(57)【要約】【課題】物理量の強度とそれに晒された時間に依存して変色する安価なカラーセンサを用いて測定を行い、結果の解析を行う際、簡便な方法により物理量の強度と晒された時間とを独立に特定すること。【解決手段】演算装置１０２は、物理量の大きさと、その物理量が持続する時間とに応じて変色するセンサについての変色特性を、物理量と時間とを軸とする変色マップ１２３としてセンサごとに記憶する記憶部と、変色特性が互いに異なる複数のセンサを有する表示領域１０から測定された各センサの色情報に対応する変色マップ１２３内の領域を特定し、それぞれ特定した変色マップ１２３内の領域について変色マップ１２３どうしを重ね合わせたときの重複領域を求め、その重複領域の変色マップ１２３内の位置から、対応する物理量と時間との組み合わせを特定する物理量変換部１２２と、を有する。【選択図】  図３
2020056671.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定する物理量の大きさと、その物理量が持続する時間とに応じて変色するセンサについての変色特性を、物理量と時間とを軸とする変色マップとしてセンサごとに記憶する記憶部と、
前記変色特性が互いに異なる複数のセンサを有する表示領域から測定された各センサの色情報に対応する前記変色マップ内の領域を特定し、それぞれ特定した前記変色マップ内の領域について前記変色マップどうしを重ね合わせたときの重複領域を求め、その重複領域の前記変色マップ内の位置から、対応する物理量と時間との組み合わせを特定する物理量変換部と、を有することを特徴とする
色解析装置。
【請求項２】
前記物理量変換部は、前記重複領域が存在しないときには、各センサの色情報に対応する前記変色マップ内の領域を周辺部に広げることにより、前記重複領域を求めることを特徴とする
請求項１に記載の色解析装置。
【請求項３】
前記物理量変換部は、測定期間が複数存在するときには、前回の測定期間後における測定された各センサの色情報をもとに、次回の測定期間において対応付ける前記変色マップを修正し、その修正した前記変色マップから前記次回の測定期間において測定された各センサの色情報に対応する前記変色マップ内の領域を特定することを特徴とする
請求項１に記載の色解析装置。
【請求項４】
前記表示領域の各センサの色情報を取得する色情報取得部と、をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の色解析装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の色解析装置と、複数のセンサを有する前記表示領域を含む表示物と、前記表示物を撮影する撮影機材とを含めて構成され、
前記表示物内の複数のセンサのうちの一方のセンサは、変色速度が速く飽和する色情報が温度に強く依存するインクを用いるものとし、他方のセンサは、一方のセンサよりも変色速度が遅く温度による色情報の差が小さいインクを用いるものとすることを特徴とする
解析システム。
【請求項６】
測定する物理量の大きさと、その物理量が持続した時間に応じて変色するセンサが２種以上付された対象品から、各センサの色情報を取得する色情報取得部と、
前記センサについての変色特性を、物理量と時間とを軸とする変色マップとしてセンサごとに記憶する記憶部と、
前記色情報取得部により取得された各センサの色情報に対応する前記変色マップ内の領域を特定し、それぞれ特定した前記変色マップ内の領域について前記変色マップどうしを重ね合わせたときの重複領域を求め、その重複領域の前記変色マップ内の位置から、対応する物理量と時間との組み合わせを特定する物理量変換部と、
前記対象品の品質に関する指標ごとに規定された、物理量と時間とに応じて品質が変化する速度を示すデータを参照して、前記物理量変換部により特定された物理量と時間との組み合わせから、前記対象品の品質を推定する品質推定部と、
前記対象品の品質を可視化する出力部と、を備えることを特徴とする
品質可視化システム。
【請求項７】
前記物理量変換部は、前記重複領域が存在しないときには、各センサの色情報に対応する前記変色マップ内の領域を周辺部に広げることにより、前記重複領域を求めることを特徴とする
請求項６に記載の品質可視化システム。
【請求項８】
前記物理量変換部は、測定期間が複数存在するときには、前回の測定期間後における測定された各センサの色情報をもとに、次回の測定期間において対応付ける前記変色マップを修正し、その修正した前記変色マップから前記次回の測定期間において測定された各センサの色情報に対応する前記変色マップ内の領域を特定することを特徴とする
請求項６に記載の品質可視化システム。
【請求項９】
