(57)【要約】【課題】分析領域における分析対象物質の反応時間や呈色の度合いを観察するタイミングを把握する精度を向上させることが可能となる分析方法を提供する。【解決手段】本実施形態の分析方法は、液体中の分析対象物質と反応して呈色する分析領域と、インクが所定の色又は模様で配置され、前記液体が付着してからの時間経過に伴って前記色または前記模様が変化する検知領域とを有する試験基板を用いて前記分析対象物質を分析する分析方法であって、前記試験基板に前記液体を付着させた後の前記検知領域の色又は模様に基づいて、前記分析領域における前記分析対象物質の反応時間、又は前記分析領域における呈色の度合いを観察するタイミングを特定する時間特定工程を備える。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体中の分析対象物質と反応して呈色する分析領域と、インクが所定の色又は模様で配置され、前記液体が付着してからの時間経過に伴って前記色または前記模様が変化する検知領域とを有する試験基板を用いて前記分析対象物質を分析する分析方法であって、
前記試験基板に前記液体を付着させた後の前記検知領域の色又は模様に基づいて、前記分析領域における前記分析対象物質の反応時間、又は前記分析領域における呈色の度合いを観察するタイミングを特定する時間特定工程を備えることを特徴とする分析方法。
【請求項２】
撮像部により、前記液体を付着させた後の前記検知領域を撮像する撮像工程を有し、
前記時間特定工程では、前記撮像部により撮像された前記検知領域の画像データの色情報又は模様情報に基づいて、前記分析領域における前記分析対象物質の反応時間を特定することを特徴とする請求項１に記載の分析方法。
【請求項３】
撮像部により、前記液体を付着させた後の前記検知領域を撮像する撮像工程を有し、
前記時間特定工程では、前記撮像部により撮像された前記検知領域の画像データの色情報又は模様情報に基づいて、前記分析領域における呈色の度合いを観察するタイミングを特定することを特徴とする請求項１に記載の分析方法。
【請求項４】
前記試験基板の同一平面上に、前記分析領域及び前記検知領域が配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の分析方法。
【請求項５】
前記試験基板は、前記液体に浸漬させて、前記分析対象物質を分析する浸漬用試験基板であり、前記液体が付着することで色又は模様が変化する液体検知領域を有し、前記液体検知領域は、前記分析領域より前記液体への浸漬方向後方側に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の分析方法。
【請求項６】
液体中の分析対象物質と反応して呈色する分析領域と、インクが所定の色又は模様で配置され、前記液体が付着してからの時間経過に伴い前記色または前記模様が変化する検知領域とを有することを特徴とする試験基板。
【請求項７】
同一平面上に、前記分析領域および前記検知領域が配置されていることを特徴とする請求項６に記載の試験基板。
【請求項８】
前記液体を浸漬させて、前記分析対象物質を分析する浸漬用試験基板であり、前記液体が付着することで色又は模様が変化する液体検知領域を有し、前記液体検知領域は、前記分析領域より前記液体への浸漬方向後方側に配置されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の試験基板。
【請求項９】
請求項６に記載の試験基板を用いて分析対象物質を分析する分析装置であって、
撮像部により撮像された、前記液体を付着させた後の前記検知領域の画像データの色情報又は模様情報に基づいて、前記分析領域における前記分析対象物質の反応時間、又は前記分析領域における呈色の度合いを観察するタイミングを特定する時間特定部を有することを特徴とする分析装置。
【請求項１０】
撮像部により撮像された、請求項６に記載の試験基板の画像データを取得することが可能なコンピュータに、
前記試験基板の画像データのうち、前記液体を付着させた後の前記検知領域の画像データの色情報及び模様情報に基づいて、前記分析領域における前記分析対象物質の反応時間、又は前記分析領域における呈色の度合いを観察するタイミングを特定するステップを実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分析方法、試験基板、分析装置、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
液体の水質を簡便に測定する際には、液体中の分析対象物質と反応して呈色する分析領域を有する分析試験紙等の試験基板が一般に用いられる。例えば、試験基板の分析領域を、分析対象物質を含む液体に浸漬したり、試験基板の分析領域に、分析対象物質を含む液体を滴下或いはかけ流ししたりした後、分析領域の呈色の度合いを観察して、液体の水質を決定する。
【０００３】
分析領域において測定できる項目は多岐にわたり、分析領域における呈色の度合いを観察するタイミングは、各測定項目に対応した分析領域毎に異なる。例えば、ｐＨを測定する分析領域と、硬度を測定する分析領域では、分析領域における呈色の度合いを観察するタイミングはそれぞれ異なる。したがって、一般的には、作業者が、試験基板に液体を付着させた直後に、タイマー・時計・カウント等によって、試験基板に液体を付着させてからの経過時間、すなわち、分析領域における分析対象物質の反応時間を計測し、各分析領域における呈色の度合いを観察するタイミングを把握する。
【０００４】
