前記パルス光を照射する工程であることを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載の錠剤分光測定方法。

【請求項7】

錠剤の分光透過スペクトルを測定する錠剤分光測定装置であって、
パルス内の経過時間と光の波長とが１対１で対応しているパルス光を出射するパルス光源を含み、パルス光を錠剤に照射するパルス光照射系と、
パルス光照射系によりパルス光が照射された錠剤からの透過光を受光する位置に配置された受光器と、
受光器からの出力を演算処理して錠剤の分光透過スペクトルを得る演算手段とを備えており、
パルス光照射系が照射するパルス光のビームの錠剤の光入射面での大きさは、錠剤の当該光入射面の大きさより小さいことを特徴とする錠剤分光測定装置。

【請求項8】

前記パルス光のビームは、前記光入射面内に互いに重ならない状態で２個以上入る大きさであることを特徴とする請求項７記載の錠剤分光測定装置。

【請求項9】

前記パルス光照射系による前記パルス光の照射位置に錠剤を配置する錠剤配置機構が設けられており、
錠剤配置機構は、一つの錠剤に対して前記パルス光が複数回照射されるよう錠剤を配置する機構であり、複数回の前記パルス光の照射は前記光入射面内の互いに異なる箇所であることを特徴とする請求項７又は８記載の錠剤分光測定装置。

【請求項10】

前記パルス光照射系による前記パルス光の照射位置に錠剤を配置する錠剤配置機構が設けられており、
錠剤配置機構は、一つの錠剤に対して前記パルス光が複数回照射されるよう錠剤を配置する機構であり、
前記受光器からの出力を積分する積分手段が設けられており、
積分手段は、前記パルス光が複数回照射された際の前記受光器からの出力について同一の波長であると見なされる各時刻の値を積分する手段であり、
前記演算手段は、積分された各値に従って分光透過スペクトルを得る手段であることを特徴とする請求項７又は８記載の錠剤分光測定装置。

【請求項11】

前記受光器からの出力を積分する積分手段が設けられており、
複数回の前記パルス光の照射は、前記光入射面内の第一の領域に対する照射である第一のグループと、前記光入射面内の第一の領域とは別の第二の領域に対する照射である第二のグループとに分けられており、
積分手段は、第一のグループの照射による前記受光器からの出力について同一の波長であると見なされる各時刻の値を積分するとともに、第二のグループの照射による前記受光器からの出力について同一の波長であると見なされる各時刻の値を第一のグループとは別に積分する手段であり、
前記演算手段は、各グループにおいて積分された各値に従ってそれぞれ分光透過スペクトルを得る手段であることを特徴とする請求項９記載の錠剤分光測定装置。

【請求項12】

前記錠剤を移動させる移動機構が設けられており、
前記パルス光照射系は、移動機構により移動している前記錠剤に対して前記パルス光を照射する照射系であることを特徴とする請求項７又は８に記載の錠剤分光測定装置。

【請求項13】

前記錠剤配置機構は、錠剤を移動させる移動機構であり、
前記パルス光照射系は、前記錠剤配置機構により移動している前記錠剤に対して前記パルス光を照射する照射系であることを特徴とする請求項９乃至１１いずれかに記載の錠剤分光測定装置。

【請求項14】

請求項１乃至６いずれかに記載の錠剤分光測定方法を実施することで錠剤の分光透過スペクトルを得る測定ステップと、
測定ステップで得られた分光透過スペクトルに基づいて当該錠剤の良否を判断する判断ステップとを備えていることを特徴とする錠剤検査方法。

【請求項15】

請求項７乃至１３いずれかに記載の錠剤分光測定装置と、
錠剤分光測定装置による測定結果である分光透過スペクトルに基づいて錠剤の良否を判断する判断手段とを備えていることを特徴とする錠剤検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この出願の発明は、錠剤の分光測定技術に関するものであり、特に、製造された錠剤の検査技術に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、錠剤についての品質保持の要請が特に厳しくなってきている。この傾向は、薬剤としての錠剤のみならず、健康食品としての錠剤にも及んできている。例えば、米国では、薬剤のみならず健康食品としての錠剤についてもｅＧＭＰ(current Good Manufacturing Practice）の取得が義務づけられている。日本でも、ＧＭＰの取得を義務化する検討が関係機関において進められている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－１５５４２２号公報

【文献】特開２０１１－１９１１２９号公報

【非特許文献】

【0004】

【文献】http://www.foocom.net/column/takou/5381/

【文献】尾崎幸洋編著、株式会社講談社発行、「近赤外分光法」、５９～７５頁

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

錠剤の製造プロセスにおいて、製造された錠剤の品質をより高く保持するには、全数検査が望ましい。しかしながら、現状の錠剤の製造ラインにおいて、全数検査を可能にする実用的な技術は開発されていない。多数の錠剤が製造されて流れている製造ラインにおいて全数検査を行うためには、検査を短時間のうちに且つ精度良く行う必要があるが、このような技術は開発されていない。このため、現状では、定期的に抜き取り検査をし、クロマトグラフィ装置のような分析装置で分析して製品の品質を確認することにとどまっている。

【0006】

このような中、特許文献１や特許文献２では、錠剤に光照射した結果に基づいて錠剤の検査を行う技術が開示されている。
しかしながら、これら特許文献のうち、特許文献１では、錠剤のような成形品の品質検査を光照射によって行うとしているが、具体的にどのような光を照射し、どのような原理に基づいて品質を検査するのか、何ら開示されていない。特許文献２では、異品種であるかどうかの検査を行うためにレーザー光を照射する点は開示されているものの、錠剤の品質を検査する点については具体的な開示は何らされていない。

【0007】

本願の発明はこのような状況を鑑みて為されたものであり、経口品として高い品質が要求される錠剤について、品質の検査に応用できる優れた分光測定技術を提供することを目的とするものであり、全数検査も可能にする高速且つ高精度の錠剤分光測定技術を提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するため、この明細書において、錠剤の分光透過スペクトルを測定する錠剤分光測定方法の発明が開示される。
錠剤分光測定方法は、
パルス内の経過時間と光の波長とが１対１で対応しているパルス光を錠剤に照射する照射工程と、
照射工程において照射されたパルス光が錠剤を透過して出射した際にその出射した透過光を受光した受光器からの出力を演算処理して当該錠剤の分光透過スペクトルを得る演算処理工程と
を備えており、
照射工程において照射するパルス光のビームの錠剤の光入射面での大きさは、錠剤の当該光入射面の大きさより小さい。
錠剤分光測定方法において、パルス光のビームは、光入射面内に互いに重ならない状態で２個以上入る大きさであり得る。
また、錠剤分光測定方法は、照射工程が一つの錠剤に対してパルス光を複数回照射する工程であり、複数回のパルス光の照射は光入射面内の異なる箇所であるという構成を持ち得る。
また、錠剤分光測定方法は、
照射工程が、一つの錠剤に対してパルス光を複数回照射する工程であり、
受光器からの出力を積分する積分工程が設けられており、
積分工程は、パルス光が複数回照射された際の受光器からの出力について同一の波長であると見なされる各時刻の値を積分する工程であり、
演算処理工程は、積分された各値に従って分光透過スペクトルを得る工程である
という構成を持ち得る。
また、錠剤分光測定方法は、
受光器からの出力を積分する積分工程が設けられており、
複数回のパルス光の照射は、光入射面内の第一の領域に対する照射である第一のグループと、光入射面内の第一の領域とは別の第二の領域に対する照射である第二のグループとに分けられており、
積分工程は、第一のグループの照射による受光器からの出力について同一の波長であると見なされる各時刻の値を積分するとともに、第二のグループの照射による受光器からの出力について同一の波長であると見なされる各時刻の値を第一のグループとは別に積分する工程であり、
演算処理工程は、各グループにおいて積分された各値に従ってそれぞれ分光透過スペクトルを得る工程であり得る。
また、錠剤分光測定方法において、照射工程は、移動している錠剤に対してパルス光を照射する工程であり得る。