前記対象品に付された複数のセンサのうちの一方のセンサは、変色速度が速く飽和する色情報が温度に強く依存するインクを用いるものとし、他方のセンサは、一方のセンサよりも変色速度が遅く温度による色情報の差が小さいインクを用いるものとすることを特徴とする
請求項６乃至請求項８のいずれか一項に記載の品質可視化システム。
【請求項１０】
色解析装置は、記憶部と、物理量変換部と、を有しており、
前記記憶部には、測定する物理量の大きさと、その物理量が持続する時間とに応じて変色するセンサについての変色特性を、物理量と時間とを軸とする変色マップとしてセンサごとに記憶されており、
前記物理量変換部は、前記変色特性が互いに異なる複数のセンサを有する表示領域から測定された各センサの色情報に対応する前記変色マップ内の領域を特定し、それぞれ特定した前記変色マップ内の領域について前記変色マップどうしを重ね合わせたときの重複領域を求め、その重複領域の前記変色マップ内の位置から、対応する物理量と時間との組み合わせを特定することを特徴とする
色解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、色解析装置、解析システム、品質可視化システム、および、色解析方法に関わる。
【背景技術】
【０００２】
物理量を測定しその量または強度を色の変化で表すカラーセンサは多い。測定対象によるが、測定結果を電気信号に変換することが困難で、変色で表示する方が容易である場面や、低コストで物理量を測定したい場面で、カラーセンサはとくに有用である。
カラーセンサの測定対象は、例えば温度、温度履歴、湿度、光、各種ガス濃度などの環境条件である。または、カラーセンサは、液体のｐＨ、各種イオン濃度、各種薬剤濃度、各種アミノ酸・タンパク質濃度、ウイルス・細菌の存在などを検知して表示するものもある。
【０００３】
これらのカラーセンサの中には、測定する物理量（温度、光、ガス等）に晒されている間だけ変色し、その物理量が減少した際に色が元に戻るような可逆的なものと、一旦変色したら元に戻らない不可逆的なものがある。不可逆的なカラーセンサは測定期間の中で測定対象の物理量が示した最大値を表示する目的に使用することができる。
温度を検知するカラーセンサは、特定の温度を超えたり、下回ったりすると変色が始まる。そのため、特定の温度から逸脱したことを検知することはできるが、特定温度を逸脱してから経過した時間を検知することは困難である。特に、食品や医薬品の温度管理にカラーセンサを用いる場合、温度だけでなく、温度逸脱してから経過した時間を検知することが求められている。食品や医薬品の品質は、温度だけでなく温度逸脱した時間にも影響を受けるためである。
【０００４】
特許文献１には、逸脱温度と逸脱時間との組み合わせ分に相当する多種類のカラーセンサを併用することにより、物理量の強度と時間とを特定する方法が開示されている。温度履歴のカラーセンサには、用いられるインクの種類によって変色特性が異なる。物理量の強度がどれだけ増えると変色速度がどれだけ上昇するかという特性が、センサの種類ごとに異なることを利用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１７／２０３８５０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１０は、温度履歴を表示するカラーセンサが測定結果とする温度変化を示す時系列グラフである。
温度履歴を表示するカラーセンサでは、例えば、特定の温度を超えると変色が始まるの温度を下回った時点で変色が停止する。特定の温度からの逸脱した分を「逸脱温度」とし、この逸脱温度が発生する期間を「逸脱時間」とする。逸脱温度が高いほどカラーセンサの変色量が大きくなり、逸脱時間が長いほどカラーセンサの変色量が大きくなる。つまり、図１０の斜線で示した逸脱分を示す四角形の面積（＝逸脱時間×逸脱温度）が大きいほど、カラーセンサの変色量が大きくなる。
【０００７】
図１１は、図１０とは別の温度変化を示す時系列グラフである。図１０では低温の逸脱温度が長期間継続するので、変色に時間がかかり、変色速度は遅い。一方、図１１では高温の逸脱温度が短期間発生するので、変色速度は速い。
温度履歴のカラーセンサに限らず、物理量を測定する不可逆的なカラーセンサは、その変色のメカニズムから、物理量の強度が強いと短時間で変色し、強度が弱いと変色に時間がかかるものが多い。
【０００８】
例えば、温度履歴のカラーセンサを食品の保冷物流の監視目的に使用するときには、保冷温度からの逸脱が食品に与えるダメージの大きさは、ほぼ温度履歴のカラーセンサの変色量に一致している。すなわち、温度の逸脱が小さいときはそれが長時間に渡らない限りダメージは小さいが、逸脱が大きいと短時間でもダメージが大きい。
