(57)【要約】【課題】一度に複数の測定面の色を測定でき、かつ、測定面の数に応じて部品点数が増大することを防止可能な色識別装置およびガス特定装置を提供する。【解決手段】レンズ５は、搭載部１に搭載された反応面基板１０の複数の反応面１０ａ〜１０ｃの各像を、反応面に対応する色測定領域に形成する。制御部７は、各色測定領域に対応する各反応面の色を、反応面と対応する色測定領域の出力に基づいて識別する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の測定対象面が予め定められた位置に設けられている測定対象基板を搭載するための搭載部と、
前記搭載部に前記測定対象基板が搭載された状態で前記複数の測定対象面のそれぞれに対応する複数の色測定領域が設けられている色検出部と、
前記搭載部に搭載された測定対象基板の複数の測定対象面の各像を、各測定対象面に対応する各色測定領域に形成するレンズと、
前記色検出部の各色測定領域に対応する各測定対象面の色を、該測定対象面に対応する該色測定領域の出力に基づいて識別する色識別部と、を含む色識別装置。
【請求項２】
請求項１に記載の色識別装置において、
前記色検出部の各色測定領域は、該色測定領域に対応する測定対象面の色のスペクトルを表す出力を発生する、色識別装置。
【請求項３】
請求項１に記載の色識別装置において、
前記色検出部の色測定領域は、該色測定領域に対応する測定対象面の色の３種類の各成分を表す出力を発生する、色識別装置。
【請求項４】
請求項３に記載の色識別装置において、
前記色検出部の色測定領域は、該色測定領域に対応する測定対象面の色の赤、緑および青の各成分を表す３種類の出力を発生する、色識別装置。
【請求項５】
特定対象のガスと試薬との化学反応により色が変化する複数の反応面が予め定められた位置に設けられている反応面基板を搭載するための搭載部と、
前記搭載部に前記測定対象基板が搭載された状態で前記複数の反応面のそれぞれに対応する複数の色測定領域が設けられている色検出部と、
前記搭載部に搭載された反応面基板の複数の反応面の各像を、各反応面に対応する各色測定領域に形成するレンズと、
前記特定対象のガスを、前記各反応面に対応する前記各色測定領域の出力に基づいて特定するガス特定部と、を含むガス特定装置。
【請求項６】
請求項５に記載のガス特別装置において、
前記色検出部の各色測定領域は、該色測定領域に対応する反応面の色のスペクトルを表す出力を発生する、ガス特定装置。
【請求項７】
請求項４に記載のガス特定装置において、
前記色検出部の色測定領域は、該色測定領域に対応する反応面の色の３種類の各成分を表す出力を発生する、ガス特定装置。
【請求項８】
請求項７に記載のガス特定装置において、
前記色検出部の色測定領域は、該色測定領域に対応する反応面の色の赤、緑および青の各成分を表す３種類の出力を発生する、ガス特定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、色識別装置およびガス特定装置に関し、例えば、化学反応にて生じた反応面の色を識別するための色識別装置およびガス特定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、毒ガス等のガスと試薬とを化学反応させて試薬の色を変化させるガス検知装置が知られている。例えば、特許文献１（ＵＳＰ６２２８６５７Ｂ１号公報）には、Ｍ２５６キットが記載されている。
【０００３】
このガス検知装置は、互いに異なる種類の試薬を内蔵する複数のアンプルと、そのアンプルが破壊されたときにアンプル中の試薬が流れ込む紙等の複数の媒体（反応面）と、を含む。
【０００４】
試薬は、媒体に流れ込むと、媒体に接触しているガスと化学反応する。試薬は、その化学反応により色が変わり、その試薬の色の変化に応じて、媒体の色も変わる。
【０００５】
ユーザは、複数の媒体のそれぞれに、異なる試薬を流し込み、各媒体の色の変化に基づいて、ガスの強さを認識する。
【０００６】
一方、色を識別する色識別装置が知られている。ユーザは、この色識別装置で、ガス検知装置の各媒体（試薬）の色を識別すれば、各媒体の色を客観的に判定できる。
【０００７】
色識別装置としては、３つの受光素子と、それら受光素子のそれぞれに設けられた３つの光学フィルタと、を有する色識別装置が知られている。
【０００８】
３つの受光素子の出力をＸ、Ｙ、Ｚとすると、この色識別装置は、ｘ＝Ｘ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）と、ｙ＝Ｙ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）と、ｚ＝Ｚ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）とを計算する。これらｘ、ｙおよびｚのうちの２つ、例えば、ｘとｙの値が、色度図上にプロットされ、その位置から色が決定される。
【０００９】
また、特許文献１には、ＲＧＢ（赤、緑、青）の色に感度を有する３つのフォトダイオードまたは１つのカラーＣＣＤを用いて、１つの測定面（媒体）の色に応じた信号を出力する読取装置が記載されている。
【特許文献１】ＵＳＰ６２２８６５７Ｂ１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来の色識別装置は、１回の測定で、１つの媒体の色しか測定できない。このため、ユーザは、この色識別装置で、複数の媒体の色を測定するとき、各媒体の色を、別々に測定しなければならない。
【００１１】
また、特許文献１に記載の読取装置は、一度に、複数の測定面の色を測定するには、測定面ごとに、３つのフォトダイオードまたは１つのカラーＣＣＤが設けられなければならず、一度に測定できる測定面が増えるにつれて、フォトダイオードまたはカラーＣＣＤの数が増えてしまい、部品点数が増大する。
【００１２】