【0009】

また、上記課題を解決するため、この明細書において、錠剤の分光透過スペクトルを測定する錠剤分光測定装置の発明が開示される。
錠剤分光測定装置は、
パルス内の経過時間と光の波長とが１対１で対応しているパルス光を出射するパルス光源を含み、パルス光を錠剤に照射するパルス光照射系と、
パルス光照射系によりパルス光が照射された錠剤からの透過光を受光する位置に配置された受光器と、
受光器からの出力を演算処理して錠剤の分光透過スペクトルを得る演算手段とを備えており、
パルス光照射系が照射するビームの錠剤の光入射面での大きさは、錠剤の当該光入射面の大きさより小さい。
錠剤分光測定装置において、パルス光のビームは、光入射面内に互いに重ならない状態で２個以上入る大きさであり得る。
また、錠剤分光測定装置は、
パルス光照射系によるパルス光の照射位置に錠剤を配置する錠剤配置機構が設けられており、
錠剤配置機構は、一つの錠剤に対してパルス光が複数回照射されるよう錠剤を配置する機構であり、複数回のパルス光の照射は光入射面内の互いに異なる箇所である
という構成を持ち得る。
また、錠剤分光測定装置は、
パルス光照射系によるパルス光の照射位置に錠剤を配置する錠剤配置機構が設けられており、
錠剤配置機構は、一つの錠剤に対してパルス光が複数回照射されるよう錠剤を配置する機構であり、
受光器からの出力を積分する積分手段が設けられており、
積分手段は、パルス光が複数回照射された際の受光器からの出力について同一の波長であると見なされる各時刻の値を積分する手段であり、
演算手段は、積分された各値に従って分光透過スペクトルを得る手段である
という構成を持ち得る。
また、錠剤分光測定装置は、
受光器からの出力を積分する積分手段が設けられており、
複数回のパルス光の照射は、光入射面内の第一の領域に対する照射である第一のグループと、光入射面内の第一の領域とは別の第二の領域に対する照射である第二のグループとに分けられており、
積分手段は、第一のグループの照射による受光器からの出力について同一の波長であると見なされる各時刻の値を積分するとともに、第二のグループの照射による受光器からの出力について同一の波長であると見なされる各時刻の値を第一のグループとは別に積分する手段であり、
演算手段は、各グループにおいて積分された各値に従ってそれぞれ分光透過スペクトルを得る手段であるという構成を持ち得る。
また、錠剤分光測定装置は、
錠剤を移動させる移動機構が設けられており、
パルス光照射系は、移動機構により移動している錠剤に対してパルス光を照射する照射系である
という構成を持ち得る。
また、錠剤分光測定装置は、
錠剤配置機構が、錠剤を移動させる移動機構であり、
パルス光照射系は、錠剤配置機構により移動している錠剤に対してパルス光を照射する照射系である
という構成を持ち得る。

【0010】

また、上記課題を解決するため、この明細書において、錠剤検査方法の発明と錠剤検査装置の発明が開示される。
開示された発明に係るこの錠剤検査方法は、上記錠剤分光測定方法を実施することで錠剤の分光透過スペクトルを得る測定ステップと、この測定ステップで得られた分光透過スペクトルに基づいて当該錠剤の良否を判断する判断ステップとを備えている。
また、開示された発明に係る錠剤検査方法は、上記錠剤分光測定装置と、上記錠剤分光測定装置による測定結果である分光透過スペクトルに基づいて錠剤の良否を判断する判断手段とを備えている。

【発明の効果】

【0011】

以下に説明する通り、開示された発明に係る錠剤分光測定方法又は錠剤分光測定装置によれば、経過時間と光の波長とが１対１に対応したパルス光を錠剤に照射して分光測定するので、非常に高速の分光測定が実現できる。その上、照射するパルス光のビームの錠剤の光入射面での大きさが錠剤の当該光入射面の大きさより小さいので、照射に際して錠剤を精度良く位置決めすることが不要になり、またパルス光のビームが錠剤からずれることによる測定条件のばらつき等の問題が抑制される。
この際、パルス光のビームを光入射面内に互いに重ならない状態で２個以上入る大きさとしておくと、上記効果がより高くなる。その上、光入射面内の少なくとも二つの箇所で分光測定することが可能になるので、測定結果を平均化したり、面内での分光特性のばらつきを測定したりする際に好適となる。
また、一つの錠剤に対してパルス光が複数回照射されるようにし、複数回のパルス光の照射が光入射面内の互いに異なる箇所であると、分光透過特性の分布を測定したり、分光透過特性のばらつき（場所による違い）を測定したりすることが可能になるので、この点で好適となる。
また、一つの錠剤に対してパルス光を複数回照射し、その際の受光器からの出力について同一の波長であると見なされる各時刻の値を積分するようにすると、ＳＮ比が高められるので、測定精度が向上する。
また、錠剤の光入射面を第一第二の領域に分け、各領域に入射したパルス光による受光器からの出力について別々に積分するようにすると、分光透過特性の分布を測定したりばらつきを測定したりする際にＳＮ比が向上するという効果が得られる。
また、移動している錠剤に対してパルス光を照射して分光測定する構成では、測定の高速性を活かした構成となり、製造ラインにおいて流れている錠剤について容易に応用することができる。
また、開示された発明に係る錠剤検査方法又は錠剤検査装置によれば、上記効果を得つつ品質検査の一環として錠剤の良否を判断することができる。このため、良質で信頼性の高い錠剤を高い生産性で製造するのに大きく貢献できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施形態の錠剤分光測定装置の概略図である。

【図2】群分散による時間と光の波長の対応化について示した概略図である。

【図3】分割素子として使用されたアレイ導波路回折格子の平面概略図である。

【図4】分光測定装置が備える測定プログラムについて主要部を概略的に示した図である。

【図5】照射する合成パルス光のビームの大きさと錠剤の大きさとの関係について示した概略図である。

【図6】錠剤とビームとの大きさの比較について説明した図である。

【図7】錠剤に対するパルス光の複数回照射のパターンの一例について示した図である。

【図8】積分手段による積分について示した概略図である。

【図9】錠剤の成分の場所によるばらつきを測定するためのパルス光照射のグループ分けについて示した概略図である。

【図10】図９に示す例において積分手段が行う積分について示した概略図である。

【図11】複数回照射のバリエーションについて示した図である。

【図12】第二の実施形態の錠剤分光測定装置の概略図である。

【図13】実施形態に係る錠剤検査装置の概略図である。

【図14】良否判断プログラムの概略を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

次に、この出願の発明を実施するための形態（実施形態）について説明する。
図１は、実施形態の錠剤分光測定装置の概略図である。この装置の大きな特徴点の一つは、錠剤Ｐに対し、経過時間と光の波長とが１対１で対応しているパルス光を照射し、その際に錠剤Ｐから出た透過光を受光して分光測定する装置となっている点である。
具体的には、図１に示す錠剤分光測定装置は、パルス光照射系１と、受光器２と、演算手段３とを備えている。そして、パルス光照射系１は、パルス光源１１と、パルス光源１１からのパルス光について時間－波長対応性を実現する対応化手段とを備えている。

【0014】

パルス光源１１としては、この実施形態では、スーパーコンティニウム光（以下、ＳＣ光という。）を出射するものが使用されている。ＳＣ光は、パルスレーザ源（例えば超短パルスレーザ源）からの光をファイバのような非線形素子に通し、自己位相変調や誘導ラマン散乱のような非線形光学効果により波長を広帯域化させることで得られる光である。

【0015】

パルス光源１１は、連続したスペクトルのパルス光を出射する光源である。この実施形態では、例えば、９００ｎｍから１３００ｎｍの範囲において少なくとも１０ｎｍの波長幅に亘って連続したスペクトルの光を出射する光源となっている。「９００ｎｍから１３００ｎｍの範囲において少なくとも１０ｎｍの波長幅に亘って連続したスペクトル」とは、９００～１３００ｎｍの範囲の連続したいずれかの１０ｎｍ以上の波長幅ということである。例えば、例えば９００～９１０ｎｍにおいて連続していても良いし、９９０～１０００ｎｍにおいて連続していても良い。尚、５０ｎｍ以上の波長幅に亘って連続しているとさらに好適であるし、１００ｎｍ以上の波長幅に亘って連続しているとさらに好適である。また、「スペクトルが連続している」とは、ある波長幅で連続したスペクトルを含んでいることを意味する。これは、パルス光の全スペクトルにおいて連続している場合には限られず、部分的に連続していても良い。