しかし、このような作業者による時間計測では、作業者によって、試験基板に液体を付着させた後の経過時間、すなわち分析領域における分析対象物質の反応時間の計測に誤差が生じてしまう場合があり、ひいては、分析領域における呈色の度合いを観察するタイミングを正確に把握することが困難となる。特に、液体を付着させた試験基板が複数ある場合には、各試験基板それぞれにおいて、分析領域における分析対象物質の反応時間及び分析領域における呈色の度合いを観察するタイミングを把握することは困難である。
【０００５】
そこで、作業者による誤差を解消するために、例えば、特許文献１には、尿中の特定成分を検出するための項目別の複数の分析領域を支持体上に有する尿試験紙であって、複数の検知領域はその項目による反応時間の順序で一列に並んで支持体上に設置されており、尿に漬けると時間を計測し始める細長い形状の機構が検知領域の列と並行して該支持体上に設けられている尿試験紙が提案されている。特許文献１の上記機構は、尿に触れるとその一端から変化し始め、時間経過に伴ってその変色部分が伸長するものであり、変色部分が伸長した位置から、分析領域における分析対象物質の反応時間を把握している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−１０１３０５号公報
【特許文献２】特開２０１５−１２７６８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１の上記機構は、色変化や模様変化の情報を時間計測に利用しておらず、時間計測のための情報量が少ないため、時間計測の精度が低い。そのため、分析領域における分析対象物質の反応時間や呈色の度合いを観察するタイミングを正確に把握することは困難である。
【０００８】
そこで、本発明は、分析領域における分析対象物質の反応時間や呈色の度合いを観察するタイミングを把握する精度を向上させることが可能となる分析方法、分析装置、プログラム、及び当該分析方法等に用いられる試験基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本実施形態の分析方法は、液体中の分析対象物質と反応して呈色する分析領域と、インクが所定の色又は模様で配置され、前記液体が付着してからの時間経過に伴って前記色または前記模様が変化する検知領域とを有する試験基板を用いて前記分析対象物質を分析する分析方法であって、前記試験基板に前記液体を付着させた後の前記検知領域の色又は模様に基づいて、前記分析領域における前記分析対象物質の反応時間、又は前記分析領域における呈色の度合いを観察するタイミングを特定する時間特定工程を備える。
【００１０】
また、本実施形態の分析方法において、撮像部により、前記液体を付着させた後の前記検知領域を撮像する撮像工程を有し、前記時間特定工程では、前記撮像部により撮像された前記検知領域の画像データの色情報又は模様情報に基づいて、前記分析領域における前記分析対象物質の反応時間を特定することが好ましい。
【００１１】
また、本実施形態の分析方法において、撮像部により、前記液体を付着させた後の前記検知領域を撮像する撮像工程を有し、前記時間特定工程では、前記撮像部により撮像された前記検知領域の画像データの色情報又は模様情報に基づいて、前記分析領域における呈色の度合いを観察するタイミングを特定することが好ましい。
【００１２】
また、本実施形態の分析方法において、前記試験基板の同一平面上に、前記分析領域及び前記検知領域が配置されていることが好ましい。
【００１３】
また、本実施形態の分析方法において、前記試験基板は、前記液体に浸漬させて、前記分析対象物質を分析する浸漬用試験基板であり、前記液体が付着することで色又は模様が変化する液体検知領域を有し、前記液体検知領域は、前記分析領域より前記液体への浸漬方向後方側に配置されていることが好ましい。
【００１４】
また、本実施形態の試験基板は、液体中の分析対象物質と反応して呈色する分析領域と、インクが所定の色又は模様で配置され、前記液体が付着してからの時間経過に伴い前記色または前記模様が変化する検知領域とを有する。
【００１５】
また、本実施形態の試験基板において、同一平面上に、前記分析領域および前記検知領域が配置されていることが好ましい。
【００１６】
また、本実施形態の試験基板において、前記液体を浸漬させて、前記分析対象物質を分析する浸漬用試験基板であり、前記液体が付着することで色又は模様が変化する液体検知領域を有し、前記液体検知領域は、前記分析領域より前記液体への浸漬方向後方側に配置されていることが好ましい。
【００１７】
また、本実施形態の分析装置は、上記試験基板を用いて分析対象物質を分析する分析装置であって、撮像部により撮像された、前記液体を付着させた後の前記検知領域の画像データの色情報又は模様情報に基づいて、前記分析領域における前記分析対象物質の反応時間、又は前記分析領域における呈色の度合いを観察するタイミングを特定する時間特定部を有する。
【００１８】
また、本実施形態のプログラムは、撮像部により撮像された、上記試験基板の画像データを取得することが可能なコンピュータに、前記試験基板の画像データのうち、前記液体を付着させた後の前記検知領域の画像データの色情報及び模様情報に基づいて、前記分析領域における前記分析対象物質の反応時間、又は前記分析領域における呈色の度合いを観察するタイミングを特定するステップを実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、分析領域における分析対象物質の反応時間や呈色の度合いを観察するタイミングを把握する精度を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態に係る分析装置で使用される試験基板の一例を示す模式図である。
【図２】検知領域の構成の一例を示す模式断面図である。
【図３】検知領域の構成の他の一例を示す模式断面図である。