本発明の目的は、一度に複数の測定面の色を測定でき、かつ、測定面の数に応じて部品点数が増大することを防止可能な色識別装置およびガス特定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するために、本発明の色識別装置は、複数の測定対象面が予め定められた位置に設けられている測定対象基板を搭載するための搭載部と、前記搭載部に前記測定対象基板が搭載された状態で前記複数の測定対象面のそれぞれに対応する複数の色測定領域が設けられている色検出部と、前記搭載部に搭載された測定対象基板の複数の測定対象面の各像を、各測定対象面に対応する各色測定領域に形成するレンズと、前記色検出部の各色測定領域に対応する各測定対象面の色を、該測定対象面に対応する該色測定領域の出力に基づいて識別する色識別部と、を含む。
【００１４】
上記発明によれば、レンズは、搭載部に搭載された測定対象基板の複数の測定対象面の各像を、各測定対象面に対応する各色測定領域に形成し、色識別部は、各色測定領域に対応する各測定対象面の色を、測定対象面に対応する色測定領域の出力に基づいて識別する。
【００１５】
このため、ユーザが測定対象基板を搭載部に搭載すれば、複数の測定対象面の色が測定され、かつ、測定対象面の数に応じて部品点数が増大することを防止できる。
【００１６】
なお、前記色検出部の各色測定領域は、該色測定領域に対応する測定対象面の色のスペクトルを表す出力を発生することが望ましい。
【００１７】
上記発明によれば、各測定対象面の色が、色のスペクトルに基づいて特定される。このため、測定対象面の色を高精度で識別することが可能になる。
【００１８】
また、前記色検出部の色測定領域は、該色測定領域に対応する測定対象面の色の３種類の各成分を表す出力を発生することが望ましい。
【００１９】
また、前記色検出部の色測定領域は、該色測定領域に対応する測定対象面の色の赤、緑および青の各成分を表す３種類の出力を発生することが望ましい。
【００２０】
上記発明によれば、各測定対象面の色が、色の３種類の各成分、例えば、赤、緑および青の各成分に基づいて特定される。このため、測定対象面の色を高精度で識別することが可能になる。
【００２１】
また、本発明のガス特定装置は、特定対象のガスと試薬との化学反応により色が変化する複数の反応面が予め定められた位置に設けられている反応面基板を搭載するための搭載部と、前記搭載部に前記測定対象基板が搭載された状態で前記複数の反応面のそれぞれに対応する複数の色測定領域が設けられている色検出部と、前記搭載部に搭載された反応面基板の複数の反応面の各像を、各反応面に対応する各色測定領域に形成するレンズと、前記特定対象のガスを、前記各反応面に対応する前記各色測定領域の出力に基づいて特定するガス特定部と、を含む。
【００２２】
上記発明によれば、レンズは、搭載部に搭載された反応面基板の複数の反応面の各像を、各反応面に対応する各色測定領域に形成し、制御部は、特定対象のガスを、各反応面と対応する各色測定領域の出力に基づいて特定する。
【００２３】
このため、ユーザが反応面基板を搭載部に搭載すれば、複数の反応面の色に基づいて特定対象のガスが特定され、かつ、反応面の数に応じて部品点数が増大することを防止できる。
【００２４】
また、前記色検出部の各色測定領域は、該色測定領域に対応する反応面の色のスペクトルを表す出力を発生することが望ましい。
【００２５】
上記発明によれば、各反応面の色がスペクトルにて表される。このため、反応面の色を高精度で表すことが可能になる。
【００２６】
また、前記色検出部の色測定領域は、該色測定領域に対応する反応面の色の３種類の各成分を表す出力を発生することが望ましい。
【００２７】
また、前記色検出部の色測定領域は、該色測定領域に対応する反応面の色の赤、緑および青の各成分を表す３種類の出力を発生することが望ましい。
【００２８】
上記発明によれば、各反応面の色が、色の３種類の各成分、例えば、赤、緑および青の各成分にて表される。このため、反応面の色を高精度で表すことが可能になる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、搭載部に搭載された測定対象基板の複数の測定対象面の各像が、各測定対象面に対応する各色測定領域に形成され、各色測定領域に対応する各測定対象面の色が、測定対象面と対応する色測定領域の出力に基づいて識別されるので、ユーザが測定対象基板を搭載部に搭載すれば、複数の測定対象面の色が測定され、かつ、測定対象面の数に応じて部品点数が増大することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００３１】
図１は、本発明の実施形態のガス特定装置を示したブロック図である。
【００３２】
図１において、ガス特定装置１０００は、搭載部１と、入力部２と、発光部３と、ＣＣＤ４と、レンズ５と、ＡＤＣ（アナログ／デジタル変換器）を含むＣＣＤ信号処理部６と、制御部７と、表示部８とを含む。
【００３３】
制御部７は、色情報記憶部７ａと、ガス情報記憶部７ｂと、メモリ７ｃと、処理部７ｄとを含む。
【００３４】
搭載部１には、測定対象基板の一例である反応面基板１０が搭載される。
【００３５】
反応面基板１０には、複数の反応面（測定対象面）１０ａないし１０ｃが設けられている。複数の反応面１０ａないし１０ｃのそれぞれは、反応面基板１０の予め定められた位置に設けられている。
【００３６】
図２は、反応面基板１０の一例を示した斜視図である。
【００３７】
図２において、反応面基板１０は、複数種類の試薬１０１と、互いに異なる種類の試薬１０１を内蔵する複数のアンプル１０２と、アンプル１０２が破壊されたときにそのアンプル中の試薬１０１が流れ込む紙等の複数の媒体１０３とを含む。なお、各媒体１０３が反応面（測定対象面）となる。
【００３８】
本実施形態では、反応面基板１０は、名称が「Ａ」の試薬１０１ａと、名称が「Ｂ」の試薬１０１ｂと、名称が「Ｃ」の試薬１０１ｃとを有する。
【００３９】
試薬１０１は、媒体１０３に流れ込むと、媒体１０３に接触しているガス（例えば、特定対象のガス）と化学反応する。試薬１０１と媒体１０３は、ガスとの化学反応により色が変わる。なお、反応面基板１０は、例えば、特許文献１に記載のＭ２５６キットである。