一方、温度履歴のカラーセンサの使用目的によっては、逸脱温度の数値と、逸脱温度に晒された逸脱時間の数値とをそれぞれ別個に特定したい場合がある。食品へのダメージにしても、より高い精度でその程度を見積もろうとするなら、逸脱温度と逸脱時間とはそれぞれ独立に特定されていた方がよい。
【０００９】
しかし、図１０のように温度履歴のカラーセンサでは小さい逸脱が長時間だったのか、図１１のように大きい逸脱が短時間だったのかを、結果として表示されているカラーセンサの変色量から判定することはできない。
なお、図１０，図１１の斜線で示した逸脱分を示す四角形は、物理量の強度が時間的に累積した結果として変色することを示すだけであり、四角形の面積（＝逸脱時間×逸脱温度）がそのまま変色量と一致しているとは限らない。
そこで、本発明は、物理量の強度とそれに晒された時間に依存して変色するカラーセンサの色情報から、物理量の強度と晒された時間とを独立に特定することを、主な課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために、本発明の色解析装置は、以下の特徴を有する。
本発明は、測定する物理量の大きさと、その物理量が持続する時間とに応じて変色するセンサについての変色特性を、物理量と時間とを軸とする変色マップとしてセンサごとに記憶する記憶部と、
前記変色特性が互いに異なる複数のセンサを有する表示領域から測定された各センサの色情報に対応する前記変色マップ内の領域を特定し、それぞれ特定した前記変色マップ内の領域について前記変色マップどうしを重ね合わせたときの重複領域を求め、その重複領域の前記変色マップ内の位置から、対応する物理量と時間との組み合わせを特定する物理量変換部と、を有することを特徴とする。
その他の手段は、後記する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、物理量の強度とそれに晒された時間に依存して変色するカラーセンサの色情報から、物理量の強度と晒された時間とを独立に特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に関する２種のカラーセンサの変色マップを使用して物理量を絞り込む方法を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態に関する２種のカラーセンサを用いる解析システムの構成図である。
【図３】本発明の一実施形態に関する図２の解析システムの詳細な構成図である。
【図４】本発明の一実施形態に関する図３の物理量変換部の処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態に関する３種のカラーセンサの変色マップを使用し温度・時間を絞り込む方法を示す模式図である。
【図６】本発明の一実施形態に関する図５の変色マップの等色領域の幅を広げて再度すべてが重なる領域を探索する方法を示す模式図である。
【図７】本発明の一実施形態に関する複数の測定期間における温度変化を示す時系列グラフである。
【図８】本発明の一実施形態に関する修正した変色マップと、その重ね合わせマップとを示す。
【図９】本発明の一実施形態に関する品質管理システムの構成図である。
【図１０】温度履歴を表示するカラーセンサが測定結果とする温度変化を示す時系列グラフである。
【図１１】図１０とは別の温度変化を示す時系列グラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、２種のカラーセンサの変色マップを使用して物理量を絞り込む方法を示す模式図である。
図２で後記するカラーセンサ１１，１２は、それぞれ検知した温度の履歴を色として表示する。なお、本明細書では、測定対象の物理量が温度である温度検知インクをカラーセンサとして用いた例を説明するが、湿度などの別の物理量を測定するセンサにも応用可能である。カラーセンサ１１，１２は、温度が特定の温度（以下、設定温度という。）を超えた時点で変色が始まり、温度が設定温度を下回った時点で変色が停止する。一旦変色した色は、温度が冷えても元には戻らない。
この変色している期間を「逸脱時間」とし、逸脱時間における設定温度からの超過温度を「逸脱温度」とする。カラーセンサ１１，１２の変色量は、逸脱時間が長いほど、また、逸脱温度が高いほど大きくなる。設定温度を何度にするか、変色の速度を早くするか遅くするかなどの変色特性は、インクを構成する材料を調整することで変更可能である。
なお、本実施例では、カラーセンサとして、特定の温度を超えた時点で変色が始まる温度検知インクを用いたが、特定の温度を下回った時点で変色が始まる温度検知インクを適用することもできる。
【００１５】
