(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の検量線が交差して形成される多成分検量面を測定対象物質に含まれる少なくとも２成分について複数の表色系座標空間に形成した上で、前記測定対象物質の色彩色差情報から前記測定対象物質の表色系座標空間での座標を求め、前記複数の表色系座標空間の中から前記多成分検量面上の検量線の交差によって形成される網目が他の網目よりも広がった検量面を呈する表色系座標空間を選択して、前記測定対象物質の表色系座標空間での座標を前記多成分検量面の位置から各検量線に沿って延長して前記測定対象物質に対応する成分値を求めて各成分を定量することを特徴とする多成分定量方法。
【請求項２】
前記表色系座標空間は国際照明委員会が定めるＲＧＢ表色系、ＸＹＺ表色系、Ｌ*ａ*ｂ*表色系、L*u*ｖ*表色系、またはＵＣＳ表色系、若しくはハンターLab表色系のいずれかに属する表色系座標空間であることを特徴とする請求項１記載の多成分定量方法。
【請求項３】
前記色彩色差情報は色彩色差計を用いて測定されることを特徴とする請求項１記載の多成分定量方法。
【請求項４】
前記測定対象物質に含まれる少なくとも２成分の間には単一の平衡状態が成立してなることを特徴とする請求項１記載の多成分定量方法。
【請求項５】
測定対象物質に対する光照射から色彩色差情報を読み取る測定手段と、複数の表色系座標空間に対応した、前記測定対象物質に含まれる少なくとも２成分の多成分検量面のデータを記憶する検量面データ記憶手段と、前記複数の表色系座標空間の中から前記多成分検量面上の検量線の交差によって形成される網目が他の網目よりも広がった検量面を呈する表色系座標空間に対応する多成分検量面のデータを選択した上で前記色彩色差情報に基づき前記多成分検量面の位置を求める算出手段と、前記多成分検量面の位置から前記測定対象物質に対応する成分値を求めて各成分を定量する定量手段とを有することを特徴とする多成分定量装置。
【請求項６】
前記検量面データ記憶手段に記憶される多成分検量面のデータは、過去の当該多成分定量装置を用いて測定された多成分検量面のデータ、測定開始前に作成された多成分検量面のデータ、または標準データとして供給されるデータのいずれかまたはその組み合わせであることを特徴とする請求項５記載の多成分定量装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は色彩化学計測によって測定対象物質内に含有される少なくとも２成分の物質を定量する多成分定量方法とその方法を用いる多成分定量装置であり、特に表色系座標空間における座標から成分定量のためのデータを取得する多成分定量方法とその方法を用いる多成分定量装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
環境試料中に存在する微量金属元素の定量を行う場合には、一般に濃縮が必要不可欠な操作である。これは環境試料中に、有機及び無機形態の多種多様な物質が多量に存在している一方で、測定にかかる物質の存在量はμｇやｎｇのオーダーあるいはそれ以下というように極めて微小な量であるためである。近年、分析装置の性能が急速に向上し、検出限界値は小さくなってきているが、分析装置の性能を十分に引き出すためには微量元素の汚染や損失の少ない前分離、前濃縮がますます重要になってきている。また、原子吸光法、発光分析法、或いは各種クロマトグラフィーなどの機器分析装置は、高感度であるほど複雑、高価であるため、設置には多額の費用がかかり、その操作も容易ではない。特に、使用に際しては、キャリアガス、燃焼ガス、冷却水などのランニングコストもかかり、その準備などには手間がかかる。
【０００３】