【００４０】
図１に戻って、ガス特定装置１０００は、反応面基板１０で化学反応した試薬１０１の色、換言すると、化学反応が起きた反応面の色に基づいて、特定対象のガスを特定する。
【００４１】
搭載部１は、挿入口１ａと、保持部１ｂと、ボタン１ｃないし１ｈを含む。
【００４２】
反応面基板１０は、挿入口１ａから搭載部１に挿入され、保持部１ｂにて保持される。
【００４３】
反応面基板１０が保持部１ｂで保持された状態では、ボタン１ｃないし１ｈのぞれぞれは、反応面基板１０の各アンプルに対向する。ボタンが押下されると、そのボタンが対向しているアンプルを押し、アンプルが割れる。
【００４４】
入力部２は、操作スイッチであり、ユーザの入力（例えば、発光指示）を受け付ける。
【００４５】
入力部２は、発光指示を受け付けると、その発光指示を、発光部３および処理部７ｄに提供する。
【００４６】
発光部３は、発光指示を受け付けると、複数の反応面１０ａないし１０ｃに光を照射する。発光部３は、例えば、ハロゲンランプまたは白熱灯である。なお、発光部３は、ハロゲンランプまたは白熱灯に限らず適宜変更可能である。
【００４７】
各反応面１０ａないし１０ｃは、発光部３から照射された光を反射する。反応面が特定対象のガスと化学反応した試薬１０１を含むとき、反応面にて反射された光は、特定対象のガスと化学反応した試薬１０１の色を示す。
【００４８】
なお、搭載部１は、発光部３から発光された照射光と異なる光が反応面基板１０に照射されることを防止する。
【００４９】
ＣＣＤ４は、色検出部の一例である。色検出部は、ＣＣＤに限らず適宜変更可能であり、例えば、ＣＭＯＳセンサでもよい。
【００５０】
図３は、ＣＣＤ４の一例を示した説明図である。なお、図３において、図１に示したものと同一のものには同一符号を付してある。
【００５１】
図３において、ＣＣＤ４には、搭載部１に反応面基板１０が搭載された状態で複数の反応面１０ａないし１０ｃのそれぞれに対応する複数の色測定領域４ａないし４ｃが設けられている。具体的には、色測定領域４ａは、反応面１０ａに対応し、色測定領域４ｂは、反応面１０ｂに対応し、色測定領域４ｃは、反応面１０ｃに対応する。色測定領域４ａないし４ｃのそれぞれには、複数の受光素子が配列されている。
【００５２】
図１に戻って、レンズ５は、搭載部１に搭載された反応面基板１０の複数の反応面１０ａないし１０ｃの各像を、各反応面に対応する色測定領域４ａないし４ｃに形成する。
【００５３】
図４は、レンズ５によって反応面１０ａないし１０ｃの各像が形成されたＣＣＤ４を示した説明図である。なお、図４において、図１に示したものと同一のものには同一符号を付してある。
【００５４】
図４において、色測定領域４ａには反応面１０ａの像１０ａ１が形成され、色測定領域４ｂには反応面１０ｂの像１０ｂ１が形成され、色測定領域４ｃには反応面１０ｃの像１０ｃ１が形成される。
【００５５】
例えば、ＣＣＤ４として、カラーＣＣＤが用いられると、色測定領域４ａの出力は、反応面１０ａの色に応じて変化し、色測定領域４ｂの出力は、反応面１０ｂの色に応じて変化し、色測定領域４ｃの出力は、反応面１０ｃの色に応じて変化する。
【００５６】
また、ＣＣＤ４として、ＣＣＤの受光面側に線形可変フィルタ（Linear variable filter：ＬＶＦ）が設けられているＣＣＤが用いられると、色測定領域４ａの出力は、反応面１０ａの色（色のスペクトル）に応じて変化し、色測定領域４ｂの出力は、反応面１０ｂの色（色のスペクトル）に応じて変化し、色測定領域４ｃの出力は、反応面１０ｃの色（色のスペクトル）に応じて変化する。
【００５７】
図５は、線形可変フィルタ（以下、単に「フィルタ」または「ＬＶＦ」と称する。）が設けられたＣＣＤの一例を示した説明図である。なお、図５において、図１に示したものと同一のものには同一符号を付してある。
【００５８】
図５において、フィルタ９は、ガラス基板９ａと、ガラス基板９ａ上に設けられた多層膜９ｂとを含む。多層膜９ｂは、一端９ｂ１から他端９ｂ２に向けて、厚さが増している。このため、フィルタ９を通過する光の波長は、一端９ｂ１から他端９ｂ２に向けて徐々に変化する。
【００５９】
本実施形態では、フィルタ９は、３８０〜７２０ｎｍの波長の光を透過させる。なお、フィルタ９が通過させる波長域は、３８０〜７２０ｎｍに限らず適宜変更可能である。
【００６０】
図１に戻って、ＣＣＤ信号処理部６は、ＣＣＤ４の出力をデジタル値に変換する。
【００６１】
制御部７は、ＣＣＤ４の各色測定領域４ａないし４ｃに対応する各反応面１０ａないし１０ｃの色を、反応面と対応する色測定領域の出力に基づいて識別する。具体的には、制御部７は、反応面１０ａの色を色測定領域４ａの出力に基づいて識別し、反応面１０ｂの色を色測定領域４ｂの出力に基づいて識別し、反応面１０ｃの色を色測定領域４ｃの出力に基づいて識別する。
【００６２】
また、制御部７は、特定対象のガスを、各反応面と対応する各色測定領域の出力に基づいて特定する。
【００６３】
制御部７は、色情報記憶部７ａと、ガス情報記憶部７ｂと、メモリ７ｃと、処理部７ｄとを含む。
【００６４】
色情報記憶部７ａには、色の特徴を示す色特徴情報と、その色特徴情報が示す特徴を有する色を識別するための色識別情報とが、互いに関連づけられて格納されている。
【００６５】
ガス情報記憶部７ｂには、ガスを識別するためのガス識別情報と、そのガス識別情報にて識別されるガスと化学反応した試薬の色に関する色情報とが、互いに関連づけられて格納されている。
【００６６】
メモリ７ｃは、各色測定領域の出力を格納する。
【００６７】
図６は、メモリ７ｃの一例を示した説明図である。図６において、メモリ７ｃは、格納領域７ｃａないし７ｃｃを有する。
【００６８】
図１に戻って、処理部７ｄは、色測定領域４ａの出力を格納領域７ｃａに格納し、色測定領域４ｂの出力を格納領域７ｃｂに格納し、色測定領域４ｃの出力を格納領域７ｃｃに格納する。
【００６９】