変色特性が互いに異なるカラーセンサ１１，１２ごとに、図１の変色マップ２１，２２が用意される。変色マップ２１は、カラーセンサ１１の逸脱温度と逸脱時間に対応する色の分布図である。変色マップ２２は、カラーセンサ１２の逸脱温度と逸脱時間に対応する色の分布図である。この２種類の変色マップ２１，２２は、使用するインクの種類ごとにあらかじめ作成し、用意しておくものとする。なお、本実施例では、変色マップとして、逸脱温度と逸脱時間に対応する色の分布図を用いたが、変色マップとして温度と逸脱時間に対応する色の分布図を用いても良い。
【００１６】
変色マップ２１，２２は、カラーセンサ１１，１２ごとの変色特性を、逸脱温度と逸脱時間とを２軸とする平面上に色の分布で示す。変色マップ２１，２２は、一般的に右上（逸脱温度が高く逸脱時間も長い）ほど変色量が多く、左下（逸脱温度が低く逸脱時間がゼロに近い）ほど変色量が少ない分布となる。変色マップ２１，２２内の曲線は、同程度の色情報の地点を結んだものであり、地図の等高線にならい、以下では「等色線」と呼ぶ。
【００１７】
なお、色情報から変色マップ２１，２２の１本の等色線を特定するときに、測定誤差を考慮すると細い線のような領域にまで絞り込むことはできない場合も多い。よって、本明細書では、色情報から特定される変色マップ２１，２２内の領域を、線でなくある程度の幅のある帯と考えることとする。
図１において、同等の色情報とみなす同じパターンで塗られた領域を「等色領域」と呼ぶ。変色マップ２１には、６つの等色領域２１ａ〜２１ｆが存在し、変色マップ２２には、６つの等色領域２２ａ〜２２ｆが存在する。
【００１８】
１種類のカラーセンサ１１とその変色マップ２１だけを用いた場合、色を測定して１本の等色線を特定することは可能だが、その等色線が示す物理量［逸脱時間、逸脱温度］は広範囲に渡り、狭い範囲に限定することができない。
そこで、変色特性が異なる２種のカラーセンサ１１，１２と、それらの変色マップ２１，２２とを用意し、この２種のカラーセンサ１１，１２を同時に使用して測定を行う。２種類の変色マップ２１，２２は、右上の変色量が多く、左下の変色量が少ない点は共通しているが、中間の等色領域の分布は異なる。
このため、変色マップ２１，２２を重ね合わせマップ４１として重ね合わせると、両者の等色領域は重複する。重ね合わせマップ４１は、２種類の変色マップ２１，２２の２軸が互いに同じ値になるように、互いを重ね合わせたものである。
【００１９】
以下の（手順１）〜（手順４）を順に実行することで、カラーセンサ１１，１２の色情報から物理量［逸脱時間、逸脱温度］を絞り込むことができる。
（手順１）カラーセンサ１１，１２の色情報を取得する。  （手順２）カラーセンサごとに、手順１で測定した色を変色マップの等色領域に対応付ける。例えば、変色マップ２１の矢印に示すように、カラーセンサ１１の色が等色領域２１ｃに該当し、変色マップ２２の矢印に示すように、カラーセンサ１２の色が等色領域２２ｃに該当したとする。
（手順３）重ね合わせマップ４１を使用して、重複領域４１ｘを求める。もし、等色領域２１ｃ，２２ｃの幅が充分に狭く、２本の等色線として特定できれば、その２本の等色線の交点が、重複領域４１ｘの代わりとなる。
（手順４）重ね合わせマップ４１内の重複領域４１ｘの横軸位置を逸脱時間とし、重複領域４１ｘの縦軸位置を逸脱温度とする。これにより、２種類の変色特性の異なる温度検知インクを用いて、物理量［逸脱時間、逸脱温度］を絞り込むことができる。
【００２０】
なお、等色線に相当する等色領域２１ｃ，２２ｃの重複領域４１ｘとして絞り込む範囲が狭いほど、物理量［逸脱時間、逸脱温度］の精度が高くなる。よって、カラーセンサ１１，１２のインクの変色特性は互いにできるだけ似ていないことが望ましい。
もし変色特性が似ていると変色マップ２１，２２が互いに似た形となるため、等色領域２１ｃと等色領域２２ｃとで等色線の交差する角度が浅くなる。そのため、重複領域４１ｘの面積は広くなってしまい、充分に狭い範囲に絞り込むことができない。
そこで、等色線ができるだけ深い角度で交差させるために、例えば、カラーセンサ１１のインクは比較的早く変色し、飽和する色情報が温度に強く依存するものとし、カラーセンサ１２のインクは変色が遅いが温度による色情報の差が小さいものとする、といった方法が考えられる。
【００２１】
図２は、２種のカラーセンサを用いる解析システムの構成図である。
表示物の表面に形成される表示領域１０の中に２種のカラーセンサ１１および１２を組み込み、この表示領域１０を測定したい場所に設置する。また、測定対象品に、２種以上のカラーセンサを付ける。測定を行いたい期間が経過した後、この表示領域１０を撮影機材１０１で撮影する。撮影機材１０１はデジタルカメラやカメラ付き携帯、スマートフォンなどでよい。撮影機材１０１は撮影した画像ファイルを、接続先の演算装置１０２に転送する。