また、共存呈色物を含む固相の呈色物定量方法として、特開平10-73533号公報に記載されるように、試料に光を照射してその反射光の色度座標および光量を三刺激値測定装置によって測定し、測定された色度座標と、予め測定された呈色物、共存呈色物の色度座標、及び光源が出力する光の色度座標に基づき、試料からの反射光成分の光量を算出し、算出した光量に基づき呈色物の含量を求める方法がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、原子吸光法、発光分析法あるいは各種クロマトグラフィーなどの分析装置では、装置の設置に多額の費用がかかり、また取り扱いの手間なども面においても、簡便性を欠くものとなっている。また、特開平10-73533号公報に記載される技術では、共存呈色物を含む固相の呈色物定量方法として用いられるが、基本的には共存呈色物の反射光成分などを除去することで、試料の定量をするのみであり、２成分以上を同時に定量することができない。
【０００５】
そこで、本発明は上述の技術的な課題に鑑み、計測の簡便性を維持しながら、且つ２成分あるいはそれ以上の成分について同時に定量できる多成分定量方法とその方法を用いた多成分定量装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の多成分定量方法は、複数の検量線が交差して形成される多成分検量面を測定対象物質に含まれる少なくとも２成分について複数の表色系座標空間に形成した上で、前記測定対象物質の色彩色差情報から前記測定対象物質の表色系座標空間での座標を求め、前記複数の表色系座標空間の中から前記多成分検量面上の検量線の交差によって形成される網目が他の網目よりも広がった検量面を呈する表色系座標空間を選択して、前記測定対象物質の表色系座標空間での座標を前記多成分検量面の位置から各検量線に沿って延長して前記測定対象物質に対応する成分値を求めて各成分を定量することを特徴とする。
【０００７】
表色系座標空間で少なくとも２成分を表現した場合では、各成分ごとの検量線が交差して形成される多成分検量面が得られる。従って、測定対象物質の色彩色差情報を得ることができれば、その多成分検量面での位置がわかることになり、その位置から各検量線に沿って延長することで各成分を定量できる。この時、多成分検量面では、各検量線の表色系座標空間における曲線の傾向を反映した形状を取っているため、より精度の高い定量が実現される。
【０００８】
また、本発明の多成分定量装置は、測定対象物質に対する光照射から色彩色差情報を読み取る測定手段と、複数の表色系座標空間に対応した、前記測定対象物質に含まれる少なくとも２成分の多成分検量面のデータを記憶する検量面データ記憶手段と、前記複数の表色系座標空間の中から前記多成分検量面上の検量線の交差によって形成される網目が他の網目よりも広がった検量面を呈する表色系座標空間に対応する多成分検量面のデータを選択した上で前記色彩色差情報に基づき前記多成分検量面の位置を求める算出手段と、前記多成分検量面の位置から前記測定対象物質に対応する成分値を求めて各成分を定量する定量手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の多成分定量方法は、複数の検量線が交差して形成される多成分検量面を測定対象物質に含まれる少なくとも２成分について表色系座標空間に形成した上で、前記測定対象物質の色彩色差情報から前記測定対象物質の表色系座標空間での座標を求め、前記測定対象物質の表色系座標空間での座標を前記多成分検量面の位置から各検量線に沿って延長して前記測定対象物質に対応する成分値を求めて各成分を定量することを特徴とする。
【００１０】
本発明の多成分定量方法は、原則的に２成分またはそれ以上の数の成分を同時に定量する方法であり、その成分の組み合わせとしては、濃度に応じて化学的或いは物理的の濃淡変化、あるいは色相変化、彩度変化、明度変化などが発生する有機化合物または無機化合物であって、金属イオンなどの無機化合物や、色素などの有機化合物およびその複合体など種々の成分を測定可能とする。
【００１１】