【0016】

９００ｎｍから１３００ｎｍの範囲とする点は、実施形態の錠剤分光測定装置が近赤外域での分光分析を主として行うものとなっているためである。少なくとも１０ｎｍの波長幅に亘って連続したスペクトルの光とは、典型的にはＳＣ光である。したがって、この実施形態では、パルス光源１は、ＳＣ光源となっている。但し、ＳＣ光源以外の広帯域パルス光源が使用される場合もある。

【0017】

ＳＣ光源であるパルス光源１１は、パルスレーザ１１１と、非線形素子１１２とを備えている。パルスレーザ１１としては、モードロックレーザ、マイクロチップレーザ、ファイバレーザ等を用いることができる。また、非線形素子１１２としては、ファイバが使用される場合が多い。例えば、フォトニッククリスタルファイバやその他の非線形ファイバが非線形素子１１２として使用できる。ファイバのモードとしてはシングルモードの場合が多いが、マルチモードであっても十分な非線形性を示すものであれば、非線形素子１１２として使用できる。

【0018】

対応化手段は、前述したように、時間と光の波長との関係が１対１になるようにする手段である。この点について、図２を使用して説明する。図２は、群分散による時間と波長の対応化について示した概略図である。
ある波長範囲において連続スペクトルであるＳＣ光Ｌ１を当該波長範囲で正の分散特性を有する群遅延ファイバ９に通すと、パルス幅が効果的に伸長される。図２（１）に示すように、ＳＣ光Ｌ１においては、長波長λ_１と短波長λ_ｎの光が存在する。この光を、正常分散の群遅延ファイバ９に通すと、正常分散の群遅延ファイバ９では、波長の短い光ほど遅れて伝搬するので、図２（２）に示すように１パルス内の時間差が生じ、ファイバ９を出射する際には、短い波長の光は長い波長の光に比べて遅れるようになる。この結果、図２（３）に示すように、出射するＳＣ光Ｌ２は、時間対波長の一意性が確保された状態でパルス幅が伸長された光となる。即ち、時刻ｔ_１～ｔ_ｎは、波長λ_１～λ_ｎに対してそれぞれ１対１で対応した状態でパルス伸長される。

【0019】

尚、パルス伸長のための群遅延ファイバ９としては、異常分散ファイバを使用することも可能である。この場合は、ＳＣ光においてパルスの初期に存在していた長波長側の光が遅れ、後の時刻に存在していた短波長側の光が進む状態で分散するので、１パルス内での時間的関係が逆転し、１パルスの初期に短波長側の光が存在し、時間経過とともにより長波長側の光が存在する状態でパルス伸長されることになる。但し、正常分散の場合に比べると、パルス伸長のための伝搬距離をより長くすることが必要になる場合が多く、損失が大きくなり易い。したがって、この点で正常分散の方が好ましい。

【0020】

実施形態のパルス分光装置は、時間－波長対応性を実現するための構成として、上記のような一本のファイバにおける群分散を利用する構成ではなく、複数の波長に分割する分割素子に対して分割数に対応する複数のファイバを接続し、各ファイバの長さで時間と波長の対応をとるよう最適化する構成を採用している。これは、ファイバにおける意図しない非線形光学効果を抑制し、時間－波長対応性を安定して実現するためである。

【0021】

複数のファイバは、この実施形態ではバンドルファイバ１３となっている。バンドルファイバ１３の入射側には、バンドルファイバ１３を構成する各ファイバ（以下、遅延ファイバという。）１３１に光を入射させるために光を分割する分割素子が設けられている。分割素子については、波長に応じて光を分割する素子が使用されており、この実施形態ではアレイ導波路回折格子（Array Waveguide Grating，ＡＷＧ）１４が使用されている。即ち、この実施形態では、アレイ導波路回折格子１４とバンドルファイバ１３とが対応化手段を構成している。

【0022】

図３は、分割素子として使用されたアレイ導波路回折格子の平面概略図である。アレイ導波路回折格子は、光通信用として開発された素子であり、分光測定用としては一般に利用されていない。図３に示すように、アレイ導波路回折格子１４は、基板１４１上に各機能導波路１４２～１４６を形成することで構成されている。各機能導波路は、光路長が僅かずつ異なる多数のアレイ導波路１４２と、アレイ導波路１４２の両端（入射側と出射側）に接続されたスラブ導波路１４３，１４４と、入射側スラブ導波路１４３に光を入射させる入射側導波路１４５と、出射側スラブ導波路１４４から各波長の光を取り出す各出射側導波路１４６となっている。

【0023】

スラブ導波路１４３，１４４は自由空間であり、入射側導波路１４５を通って入射した光は、入射側スラブ導波路１４３において広がり、各アレイ導波路１４２に入射する。各アレイ導波路１４２は、僅かずつ長さが異なっているので、各アレイ導波路１４２の終端に達した光は、この差分だけ位相が異なる。各アレイ導波路１４２からは光が回折して出射するが、回折光は互いに干渉しながら出射側スラブ導波路１４４を通り、出射側導波路１４６の入射端に達する。この際、位相差のため、干渉光は波長に応じた位置で最も強度が高くなる。つまり、各出射端導波路１４６には波長が順次異なる光が入射するようになり、光が空間的に分光される。厳密には、そのように分光される位置に各入射端が位置するよう各出射側導波路１４６が形成される。

【0024】

バンドルファイバ１３における各遅延ファイバ１３１は、各出射側導波路１４６に対して接続されている。各遅延ファイバ１３１の長さは、伝送する光の波長に応じて違っていて波長間で遅延量に差をつけている。これら遅延ファイバ１３１から出射される光が対象物Ｓにおいて重ね合わされる（合波される）と、パルス伸長の場合と同様に、時間と波長とが１対１に対応した光が照射された状態となる。

【0025】

尚、上述したように、単純に１本のファイバで伝送した場合でも、適宜の分散特性を有するものを使用すれば、時間対波長の１対１対応性は実現できるが、波長分散は一般に波長に対し一定でないため、波長毎の時間差が均等にはならない。このため、波長分解能が波長に依存してしまう。アレイ導波路回折格子１４で波長分割し、波長に応じて遅延ファイバ１３１の長さを変えた構成は、波長分割と各遅延の際に波長分解能が決まるため、測定波長範囲の全域において波長分解能を均一にする意義がある。

【0026】

パルス光照射系１は、上記のように時間－波長対応性が実現された光を錠剤Ｐに照射するため、図１に示すように、出射端ユニット１５を備えている。出射端ユニット１５は、バンドルファイバ１３の出射端に設けられたユニットである。出射端ユニット１５は、バンドルファイバ１３の各遅延ファイバ１３１から出射される光が１個の錠剤Ｐに集められて照射されるようにするユニットであり、レンズ等を適宜含んでいる。以下、１個の錠剤Ｐに集められた光は、元は一つのパルス光であった光が分割された後に同一の対象物Ｐに集められて照射されるので、以下、合成パルス光という。

【0027】

パルス光照射系１による合成パルス光の照射位置には、錠剤Ｐを保持する保持部材が設けられている。この実施形態では、上側からパルス光を照射する構成であるため、保持部材は受け具４である。また、この実施形態の装置は、錠剤Ｐの分光透過特性を測定する装置であるため、受け具４は透光性であり、透過光を受光する位置に受光器２が設けられている。この他、受け具４に錠剤Ｐの幅よりも狭い穴やスリットを設け、穴やスリットを通して透過光を受光器２が受光する構成が採用されることもある。