色解析装置として動作する演算装置１０２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、メモリと、ハードディスクなどの記憶手段とを有する通常のパーソナルコンピュータまたはサーバとして構成される。このコンピュータは、ＣＰＵが、メモリ上に読み込んだプログラム（アプリケーションや、スマートフォンのアプリ）を実行することにより、各処理部により構成される制御部（制御手段）を動作させる。
【００２２】
図３は、図２の解析システムの詳細な構成図である。撮影機材１０１は、画像調整部１１１と、記憶部１１２とを有する。演算装置１０２は、色評価部１２１と、物理量変換部１２２と、変色マップ１２３の記憶部とを有する。演算装置１０２は、カラーセンサの色情報を撮影機材１０１から取得する色情報取得部と、さらに有していても良い。色情報取得部が取得したカラーセンサの色情報を色評価部で修正、補正等を行う。
撮影機材１０１の画像調整部１１１では、通常はオートホワイトバランスなどの処理を行って、少なくともｊｐｇなどのフォーマットで画像ファイルを作成し、その画像ファイルを記憶部１１２に格納する。画像ファイルのフォーマットには、ｊｐｇ以外にもｐｎｇ、ｔｉｆ、ｂｍｐなどの様々なフォーマットがあるがそのどれでもよい。ただし色数が少ないフォーマットではデータの正確性が損なわれるので、各ピクセルの色をＲ、Ｇ、Ｂそれぞれ１バイト以上で表せるフォーマットが好ましい。
【００２３】
演算装置１０２の色評価部１２１は、記憶部１１２の画像ファイルを入力とし、カラーセンサ１１，１２に対してそれぞれ複数のピクセルを割り当て、それぞれの領域の色を平均値として抽出する。ここで、特開２０１２−９３２７７号公報などに記載のように、カラーセンサ１１，１２とは別の色標本を利用してカラーセンサ１１，１２の色補正が可能な場合は、その色補正を行ってもよい。
【００２４】
演算装置１０２の物理量変換部１２２は、図１の（手順１）〜（手順４）で説明したように、得られた２種センサの色と、変色マップ１２３（図１では変色マップ２１，２２に対応）とを用いて、物理量［逸脱時間、逸脱温度］の組み合わせを特定し、その組み合わせを観測値として記録する。この時、一つの数値として表わすより上限と下限を示して範囲として表わした方がよい場合はそのようにする。
【００２５】
物理量変換部１２２により得られた観測値は、その値を利用した更なる解析がある場合にはそのまま入力データとして使用する。撮影機材１０１がスマホなどの場合はその結果を逆に転送し、撮影機材１０１で結果の表示も行う。
なお、撮影機材１０１と演算装置１０２との間の接続は有線であっても無線であってもよく、インターネットなどを介する接続でもよい。また、ＳＤメモリカードなどを介したデータの移動も接続の一種と考えてよい。
【００２６】
撮影機材１０１がスマートフォンのようなプログラミング可能な機材の場合、画像からセンサ色を抽出する色評価部１２１までを撮影機材１０１内で行い、その結果のデータだけを演算装置１０２に転送し、演算装置１０２内で物理量変換部１２２を実行する方式としてもよい。その方が転送データの量が大幅に少なくて済み、通信に時間がかからないなどの利点がある。さらに、色評価部１２１だけでなく、物理量変換部１２２もスマートフォンとしての撮影機材１０１内で実行し、撮影機材１０１および演算装置１０２の両方を、スマートフォン単体で兼ねることも可能である。
【００２７】
図４は、図３の物理量変換部１２２の処理を示すフローチャートである。
Ｓ１１として、物理量変換部１２２は、図１説明の（手順１）で測定されたカラーセンサ１１の第１色情報から、第１等色領域を求める（手順２の等色領域２１ｃに対応）。
Ｓ１２として、物理量変換部１２２は、図１説明の（手順１）で測定されたカラーセンサ１２の第２色情報から、第２等色領域を求める（手順２の等色領域２２ｃに対応）。
Ｓ１３として、物理量変換部１２２は、２つの等色領域の重複領域を求める（手順３の重複領域４１ｘに対応）。
Ｓ１４として、物理量変換部１２２は、重複領域に対応する物理量［逸脱時間、逸脱温度］を求める（手順４に対応）。なお、物理量変換部１２２は、Ｓ１４で求めた物理量［逸脱時間、逸脱温度］に加えて、その物理量を求めるときにＳ１３で使用した重複領域をもとに、物理量の精度情報も併せて出力してもよい。例えば、重複領域が狭いほど、物理量の精度情報は良くなる。
以上、実施例１では、図１〜図４を参照して、２種のカラーセンサの変色マップ２１，２２を使用して物理量を絞り込む方法を説明した。
【実施例２】
【００２８】