例えば２成分の定量を行う場合では、注目する２成分の間で単一の平衡が成立し、その２成分の色が変化する場合、その平衡を支配する物質あるいは条件を色彩計測により測定する方法として本発明の多成分定量方法を用いることができ、一例としては色素の酸解離平衡による色変化を利用するｐH測定法に本発明の多成分定量方法を適用できる。
【００１２】
より具体的には、次に挙げる物質についてそれぞれ本発明の多成分定量方法を用いることができる。すなわち、（１）河川水、地下水、水道水、雨水、海水、湖水、温泉水、飲料水、純水などに含まれる有用あるいは有害成分の測定に本発明の多成分定量方法を適用できる。例えば、これらの水には、水銀、クロム、ヒ素、鉛、残留塩素などが含まれることがあり、１つの元素が複数の金属イオンの形で溶解している場合でも、定量可能となる。（２）大気、ガス製品、呼気中のガス濃度試験に本発明の多成分定量方法を適用できる。本発明の多成分定量方法は、直接的な色彩色差情報を利用することから、物質の相は、固相、液相、気相を問わず、ガス状態の測定物質まで測定することが容易である。例えばNOx、SOx、硫化水素、一酸化炭素、酸素濃度、アルコール、アルデヒドなどの各種ガスの内の２成分またはそれ以上を同時に測定できる。
【００１３】
本発明の多成分定量方法は、さらに（３）生体中の微量成分の測定、診断薬  （血液、血しょう、尿などに含まれる微量物質）、（４）土壌および土壌中の肥料分の測定（窒素、リン、カリなど）、（５）表面温度計測（液晶温度計など）、（６）湿度、水分計測、（７）食品の色および鮮度管理（魚、果物、果汁、野菜、肉、穀類など）、（８）農林業における生育状況および製品確認（花、葉、実、木材など）、（９）着色した製品の品質管理（生地、衣類、自動車、家具、建材などの塗装したもの、錠剤などの薬品、化粧品、菓子・飲料などの食品、電子機器、家電類、印刷物、ポリマーなど）、（１０）劣化製品、劣化建造物の判定（コンクリート、ゴム、金属など）、（１１）反射光により表面状態を管理する製品の品質管理（半導体、ガラスなど）、（１２）肌、目などの色診断（黄疸、日焼け度、肌の白さ、眼球による個人識別など）、（１３）酸化還元雰囲気テスト（鉄(II)と鉄(III)のバランス測定による）、（１４）pH試験紙、イオン試験紙、パックテストなどの簡易試験法における定量値の数値化などの各種分野において多成分を同時に定量する定量方法として使用できるものである。
【００１４】
次に、本発明の多成分定量方法の各工程について、その工程順に従って図１のフローチャートおよび図２のL* a*b*（a*b*）表色座標空間の模式図を参照しながら説明する。
【００１５】
図１に示すように、初めに、多成分検量面を表色系座標空間に形成する（手順Ｓ１１）。この最初の段階では、測定すべき物質が選択されていて、さらに測定にかかる２成分若しくはそれ以上の成分も選択されているものとする。例えば、測定媒体が地下水などの溶液であって定量すべき金属がＣｏ、Ｎｉ、Ｆｅなどの場合では、それぞれ成分に応じた検量線を初めに表色系座標空間に描き、それぞれの交差する点を求めるような手法によってメッシュ状（網目状）の検量面を構成する。ここでは測定すべき物質中の２つの成分を便宜上第１成分、第２成分とする。
【００１６】
図２はこのような表色系座標空間であるL* a*b*表色系におけるa*b*平面上に多成分検量面（この場合、２成分）を形成した例を示すものである。図２において、黒丸で示す曲線が第１成分の検量線Ｋ１であり、黒四角で示す曲線が第２成分の検量線Ｋ２である。第１成分の検量線Ｋ１は原点に近い側から、番号１、番号２、番号３、番号４が与えられており、各番号はそれぞれ所定の濃度あるいは含有マイクログラム数（μｇ）に対応している。すなわち、例えば番号１、番号２、番号３、番号４の各黒丸点が０．１μｇ、０．２μｇ、０．３μｇ、０．４μｇの含有マイクログラム数に対応する。同様に、第２成分の検量線Ｋ２は原点に近い側から、番号１、番号２、番号３、番号４が与えられており、各番号はそれぞれ所定の濃度あるいは含有マイクログラム数（μｇ）に対応する。すなわち、例えば番号１、番号２、番号３、番号４の各黒四角点が０．１μｇ、０．２μｇ、０．３μｇ、０．４μｇの含有マイクログラム数に対応する。