【0028】

また、この実施形態では、参照用の測定値をリアルタイムで取得する構成が採用されている。即ち、図１に示すように、出射端ユニット１５から延びる光路を分岐させるビームスプリッタ５１が設けられている。分岐した一方の光路は測定用であり、錠剤Ｐを介して受光器２に達している。他方の光路５０は参照用光路であり、この光路上には参照用受光器５２が配置されている。参照用光路５０を進んだ光（参照光）は、錠剤Ｐを経ることなく参照用受光器５２に達する。

【0029】

演算手段３としては、この実施形態では汎用ＰＣが使用されている。さらに、受光器２と演算手段３の間には、ＡＤコンバータ２１が設けられており、受光器２の出力はＡＤコンバータ２１を介して演算手段３に入力される。また、参照用受光器５２と演算手段３との間にも参照用のＡＤコンバータ５３が設けられており、参照用受光器５２の出力もデジタル化されて演算手段３に入力されるようになっている。
演算手段３は、プロセッサ３１や記憶部（ハードディスク、メモリ等）３２を備えている。記憶部３２には、受光器２からの出力データを処理してスペクトルを算出する測定プログラム３３やその他の必要なプログラムがインストールされている。図４は、分光測定装置が備える測定プログラムの一例について主要部を概略的に示した図である。

【0030】

測定プログラム３３は、この実施形態では、分光透過スペクトルを測定するプログラムである。分光透過スペクトルの算出に際しては、基準スペクトル強度が使用される。基準スペクトル強度は、分光透過スペクトルを算出するための基準となる波長毎の値である。この実施形態では、基準スペクトル強度は、参照用のＡＤコンバータ５３を介して入力された参照用受光器５２からの出力である（リアルタイムの基準スペクトル強度）。
この実施形態では、アレイ導波路回折格子１４が波長分割した光をバンドルファイバ１３の各遅延ファイバ１３１で時間差を付けて遅延させることで時間対波長の対応性を確保している。アレイ導波路回折格子１４で波長毎に分割されて出力される各出射部をチャンネルと呼ぶ。受光器２からの出力については各チャンネルの出力に相当する時間帯で積分される。この点は、参照用受光器５２についても同様である。各チャンネルＣ_１，Ｃ_２，Ｃ_３，・・・で積分した値である基準強度として記憶される（Ｖ_１，Ｖ_２，Ｖ_３，・・・）。

【0031】

各チャンネルＣ_１，Ｃ_２，Ｃ_３，・・・での基準強度Ｖ_１，Ｖ_２，Ｖ_３，・・・は、対応する各波長λ_１，λ_２，λ_３，・・・の強度である。対応する波長λ_１，λ_２，λ_３，・・・は、アレイ導波路回折格子１４の各チャンネルＣ_１，Ｃ_２，Ｃ_３，・・・における中心波長である。そして、合成パルス光全体における時刻ｔ_１，ｔ_２，ｔ_３，・・・と各チャンネルＣ_１，Ｃ_２，Ｃ_３における中心波長λ_１，λ_２，λ_３，・・・と関係が予め調べられており、各チャンネルＣ_１，Ｃ_２，Ｃ_３・・・において積分した値Ｖ_１，Ｖ_２，Ｖ_３，・・・が各波長λ_１，λ_２，λ_３，・・・での基準強度であると取り扱われる。

【0032】

そして、錠剤Ｐを経た光を受光した受光器２からの出力は、ＡＤコンバータ２１を経て同様に各チャンネルＣ_１，Ｃ_２，Ｃ_３・・・で積分されて各波長λ_１，λ_２，λ_３，・・・の値（測定値）としてメモリに記憶される（ｖ_１，ｖ_２，ｖ_３，・・・）。各測定値は、基準強度と比較され（ｖ_１／Ｖ_１，ｖ_２／Ｖ_２，ｖ_３／Ｖ_３，・・・）、その結果が分光透過スペクトルとなる。そして、必要に応じて逆数の対数を取り吸光度スペクトルとする。上記のような演算処理をするよう、測定プログラム３３はプログラミングされている。
尚、実際には、後述するように、図示は省略されているが、測定用のＡＤコンバータ２１と、参照用のＡＤコンバータ５３とは、サンプリングを同期して行う必要があるため、クロック信号を共有するための同期回路が設けられている。

【0033】

このような錠剤分光測定装置は、測定の対象が錠剤であることを考慮し、照射する合成パルス光のビームの大きさについて最適化している。以下、この点について説明する。図５は、照射するパルス光のビームの大きさと錠剤の大きさとの関係について示した概略図である。図５において、合成パルス光のビームをＢで示す。
尚、この実施形態では、前述したように、測定光は合成パルス光であり、バンドルファイバ１３の各遅延ファイバ１３１から出射された光である。各遅延ファイバ１３１から出射されるパルス光が出射端ユニット１５により錠剤に集光されて照射されるが、各遅延ファイバ１３１からのビームが完全には重ならない場合、図５におけるビームＢはそのうちの一つのビームのパターンを示すものとする。また、錠剤が搬送中に位置ずれを生じることなどにより錠剤に対する集光位置が多少ずれて照射される場合もある。多少ずれて照射される場合、図５におけるビームＢの位置は、そのうちの一つの位置を示すものとする。

【0034】

実施形態の錠剤分光測定装置において、錠剤全体の分光特性を過不足なく測定するという観点では、測定光（分光測定のために錠剤Ｐに照射する光）のビームＢは、錠剤Ｐと同じ大きさであることが望ましい。これを示したのが、図５の（ａ－１）、（ａ－２）、（ａ－３）である。
しかしながら、測定光の大きさと錠剤Ｐの大きさが同じ場合、測定光の照射箇所に対して錠剤Ｐを精度良く位置させることが必要になる。即ち、図５（ａ－２）や図５（ａ－３）に示すように、ビームＢがずれて照射されると、一部に測定光が照射されない領域ができ、錠剤Ｐを透過して受光器２に達する光の量が変わる。この場合、受光器２の出力のばらつきが、ビームＢがずれることによる透過光量の変化なのか、錠剤Ｐ自体の光透過率の違いなのかの見極めが困難で、結果的に測定の信頼性が低下する。さらに、錠剤Ｐを外れた光は迷光の発生源となり、受光器２の出力においてノイズ成分を生じさせ易い。

【0035】

このような問題を避けるには、ビームＢに対して錠剤Ｐを位置決め機構により位置決めすれば良いが、錠剤Ｐの位置決め機構を別途設けることは、装置コストを上昇させる要因となる。また、小さな錠剤Ｐを精度良く位置決めするには高価な機構が必要で、また位置決めの際に錠剤Ｐが破損しないようにしなければならず、機構設計の難易度も高い。さらに、生産性を低下させないようにするには、製造ラインで錠剤Ｐが流れている（移動している）状態で測定光を照射して測定するのが望ましいが、この場合には位置決めは現実的に不可能である。

【0036】

このような問題を考慮して、図５（ｂ－１）、（ｂ－２）、（ｂ－３）に示すように、錠剤Ｐよりも少し大きなビームＢを照射することが考えられる。この場合には、図５（ｂ－２）に示すように少しのずれであれば全ての測定光が錠剤Ｐに照射されるが、ずれが大きくなると、錠剤ＰがビームＢから外れてしまい、上記と同様の問題が生じる。これを避けるためには、ビームＢをさらに大きくすることが考えられるが、錠剤Ｐに照射されない（測定に使用されない）光の量が多くなり、光の利用効率低下の問題が生じる。

【0037】

一方、図５（ｃ－１），（ｃ－２），（ｃ－３）に示すように、錠剤Ｐに対して小さいビームＢで光を照射して分光測定する場合、照射位置に対して錠剤Ｐがずれても光は全て錠剤Ｐに照射され、上記のような問題は生じない。ビームＢの大きさを錠剤Ｐに対して十分に小さくしておけば、錠剤Ｐについて精度の高い位置決めは不要になる。「十分に小さい」とは、錠剤Ｐの大きさに対してビームＢの大きさが例えば３／４以下、２／３以下、又は１／２以下である。尚、各遅延ファイバ１３１から出射されるパルス光が多少ずれて照射される場合、それらを全て包絡した大きさが錠剤Ｐの大きさに対して例えば３／４以下、２／３以下、又は１／２以下ということである。
大きさの比較は、錠剤、ビームとも円形である場合には直径で比較することになる。錠剤については円形でない場合もあるが、この場合には、錠剤の光入射面の中にビームが重ならずに何個入るかということで規定できる。この例が、図６に示されている。図６は、錠剤とビームとの大きさの比較について説明した図である。