また、処理部７ｄは、反応面１０ａないし１０ｃの色の特徴を示す各色特徴情報を、その反応面に対応する色測定領域の出力に基づいて生成する。処理部７ｄは、各色特徴情報に関連づけられている各色識別情報を、色情報記憶部７ａから読み取り、その読み取られた各色識別情報を、反応面１０ａないし１０ｃの色として、表示部８に出力する。
【００７０】
また、処理部７ｄは、反応面１０ａないし１０ｃの色に関する各色情報を、その反応面に対応する色測定領域の出力に基づいて生成する。処理部７ｄは、色情報ごとに、最も似た色を示す色情報を、ガス情報記憶部７ｂ内の色情報から特定し、その特定された色情報に関連づけられているガス識別情報を、ガス情報記憶部７ｂから読み取る。処理部７ｄは、その読み取られたガス識別情報を、特定対象のガスとして、表示部８に出力する。
【００７１】
表示部８は、処理部７ｄから受け付けた情報を表示する。
【００７２】
次に、本実施形態の動作を説明する。
【００７３】
図７は、本実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。以下、図７を参照して、本実施形態の動作を説明する。
【００７４】
ユーザは、反応面基板１０を挿入口１ａから搭載部１に挿入し、保持部１ｂに、反応面基板１０を保持させる。
【００７５】
その後、ユーザは、ボタン１ｃないし１ｈを押下して、反応面基板１０のアンプル１０２を割って、各反応面１０ａないし１０ｃで、試薬１０１と特定対象のガスとを接触させる。
【００７６】
続いて、ユーザが、発光指示を入力部２に入力すると、入力部２は、ステップ７０１を実行する。
【００７７】
ステップ７０１では、入力部２は、発光指示を受け付け、その発光指示を、発光部３および処理部７ｄに提供する。発光部３は、発光指示を受け付けると、ステップ７０２を実行する。
【００７８】
ステップ７０２では、発光部３は、反応面基板１０に光を照射する。
【００７９】
反応面基板１０の各反応面１０ａないし１０ｃは、発光部３から照射された光を反射する。この反射光は、特定対象のガスと化学反応した試薬１０１の色（反射強度）を示す。さらに言えば、この反射光は、特定対象のガスと化学反応した試薬１０１を含む媒体１０３の色（反射強度）を示す。
【００８０】
レンズ５は、搭載部１に搭載された反応面基板１０の複数の反応面１０ａないし１０ｃの各像を、反応面に対応する色測定領域４ａないし４ｃに形成する。
【００８１】
ＣＣＤ信号処理部６は、色測定領域４ａないし４ｃの出力（各色測定領域の受光素子の出力）をデジタル信号に変換し、そのデジタル信号に変換された出力を処理部７ｄに提供する。
【００８２】
処理部７ｄは、発光部３から発光指示を受け付けると、ステップ７０３を実行する。
【００８３】
ステップ７０３では、処理部７ｄは、各色測定領域４ａないし４ｃに対応する各反応面１０ａないし１０ｃの色を、反応面と対応する色測定領域の出力に基づいて識別する。
【００８４】
具体的には、処理部７ｄは、まず、色測定領域４ａの出力を格納領域７ｃａに格納し、色測定領域４ｂの出力を格納領域７ｃｂに格納し、色測定領域４ｃの出力を格納領域７ｃｃに格納する。
【００８５】
その後、処理部７ｄは、反応面１０ａの色の特徴を示す色特徴情報を、格納領域７ｃａに格納された色測定領域４ａの出力に基づいて生成する。処理部７ｄは、その色特徴情報に関連づけられている色識別情報を、色情報記憶部７ａから読み取り、その色識別情報を、反応面１０ａの色として、表示部８に出力する。
【００８６】
その後、処理部７ｄは、反応面１０ｂの色の特徴を示す色特徴情報を、格納領域７ｃｂに格納された色測定領域４ｂの出力に基づいて生成する。処理部７ｄは、その色特徴情報に関連づけられている色識別情報を、色情報記憶部７ａから読み取り、その色識別情報を、反応面１０ｂの色として、表示部８に出力する。
【００８７】
その後、処理部７ｄは、反応面１０ｃの色の特徴を示す色特徴情報を、格納領域７ｃｃに格納された色測定領域４ｃの出力に基づいて生成する。処理部７ｄは、その色特徴情報に関連づけられている色識別情報を、色情報記憶部７ａから読み取り、その色識別情報を、反応面１０ｃの色として、表示部８に出力する。
【００８８】
処理部７ｄは、各反応面１０ａないし１０ｃの色を識別すると、ステップ７０４を実行する。
【００８９】
ステップ７０４では、処理部７ｄは、各色測定領域４ａないし４ｃの出力に基づいて、特定対象のガスを特定する。
【００９０】
具体的には、処理部７ｄは、反応面１０ａの色に関する色情報を、格納領域７ｃａに格納された色測定領域４ａの出力に基づいて生成する。処理部７ｄは、その生成された色情報に最も似た色を示す色情報を、ガス情報記憶部７ｂ内の色情報から特定し、その特定された色情報に関連づけられているガス識別情報を、ガス情報記憶部７ｂから読み取る。処理部７ｄは、そのガス識別情報を、特定対象のガスとして、表示部８に出力する。
【００９１】
続いて、処理部７ｄは、反応面１０ｂの色に関する色情報を、格納領域７ｃｂに格納された色測定領域４ｂの出力に基づいて生成する。処理部７ｄは、その生成された色情報に最も似た色を示す色情報を、ガス情報記憶部７ｂ内の色情報から特定し、その特定された色情報に関連づけられているガス識別情報を、ガス情報記憶部７ｂから読み取る。処理部７ｄは、そのガス識別情報を、特定対象のガスとして、表示部８に出力する。
【００９２】
また、処理部７ｄは、反応面１０ｃの色に関する色情報を、格納領域７ｃｃに格納された色測定領域４ｃの出力に基づいて生成する。処理部７ｄは、その生成された色情報に最も似た色を示す色情報を、ガス情報記憶部７ｂ内の色情報から特定し、その特定された色情報に関連づけられているガス識別情報を、ガス情報記憶部７ｂから読み取る。処理部７ｄは、そのガス識別情報を、特定対象のガスとして、表示部８に出力する。
【００９３】
表示部８は、処理部７ｄから情報を受け付けると、ステップ７０５を実行する。
【００９４】
ステップ７０５では、表示部８は、処理部７ｄから受け付けた情報に基づいて、各反応面１０ａないし１０ｃの色、および、各反応面１０ａないし１０ｃで化学反応した特定対象のガスを表示する。