【００１７】
これら第１成分の検量線Ｋ１と第２成分の検量線Ｋ２は、原点を中心に角度を以って交差するように形成されており、メッシュ状（網目状）の２成分検量面を構成するようにさらに多くの検量点が図２に形成されている。例えば、図２において、検量点Ｐ２２は第１成分の含有マイクログラム数を０．２μｇとし同時に第２成分の含有マイクログラム数を０．２μｇとして測定した表色系の座標をプロットして構成されており、同様に検量点Ｐ４３は第１成分の含有マイクログラム数を０．４μｇとし同時に第２成分の含有マイクログラム数を０．３μｇとして測定した表色系の座標をプロットして構成されている。このような２成分検量面の検量点については、すべての検量点についての測定を行えば十分なメッシュ状（網目状）の２成分検量面を構成することが可能となるが、ある程度間引きして欠落している点については、計算で求めるようにすることも可能である。
【００１８】
図２に示すように、２成分検量面を構成する各検量線は直線ではなく、また、検量点同士の間隔も均等な間隔でなない。このため単純な案分法や比例分配法による検量法では、むしろ誤差が大きくなるが、後述するように曲線にそった外延をすることで検量誤差を最小に抑えることができる。このような測定によって各検量線を求めて行き、本発明の多成分定量方法においては多成分検量面を形成することができる。図２においては、L* a*b*表色系におけるa*b*平面上の座標を求めて多成分検量面を形成しているが、試料によってはL* a*b*表色系におけるＬ*a*平面もしくはＬ*ｂ*平面などを用いることができ、さらにはＸＹＺ表色系のｘｙ平面やｘＹ平面若しくはｙＹ平面などを使用することも可能である。さらに、Ｌ*u*v*表色系やＵＣＳ表色系、ハンターＬａｂ表色系などの他の色空間座標を用いることもできる。
【００１９】
なお、多成分検量面を形成する方法としては、その成分を実際に測定して行くことで多成分検量面を求めることもできるが、それ以外にも、予めＡ成分とＢ成分の２成分検量面のデータを取得して、記憶や保存、転送などによって異なる時間や異なる場所での測定に活用することもできる。
【００２０】
次に、図１のフローチャートに従い、多成分検量面を形成したところで、測定対象物質の座標を色彩色差計で計測する（手順Ｓ１２）。色彩色差計は表色系の座標値を測定するための測定装置であり、たとえばミノルタ株式会社製のＣＲ−３００、ＣＲ−３１０、ＣＲ−３３１、ＣＲ−３３１Ｃ、ＣＲ−３２１、ＣＲ−２４１、ＣＴ−３１０、ＣＴ−３２０、ＣＳ−１００、ＣＬ−１００などの測定装置や、日本電色工業株式会社製のＳＱ２０００、ＳＥ２０００、ＺＥ２０００、ＶＳＳ３００Ｈ、ＮＦ７７７、ＮＦ９９９、ＮＲ−３０００Ａ／Ｂ、ＮＤＲ−２０００、ND−１００１DP、ＮＲ−１、ＢＰ−１などの測定装置を用いることができ、また、これらの色彩色差計に限らず所要の精度で測定対象物質の座標できる色彩色差計であれば他の色彩色差計であっても良い。
【００２１】
この測定に際して、測定対象物質は固相であっても良く、液相や気相であっても良い。測定対象物質に水分が混じっている場合では、乾燥させた後に測定を行えば良い。色彩色差計で測定することで、測定対象物質の表色系空間の座標データが出力される。データ形式は色彩色差計によっては選ぶことができるものであり、前述の多成分検量面に応じてデータ形式が選択される。一例としては、L* a*b*表色系におけるa*b*平面上の座標が出力されるが、L* a*b*表色系におけるＬ*a*平面の座標やもしくはＬ*ｂ*平面の座標などでも良い。さらにはＸＹＺ表色系のｘｙ平面やｘＹ平面若しくはｙＹ平面などの各座標を使用することも可能である。さらに、Ｌ*u*v*表色系やＵＣＳ表色系、ハンターＬａｂ表色系などの他の色空間座標を用いることもできる。