実施例２では、３種以上のカラーセンサを同時に使用し、実施例１の２種の場合よりも精度よく物理量を絞り込む方法を示す。実施例２では、実施例１と同じ方法で、３種類またはそれ以上のそれぞれ変色特性の異なるカラーセンサを使用し、物理量［逸脱時間、逸脱温度］をより精度よく決定することが可能である。
【００２９】
図５は、３種のカラーセンサの変色マップを使用し温度・時間を絞り込む方法を示す模式図である。
変色マップ１２３の等色線を等色領域として解析している場合、物理量［逸脱時間、逸脱温度］の範囲は３種類またはそれ以上の帯が重なる部分となるので、一般的には、より狭い範囲に絞り込むことができる。
曲線２１１，２１２に挟まれた第１の等色領域と、曲線２２１，２２２に挟まれた第２の等色領域と、曲線２３１，２３２に挟まれた第２の等色領域とで、合計３つの等色領域が図５の変色マップ１２３には存在する。
しかし、図５に示すように、２つの等色領域間の重複領域２８１，２８２，２８３は存在するものの、測定の誤差によっては使用したすべての（３つの）カラーセンサの重複領域が存在しない場合がある。
【００３０】
図６は、図５の変色マップの等色領域の幅を広げて再度すべてが重なる領域を探索する方法を示す模式図である。
カラーセンサの測定誤差を考慮して、等色領域の幅を周辺部に広げる。幅を広げる前の等色領域の境界線を破線で示し、幅を広げた後の等色領域の境界線を実線で示す。つまり、広げる幅が大きいほど、カラーセンサの測定誤差を大きく見積もっている。
例えば、曲線２１１，２１２に挟まれた第１の等色領域は、曲線２１１ｍ，２１２ｍの幅へと広げられている。つまり、図６の曲線の符号の末尾に「ｍ」を付した曲線の符号が、幅を広げるように変更した後の曲線を示す。同様に、曲線２２１，２２２に挟まれた第２の等色領域は、曲線２２１ｍ，２２２ｍの幅へと広げられ、曲線２３１，２３２に挟まれた第３の等色領域は、曲線２３１ｍ，２３２ｍの幅へと広げられる。
【００３１】
このように幅を広げることにより、物理量変換部１２２は、すべての（３つの）カラーセンサの重複領域２９１を新たに検出できる。図６の例では、説明をわかりやすくするために重複領域２９１を広めに図示したが、重複領域が狭いほど検出される物理量の精度が高くなる。よって、物理量変換部１２２は、なるべく狭い重複領域が見つかるように、等色領域の幅を徐々に広げることが望ましい。
【００３２】
なお、どのセンサの誤差が大きいと見積もるかによって得られる物理量［逸脱時間、逸脱温度］の位置が違ってしまう可能性がある。よって、所定の方法によりどのセンサの誤差をどれだけ考慮するかを決定する。その所定の方法としては、得られた物理量［逸脱時間、逸脱温度］で各センサが示すはずの色と、実測した色との差を数値化し、その２乗の和が最小化するように決定するという方法が考えられる。
【実施例３】
【００３３】
実施例３では、カラーセンサの色を最後の１回だけでなく、測定期間の途中でも観測した場合の物理量と時間の特定方法を示す。
実施例１では、温度検知インクを用いて設定温度を超えたときの物理量［逸脱時間、逸脱温度］を特定する方法を示した。実施例１では、測定期間の中である一定の時間の間、設定温度を逸脱したある一定の温度に保たれ、それ以外の時間は設定温度以下に保たれていたという状況に等しいということを示している。これは、実際の対象品が時間と伴に小刻みに温度変化していたとしても、このような階段関数的な温度変化として近似していることになる。
【００３４】
図７は、複数の測定期間における温度変化を示す時系列グラフである。第１の測定期間ｔ１〜ｔ２において、温度が設定温度から１回逸脱し、第２の測定期間ｔ２〜ｔ３においても、温度が設定温度から１回逸脱したとする。
温度の時間変化をより詳しく解析するためには、可能なら測定期間ごとの（途中の）段階での温度検知インクの色を記録すればよい。その場合、各測定期間の中での温度の時間変化はそれぞれ階段関数として近似される。この階段関数が設定温度を逸脱した分だけ、測定期間が分割される。
【００３５】
色評価部１２１は、測定途中の時点ｔ２で温度検知インクの色を記録する。そして、物理量変換部１２２は、測定開始の時点ｔ１から時点ｔ２までの物理量［逸脱時間、逸脱温度］を、第１の測定期間の測定結果として特定できる。
その後の第２の測定期間ｔ２〜ｔ３の測定は、時点ｔ２のインクの色から開始する新たな測定と同等である。このため、物理量変換部１２２は、時点ｔ２でのインクの色が出発点となる用に変色マップを修正する。そして、物理量変換部１２２は、修正した変色マップを用いて物理量［逸脱時間、逸脱温度］の絞り込みを行えばよい。
以上、図７で説明したように、複数の測定期間に区切って物理量［逸脱時間、逸脱温度］を求めることで、全体としては詳細な温度履歴を知ることができる。
【００３６】
図８は、図７の時点ｔ２で修正した変色マップ３１，３２と、その重ね合わせマップ４２とを示す。