【0038】

図６（１－１），（１－２）は、錠剤Ｐの光入射面が円形である例を示す。また、図６（２－２），（２－２）は、円形以外の例として正六角形の場合を示す。図６（１－１），（２－１）は、大きさが１／２以下の例であり、錠剤Ｐの光入射面の中にビームＢが少なくとも２個入る例である。また、図６（１－２），（２－２）は、１／３以下の例であり、ビームＢが少なくとも３個入る例である。

【0039】

ビームＢが少なくとも２個入るサイズ比率にしておくと、ビームＢの大きさが錠剤Ｐの大きさの１／２以下ということになるので、ビームＢの照射位置がずれても錠剤Ｐを外れてしまう可能性がより低くなる。その上、後述するように異なる２箇所以上にパルス光を照射することができ、錠剤Ｐの分光透過特性の分布を測定したり、分光透過特性の場所によるばらつきを測定したりするのに好適である。
尚、出射端ユニット１５は、集光レンズを含んでいて、集光レンズにより上記のような小さなパターンのビームＢとして照射する場合があり得る。

【0040】

実施形態の錠剤分光測定装置の別の大きな特徴点は、上記のように小さいビームの合成パルス光を１個の錠剤Ｐに対して複数回照射し、複数回照射した際に錠剤Ｐを透過した光を受光器２で受光してその出力を演算処理して分光測定の結果とする点である。以下、この点について説明する。
錠剤に含まれる特定の成分の量を測定するためには、測定対象である成分が吸収する波長の光を利用する必要がある。そのため、錠剤Ｐの光透過率は、通常、１％以下の低い値である。この場合の光透過率は、測定する波長範囲における光透過率であり、例えば近赤外域の光の透過率である。

【0041】

このように光透過率が低い錠剤Ｐについて、１回の合成パルス光の照射のみで分光測定しようとすると、受光器２で受光される透過光の強度が弱いため、迷光やバックグラウンド光等によるノイズ成分の影響でＳＮ比が極度に低下してしまう。したがって、十分に高い精度の測定結果を得ることが難しい。この実施形態では、この点を考慮し、１個の錠剤Ｐに対して合成パルス光が複数回照射されるようにし、複数回照射された際の受光器２からの出力を積分するようにしている。具体的には、実施形態の錠剤分光測定装置は、１個の錠剤Ｐに対して合成パルス光が複数回照射されるように照射位置に配置する錠剤配置機構と、複数回照射された際の受光器２からの出力を積分する積分手段６とを備えている。

【0042】

錠剤配置機構としては、種々の機構が考えられる。この実施形態では、錠剤Ｐに対する合成パルス光の複数回照射をさらに最適化するため、複数回の合成パルス光が１個の錠剤Ｐに対して異なる箇所で照射となるようにしている。より具体的には、錠剤配置機構は、この実施形態では、合成パルス光の照射位置を通過するように錠剤Ｐを移動させる錠剤移動機構４００となっている。

【0043】

図１に示すように、各受け具４は板状であり、水平方向に並べられており、相互に連結されている。錠剤移動機構４００は、各受け具４が並んでいる方向に移動させる機構である。錠剤移動機構４００としては、錠剤を置いた輪状のベルトを無限軌道状に回転移動させて錠剤を搬送するベルトコンベア方式や、周面に錠剤を吸着した円盤を回転させて移動させる方式も考えられる。これらの場合、受け具４のような部材を用いる必要はない。ベルト又は円盤に細いスリット又は小径の貫通穴を形成し、錠剤をそのスリット又は穴の上に置く。錠剤を透過した透過光は、このスリット又は穴を通して受光器２に受光される。錠剤は、錠剤移動機構４００によって移動されながら、パルス光が錠剤に対して複数回の照射される。

【0044】

尚、照射位置の上流側の移動路上には、錠剤Ｐを１個ずつ各受け具４に載置する載置機構８が設けられる。載置機構８としては、例えば、多数の錠剤Ｐが充填されるホッパーから錠剤を一列または数列に整列させるフィーダー（不図示）を経由し錠剤Ｐが１個ずつ受け具４に渡される構成とされる。この他、先端に錠剤Ｐを保持することができるアームを備えたロボットにより移載する構成であっても良い。

【0045】

本実施例では、錠剤移動機構４００による移動は、定速の直線移動であるが、定速でなくてもよいし直線移動でなくてもよい。各受け具上の錠剤Ｐは、照射位置を通過する際、複数回のパルス光の照射を受ける。即ち、錠剤移動機構４００による移動速度がパルス光の繰り返し周波数との関係で最適化されており、これによって１個の錠剤Ｐに対してパルス光が複数回照射されるようになっている。

【0046】

図７は、錠剤Ｐに対する合成パルス光の複数回照射のパターンの一例について示した図である。この例では、１個の錠剤Ｐに対して合成パルス光が１２回照射される設定になっている。１回の照射における合成パルス光のビームを図７においてＢで示す。図７に示すように、錠剤Ｐは照射位置を通して停止することなく移動し、この際に各パルスが照射されるので、図７に示すように、各ビームＢは一直線上に並んでいる。図７では、各ビームＢは接触した状態となっているが、これは必須ではなく、多少離間していても良く、多少重なっていても良い。

【0047】

より具体的な一例を示すと、例えば錠剤Ｐが直径６ｍｍ程度の円盤状（タブレット状）である場合、１個のビームＢは直径１ｍｍ程度とされる。この場合、パルス光の繰り返し周波数が２．４ｋＨｚ程度であるとすると、錠剤Ｐの移動速度（受け具４の移動速度）を１ｍ／ｓ程度にしておくと、このように並んだ１２個のビーム（１２回のパルス光）が照射される。
尚、図７に示す例で、錠剤Ｐの直径がビームＢのちょうど１２倍であると、僅かにタイミングがずれただけでもビームＢが錠剤Ｐを外れて照射されてしまうので、タイミングのずれを考慮したマージンＲが設定される。ビームＢは、マージンＲを含んだ状態で１２個入るサイズとされる。

【0048】

また、錠剤Ｐの移動に対して複数回の合成パルス光照射のタイミングを最適化するため、パルス光照射系においてシャッタを設けたり、パルスレーザ源１１に発振のタイミングを制御する制御信号を入力したりする構成が採用され得る。
尚、パルス光の繰り返し周波数を多くすることで積算回数を多くすることができる。ランダムノイズの場合、ノイズ幅は積算回数の平方根に反比例するため、積算回数を多くすることでより高いＳＮを得ることができる。

【0049】

上記のように複数回のパルス光が１個の錠剤Ｐの異なる箇所に照射される構成には、幾つかの別の意義が存在している。その一つが錠剤Ｐの耐熱性に関する意義である。同じ箇所に複数回のパルス光を照射すると、熱が蓄積されて、錠剤Ｐの耐熱性によっては錠剤Ｐに変質や焼けといった熱的損傷を引き起こすことが考えられる。異なる箇所に照射するようにすると、熱の蓄積が抑えられ、熱的損傷が防止される。

【0050】

もう一つの意義は、錠剤Ｐ内の場所による成分のばらつきに関する意義である。錠剤Ｐにおいて成分の場所によるばらつきは少ないことが望ましい。錠剤Ｐは、しばしば割線を有し、この割線で二つ等に割って服用する場合がある。そのため、成分のばらつきがあり、割られた一方において有効成分が特に少なかったり、逆に多すぎたりすること製品不良の原因となることがある。このため、錠剤Ｐの品質検査の観点では、錠剤Ｐの異なる複数の箇所について分光測定できるようになっていることが好ましい。実施形態の錠剤分光測定装置は、この点を考慮し、複数回のパルス光照射が錠剤Ｐの異なる箇所にされるようにしている。