【００２２】
測定対象物質の表色系空間の座標データを得たところで、図１の手順Ｓ１３に示すように、測定して得られた表色系座標空間の座標の多成分検量面における位置を求める。例えば図２において、得られた座標データが（a*1,b*1）であるとすると、その得られた座標データ（a*1,b*1）に対応する点はa*b*平面上の座標点であって、十字形の点で示す位置を占めることになる。このとき得られた座標データ（a*1,b*1）は必ずしも、各検量線の線上にある必要はなく、メッシュ状の網目内部の位置を取るような座標データであっても良い。
【００２３】
次に、図１の手順Ｓ１４で示すように、計測された表色系座標空間の座標を検量線に沿って延長することで各成分量を同時に求める。この工程を図２で説明すると、測定対象物質を測定して得られた座標データ（a*1,b*1）から図中点線で示すように、延長線Ｅ１、Ｅ２を引く。延長線Ｅ１は第１成分の検量線Ｋ１に対して交差するように延長される線であり、その延長方法は座標データ（a*1,b*1）を挟む一対の検量線との距離に応じた傾きを保ち、そのまま次の網目においても同様に延長して行く。ここで距離に応じた傾きとは、どちらかの検量線に近い場合には、その近い側の検量線の傾きに延長線の傾きが近くなり、例えば丁度中点の場合には一対の検量線の平均的な傾きを取る。延長線Ｅ２は第２成分の検量線Ｋ２に対して交差するように延長される線であり、その延長方法は、延長線Ｅ１と同様に、座標データ（a*1,b*1）を挟む一対の検量線との距離に応じた傾きを保ち、そのまま次の網目においても同様に延長して行く。
【００２４】
本発明の多成分定量方法では、このような検量線に沿って延長することで各成分量を同時に求められる。すなわち、延長線Ｅ１と第１成分の検量線Ｋ１の交点が第１成分の定量点であり、延長線Ｅ２と第２成分の検量線Ｋ２の交点が第２成分の定量点である。図２の場合には、例えば第１成分は０．１４μｇと算出でき、第２成分は１．１５μｇと算出できる。
【００２５】
次に、多成分の検量面の作成についてさらに詳述する。先ず、３成分の検量面の作成のため、３つの色素である青系色素であるメチレンブルー（ベーシックブルー９）と、赤系色素であるサフラニンＴ（ベーシックレッド２）と、黄系色素であるチオフラビン（ベーシックイエロー１）の３種類のカチオン系色素を用い、種々の比率、量で混合した後、カチオン交換樹脂懸濁液（Ｄｏｗｅｘ  ＨＣＲ−Ｓ  ８．４μequiv./ml）を０．５ｍｌ加える。次に、酢酸―酢酸ナトリウム緩衝溶液（ｐＨ５）を１ｍｌ加えて全体の容積を２０ｍｌとし、メンブランフィルター（０．６５μｍ）にて吸引濾過を行う。得られた固相について乾燥した後、色彩色差計により表色系における座標データをそれぞれ求めて多成分検量面を形成する。２成分の定量（例えばメチレンブルーとサフラニンＴの２成分）のためには、このような３成分で形成された多成分検量面の２成分の部分を利用すれば良い。
【００２６】
図３はこのような方法によって求められた検量面の一例を示す図であり、L* a*b*表色系におけるa*b*平面上の座標を求めたものである。また、同じ３種類のカチオン系色素を用いてＸＹＺ表色系におけるｘｙ平面上の座標から形成されたものが図４に示す多成分検量面である。図５はL* a*b*表色系におけるＬ*a*平面上の座標を求めたものであり、図６はＸＹＺ表色系におけるＹｘ平面上の座標を求めたものである。さらに図７はL* a*b*表色系におけるＬ*ｂ*平面上の座標を求めたものであり、図８はＸＹＺ表色系におけるＹｙ平面上の座標を求めたものである。
【００２７】