【図４】本実施形態に係る分析方法の一例を示すフローチャートである。
【図５】本実施形態に係る分析方法の他の一例を示すフローチャートである。
【図６】本実施形態に係る分析装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図７】制御部の機能ブロック図である。
【図８】本実施形態に係る分析装置の動作の一例を示すフロー図である。
【図９】本実施形態に係る分析装置の動作の他の一例を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、本実施形態に係る分析装置で使用される試験基板の一例を示す模式図である。試験基板１は、試験基板本体３と、試験基板本体３上に配置される分析領域（第１分析領域１０、第２分析領域１２）と、検知領域１４と、を有する。分析領域（第１分析領域１０、第２分析領域１２）と検知領域１４とは、試験基板１の同一平面上に配置されていることが好ましいが、試験基板１の一方の面に分析領域を配置し、一方の面と反対側の面に検知領域１４を配置してもよい。
【００２２】
分析領域は、第１分析領域１０、第２分析領域１２を有する。第１分析領域１０は、例えば、Ａ帯のみで構成され、Ａ帯には、液体中の複数の分析対象物質のうちの１つ（以下、分析対象物質Ｘと称する）と呈色反応する試薬が固定されている。また、第２分析領域１２は、例えば、Ｂ１帯、Ｂ２帯、Ｂ３帯、Ｂ４帯から構成され、各帯には、液体中の複数の分析対象物質のうち、第１分析領域１０で反応する分析対象物質Ｘとは異なる分析対象物質（以下、分析対象物質Ｙと称する）と呈色反応する試薬が固定されている。なお、図１の試験基板１における分析領域は、単一の分析領域であってもよいし、第３分析領域等を含む３つ以上の分析領域からなるものであってもよい。
【００２３】
第１分析領域１０は、液体と接触すると、液体中の分析対象物質Ｘの濃度に応じて、Ａ帯の色が変化する。第２分析領域１２は、液体と接触すると、液体中の分析対象物質Ｙの濃度に応じて、Ｂ１帯からＢ４帯の色が変化する。その際、液体中の分析対象物質Ｙの濃度が高くなるにつれて、例えば、Ｂ１帯、Ｂ２帯、Ｂ３帯、Ｂ４帯の順に、より多くの帯が変色する。ここで、水質検査等において、採取した水のｐＨ（水素イオン濃度）及び全硬度（カルシウムやマグネシウム濃度）を分析する場合、例えば、水のｐＨに応じて、Ａ帯の色が変化する第１分析領域１０と、水中の全硬度に応じて、Ｂ１帯からＢ４帯の色が変化する第２分析領域１２を有する試験基板１を用いる。分析対象物質は、上記に制限されるものではなく、アルミニウム、ホウ素、銅、クロム、バナジウム、鉄、マンガン、ニッケル、銀、スズ、亜鉛、鉛、ヒ素、カドミウム、水銀、コバルト、モリブデン、シリカ、シアン、水酸化物、亜硝酸、硝酸、亜硫酸、硫化物、硫酸、全窒素、有機体窒素、硝酸性窒素、亜硝酸性窒素、全リン、リン酸、アンモニウム、リチウム、カリウム、ナトリウム、カルシウム、マグネシウム、塩化物、臭化物、よう化物、遊離残留塩素、結合残留塩素、活性酸素、過酸化水素、アスコルビン酸、キレート剤、界面活性剤、グルコース、ポリマー、ホルムアルデヒド等が挙げられる。また、炭酸水素塩、炭酸塩、水酸化物などのアルカリ成分の含有量を示す指標となる酸消費量や、水に溶けている強酸、炭酸、有機酸及び水酸化物として沈殿する金属元素などの含有量を示す指標となるアルカリ消費量や、酸素、過酸化水素、水素、亜硫酸などの酸化剤または還元剤の含有量を示す指標となる酸化還元電位も測定対象である。
【００２４】
図１に示す検知領域１４は、インクが所定の色又は模様で配置され、分析対象である液体が付着してからの時間経過に伴って前記色又は模様が変化するものである。以下、図面を用いて、検知領域１４の具体的構成を説明するが、以下の構成は一例であって、これに限定されるものではない。なお、検知領域１４は複数あってもよい。
【００２５】
図２は、検知領域の構成の一例を示す模式断面図である。図２に示す検知領域１４は、試験基板本体３上に設けられた非水溶性樹脂フィルム２０と、非水溶性樹脂フィルム２０上に設けられたインク層２２と、インク層２２上に設けられた不透水性透明樹脂フィルム２４とを有する。インク層２２は、水保持部材２６と、水保持部材２６に所定の色又は模様で配置されたインク２８とを有する。なお、試験基板本体３と非水溶性樹脂フィルム２０との間、非水溶性樹脂フィルム２０と水保持部材２６との間、水保持部材２６と不透水性透明樹脂フィルム２４との間には接着剤が介在しており、各部材同士が接着した状態となっている。
【００２６】
非水溶性樹脂フィルム２０は、インク層２２を支持するものであり、且つ水に対して溶解しないものであれば特に制限されるものではない。非水溶性樹脂フィルム２０は、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン等が挙げられる。
【００２７】
不透水性透明樹脂フィルム２４は、水を透過させず、かつインク層２２を外部から視認できるものであれば特に限定されるものではないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂フィルム等が挙げられる。不透水性透明樹脂フィルム２４を用いることで、空気中の水分とインク２８との接触を防止することができる。
【００２８】
インク層２２を構成する水保持部材２６は、検知領域１４が、分析対象である液体に接触した際に、層内部に当該液体を拡散させる部材である。図２に示す検知領域１４では、水保持部材２６上に不透水性透明樹脂フィルム２４が配置されているため、分析対象である液体は、水保持部材２６の側面から侵入して、層内部へ拡散する。水保持部材２６は、吸水性の高い材料から構成されることが好ましく、例えば、パルプ紙、合成紙、不織布等の紙材等が好ましい。