【0051】

次に、積分手段６の構成について説明する。
上述したように、積分手段６は、錠剤Ｐの光透過率の低さを考慮してＳＮ比を上げるための構成である。そして、実施形態の錠剤分光測定装置は、合成パルス光内の経過時間と光の波長とが１対１で対応している光を錠剤Ｐに複数回照射する装置である。これらのことから、積分手段６は、複数回の合成パルス光が照射された際の受光器２の各出力（各合成パルス出力）について、同一の波長であると見なされる時刻の各値を積分する手段となっている。積分手段６は、この実施形態ではハードウェアにより積分を行う手段であり、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）６１が積分手段６として用いられている。

【0052】

この実施形態では、積分手段６における積分をさらに最適化するため、基準時刻付与部を備えている。基準時刻付与部は、各合成パルス光による受光器２からの出力について、同一波長であると見なされる各時刻を特定するための基準時刻を積分手段６に与える要素である。この実施形態では、受光器２に達する各パルス光に対して一定の時間的関係を有するトリガ信号を発生させるトリガ信号発生部６２が、基準時刻付与部として採用されている。より具体的には、パルス光源１０が各合成パルス光を出射するのに伴ってトリガ信号を発生させるトリガ信号発生部６２が採用されている。
図１に示すように、トリガ信号発生部６２は、パルスレーザ源１１の出力の一部を取り出して検出することでトリガ信号を発生させるものとなっている。即ち、トリガ信号発生部６２は、パルスレーザ源１１からの出力の一部を取り出すビームスプリッタ６２１と、取り出された光を検知するトリガ信号受光器６２２で構成されている。

【0053】

図８は、積分手段による積分について示した概略図である。図８において、パルスレーザ源１１１によるパルスレーザの発振時刻をｔ_０とする。図８において、実線で示された各小さなパルス出力Ｐｄは、錠剤Ｐに照射された各分割パルス光による出力である。一つの分割パルス光は、アレイ導波路回折格子１４の一つのチャンネルから出射された光ではあるので、対応するパルス出力Ｐｄはその部分で積分（時間積分）される。即ち、チャンネルＣ_１～チャンネルＣ_ｎの各パルス出力Ｐｄは、そのパルス内で積分され、その値が測定値ｖ_１～ｖ_ｎとなる。
その上で、合成パルス光は複数回照射されるので、各測定値ｖ_１～ｖ_ｎを各合成パルス光間で積分する。つまり、次の合成パルス光の照射におけるｖ_１を前回のｖ_１に加算し、ｖ_２を前回のｖ_２に加算し、・・・ｖ_ｎを前回のｖ_ｎに加算する。これを最後の合成パルス照射における出力データまで繰り返す。

【0054】

積分手段６として用いられたＦＰＧＡ６１には、基準時刻ｔ_０を示すものとして各トリガ信号ｔｒが入力される。ＦＰＧＡ６１は、ＡＤコンバータ２１からの各出力値について、トリガ信号ｔｒを基準にして各チャンネルＣ_１～Ｃ_ｎ内の値（パルス出力Ｐｄがデジタル化された値）を特定し、上記のように多重積分（各パルス出力Ｐｄ内での積分と合成パルス光間の積分）をするよう予めプログラミングされている。

【0055】

積分手段６，６０としての各ＦＰＧＡ６１，５４は、各チャンネルで積分したデータ（チャンネルＣ_１～チャンネルＣ_ｎの各値）をデータセットにして演算手段３に出力する。このデータセットは、前述したｖ_１～ｖ_ｎ、Ｖ_１～Ｖ_ｎに相当している。
尚、ＦＰＧＡ６１，５４に対しては、各チャンネルＣ_１～Ｃ_ｎにおいてパルス間での積分処理をおこなう時間帯（ゲート）を指定するため、不図示のゲート信号が入力される。この実施形態では、演算手段３がＦＰＧＡ６１，５４用のゲート信号を発生する構成になっている。

【0056】

上記積分手段６の構成は、１個の錠剤Ｐに照射された複数回のパルス光について、受光器２からの出力を同一の波長と見なされる時刻において全て積分してしまう構成であるので、１個の錠剤Ｐについて全体の平均の分光透過スペクトルを得ることになる。この構成には、錠剤Ｐの成分が場所によってばらついていても、全体の平均の分光透過スペクトルを瞬時に測定できるという意義がある。

【0057】

これとは別に、錠剤Ｐの成分の場所によるばらつき自体を測定したい場合がある。この場合には、複数回のパルス光についてグループ分けをし、グループ毎に積分をし、その結果をグループ間で比較することになる。
具体的には、錠剤分光測定装置は、複数回のパルス光照射のうち第一のグループのパルス光照射については錠剤Ｐの光入射面内の第一の領域にされるようにするとともに、第二のグループのパルス光照射については、当該錠剤Ｐの光入射面内の第一の領域とは異なる第二の領域にされるようにする錠剤配置機構を備えるということになる。上述した錠剤移動機構４００は錠剤Ｐを移動させる機構であり、複数回のパルス光の照射においてビームパターンＭが一直線上に並ぶので、積分手段６による積分において容易にグループ分けをすることができる。即ち、錠剤移動機構４００は、ばらつき測定のための錠剤配置機構としてもそのまま使用できる。

【0058】

上記の点について、図９を参照して説明する。図９は、錠剤の成分の場所によるばらつきを測定するためのパルス光照射のグループ分けについて示した概略図である。
図９に示す例は、錠剤Ｐの光入射面を二つの領域に分け、パルス光照射を二つのグループに分ける例である。例えば、錠剤Ｐの中央に割り線が形成されており、それを境に二つの領域に分けることが想定されている。
図９に示す例では、図７と同様、１２回のパルス光照射（１２個のビームとなっている。したがって、最初の６回のパルス光照射が第一のグループＢ１となり、次の６回のパルス光照射が別の第二のグループＢ２となる。

【0059】

図１０は、図９に示す例において積分手段が行う積分について示した概略図である。
積分手段６は、図９と同様に、各チャンネルにおいて（即ち、同一の波長を受光したと見なされる時刻の各値について）積分を行う。この際、図１０に示すように、最初の６回までのパルス光照射における積分を行った時点で積分を終了し、その時点での値を第一のグループＢ１での各チャンネルの積分値とする。そして、次の６回のパルス光照射については別に積分し、それを第二のグループＢ２での各チャンネルの積分値する。
このような積分を行う積分手段６についても、同様にＦＰＧＡ６１を使用することができ、上記のような演算が行われるようＦＰＧＡ６１が予めプログラミングされる。

【0060】

参照用受光器５２から出力を積分する参照用のＦＰＧＡ５４については、特にグループ分けをせず、全てのパルス光照射について各チャンネルで積分して演算手段に出力しても良いが、同様にグループ分けした上で出力するとより好適である。即ち、同様に１回目から６回目までのパルス光照射について各チャンネルで積分して第一のグループＢ１についての参照用のデータセット（基準スペクトル強度の集まり）とし、７回目から１２回目までのパルス光照射について各チャンネルで積分して第二のグループＢ２についての参照光のデータセットとする。このようにすると、同じ光を分割した参照光の強度で測定光を比較するということにより忠実になるので、測定精度が高められる。

【0061】

上記の例は、１２回のパルス光の照射であったが、２回以上のいずれの回数であっても同様である。またグループ分けについても、二つのグループである必要はなく、三つ又はそれ以上のグループに分けて積分しても良い。
図１１は、このような複数回照射のバリエーションについて示した図である。パルス光の複数回照射については、図１１（１）に示すように、中央の境界線で分けられた二つの領域の中央に１回ずつ照射するパターンであっても良い。図１１（２）に示すように均等間隔をおいて三つのビームが照射されるようにするパターンであっても良い。