図３から図８に示すように、検量面は座標軸や表色系に応じて、同じ成分であっても異なる検量線、検量面を示すことになる。したがって、検量線同士があまりにも重なる場合では、測定対象物資について色彩色差計によって表色系座標データを測定したときでも、そのデータに基づく定量が困難となるため、検量線の交差によって形成される網目自体が大きく広がった構造となる検量面を選択することが好ましい。特に３成分の検量面について説明すると、L* a*b*表色系の座標を入れ替えて表示した時に少々歪んだメッシュ構造の立方体が回転するように表示され、他の色素成分の存在しない検量線はその少々歪んだメッシュ構造の立方体の稜線を構成する。
【００２８】
図９と図１０は同様に、３成分の検量面の作成のため、３つの色素である青系色素であるメチレンブルー（ベーシックブルー９）と、赤系色素であるサフラニンＴ（ベーシックレッド２）と、黄系色素であるチオフラビン（ベーシックイエロー１）の３種類のカチオン系色素を用い、全容積２５ｍｌの液相にて測定した例であり、その測定には日本電色工業株式会社製のＮＤＲ−２０００を用いて測定を行っている。
【００２９】
図９はL* a*b*表色系におけるa*b*平面上の座標を求めたものである。また、同じ３種類のカチオン系色素を用いてＸＹＺ表色系におけるｘｙ平面上の座標から形成されたのが図１０に示す多成分検量面である。図９、図１０より明かなように、液相の試料についての固相と同様に座標データを得ることができ、多成分の同時検量が実現される。
【００３０】
次に、有色錯体を生成する金属濃度の測定例について説明する。図１１は水銀（Ｈｇ）、鉄（Ｆｅ（ＩＩ）およびＦｅ（ＩＩＩ））、コバルトＣｏ（ＩＩ）およびＣｏ（ＩＩＩ）、ニッケル（Ｎｉ（ＩＩ））のそれぞれ検量線である。なお、Ｆｅ（ＩＩ）はＮｉｔｒｏｓｏ−ＰＳＡＰ錯体（PSAP  =  2-nitroso-5-(N-propyl-N-sulfopropylamino) phenol）とＢＰＳ錯体（BPS  =  Bathophenanthroline disulfonic acid）の２種類の検量を行っている。
【００３１】
この図１１においては、検量面を形成する前の検量線の部分のみが描かれており、この中の２成分すなわち２本の検量線を選択して多成分検量面を構成しても良い。図１１はL* a*b*表色系におけるa*b*平面上の座標を求めたものであるが、L* a*b*表色系におけるＬ*a*平面もしくはＬ*ｂ*平面などを用いることができ、さらにはＸＹＺ表色系のｘｙ平面やｘＹ平面若しくはｙＹ平面などを使用することも可能である。さらに、Ｌ*u*v*表色系やＵＣＳ表色系、ハンターＬａｂ表色系などの他の色空間座標を用いることもできる。
【００３２】
コバルト、ニッケルの検量線の作成については、先ず、それぞれを含有する試料水に１ｘ１０−３MのNitroso-PSAP溶液を１ｍｌ加えた後、ｐHを弱酸性に調整し、攪拌する。次いで、アニオン交換樹脂懸濁液（Diaion、三菱化学製、PA３１６、１６μequiv./ml）を０．５ｍｌ加えて攪拌した後、メンブランフィルター（０．６５μｍ）にて吸引濾過を行う。そして、得られた固相について湿った状態で色彩色差計によって測定し、図１１のNi（II）−Nitroso-PSAPの曲線およびCo（II）−Nitroso-PSAPの曲線を得る。これらNi（II）−Nitroso-PSAPとCo（II）−Nitroso-PSAPの２曲線は共にa*b*平面の第１象限で延長する曲線になっており、重なっているわけではないため、これらの２曲線から多成分検量面を構成することは容易であり、メッシュ構造の多成分検量面を簡便に作成できることになる。
【００３３】
図１１には、同様にHg−STTA、Fe（II）−BPS、Fe（II）−nitroso−PSAP、Fe（III）−nitroso−PSAP、Ｃｏ（III）−５−Br−PSAＡの各曲線（検量線）があり、これらとNi（II）−Nitroso-PSAPとCo（II）−Nitroso-PSAPの２曲線の合計７曲線のうちの任意の２曲線でメッシュ構造の多成分検量面を簡便に作成できることになる。