【００２９】
インク２８は、分析対象である液体に対して、溶解又は分散するものであれば特に制限されるものではなく、水溶性インク、非水溶性インク、又はこれらの混合インク等が挙げられる。インク２８は、分析対象である液体に接触する前は、水保持部材２６に保持されているが、当該液体に接触した場合、インク２８は、当該液体に溶解又は分散して、水保持部材２６の表面又は内部を拡散する。その結果、インク２８の色や模様に変化が生じる。
【００３０】
液体に付着する前のインク２８の色は特に制限されるものではない。インク２８の色の変化は、色の濃度変化や色彩の変化等である。例えば、赤色の水溶性インクを水保持部材２６に配置した場合、分析対象である液体に接触した水溶性インクが溶解し、水保持部材２６に拡散していくため、経時的に赤色の濃度が薄くなる濃度変化が生じる。また、色素の異なる水溶性インクと非水溶性インクを配合した混合インクを水保持部材２６に配置した場合、例えば、分析対象である液体に接触した混合インク中の水溶性インクが溶解し、水保持部材２６に拡散していくことで、混合インクの組成が変わるため、例えば経時的に赤→黄のような色彩の変化が生じる。色彩の変化においては、色素の異なる水溶性インクと非水溶性インクの配合率を変えること等によって、例えば、白→赤→黄→緑等のように色彩の変化に幅を持たせることが可能である。
【００３１】
液体に接触する前のインク２８の模様は特に限定されるものではなく、例えば、ドット模様、水玉模様、ストライプ模様、格子模様、各種文字、各種記号等でもよい。例えば、ドット模様のインクを水保持部材２６に配置した場合、分析対象である液体に接触したインクが溶解又は分散し、水保持部材２６に拡散していくため、経時的にドットの形や大きさ等が変化し、経時的な模様の変化が生じる。インク２８は、上記のような所定の模様で配置されていなくてよく、水保持部材２６の全体に配置されていてもよい。この場合には、模様の変化を視認することは困難であるため、液体付着後に経時的に色の変化が生じるインクを用いる必要がある。
【００３２】
ここで、インク２８の色変化や模様変化の速度は、例えばインク２８の拡散速度により調整可能である。そして、インク２８の拡散速度は、例えば、水溶性インクと非水溶性インクの配合率、水保持部材２６の密度や素材の選定等により調整可能である。また、不透水性透明樹脂フィルム２４に、微細な貫通孔を複数形成し、インク層２２と液体との接触面積を増やすこと等によっても調整可能である。このようなインク２８の拡散速度を調整することで、例えば、液体が付着する前は白、液体が付着してから１５秒後に赤、３０秒後に黄、４５秒後に緑等のように、時間経過に伴う色変化が可能である。また、例えば、直径１ｍｍの大きさのドットから、液体が付着してから２０秒後、直径１．５ｍｍの大きさのドットとなり、４０秒後に直径２．０ｍｍの大きさのドットとなるような、時間経過に伴う模様変化も可能である。
【００３３】
したがって、液体が付着した後の経過時間とインク２８の色変化や模様変化とを対応付けることが可能である。そして、色変化や模様変化は、それぞれ多量の情報量を含んでいるため、色変化や模様変化を利用することで、精度の高い時間計測が可能となる。故に、作業者等は、液体を付着させた後の検知領域１４の色や模様から、分析領域における分析対象物質の反応時間（試験基板１に液体が付着してからの経過時間）、又は分析領域における呈色の度合いを観察するタイミングを正確に把握することができる。なお、図２に示す検知領域１４によれば、液体の付着後、水保持部材２６からの液体の内部拡散で色や模様の変化が起こるため、液体の拡散距離は非常に短くて済むので、検知領域１４を小さくすることができる。
【００３４】
図３は、検知領域の構成の他の一例を示す模式断面図である。図３に示す検知領域１４は、試験基板本体３上に設けられたインク層３０と、インク層３０上に設けられた水溶性基材３２と、を有する。インク層３０は、非水溶性樹脂フィルム３４と、非水溶性樹脂フィルム３４に所定の色又は模様で配置されたインク３６と、を有する。
【００３５】
非水溶性樹脂フィルム３４は、インク３６を保持するものであり、且つ水に対して溶解しないものであれば特に制限されるものではない。非水溶性樹脂フィルム３４は、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン等が挙げられる。インク３６は、液体が付着しても溶解又は分散し難いインクであり、例えば、非水溶性インクである。インク３６の色又は模様は特に制限されるものではない。
【００３６】
水溶性基材３２は、非水溶性樹脂フィルム３４に配置されたインク３６の色又は模様を隠すものであり、且つ水に溶解するものである。水溶性基材３２は、前述の機能を有するものであれば特に制限されるものではないが、例えば、水解紙などの水溶性の紙材、メチルセルロース、エチルセルロース、ポリビニルアルコールなどの水溶性樹脂、水溶性インク、着色した澱粉等の水溶性化合物等を素材とする。
【００３７】
図３に示す検知領域１４によれば、分析対象である液体によって、水溶性基材３２が徐々に溶解して、非水溶性樹脂フィルム３４に配置されたインク３６の色又は模様が徐々に見えてくる。その結果、液体が付着した検知領域１４の色又は模様が経時的に変化することになる。図３に示す検知領域１４の色変化や模様変化の速度は、例えば、水溶性基材３２の溶解速度により調整可能である。そして、水溶性基材３２の溶解速度は、例えば、基材の厚みや材質等により調整することができる。したがって、図３に示す検知領域１４によっても、液体が付着した後の経過時間と色変化や模様変化とを対応付けることが可能であり、ひいては精度の高い時間計測が可能であるため、作業者等は、液体を付着させた後の検知領域１４の色や模様から、分析領域における分析対象物質の反応時間（試験基板１に液体が付着してからの経過時間）、又は分析領域における呈色の度合いを観察するタイミングを正確に把握することができる。