【００９５】
本実施形態によれば、レンズ５は、搭載部１に搭載された反応面基板１０の複数の反応面の各像を、反応面に対応する色測定領域に形成し、制御部７は、ＣＣＤ４の各色測定領域に対応する各反応面の色を、反応面と対応する色測定領域の出力に基づいて識別する。
【００９６】
このため、ユーザが反応面基板１０を搭載部１に搭載すれば、複数の反応面の色が測定され、かつ、反応面の数に応じて部品点数が増大することを防止できる。
【００９７】
また、本実施形態では、制御部７は、特定対象のガスを、各反応面と対応する各色測定領域の出力に基づいて特定する。
【００９８】
このため、ユーザが反応面基板１０を搭載部１に搭載すれば、複数の反応面の色に基づいて、特定対象のガスが特定され、かつ、反応面の数に応じて部品点数が増大することを防止できる。
（実施例）
次に、具体的な実施例にて本発明の実施形態を説明する。
【００９９】
図８は、第１実施例を示したブロック図である。第１実施例は、各反応面の色のスペクトルに基づいて、各反応面の色および特定対象のガスを特定する。なお、図８において、図１および図５に示したものと同一のものには同一符号を付してある。
【０１００】
図８において、ガス特定装置１０００ａは、搭載部１と、入力部２と、発光部３と、ＣＣＤ４と、レンズ５と、ＣＣＤ信号処理部６と、制御部７と、表示部８と、フィルタ９を含む。制御部７は、色情報記憶部７ａと、ガス情報記憶部の一例であるスペクトルデータベース７ｂと、メモリ７ｃと、処理部７ｄとを含む。処理部７ｄは、スペクトル検出部７ｄ１と、ガス特定部７ｄ２とを含む。
【０１０１】
搭載部１には、測定対象基板の一例である反応面基板１０Ａが搭載される。
【０１０２】
図９は、反応面基板１０Ａを示した説明図である。
【０１０３】
図９において、反応面基板１０Ａには、複数の反応面（測定対象面）１０ｄないし１０ｇが設けられている。複数の反応面１０ｄないし１０ｇのそれぞれは、反応面基板１０Ａの予め定められた位置に設けられている。なお、図９では、アンプルは省略してある。
【０１０４】
反応面基板１０Ａとしては、例えば、各反応面の直径が２．５ｍｍ、その中心領域の直径が１．５ｍｍ、反応面同士の間隔が０．５ｍｍ、反応面１０ｄから反応面１０ｇまでの長さが１１．５ｍｍの反応面基板が用いられる。
【０１０５】
図１０は、ＣＣＤ４を示した説明図である。
【０１０６】
図１０において、ＣＣＤ４には、複数の反応面１０ｄないし１０ｇのそれぞれに対応する複数の色測定領域４ｄないし４ｇが設けられている。なお、色測定領域４ｄは、反応面１０ｄに対応し、色測定領域４ｅは、反応面１０ｅに対応し、色測定領域４ｆは、反応面１０ｆに対応し、色測定領域４ｇは、反応面１０ｇに対応する。色測定領域４ｄないし４ｇのそれぞれには、複数の受光素子が配列されている。
【０１０７】
ＣＣＤ４としては、例えば、５１２ｘ５１２個の受光素子（画素）を有し、画素ピッチが２４ｘ２４μｍ、チップサイズが１２．２８８ｘ１２．２８８ｍｍのＣＣＤが用いられる。なお、ＣＣＤ４は、上記に限らず適宜変更可能である。
【０１０８】
以下では、説明の簡略化を図るため、各色測定領域の長さ方向（図面上下方向）に、２５６個の受光素子λ（λ＝１〜２５６）が１列だけ配列されているものとする。
【０１０９】
図１１は、搭載部１に搭載された反応面基板１０Ａと、レンズ５と、フィルタ（ＬＶＦ）９と、ＣＣＤ４との関係を説明するための説明図である。なお、図１１において、図８ないし図１０に示したものと同一のものには同一符号を付してある。また、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）を矢印Ａ方向から見た場合の図である。
【０１１０】
図１１において、レンズ５は、シリンドリカルレンズである。
【０１１１】
シリンドリカルレンズ５は、図１１（ａ）に示すように、反応面１０ｄから１０ｇが連なっている方向（矢印Ａ方向）では、反応面１０ｄから１０ｇの各像を、そのまま、フィルタ（ＬＶＦ）９を介してＣＣＤ４に形成し、また、図１１（ｂ）に示すように、反応面１０ｄから１０ｇが連なっている方向と直交する方向では、反応面１０ｄから１０ｇの各像が引き伸ばされた像を、フィルタ９を介してＣＣＤ４に形成する。
【０１１２】
シリンドリカルレンズ５によって引き伸ばされた像は、フィルタ９に入射する。フィルタ９を通過する各像（光）の波長は、一端９ｂ１から他端９ｂ２に向けて徐々に変化する。
【０１１３】
図１２は、シリンドリカルレンズ５によって、反応面１０ｄないし１０ｇの各像が形成されたＣＣＤ４を示した説明図である。なお、図１１において、図７に示したものと同一のものには同一符号を付してある。
【０１１４】
図１２において、色測定領域４ｄには反応面１０ｄの像１０ｄ１が形成され、色測定領域４ｅには反応面１０ｅの像１０ｅ１が形成され、色測定領域４ｆには反応面１０ｆの像１０ｆ１が形成され、色測定領域４ｇには反応面１０ｇの像１０ｇ１が形成される。
【０１１５】
さらに言えば、反応面１０ｄの像１０ｄ１は、フィルタ９を通過することによって、反応面１０ｄの色のスペクトルを示し、反応面１０ｅの像１０ｅ１は、フィルタ９を通過することによって、反応面１０ｅの色のスペクトルを示し、反応面１０ｆの像１０ｆ１は、フィルタ９を通過することによって、反応面１０ｆの色のスペクトルを示し、反応面１０ｇの像１０ｇ１は、フィルタ９を通過することによって、反応面１０ｇの色のスペクトルを示す。
【０１１６】
よって、各色測定領域４ｄないし４ｇの２５６個の受光素子λは、互いに異なる波長の光を受光する。各色測定領域は、各受光素子λが受光した光の強さに応じた出力を順番に出力する。
【０１１７】
図８に戻って、入力部２は、暗電流測定指示と、発光指示と、ビニング（binning）指示を受け付ける。
【０１１８】
入力部２は、暗電流測定指示を受け付けると、その暗電流測定指示をスペクトル検出部７ｄ１に提供し、また、発光指示を受け付けると、その発光指示を、発光部３およびスペクトル検出部７ｄ１に提供する。
【０１１９】