物理量変換部１２２は、時点ｔ２で記録したカラーセンサの色情報に基づいて修正前の変色マップ２１，２２（図１）を、変色マップ３１，３２に修正する。修正された変色マップ３１，３２から、物理量変換部１２２は、第２の測定期間ｔ２〜ｔ３での物理量［逸脱時間、逸脱温度］を求める。
修正前の変色マップ２１，２２のｘ軸を時間、ｙ軸を温度として、途中で記録した色の等色線カーブをｘ＝ｆ（ｙ）としたとき、物理量変換部１２２は、ｙの全領域についてｘ'＝ｘ−ｆ（ｙ）と変換することにより、途中の色を出発点とする修正後の変色マップ３１，３２が用意できる。
【００３７】
例えば、時点ｔ２でのカラーセンサ１１の色情報が図１の変色マップ２１の等色領域２１ｄであり、時点ｔ２でのカラーセンサ１２の色情報が図１の変色マップ２２の等色領域２２ｄであったとする。物理量変換部１２２は、等色領域２１ｄ，２２ｄを出発点として変色マップ２１，２２を修正することで、変色マップ３１，３２を作成する。
そして、物理量変換部１２２は、変色マップ２１，２２の代わりに変色マップ３１，３２を用いて図４のフローチャートに示した処理を実行する。これにより、変色マップ３１，３２間の重ね合わせマップ４２内の重複領域４２ｘに対応する物理量［逸脱時間、逸脱温度］を、第２の測定期間ｔ２〜ｔ３の測定結果として特定できる。
【００３８】
以上説明した本実施形態では、物理量変換部１２２は、図１の変色マップ２１，２２の重ね合わせマップ４１における重複領域４１ｘから、物理量［逸脱時間、逸脱温度］を求める演算装置１０２を説明した。
これにより、実施例１で示したように、逸脱温度と逸脱時間とをそれぞれ独立に特定できる上に、カラーセンサ１１，１２の種類数を抑制できるので、低コストで簡便な方法により物理量の測定が可能となる。
さらに、実施例２で示したように、３種類のカラーセンサを用いることで、さらに物理量の測定精度を向上させることができる。
そして、実施例３で示したように、測定期間ごとに修正した変色マップ３１，３２を用いることで、複数の測定期間でも同じカラーセンサ１１，１２を用いることができるので、カラーセンサ１１，１２の種類数を抑制できる。
【００３９】
なお、本発明は前記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。
また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。
また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段などは、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計するなどによりハードウェアで実現してもよい。
また、前記の各構成、機能などは、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。
【００４０】
各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイルなどの情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）などの記録装置、または、ＩＣ（Integrated Circuit）カード、ＳＤカード、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの記録媒体に置くことができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際にはほとんどすべての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
さらに、各装置を繋ぐ通信手段は、無線ＬＡＮに限定せず、有線ＬＡＮやその他の通信手段に変更してもよい。
【実施例４】
【００４１】
実施例４では、食品や医薬品などの対象品について、鮮度、劣化度、熟成度等の品質を推定する品質可視化システム２００について説明する。品質可視化システム２００は、実施例１〜３の色解析装置による色解析方法で得られた逸脱温度と逸脱時間との組み合わせデータ（以下、物理量と時間との組み合わせデータ）を、品質の推定に応用する。
【００４２】
品質可視化システム２００は、物理量と時間との組み合わせデータと、以下の（データ１）〜（データ３）として例示する品質変化速度データとを照合することにより、対象品の品質を推定することができる。また、推定された各品質は、品質指標として数値化することもできる。
（データ１）肉、魚、果物などの食品をどのような温度で保存すると、その保存期間に応じてどのくらいの速度で鮮度が変化するかを示す鮮度推定用データ。