【００３８】
図１に示す試験基板１に戻ると、試験基板１は、分析用参照カラーチャート領域１５、時間検知用参照チャート領域１６を有していてもよい。分析用参照カラーチャート領域１５は、分析対象物質の特性（例えば、ｐＨ、全硬度等）と、分析対象である液体に接触した分析領域（１０，１２）の色とを対応付けたものである。時間検知用参照チャート領域１６は、分析領域（１０，１２）における分析対象物質の反応時間（分析領域に液体が付着してからの経過時間）或いは分析領域（１０，１２）における呈色の度合いを観察するタイミングと、検知領域１４における色又は模様とを対応付けたものである。なお、分析用参照カラーチャート領域１５、時間検知用参照チャート領域１６を有する参照プレートを別途用意してもよい。この場合、図１に示す試験基板１には、上記チャート領域を有していなくてもよい。
【００３９】
図１に示す試験基板１は、グレー領域や白色領域等のカラーバランス調整用マーカー１７を有していてもよい。カラーバランス調整用マーカー１７は、例えば、絵の具、インク、顔料、塗料等を使用したオフセット印刷、グラビア印刷、凸版印刷、スクリーン印刷、熱転写印刷、レーザー印刷、インクジェット印刷等によって形成される。カラーバランス調整用マーカー１７は、後述する色補正に用いられる。
【００４０】
図１に示す試験基板１は、例えば、分析対象である液体に浸漬する浸漬用試験基板であってもよいし、分析対象物質である液体を滴下する滴下用試験基板であってもよい。図１に示す試験基板１が浸漬用試験基板の場合には、分析領域（１０，１２）より液体への浸漬方向（図の矢印Ｘ）後方側に配置される液体検知領域１８を有することが好ましい。図１に示す試験基板１では、試験基板１の一辺１ａが浸漬方向前方となり、反対側の他辺１ｂが浸漬方向後方となる。すなわち、試験基板１を液体への浸漬方向（図の矢印Ｘ）に沿って液体中に浸漬させた場合には、分析領域（１０，１２）が液体に接触してから、分析領域（１０，１２）より浸漬方向後方側にある液体検知領域１８が液体に接触することになる。液体検知領域１８は、分析対象である液体が付着することで色又は模様が変化するものであり、その構造は前述の検知領域１４と同様である。したがって、試験基板１は、検知領域１４及び液体検知領域１８の両方を有していてもよいし、検知領域１４を分析領域（１０，１２）より液体への浸漬方向後方側に配置して、検知領域１４が液体検知領域１８を兼ねていてもよい。ここで、分析領域（１０，１２）における色の変化は、分析対象である液体中に、分析領域（１０，１２）と呈色反応する分析対象物質が存在していなければ起こらないし、また、液体中に分析対象物質が存在していても、その液体に分析領域（１０，１２）が浸漬されていなければ当然起こらない。したがって、分析領域（１０，１２）を観察しただけでは、分析領域（１０，１２）が液体に正しく浸漬されているのかを判断することは困難である。
【００４１】
しかし、図１に示す試験基板１では、液体検知領域１８における色又は模様の変化が確認されれば、液体検知領域１８より液体への浸漬方向前方側に位置する分析領域（１０，１２）は必ず液体に浸漬されていることになる。したがって、分析領域（１０，１２）における色の変化が起こっていなくても、液体検知領域１８における色又は模様の変化が確認されれば、液体中に分析対象物が存在していないだけで、分析領域（１０，１２）は液体中に正しく浸漬されていたと判断することができる。また、液体検知領域１８における色又は模様の変化が確認されず、さらに分析領域（１０，１２）における色の変化が起こっていなければ、分析領域（１０，１２）は液体中に正しく浸漬されていない可能性が高いと判断することができる。
【００４２】
以下に、本実施形態に係る試験基板を用いた分析方法について説明する。
【００４３】
図４は、本実施形態に係る分析方法の一例を示すフローチャートである。作業者は、図１に示す試験基板１の液体検知領域１８を観察する（ステップＳ１０）。液体検知領域１８の色又は模様に変化がない場合には、検知領域（１０，１２）が液体に適切に浸漬されていないと判断し、その後の処理を終了する。液体検知領域１８の色又は模様に変化がある場合には、作業者が、試験基板１の検知領域１４を観察し、検知領域１４の色又は模様に基づいて、分析領域（１０，１２）における分析対象物質の反応時間を特定する（ステップＳ１２）。具体的には、作業者は、時間検知用参照チャート領域１６を参照しながら、試験基板１の検知領域１４の色又は模様を観察し、分析領域（１０，１２）における分析対象物質の反応時間（液体が付着してからの経過時間）を特定する。作業者は、特定した反応時間後の経過時間を時計やタイマー等により計測し（ステップＳ１４）、分析領域（１０，１２）の呈色の度合いを観察するタイミングとして予め設定された時間に到達した段階で、分析領域（１０，１２）を観察する（ステップＳ１６）。ステップＳ１６では、作業者は、分析用参照カラーチャートを参照しながら、分析領域の呈色度合いを観察し、分析対象物質の特性（例えば、ｐＨや全硬度等）を評価する。
【００４４】
以下に、本実施形態に係る分析方法の他の一例について説明する。以下に示す分析方法では、第１分析領域１０と第２分析領域１２とで、呈色の度合いを観察するタイミングが異なる場合であり、それぞれの呈色度合いを観察するタイミングを特定する。この場合、時間検知用参照チャート領域１６は、分析領域（１０，１２）における呈色の度合いを観察するタイミングと、検知領域１４における色又は模様とを対応付けたものである。例えば、第１分析領域１０における呈色の度合いを観察するタイミングが、液体が付着してからＴ１秒後であり、第２分析領域１２における呈色の度合いを観察するタイミングが、液体が付着してからＴ２秒後である場合において、時間検知用参照チャート領域１６には、検知領域１４に液体が付着してからＴ１秒後における検知領域１４の色又は模様と、検知領域１４に液体が付着してからＴ２秒後における検知領域１４の色又は模様とが示されている。