【0062】

次に、このような実施形態の錠剤分光測定装置の全体の動作について説明する。以下の説明は、錠剤分光方法の実施形態の説明でもある。
実施形態の分光測定装置を用いて分光測定する場合、測定条件設定プログラム３４が実行され、積分条件を指定する信号がＦＰＧＡ６１，５４に入力される。その上で、受け具４に錠剤Ｐを載置し、パルス光源１１を動作させる。パルス光源１１において、パルスレーザ源１１から出射されるパルス光は、非線形素子１１２で広帯域化し、アレイ導波路回折格子１４で波長分割された後、バンドルファイバ１３の各遅延ファイバ１３１で伝送され、その長さに応じた量で遅延する。そして、各遅延ファイバ１３１からの光は、出射端ユニット１５を経由し、スプリッタ５１で分割されてその一方が錠剤Ｐに合成パルス光として照射される。この際、錠剤Ｐを透過した合成パルス光は受光器２に達する。また、分割された他方の光は参照用の合成パルス光として参照用受光器５２に達する。

【0063】

このような合成パルス光の照射と、各受光器２，５２への入射が複数回繰り返され、各受光器２，５２からは各合成パルス光による出力が生じる。各出力は、ＡＤコンバータ２１，５３でそれぞれサンプリングされてデジタル化され、積分手段６，６０としての各ＦＰＧＡ６１，５４で積分される。この際、ＦＰＧＡ６１，５４は、入力された積分条件での積分を行う。その上で、測定信号のデータセットｖ_１～ｖ_ｎと参照信号のデータセットＶ_１～Ｖ_ｎとが演算手段３に入力される。演算手段３は、測定信号のデータセットｖ_１～ｖ_ｎに含まれる各値を、参照信号のデータセットＶ_１～Ｖ_ｎから取得した同一時刻の基準強度で除算し、分光透過スペクトルの測定結果とする。

【0064】

上記動作の際、グループ分けをする積分を行うよう積分条件が入力されている場合、ＦＰＧＡ６１，５４は、プログラミングされているようにグループ毎に積分をし、その結果を演算手段６に入力する。測定プログラム３３は、グループ毎にｖ_１～ｖ_ｎ，Ｖ_１～Ｖ_ｎを比較し、それぞれ分光透過スペクトルを算出する。即ち、１個の錠剤Ｐの異なる箇所における分光透過スペクトルを測定結果とする。

【0065】

このような実施形態の錠剤分光測定装置又は錠剤分光測定方法によれば、経過時間と光の波長とが１対１に対応したパルス光を錠剤Ｐに照射して分光測定するので、１パルス１測定という非常に高速の分光測定が実現できる。その上、同一の波長であるとみなせる時刻の値を積分した上で測定結果とすれば、高ＳＮ比化も同時に達成される。

【0066】

上記錠剤分光測定装置、分光測定方法において、錠剤移動機構４００は、１個の錠剤Ｐに対して複数回のパルス光が異なる箇所に照射されるようにする機構であるが、他の機構もあり得る。例えば、連続した移動ではなく、ステップ移動をする機構であっても良い。この場合、各回のパルス光の照射の際には錠剤Ｐは停止しており、パルス光の照射の合間に錠剤Ｐは所定距離移動する。このような機構の場合、同じ箇所でパルス光が複数回照射され、別の同じ箇所でさらに複数回照射されるようにすることも容易である。
尚、上記のようにパルス光を小さいビームＢで照射する構成としては、出射端ユニット１５が集光レンズを含んでいる構成の他、出射される光のビーム径が元々小さい場合があり、その場合には集光レンズが不要な場合もある。

【0067】

また、上記実施形態において、基準スペクトル強度の取得については、錠剤Ｐを経ない光を参照用受光器５２で受光して得る構成としたが、分光透過スペクトルが既知である参照用試料を参照用光路上に配置し、参照用試料を透過した光を参照用受光器５２で受光してその出力に基づいて基準スペクトル強度を得る構成であっても良い。この場合、参照用試料は、測定波長域においてフラットな透過特性を持つものであるとより好ましい。

【0068】

次に、第二の実施形態の錠剤分光測定装置について説明する。図１２は、第二の実施形態の錠剤分光測定装置の概略図である。
第二の錠剤分光測定装置は、パルス光照射系１の構成が第一の実施形態と異なっている。即ち、第二の実施形態では、パルス光照射系１は、パルス光源１１と、パルス光源１１からのパルス光をパルス伸長する伸長素子１６とを備えている。伸長素子１６は、パルス光源１１内の非線形素子１１２から出射られる広帯域パルス光（ＳＣ光）をパルス伸長し、パルス内の経過時間と光の波長とが１対１で対応するようにする素子である。第一の実施形態ではアレイ導波路回折格子１４とバンドルファイバ１３とから対応化ユニットが構成されていたが、その代わりに伸長素子１６が設けられている。波長９００－１３００ｎｍにおいては通常のシングルモードのシリカファイバは正常分散特性を示すため、伸長素子１６として好適に使用される。

【0069】

そして、伸長素子１６と受け具４との間には、照射光学系１７が設けられる。照射光学系１７は、伸長素子１６からの光を平行光にするコリメータレンズ１７１や、第一の実施形態と同様に小さなビームＢとする集光レンズ１７２等を適宜含み得る。
この実施形態においても、受光器２からの出力をパルス間で積分する積分手段６，６０が設けられている。この実施形態の場合、測定光は、伸長素子１６によりパルス伸長された広帯域パルス光（広帯域伸長パルス光）であり、第一の実施形態と同様に複数回照射される。積分手段６，６０は、各回の広帯域伸長パルス光の照射の際に受光器２，５２から出力されたパルス出力について、同一の波長と見なされる時刻の値を積分する構成となる。即ち、トリガ信号発生部６２から送られたトリガ信号の時刻ｔ_０を基準にし、同一の経過時間の値を同一の波長の値であるとして積分する処理を行う。積分手段６は、同様にＦＰＧＡ６１であり、このような処理が行われるよう予めプログラミングされる。
第二の実施形態においても、同様に、高速、高精度の錠剤分光測定が可能である等の効果が得られる。

【0070】

次に、錠剤検査装置の発明の実施形態について説明する。以下の説明は、錠剤検査方法の発明の実施形態の説明でもある。図１３は、実施形態に係る錠剤検査装置の概略図である。
上述した実施形態の錠剤分光測定装置は、錠剤Ｐの品質を検査するために分光測定する装置として構成され得るため、錠剤検査装置となり得る。錠剤Ｐの品質検査には、種々のものがあり得るが、例えば錠剤Ｐの良否の判断があり得る。以下の説明は、この例となっている。

【0071】

具体的には、実施形態の錠剤検査装置は、第一の実施形態の分光測定装置において、錠剤Ｐの良否を判断する判断手段を設けた構成となっている。但し、第二の実施形態の分光測定装置に対して判断手段を設けた構成であっても良い。
図１３に示すように、判断手段は、演算手段に実装された良否判断プログラム３５によって構成されている。良否判断プログラム３５は、測定プログラム３３の実行結果を引数にして実行されるプログラムである。この他、錠剤検査装置は、不良品であるとされた錠剤Ｐを製造ラインから除外して出荷されないようにする除外機構７を備えている。また、演算手段３には、除外機構７に対して除外信号を出力する除外信号出力プログラム３６が実装されている。さらに、演算手段３には、良否判断を含めた検査全体のシーケンスを制御するため、シーケンス制御プログラム３７が実装されている。

【0072】

図１４は、良否判断プログラムの概略を示した図である。図１４に示すように、良否判断プログラム３５は、スペクトル定量モジュール３５１と、判断モジュール３５２とを備えている。測定プログラム３３は、前述したように、積分された出力データである分光透過スペクトルＳ_１を、同様に積分された出力データである基準スペクトル強度Ｓ_０と比較し、さらに逆数の対数を取って吸光度スペクトルＳ_２を算出する。そして、良否判断プログラム３５は、算出された吸光度スペクトルＳ_２を引数にして実行される。良否判断プログラム３５において、スペクトル定量モジュール３５１は、吸光度スペクトルＳ_２に基づき、基準値と対比できる量（以下、定量値という。）Ｑを求めるモジュールである。判断モジュール３５２は、算出された定量値Ｑを基準値と比較し、良否判断をしてその結果をプログラムの実行結果として出力するモジュールである。