また、入力部２は、ビニング指示を受け付けると、そのビニング指示をスペクトル検出部７ｄ１とガス特定部７ｄ２に提供する。なお、予め定められたビニング指示が、制御部７に設定されていてもよい。
【０１２０】
色情報記憶部７ａには、色の名称が、その色のスペクトルと関連づけて格納されている。
【０１２１】
スペクトルデータベース７ｂは、予め、ガスを識別するためのガス識別情報が、そのガス識別情報にて識別されるガスと化学反応した試薬の色に関する色情報と関連づけて、格納している。
【０１２２】
例えば、スペクトルデータベース７ｂは、色情報として、試薬１０１が流入する前の媒体１０３の色から、試薬１０１が流入して試薬１０１が化学反応した後の媒体１０３の色への、色の変化を示す色変化情報を、格納している。
【０１２３】
本実施例では、スペクトルデータベース７ｂは、色変化情報として、ガス識別情報にて識別されるガスと試薬１０１との化学反応による媒体１０３の色の変化をスペクトルで示すスペクトル情報を、格納している。
【０１２４】
なお、本実施例では、スペクトルデータベース７ｂは、ＣＣＤ４がガス識別情報にて識別されるガスと化学反応した試薬１０１（媒体１０３）の色を検出した際のＣＣＤ４の検出結果に応じた色情報を、格納している。
【０１２５】
図１３は、スペクトルデータベース７ｂの一例を示した説明図である。
【０１２６】
図１３において、スペクトルデータベース７ｂは、試薬名７ｂ１と、ガス識別情報７ｂ２と、色情報７ｂ３とを互いに関連づけて格納する。
【０１２７】
図１３に示したスペクトルデータベース７ｂでは、例えば、試薬「Ａ」と、ガス識別情報「ａ」と、ガス識別情報「ａ」と化学反応した試薬「Ａ」の色（具体的には、媒体１０３の色変化）のスペクトルとが関連づけられている。
【０１２８】
図８に戻って、スペクトル検出部７ｄ１は、各反応面１０ｄないし１０ｇの色の変化を示す各スペクトルを、ＣＣＤ信号処理部６の出力に基づいて検出する。
【０１２９】
メモリ７ｃは、スペクトル検出部７ｄ１にて検出された各反応面１０ｄないし１０ｇの色の変化を示す各スペクトルを格納する。
【０１３０】
図１４は、メモリ７ｃの一例を示した説明図である。図１４において、メモリ７ｃは、反応面１０ｄおよび色測定領域４ｄに対応する格納領域７ｃｄと、反応面１０ｅおよび色測定領域４ｅに対応する格納領域７ｃｅと、反応面１０ｆおよび色測定領域４ｆに対応する格納領域７ｃｆと、反応面１０ｇおよび色測定領域４ｇに対応する格納領域７ｃｇとを有する。
【０１３１】
なお、格納領域７ｃｄには、色測定領域４ｄの出力が格納され、格納領域７ｃｅには、色測定領域４ｅの出力が格納され、格納領域７ｃｆには、色測定領域４ｆの出力が格納され、格納領域７ｃｇには、色測定領域４ｇの出力が格納される。
【０１３２】
図１５は、格納領域７ｃｄに格納された反応面１０ｄの色の変化を示すスペクトルの一例を示した説明図である。なお、他の格納領域にも、他の反応面の色の変化を示すスペクトルが格納される。
【０１３３】
図１５において、格納領域７ｃｄは、反応面１０ｄに対応する色測定領域４ｄの各受光素子（λ）名と、その出力値Ｓ０、Ｓ１およびＳＸと、相対強度（スペクトルデータ）Ｓと、ビニング相対強度（スペクトルデータ）Ｓｂと、バンド値Λとを関連づけて格納する。
【０１３４】
以下、図１５に示したＳ０、Ｓ１、ＳＸ、Ｓ、ＳｂおよびΛについて説明する。なお、以下では、反応面１０ｄと色測定領域４ｄと格納領域７ｃｄについてのみ説明するが、他の反応面および他の色測定領域についても同様の処理が行われる。
【０１３５】
入力部２は、試薬１０１が媒体１０３に流入する前に暗電流測定指示を受け付けると、その暗電流測定指示を、スペクトル検出部７ｄ１に提供する。
【０１３６】
スペクトル検出部７ｄ１は、入力部２から暗電流測定指示を受け付けると、発光部３が発光していないときの、色測定領域４ｄの各受光素子λの出力Ｓ０（λ）を測定する。スペクトル検出部７ｄ１は、そのＳ０（λ）を、格納領域７ｃｄのＳ０に格納する。
【０１３７】
続いて、入力部２は、試薬１０１が媒体１０３に流入する前に発光指示を受け付けると、その発光指示を、発光部３およびスペクトル検出部７ｄ１に提供する。
【０１３８】
発光部３は、発光指示を受け付けると、反応面基板１０Ａに光を照射する。
【０１３９】
反応面基板１０Ａの反応面１０ｄは、発光部３から照射された光を反射する。この反射光は、試薬１０１が流入する前の反応面１０ｄの色（反射強度）を示す。この反射光は、フィルタ９を介して色測定領域４ｄの各受光素子λにて受光される。よって、色測定領域４ｄの出力は、その反射光のスペクトルを示す。
【０１４０】
スペクトル検出部７ｄ１は、暗電流測定指示を受け付けた後に発光指示を受け付けると、色測定領域４ｄの各受光素子λの出力、つまり、試薬１０１が流入する前の反応面１０ｄの色のスペクトルを示す出力Ｓ１（λ）を測定する。スペクトル検出部７ｄ１は、そのＳ１（λ）を、格納領域７ｃｄのＳ１に格納する。
【０１４１】
その後、反応面基板１０Ａのアンプル１０２が割られると、アンプル１０２内の試薬１０１が反応面１０ｄに流入する。試薬１０１は、反応面１０ｄに流入すると、反応面１０ｄと接触している特定対象のガスと化学反応する。
【０１４２】
入力部２は、試薬１０１が反応面１０ｄに流入した後に、再度、発光指示を受け付けると、その発光指示を、発光部３およびスペクトル検出部７ｄ１に提供する。
【０１４３】
発光部３は、発光指示を受け付けると、反応面基板１０Ａに光を照射する。
【０１４４】
反応面１０ｄは、発光部３から照射された光を反射する。この反射光は、特定対象のガスと化学反応した試薬１０１の色（反射強度）を示す。具体的には、この反射光は、特定対象のガスと化学反応した試薬１０１を含む反応面１０ｄの色（反射強度）を示す。
【０１４５】
この反射光は、フィルタ９を介して色測定領域４ｄの各受光素子λにて受光される。よって、色測定領域４ｄの出力は、その反射光のスペクトルを示す。
【０１４６】