【００４５】
図５は、本実施形態に係る分析方法の他の一例を示すフローチャートである。作業者は、図１に示す試験基板１の液体検知領域１８を観察する（ステップＳ２０）。液体検知領域１８の色又は模様に変化がない場合には、分析領域（１０，１２）が液体に適切に浸漬されていないと判断し、その後の処理を終了する。液体検知領域１８の色又は模様に変化がある場合には、作業者は、試験基板１の検知領域１４を観察し、検知領域１４の色又は模様に基づいて、第１分析領域１０における呈色の度合いを観察するタイミングを特定する（ステップＳ２２）。具体的には、検知領域１４の色又は模様が、時間検知用参照チャート領域１６で示されている第１分析領域１０における呈色の度合いを観察するタイミングに対応した検知領域１４の色又は模様になった時、第１分析領域１０における呈色の度合いを観察するタイミングであると判断する。そして、作業者は、第１分析領域１０の呈色度合いを観察し、分析対象物質の特性（例えばｐＨ）を評価する（ステップＳ２４）。作業者は、再度、試験基板１の検知領域１４を観察し、検知領域１４の色又は模様に基づいて、第２分析領域１２における呈色の度合いを観察するタイミングを特定する（ステップＳ２６）。具体的には、検知領域１４の色又は模様が、時間検知用参照チャート領域１６で示されている第２分析領域１２における呈色の度合いを観察するタイミングに対応した検知領域１４の色又は模様になった時、第２分析領域１２における呈色の度合いを観察するタイミングであると判断する。そして、作業者は、第２分析領域１２の呈色度合いを観察し、分析対象物質の特性（例えば全硬度）を評価する（ステップＳ２８）。
【００４６】
以上のように、検知領域１４の色変化又は模様変化を利用することで、精度の高い時間計測が可能となるため、分析領域（１０，１２）における分析対象物質の反応時間（試験基板１に液体が付着してからの経過時間）、或いは分析領域(１０，１２)における呈色の度合いを観察するタイミングを正確に把握することが出来る。
【００４７】
以下に、本実施形態に係る分析装置を用いた分析方法について説明する。
【００４８】
図６は、本実施形態に係る分析装置の構成の一例を示すブロック図である。図６に示す分析装置４０は、撮像部４２、発光部４４、制御部４６、操作部４８、表示部５０、記憶部５２、を有する。分析装置４０は、スマートフォン、ラップトップ型のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）、タブレット端末のような様々な汎用型又は多機能型の携帯型コンピュータ、デスクトップ型或いはタワー型のＰＣ等の汎用型のコンピュータ等の端末装置が適用される。
【００４９】
撮像部４２は、例えば、ＣＣＤ或いはＣＭＯＳ等のイメージセンサを用いた撮像装置であり、試験基板１を撮像し、撮像した試験基板１のカラーの画像データを制御部４６に送信する。発光部４４は、撮像部４２に隣接して配置され、必要に応じて、撮像部４２による撮像時に発光する。
【００５０】
記憶部５２は、例えば、半導体メモリー等の記憶装置であり、撮像部４２が取得した画像データ、制御部４６が読みだす所定の処理プログラム、制御部４６から出力される情報等を記憶する。
【００５１】
また、記憶部５２は、例えば、分析対象である液体中の分析対象物質の特性（例えば、ｐＨ、全硬度等）に応じた試験基板１の分析領域（１０，１２）の色情報を有する分析用参照情報を記憶する。分析用参照情報は、例えば、試験基板１の分析領域（１０，１２）の色情報と液体中の分析対象物質の特性との間の関係を示すグラフ等である。
【００５２】
また、記憶部５２は、例えば、分析対象である液体が付着してからの経過時間に応じた検知領域１４の色情報又は模様情報を有する時間検知用参照情報を記憶する。時間検知用参照情報は、例えば、試験基板１の検知領域１４の色情報又は模様情報と分析領域（１０，１２）における分析対象物質の反応時間（液体が接触してからの経過時間）との間の関係を示すグラフ等である。
【００５３】
制御部４６は、例えば、ＣＰＵ等から構成され、記憶部５２に記憶された所定の処理プログラムを読みだし、当該処理プログラムを実行して、分析装置４０の動作を制御する。
【００５４】
操作部４８は、ユーザーからの操作を受け付けるためのインターフェースであり、例えば、スマートフォン等の携帯端末等の場合には、タッチパネルやキーボタン等である。表示部５０は、撮像部４２により撮像した試験基板１の画像や制御部４６から出力された情報等を表示するためのインターフェースであり、例えば、ディスプレイ等である。スマートフォン等の携帯端末等の場合には、表示部５０は、タッチパネルディスプレイとして操作部４８と一体化されている。
【００５５】
図７は、制御部の機能ブロック図である。図７に示すように、制御部４６は、機能ブロックとして、例えば、画像領域選択部５４、第１解析部５６、第２解析部５８を有する。また、制御部４６は、必要に応じて時間計測部（不図示）を有する。
【００５６】
画像領域選択部５４は、例えば、所定の処理プログラムに応じて、撮像部４２により撮像された試験基板１の画像データから、各処理において必要な画像領域（分析領域、検知領域等）を選択する。或いは、画像領域選択部５４は、作業者が操作部４８を介して、画像領域を指定する操作に応じて、指定された画像領域を選択する。なお、上記の画像領域選択部５４による画像領域の選択は一例であって、上記に制限されるものではない。