【００３４】
なお、STTAは図１２に示す化学構造を有し、1,1,1−Trifluoro−４−mercapto−４−（２−thienyl）−３−butene−２−oneの略称である。また、５−Br−PSAＡは図１３に示す化学構造を有し、２−（５−Bromo−２−pyridylazo）−５−［Ｎ−ｎ−propyl−Ｎ−（３−sulfopropyl）amino］aniline，sodium  saltの略称である。また、Nitroso-PSAPの構造式を図１４に示す。これらの錯体構成剤は一例であり、本発明の多成分定量方法として他の錯体構成剤を用いることも可能である。
【００３５】
次に、図１５を参照しながら、本発明の多成分定量装置の一実施形態について説明する。
【００３６】
本実施形態の多成分定量装置は、測定対象物質に対する光照射から色彩色差情報を読み取る測定手段と、当該測定対象物質に含まれる少なくとも２成分の多成分検量面のデータを記憶する検量面データ記憶手段と、前記色彩色差情報に基づき前記多成分検量面の位置を求める算出手段と、前記多成分検量面の位置から前記測定対象物質に対応する成分値を求めて各成分を定量する定量手段とを有することを特徴とする。
【００３７】
図１５は多成分定量装置の構成を示すブロック図である。測定対象物質１０に対向するようにキセノンランプの如き光源１１が設けられており、光源１１は照明回路部１２からの電源供給によって点灯または消灯状態に制御される。光源１１の中央部には穴が設けられており、測定対象物質１０の表面での反射光を集光するようにファイバーレンズ等からなる光学系１３が設置されており、光学系１３で集光された光は受光部１４に集められ光電変換から電気信号の形で出力される。受光部１４はCCD撮像素子などの受光素子が形成され且つ所要のフィルターを介して受光していることから、この電気信号が３刺激値を反映した表色系の座標を表す信号となる。
【００３８】
さらに本実施形態の多成分定量装置には受光部１４からの電気信号を受け取るI/O部１７を介して制御部１５が形成されている。この制御部１５では多成分検量面の座標データを主に演算する部分であり、例えば、多成分検量面を作成している段階では、複数のサンプルが光源１１の下に載置されて測定されるため、それぞれのサンプルに応じた座標データが記憶部２０にテーブルの形式で書き込まれる。制御部１５は、キー入力が可能であり、キーパッド部１８が接続する。また、モニター１６も制御部１５に接続されていて、記憶部２０に蓄積されている多成分検量面に関する情報や、装置の状態などの情報をモニター１６の画面に表すことができる。また、必要に応じてプリントアウトも可能であり、制御部１５に接続されたプリンタ１９から所要の印刷が可能である。
【００３９】
制御部１５では、多成分検量面を作成する演算処理と、実際に測定対象物質１０を計測した時に多成分検量面のどの部分に位置するかを判別する演算処理と、その多成分検量面上の位置から各成分を定量する演算処理が行われる。特に、多成分検量面を作成する演算処理は、複数の表色系座標空間に対応したものとすることができ、前記複数の表色系座標空間の中から前記多成分検量面上の検量線の交差によって形成される網目が他の網目よりも広がった検量面を呈する表色系座標空間に対応する多成分検量面のデータを選ぶことが可能である。
【００４０】
このような構成の多成分定量装置は、測定対象物質１０を測定しその中に含有される成分量を複数同時に特定できるが、そのためには比較のための多成分検量面をデータの形で保持していることが必要であり、本実施形態の多成分定量装置は、測定対象物質を測定する直前に多成分検量面を作成する複数の試料を準備して読み込む方法と、過去のデータを記憶部２０などに記憶しておき、その過去のデータを読み込んで演算処理する方法と、メモリカード２２などの形で標準データとして多成分検量面に関するデータを配信するようにする方法とを選択することができる。特に、メモリカード２２の標準データを格納して装置を動作させる場合では、メモリカード２２の挿入部２１に該メモリカード２２を差し込むだけで、測定対象物質１０からの測定が可能な状態となる。したがって、複数個所の工場で画一的な品質管理が必要な場合でも、メモリカード２２に標準化された多成分検量面に関するデータを格納して配ることで、画一した品質管理が実現され、管理データの変更などもデジタルデータの変更によるため円滑に進めることができる。