（データ２）医薬品をどのような温度で保存すると、その保存期間に応じてどのくらいの速度で劣化するかを示す劣化度推定用データ。
（データ３）肉、魚、果物などの食品をどのような温度で保存すると、その保存期間に応じてどのくらいの速度で熟成が進行するかを示す熟成度推定用データ。
【００４３】
図９は、品質可視化システム２００の構成図を示す。品質可視化システム２００は、一般的なコンピュータであり、中央制御装置２１０、カメラ、ラベルリーダ、マウス、キーボード等の入力装置２２０、ディスプレイ等の出力装置２３０、演算装置２４０及び記憶装置２５０を備える。これらの品質可視化システム２００の各構成要素は、バスで相互に接続されている。
【００４４】
品質を推定する対象品には、センサが２種以上付されている。このセンサは、測定する物理量の大きさについて、その物理量が持続した時間に応じて変色する。
入力装置２２０は、対象品に付された各センサの色情報を取得する色情報取得部として機能する。
出力装置２３０は、後記する品質推定部２４３が推定した対象品の品質を、表示装置に画面表示するなどの出力処理により可視化する。
記憶装置２５０は、対象品に付された各センサについての変色特性を、物理量と時間とを軸とする変色マップ２５１（図１の変色マップ２１，２２と同様）として記憶している。
【００４５】
また、記憶装置２５０は、測定の対象品の品質に関する指標２５２を記憶している。鮮度や熟成度の指標は商品の種類に依って様々である。そのため、適切な指標を選択するために、測定の対象品ごとに、対象品の品質に関する指標２５２を記憶装置２５０に記憶している。
対象品の品質に関する指標２５２は、例えば野菜ならクロロフィル、ビタミン、糖度等、肉や魚なら核酸(ATP)の分解度を示すK値や遊離グルタミン酸等が挙げられ、薬品ならば力価を指標とする事ができる。
なお、記憶装置２５０は、対象品の品質に関する指標２５２として、対象品の種類や品質指標の種類に加えて、その品質指標の計算に用いられる品質変化速度データ（前記のデータ１〜データ３）も含めて記憶している。
【００４６】
演算装置２４０は、色評価部２４１と物理量変換部２４２と品質推定部２４３とを有する。これらの各処理部のプログラムは、中央制御装置２１０によって、記憶装置２５０から演算装置２４０にロードされる。これにより、中央制御装置２１０は、それぞれのプログラムの機能を実現する。
色評価部２４１は、図３の色評価部１２１と同様に、入力装置２２０が取得した各センサの色情報を補正・修正等する。
物理量変換部２４２は、図３の物理量変換部１２２と同様に、各センサの色情報に対応する変色マップ２５１の領域を特定し、それぞれ特定した変色マップ２５１内の領域について変色マップ２５１同士を重ね合わせたときの重複領域を求める。そして、物理量変換部２４２は、求めた重複領域の変色マップ２５１内の位置から、対応する物理量と時間との組み合わせデータを特定する。
【００４７】
品質推定部２４３は、物理量変換部２４２により特定された物理量と時間との組み合わせデータと、記憶装置２５０から読み込んだ対象品の品質に関する指標２５２の品質変化速度データとから、対象品に関する鮮度、劣化度、熟成度等の品質を推定する。なお、品質推定部２４３は、品質を数値化したものを算出しても良い。
以上説明したように、品質変化速度データとの照合を行なって、鮮度、劣化度、熟成度を表示するところまでを、品質可視化システム２００の内部で行なうことも可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１０    表示領域
１１，１２  カラーセンサ
２１，２２  変色マップ
４１，４２  重ね合わせマップ
１０１  撮影機材
１０２  演算装置
１１１  画像調整部
１１２  記憶部
１２１  色評価部
１２２  物理量変換部
２００  品質可視化システム
２１０  中央制御装置
２２０  入力装置
２３０  出力装置
２４０  演算装置
２４１  色評価部
２４２  物理量変換部
２４３  品質推定部
２５０  記憶装置
２５１  変色マップ
２５２  対象品の品質に関する指標
【図１】
2020056671.tif 000003
【図２】
2020056671.tif 000004
【図３】
2020056671.tif 000005
【図４】
2020056671.tif 000006
【図５】
2020056671.tif 000007
【図６】
2020056671.tif 000008
【図７】
2020056671.tif 000009
【図８】
2020056671.tif 000010
【図９】
2020056671.tif 000011
【図１０】
2020056671.tif 000012
【図１１】
2020056671.tif 000013