【００５７】
第１解析部５６は、検知領域１４の画像データの色情報又は模様情報に基づいて、分析領域における分析対象物質の反応時間を特定する。第２解析部５８は、分析領域（１０，１２）の画像データの色情報に基づいて、分析対象物質の特性を評価する（例えば、ｐＨや全硬度等を求める）。
【００５８】
ここで、分析領域（１０，１２）の画像データ、検知領域１４の画像データは、ＲＧＢ系のデータでもよいし、ＲＧＢ系のデータをＣＭＹ系、ＨＳＶ系、ＨＬＳ系等の他の色空間に変換したデータでもよい。色や模様の様子をより明確化できる点で、色相情報を有するＨＳＶ系やＨＬＳ系の色空間に変換したデータであることが好ましい。
【００５９】
図８は、本実施形態に係る分析装置の動作の一例を示すフロー図である。以下に示す各ステップの処理は、記憶部５２に記憶されている所定の処理プログラムに基づいて、制御部４６により、分析装置４０を構成する各部と協働して実行される。
【００６０】
作業者が、図１に示す試験基板１の液体検知領域１８の色又は模様に変化があることを確認した後、作業者又は制御部４６は、試験基板１を撮像部４２により撮像する（ステップＳ３０）。制御部４６は、撮像された試験基板１の画像データを取得し、画像領域選択部５４は、試験基板１の画像データから、検知領域１４及びカラーバランス調整用マーカー１７を選択する（ステップＳ３２）。第１解析部５６は、選択されたカラーバランス調整用マーカー１７の画像データに基づいて色補正値を決定し、決定した色補正値を用いて、検知領域１４の画像データにおける色値を補正する（ステップＳ３４）。第１解析部５６は、補正された検知領域１４の画像データの色情報又は模様情報を抽出する（ステップＳ３６）。色情報とは、ＲＧＢ信号、ＣＭＹ信号、ＨＳＶ信号、ＨＬＳ信号、Ｌａｂ信号、ＸＹＺ信号、その他の画像情報における色合いを構成する情報である。また、模様情報とは、模様を形成する個々の部位の形や大きさ（例えば、ドットの形や大きさ）、模様を形成する個々の部位間の距離の比（例えば、ドット間の距離の比）、その他の模様を示す特徴量を有する情報である。さらに、色情報と模様情報を複合させ、それぞれ別の色情報を持つドット部分と周辺部分のピクセルの占める割合（ピクセル比、面積比）の情報も含めてよい。また、第１解析部５６は、補正後における検知領域１４の画像データの色情報又は模様情報と、記憶部５２に記憶されている時間検知用参照情報とを比較し、分析領域（１０，１２）における分析対象物質の反応時間を特定する（ステップＳ３８）。時間計測部（不図示）は、特定した分析対象物質の反応時間後の経過時間を計測する（ステップＳ４０）。なお、特定した分析対象物質の反応時間や計測中の時間は、表示部５０に表示される。制御部４６又は作業者は、時間計測部により計測している時間が、分析領域（１０，１２）の呈色の度合いを観察するタイミングとして予め設定された時間に達した段階で、試験基板１を撮像部４２により撮像する（ステップＳ４２）。制御部４６は、撮像された試験基板１の画像データを取得し、画像領域選択部５４は、試験基板１の画像データから、分析領域（１０，１２）及びカラーバランス調整用マーカーを選択する（ステップＳ４４）。第２解析部５８は、選択されたカラーバランス調整用マーカー１７の画像データに基づいて色補正値を決定し、決定した色補正値を用いて、分析領域（１０，１２）の画像データにおける色値を補正する（ステップＳ４６）。第２解析部５８は、補正された分析領域（１０，１２）の画像データの色情報を抽出する（ステップＳ４８）。第２解析部５８は、補正後における分析領域（１０，１２）の画像データと、記憶部５２に記憶されている分析用参照情報とを比較し、分析対象物質の特性を評価する（ステップＳ５０）。なお、分析対象物質の特性を評価した結果は表示部５０に表示される。第１分析領域１０と第２分析領域１２とで、呈色の度合いを観察するタイミングが異なる場合には、ステップＳ４２において、計測時間が、第１分析領域１０及び第２分析領域１２それぞれにおいて呈色の度合いを観察するタイミングとして予め設定された時間に達した段階で、試験基板１を撮像し、第１分析領域１０及び第２分析領域１２それぞれの画像データを解析して（ステップＳ４４〜５０）、分析対象物質の特性を評価する。
【００６１】
図９は、本実施形態に係る分析装置の動作の他の一例を示すフロー図である。以下では、第１分析領域１０と第２分析領域１２とで、呈色の度合いを観察するタイミングが異なる場合を例とする。この場合の記憶部５２には、例えば、第１分析領域１０及び第２分析領域１２における呈色の度合いを観察するタイミングに応じた検知領域１４の色情報又は模様情報を表すタイミング検知用参照情報が記憶されている。例えば、第１分析領域１０における呈色の度合いを観察するタイミングが、液体が付着してからＴ１秒後であり、第２分析領域１２における呈色の度合いを観察するタイミングが、液体が付着してからＴ２秒後である場合において、記憶部５２に記憶されるタイミング検知用参照情報は、液体が付着してからＴ１秒後における検知領域１４の色情報又は模様情報(ｄ１)、及び液体が付着してからＴ２秒後における検知領域１４の色情報又は模様情報（ｄ２）を有する。また、第１解析部５６は、撮像部４２により撮像された検知領域１４の画像データの色情報又は模様情報に基づいて、第１分析領域１０及び第２分析領域１２における呈色の度合いを観察するタイミングを特定する。
【００６２】