【0073】

引数として渡された吸光度スペクトルＳ_２は、錠剤Ｐが含有する各成分の吸光度スペクトルの合算である。それら全ての含有成分の量で錠剤Ｐの良否を判断することも可能であるが、あまりにも煩雑であるので、ある特定の成分の量で良否を判断する。ある特定の成分とは、錠剤Ｐの良否を判断できる成分であり、例えば錠剤Ｐが医薬品である場合にはその有効成分である。

【0074】

この実施形態では、近赤外域の吸光度スペクトルＳ２で良否を判断している。周知のように、近赤外域では、多くの材料の吸収バンドが重なっており、吸光度スペクトルの算出結果から直接的に目的成分の量を求めることは難しい。このため、スペクトル定量モジュール３５１は、ケモメトリクスの手法を採用する場合が多い。

【0075】

ケモメトリクスは多変量解析を用いた統計学的手法である。成分量の定量を行うには検量線を得る必要がある。検量線を得るには、まず目的成分の量が既知の多数のサンプル（錠剤Ｐ）についてスペクトル測定を行い重回帰分析を行うことで検量線を作成しておく。含有量が未知のサンプルの定量の際には、求めておいた回帰係数を使用して目的成分の量を予測し、予測値を定量値とする。回帰分析手法には、ＰＣＡ（主成分分析）、ＰＣＲ（主成分回帰分析）、ＰＬＳＲ（partial least square regression，ＰＬＳ回帰）分析等の手法が知られている。ＰＬＳＲその他のケモメトリクスについては、非特許文献２やその他の文献において解説されているので、さらなる説明は割愛する。

【0076】

図１４に示すように、良否判断プログラム３５は、スペクトル定量モジュール３５１の実行後、判断モジュール３５２を実行する。判断モジュール３５２は、スペクトル定量モジュール３５１で求められた定量値Ｑを基準値と比較し、良否を判断するモジュールである。判断モジュール３５２に対しては、基準値と、基準値からの乖離の許容度とが定数として与えられている。判断モジュール３５２は、これらに従って良否を判断し、その結果を良否判断プログラム３５の実行結果として出力する。シーケンス制御プログラム３７は、不良品であるとの実行結果が良否判断プログラム３５から戻されると、除外信号出力プログラム３６を実行し、除外信号を除外機構７に出力する。これにより、当該錠剤Ｐ’が製造ラインから除外される。

【0077】

尚、目的成分の量Ｑは、全体に対する比率（含有比）の場合もあるし、絶対値（含有量）の場合もある。絶対値を算出する場合、絶対値が算出できるように検量線が作成されているか、又は重量比の場合には錠剤Ｐの重量を別途測定して算出するようにする。
また、実際には、出力データＤに対して平滑化、一次微分、二次微分のような前処理をし、その後、ＰＬＳＲにより求めておいた回帰係数を適用して定量値Ｑが取得される。この際、目的成分の特徴を有する波数域を選択することもある。

【0078】

除外機構７としては、不良品であるとされた錠剤Ｐ’をエアで吸引して先端に吸着させるノズルを備えた機構が採用できる。ノズルは、廃棄ボックスまで錠剤Ｐ’を保持して移動させることができる構成とされる。この他、エアブローによって錠剤Ｐ’を飛ばして廃棄ボックスに投入する構成や、ロボットで取り上げて除外する構成が採用され得る。

【0079】

次に、このような実施形態の錠剤検査装置の全体の動作について説明する。以下の説明は、錠剤検査方法の実施形態の説明でもある。
製造された錠剤Ｐは、載置機構８により１個ずつ受け具４の上に載置される。錠剤Ｐが載置された各受け具４は、錠剤移動機構４００により移動し、照射位置を通過する。この際、各錠剤Ｐにパルス光が複数回照射される。そして、錠剤Ｐを透過した複数回のパルス光は受光器２に達し、受光器２の出力を生じさせる。受光器２の出力は、ＡＤコンバータ２１でデジタルデータとなり、積分手段６としてのＦＰＧＡ６１で積分されて演算手段３に入力される。参照用受光器５２の出力も、同様にデジタル化、積分がされて演算手段３に入力される。

【0080】

演算手段３では、測定プログラム３３が吸光度スペクトルＳ_２を算出し、これが渡された良否判断プログラム３５が錠剤Ｐの良否を判断する。不良品であるとの実行結果が戻されると、シーケンス制御プログラム３７は、除外信号出力プログラム３６を実行し、不良品であると判断された錠剤Ｐ’を除外機構７が製造ラインから除外する。このようにして、各受け具４上の錠剤Ｐについて順次良否判断がされ、不良品であるとされた錠剤Ｐ’が除外される。

【0081】

上記実施形態の錠剤検査装置又は錠剤検査方法によれば、高速且つ高精度の分光測定装置、分光測定方法を利用して錠剤Ｐの検査が行われるので、生産性を損なうことなく製造ラインにおいてリアルタイムに高信頼性の検査を実現できる。このため、錠剤Ｐの全数検査を行うことも十分に可能となっている。
尚、錠剤の分光測定は、製造された錠剤に限られず、製造中の錠剤（半製品）についてされることもあり得る。基本的にコーティング前に成分検査を行うが、コーティング後でもコーティング成分とスペクトル的に分離可能な場合は検査できる可能性がある。

【0082】

上記実施形態において、錠剤Ｐの良否を判断するために特定成分について定量を行うことは必須ではない。例えば、錠剤Ｐの分光吸収特性において特徴点な波長があり、その値のみで良否が判断できる場合がある。この場合は、吸光度スペクトルからその波長の値を基準値と比較して良否を判断する。特定波長のみで良いので、スペクトル（ある波長範囲に亘る各波長での値）を得る必要もない。その波長での測定値を基準強度で除算してその結果を基準値と比較するだけで良否が判断できる。

【0083】

尚、グループ分けした積分をした上で測定プログラム３３が各吸光度スペクトルを算出する構成の場合、製品検査の一環として、錠剤Ｐの特定成分の場所によるばらつきをチェックすることも可能である。この場合は、得られた各吸光度スペクトルについて目的成分をそれぞれ定量し、その定量値の差異が所定の範囲内であるかどうかでチェックすることができる。定量を行わず、吸光度スペクトル同士を比較することで品質のチェックを行う場合もあり得る。吸光度スペクトルに大きな違いがあると、錠剤Ｐが均質でないことを意味するからである。

【0084】

上記各実施形態において、パルス光源１１としては、パルスレーザ源１１１を備えて非線形素子１１２によってＳＣ光を出射するものの他、ＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emission）光源、ＳＬＤ（Superluminescent diode）光源などを採用しても良い。

【符号の説明】

【0085】

１ パルス光照射系
１１ パルス光源
１１１ パルスレーザ源
１１２ 非線形素子
１３ バンドルファイバ
１３１ 遅延ファイバ
１４ アレイ導波路回折格子
１５ 出射端ユニット
１６ 伸長素子
１７ 照射光学系
２ 受光器
２１ ＡＤコンバータ
３ 演算処理ユニット
３１ プロセッサ
３２ 記憶部
３３ 測定プログラム
３４ 測定条件設定プログラム
３５ 良否判断プログラム
３５１ スペクトル定量モジュール
３５２ 判断モジュール
３６ 除外信号出力プログラム
３７ シーケンス制御プログラム
４ 受け具
４００ 錠剤移動機構
５０ 参照用光路
５１ ビームスプリッタ
５２ 参照用受光器
５３ ＡＤコンバータ
５４ ＦＰＧＡ
６ 積分手段
６０ 積分手段
６１ ＦＰＧＡ
６２ トリガ信号発生部
６２１ ビームスプリッタ
６２２ トリガ信号受光器
７ 除外機構
８ 載置機構
Ｐ 錠剤

【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】