スペクトル検出部７ｄ１は、入力部２から、再度、発光指示を受け付けると、色測定領域４ｄの各受光素子λの出力、つまり、特定対象のガスと化学反応した試薬１０１が流入した後の反応面１０ｄの色のスペクトルを示す出力ＳＸ（λ）を測定する。スペクトル検出部７ｄ１は、そのＳＸ（λ）を、格納領域７ｃｄのＳｘに格納する。
【０１４７】
スペクトル検出部７ｄ１は、ＳＸ（λ）を格納領域７ｃｄに格納すると、相対強度（Ｓ（λ））を次式に基づいて計算する。
Ｓ（λ）＝（ＳＸ（λ）−Ｓ０（λ））／（Ｓ１（λ）−Ｓ０（λ））
なお、媒体１０３の品質が安定している場合、Ｓ０（λ）とＳ１（λ）とは、一度だけ測定され、その測定されたＳ０（λ）とＳ１（λ）が次回以降用いられてもよい。この場合、Ｓ（λ）を計算するための処理を少なくすることが可能になる。
【０１４８】
スペクトル検出部７ｄ１は、そのＳ（λ）を、格納領域７ｃｄのＳに格納する。
【０１４９】
なお、スペクトルデータベース７ｂに色情報を格納するときには、媒体１０３をガス識別情報にて識別されるガスと接触させた状態で、この手順と同様の手順が実行される。また、その計算されたＳ（λ）が、そのガス識別情報と関連づけられた色情報として、スペクトルデータベース７ｂに格納される。
【０１５０】
スペクトル検出部７ｄ１は、Ｓ（λ）を格納領域７ｃｄに格納すると、入力部２から提供されたビニング指示に基づいて、ビニング相対強度（スペクトルデータ）Ｓｂ（Λ）を算出する。
【０１５１】
例えば、ビニング指示が「４」を示すと、スペクトル検出部７ｄ１は、Ｓ（λ）を４つずつまとめてＳｂ（Λ）を算出する。図１５に示した例では、Ｓ（１）〜Ｓ（４）を加算した値がＳｂ（Λ＝１）となり、Ｓ（２５３）〜Ｓ（２５６）を加算した値がＳｂ（Λ＝６４）となる。
【０１５２】
スペクトル検出部７ｄ１は、そのＳｂ（Λ）を、格納領域７ｃｄのＳｂ（Λ）に格納し、その後、Ｓｂ（Λ）をガス特定部７ｄ２に提供する。
【０１５３】
なお、スペクトル検出部７ｄ１は、入力部２からビニング指示を受け付けると、そのビニング指示に基づいてバンド（Λ）を算出し、そのバンド（Λ）を、格納領域７ｃｄのΛに格納する。
【０１５４】
ガス特定部７ｄ２は、スペクトル検出部７ｄ１にて検出された反応面１０ｄの色の変化を示すスペクトルに最も似たスペクトルを示すスペクトル情報を、スペクトルデータベース７ｂに格納されているスペクトル情報７ｂ３から特定する。
【０１５５】
本実施例では、ガス特定部７ｄ２は、スペクトル検出部７ｄ１にて検出された反応面の色の変化を示すスペクトルの波形に最も似たスペクトル波形を示し、かつ、反応面の色の変化を示すスペクトルの波形との一致度が所定値以上となるスペクトル波形を示すスペクトル情報を、スペクトルデータベース７ｂに格納されているスペクトル情報７ｂ３から特定する。
【０１５６】
具体的には、ガス特定部７ｄ２は、以下のような処理を行う。
【０１５７】
ガス特定部７ｄ２は、スペクトル検出部７ｄ１にて検出された反応面の色の変化を示すスペクトルＳｂ（Λ）を、各Λを座標とする多次元空間に仮想的に配置する。これにより、スペクトルＳｂ（Λ）は、多次元空間でベクトルとして示される。
【０１５８】
また、ガス特定部７ｄ２は、スペクトルデータベース７ｂに格納されている各スペクトル情報を、入力部２から提供されたビニング指示に基づいて処理して、各スペクトル情報のバンド数を、スペクトルＳｂ（Λ）のバンド数にそろえる。
【０１５９】
例えば、ビニング指示が「４」を示すと、ガス特定部７ｄ２は、ガス識別情報７ｂ２にて識別されるガスのスペクトル情報を４つずつまとめて、スペクトルデータベース７ｂに格納されている各スペクトル情報のバンド数を、スペクトルＳｂ（Λ）のバンド数にそろえる。
【０１６０】
ガス特定部７ｄ２は、スペクトルＳｂ（Λ）のバンド数と同じバンド数の各スペクトル情報を、スペクトルＳｂ（Λ）と同様に、各Λを座標とする多次元空間に仮想的に配置する。これにより、各スペクトル情報は、多次元空間でベクトルとして示される。
【０１６１】
ガス特定部７ｄ２は、スペクトルＳｂ（Λ）と各スペクトル情報との内積を取り、その内積の値に基づいて、スペクトルＳｂ（Λ）との角度が最も小さいスペクトル情報を選定する。なお、この処理は、スペクトルアングルマッパー（ＳＡＭ）として称される公知の技術である。
【０１６２】
なお、スペクトルＳｂ（Λ）とスペクトル情報との角度は、両者のスペクトル波形が一致すればするほど小さくなる。換言すると、両者の角度は、両者のスペクトル波形の一致度を示す。
【０１６３】
続いて、ガス特定部７ｄ２は、スペクトルＳｂ（Λ）と、その選定されたスペクトル情報との角度が、所定の角度以下になっているか否か判断する。
【０１６４】
ガス特定部７ｄ２は、スペクトルＳｂ（Λ）と、その選定されたスペクトル情報との角度が、所定の角度以下になっていると、その選定されたスペクトル情報を、スペクトルＳｂ（Λ）を示すスペクトル情報として特定する。
【０１６５】
ガス特定部７ｄ２は、その特定されたスペクトル情報と関連づけられているガス識別情報をスペクトルデータベース７ｂから読み取る。
【０１６６】
ガス特定部７ｄ２は、その読み取られたガス識別情報７ｂ２を、特定対象のガスを示すガス識別情報として、表示部８に出力する。
【０１６７】
次に、第１実施例の動作を説明する。
【０１６８】
図１６は、ガス特定装置１０００ａの動作を説明するためのフローチャートである。以下、図１６を参照して、ガス特定装置１０００ａの動作を説明する。
【０１６９】
以下では、ユーザが「ビニング＝４」を示すビニング指示を入力部２に入力したときの動作を説明する。なお、ビニング指示は、「ビニング＝４」に限らず適宜変更可能である。
【０１７０】
まず、ユーザは、反応面基板１０Ａを挿入口１ａから搭載部１に挿入し、保持部１ｂに、反応面基板１０を保持させる。このとき、反応面基板１０Ａのアンプルは割れていない。また、この状態で搭載部１内に外光が入らないことが望ましい。
【０１７１】
続いて、ユーザは、暗電流測定指示を入力部２に入力する。入力部２が暗電流測定指示を受け付けると、ステップ１６０１が実行される。
【０１７２】
ステップ１６０１では、以下のような動作が実行される。
【０１７３】