【００４１】
本発明の多成分定量方法および多成分定量装置によれば、計測の簡便性を維持しながら、且つ２成分あるいはそれ以上の成分について同時に定量することが可能であり、また、表色系空間の座標値がそれぞれの成分の定量に用いられるため、その定量作業の精度を十分に高くすることができる。特に、本発明の多成分定量方法および多成分定量装置によれば、前記複数の表色系座標空間の中から前記多成分検量面上の検量線の交差によって形成される網目が他の網目よりも広がった検量面を呈する表色系座標空間を選択した上で、複数の成分の定量がなされることから、或る検量線同士があまりにも重なる場合であっても確実で高精度な定量が行なわれる。
【００４２】
また、測定に際しては、色彩色差計や前述のような多成分定量装置を用いることもでき、その場合に迅速な測定によって、瞬時の品質管理や素早い現場の対応を促進させることができる。また、色彩色差計などは一般的に小型化できるため、現場での分析にも大きく貢献する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の多成分定量方法のフローチャートである。
【図２】本発明の一実施形態の多成分定量方法における多成分定量面を示すL*ａ*ｂ*表色系空間図である。
【図３】色素系多成分の定量面を示すL*ａ*ｂ*表色系空間図であって、ａ*ｂ*平面にプロットした図である。
【図４】色素系多成分の定量面を示すＸＹＺ表色系空間図であって、ｘｙ平面にプロットした図である。
【図５】色素系多成分の定量面を示すL*ａ*ｂ*表色系空間図であって、L*ａ*平面にプロットした図である。
【図６】色素系多成分の定量面を示すＸＹＺ表色系空間図であって、Ｙｘ平面にプロットした図である。
【図７】色素系多成分の定量面を示すL*ａ*ｂ*表色系空間図であって、L*ｂ*平面にプロットした図である。
【図８】色素系多成分の定量面を示すＸＹＺ表色系空間図であって、Ｙｙ平面にプロットした図である。
【図９】液相色素系多成分の定量面を示すL*ａ*ｂ*表色系空間図であって、ａ*ｂ*平面にプロットした図である。
【図１０】液相色素系多成分の定量面を示すＸＹＺ表色系空間図であって、ｘｙ平面にプロットした図である。
【図１１】有色錯体を生成する各金属についての各検量線を示すL*ａ*ｂ*表色系空間図であって、ａ*ｂ*平面にプロットした図である。
【図１２】ＳＴＴＡの構造を示す化学構造図である。
【図１３】５−Ｂｒ−ＰＳＡＡの構造を示す化学構造図である。
【図１４】  nitroso-PSAPの構造を示す化学構造図である。
【図１５】本発明の多成分定量装置の一実施形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０  測定対象物質
１１  光源
１２  照明回路部
１３  光学系
１４  受光部
１５  制御部
１６  モニター
１７  I/O部
１８  キーパッド部
１９  プリンタ
２０  記憶部
２１  挿入部
２２  メモリカード
【図１】
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【図２】
0003694806.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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