図９に示すように、作業者が、図１に示す試験基板１の液体検知領域１８の色又は模様に変化があることを確認した後、作業者又は制御部４６は、試験基板１を撮像部４２により撮像する（ステップＳ６０）。撮像部４２による撮像は動画でも静止画でもよいが、ここでは、静止画を例に説明する。制御部４６は、撮像された試験基板１の画像データを取得し、画像領域選択部５４は、試験基板１の画像データから、検知領域１４を選択する（ステップＳ６２）。なお、前述したように、検知領域１４の画像データにおける色値を補正することが望ましい。第１解析部５６は、選択された検知領域１４の画像データの色情報又は模様情報を抽出する（ステップＳ６４）。第１解析部５６は、検知領域１４の画像データの色情報又は模様情報と、記憶部５２に記憶されているタイミング検知用参照情報とを比較する（ステップＳ６６）。そして、検知領域１４の画像データの色情報又は模様情報（Ｄ１）が、タイミング検知用参照情報内の第１分析領域１０における呈色の度合いを観察するタイミングとして設定された検知領域の色情報又は模様情報（ｄ１）と一致しない場合（Ｄ１≠ｄ１）には、試験基板１を撮像部４２により撮像するステップＳ６０に戻る。また、両者の情報が一致する場合（Ｄ１≒ｄ１）には、第１分析領域１０における呈色の度合いを観察するタイミングであると特定し、この時に撮像した試験基板１の画像データを記憶部５２に保存する（ステップＳ６８）。さらに、作業者或いは制御部４６は、試験基板１を撮像部４２により撮像する（ステップＳ７０）。制御部４６は、撮像された試験基板１の画像データを取得し、画像領域選択部５４は、試験基板１の画像データから、検知領域１４を選択する（ステップＳ７２）。第１解析部５６は、選択された検知領域１４の画像データの色情報又は模様情報を抽出する（ステップＳ７４）。第１解析部５６は、検知領域１４の画像データの色情報又は模様情報と、記憶部５２に記憶されているタイミング検知用参照情報とを比較する（ステップＳ７６）。そして、検知領域１４の画像データの色情報又は模様情報（Ｄ２）が、タイミング検知用参照情報内の第２分析領域１２における呈色の度合いを観察するタイミングとして設定された検知領域の色情報又は模様情報（ｄ２）と一致しない場合（Ｄ２≠ｄ２）には、試験基板１を撮像部４２に撮像するステップＳ７０に戻る。また、両者の情報が一致する場合（Ｄ２≒ｄ２）には、第２分析領域１２における呈色の度合いを観察するタイミングであると特定し、この時に撮像した試験基板１の画像データを記憶部５２に保存する（ステップＳ７８）。制御部４６は、ステップＳ６８及びステップＳ７８において記憶部５２に保存した試験基板１の画像データから、第１分析領域で呈色反応する分析対象物質、及び第２分析領域で呈色反応する分析対象物質の特性を評価する（ステップＳ８０）。分析対象物質の特性評価については、前述のステップＳ４４〜Ｓ５０において説明した通りであるので、省略する。
【００６３】
撮像部４２による撮像が動画の場合には、制御部４６は、撮像された試験基板１の動画データから逐次静止画の画像データを抽出する。そして、ステップＳ６２以降の動作及びステップＳ７２以降の動作を行い、抽出した画像データの中から、Ｄ１≒ｄ１の条件を満たす画像データ（第１分析領域１０における呈色の度合いを観察するタイミングである画像データ）、及びＤ２≒ｄ２の条件を満たす画像データ(第２分析領域１２における呈色の度合いを観察するタイミングである画像データ)を特定し、その画像データを記憶部５２に保存する。そして、前述したように、分析対象物質の特性評価を行う。
【００６４】
以上のように、検知領域１４の画像データを解析することで、検知領域１４の色変化又は模様変化をより正確に把握することができるため、より精度の高い時間計測が可能となり、ひいては分析領域（１０，１２）における分析対象物質の反応時間（試験基板１に液体が付着してからの経過時間）、或いは分析領域(１０，１２)における呈色の度合いを観察するタイミングをより正確に把握することが出来る。
【００６５】
分析装置４０は、撮像部４２を備えるものであるが、撮像部４２を備える端末を利用すれば、本実施形態に係る分析装置は、撮像部を備えていなくてもよい。この場合、分析装置は、端末の撮像部により撮像された試験基板の画像データを、端末から受信するデータ通信部を備えることが望ましい。
【００６６】
また、分析装置４０の制御部４６の各機能をコンピュータに実現させるための所定のプログラムは、磁気記録媒体、光記録媒体などのコンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録された形で提供してもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１  試験基板、３  試験基板本体、１０  第１分析領域、１２  第２分析領域、１４  検知領域、１５  分析用参照カラーチャート領域、１６  時間検知用参照チャート領域、１７  カラーバランス調整用マーカー、１８  液体検知領域、２０  非水溶性樹脂フィルム、２２  インク層、２４  不透水性透明樹脂フィルム、２６  水保持部材、２８  インク、３０  インク層、３２  水溶性基材、３４  非水溶性樹脂フィルム、３６  インク、４０  分析装置、４２  撮像部、４４  発光部、４６  制御部、４８  操作部、５０  表示部、５２  記憶部、５４  画像領域選択部、５６  第１解析部、５８  第２解析部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2019211321.tif 000006
【図６】
2019211321.tif 000007
【図７】
2019211321.tif 000008
【図８】
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【図９】
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