入力部２は、その暗電流測定指示を、スペクトル検出部７ｄ１に提供する。
【０１７４】
スペクトル検出部７ｄ１は、暗電流測定指示を受け付けると、発光部３が発光していないときの、各色測定領域の各受光素子λの出力Ｓ０（λ）を測定する。
【０１７５】
スペクトル検出部７ｄ１は、各色測定領域のＳ０（λ）を、各色測定領域に対応する各格納領域（メモリ７ｃ）のＳ０に格納する。
【０１７６】
以上で、ステップ１６０１が終了する。
【０１７７】
続いて、ユーザは、発光指示を入力部２に入力する。入力部２が発光指示を受け付けると、ステップ１６０２が実行される。
【０１７８】
ステップ１６０２では、以下のような動作が実行される。
【０１７９】
入力部２は、その発光指示を、発光部３およびスペクトル検出部７ｄ１に提供する。
【０１８０】
発光部３は、発光指示を受け付けると、反応面基板１０Ａに光を照射する。
【０１８１】
反応面基板１０Ａの各反応面１０ｄないし１０ｇは、発光部３から照射された光を反射する。この反射光は、試薬１０１が流入する前の反応面の色（反射強度）を示す。この反射光は、フィルタ９を介して各色測定領域の各受光素子λにて受光される。よって、各色測定領域の出力は、その色測定領域に対応する反射面の反射光のスペクトルを示す。
【０１８２】
スペクトル検出部７ｄ１は、暗電流測定指示を受け付けた後に入力部２から発光指示を受け付けると、各色測定領域の各受光素子λの出力、つまり、試薬１０１が流入する前の各反応面の色のスペクトルを示す出力Ｓ１（λ）を測定する。スペクトル検出部７ｄ１は、各色測定領域のＳ１（λ）を、各色測定領域に対応する各格納領域（メモリ７ｃ）のＳ１に格納する。
【０１８３】
以上で、ステップ１６０２が終了する。
【０１８４】
続いて、ユーザは、搭載部１の設けられたボタン（不図示）を押下して、反応面基板１０Ａのアンプル１０２を割る。
【０１８５】
アンプル１０２が割られると、アンプル１０２内の試薬１０１が反応面に流入する。試薬１０１は、媒体１０３に流入すると、媒体１０３と接触している特定対象のガスと化学反応する。なお、試薬１０１は、特定対象のガスと化学反応しない可能性もある。
【０１８６】
続いて、ユーザは、再度、発光指示を入力部２に入力する。入力部２が、再度、発光指示を受け付けると、ステップ１６０３が実行される。
【０１８７】
ステップ１６０３では、以下のような動作が実行される。
【０１８８】
入力部２は、その発光指示を、発光部３およびスペクトル検出部７ｄ１に提供する。
【０１８９】
発光部３は、発光指示を受け付けると、反応面基板１０Ａに光を照射する。
【０１９０】
反応面基板１０Ａの各反応面１０ｄないし１０ｇは、発光部３から照射された光を反射する。この反射光は、特定対象のガスと化学反応した試薬１０１の色（反射強度）を示す。具体的には、この反射光は、特定対象のガスと化学反応した試薬１０１を含む各反応面１０ｄないし１０ｇの色（反射強度）を示す。
【０１９１】
この反射光は、フィルタ９を介して各色測定領域４ｄないし４ｇの各受光素子λにて受光される。よって、各色測定領域４ｄないし４ｇの出力は、その色測定領域に対応する反応面の反射光のスペクトルを示す。
【０１９２】
スペクトル検出部７ｄ１は、入力部２から、再度、発光指示を受け付けると、各色測定領域４ｄないし４ｇの各受光素子λの出力、つまり、特定対象のガスと化学反応した試薬１０１が流入した後の各反応面１０ｄないし１０ｇの色のスペクトルを示す各ＳＸ（λ）を測定する。スペクトル検出部７ｄ１は、各色測定領域のＳＸ（λ）を、各色測定領域に対応する各格納領域（メモリ７ｃ）のＳｘに格納する。
【０１９３】
以上で、ステップ１６０３が終了する。
【０１９４】
スペクトル検出部７ｄ１は、ＳＸ（λ）をメモリ７ｃに格納すると、ステップ１６０４を実行する。
【０１９５】
ステップ１６０４では、スペクトル検出部７ｄ１は、各格納領域に格納されている色測定領域の出力ごとに、相対強度（Ｓ（λ））を次式に基づいて計算する。
Ｓ（λ）＝（ＳＸ（λ）−Ｓ０（λ））／（Ｓ１（λ）−Ｓ０（λ））
スペクトル検出部７ｄ１は、その計算された各Ｓ（λ）を、そのＳ（λ）に対応する格納領域（メモリ７ｃ）のＳに格納する。スペクトル検出部７ｄ１は、Ｓ（λ）をメモリ７ｃに格納すると、ステップ１６０５を実行する。
【０１９６】
ステップ１６０５では、スペクトル検出部７ｄ１は、各格納領域に格納されている色測定領域の出力ごとに、入力部２から提供されたビニング指示に基づいてビニング相対強度（スペクトルデータ）Ｓｂ（Λ）を算出する。
【０１９７】
なお、ビニング指示が「４」を示しているので、スペクトル検出部７ｄ１は、Ｓ（λ）を４つずつまとめてＳｂ（Λ）を算出する。
【０１９８】
スペクトル検出部７ｄ１は、その計算された各Ｓｂ（Λ）を、そのＳ（λ）に対応する格納領域（メモリ７ｃ）のＳｂ（Λ）に格納する。その後、スペクトル検出部７ｄ１は、各Ｓｂ（Λ）を、ガス特定部７ｄ２に提供する。
【０１９９】
ガス特定部７ｄ２は、Ｓｂ（Λ）を受け付けると、ＳＡＭを用いて、ステップ１６０６および１６０７を実行する。
【０２００】
ステップ１６０６および１６０７では、ガス特定部７ｄ２は、各格納領域に格納されている色測定領域の出力ごとに、スペクトル検出部７ｄ１にて検出された反応面の色の変化を示すスペクトルの波形Ｓｂ（Λ）に最も似たスペクトル波形を示し、かつ、その反応面の色の変化を示すスペクトルの波形との一致度が所定値以上となるスペクトル波形を示すスペクトル情報を、スペクトルデータベース７ｂに格納されているスペクトル情報７ｂ３から特定する。
【０２０１】
具体的には、ガス特定部７ｄ２は、以下のような処理を行う。
【０２０２】
ガス特定部７ｄ２は、まず、ステップ１６０６を実行する。
【０２０３】
ステップ１６０６では、ガス特定部７ｄ２は、色測定領域のデータごとに、以下の処理を行う。
【０２０４】
ガス特定部７ｄ２は、スペクトル検出部７ｄ１にて検出された反応面の色の変化を示すスペクトルＳｂ（Λ）を、各Λを座標とする多次元空間に仮想的に配置する。
【０２０５】
また、ガス特定部７ｄ２は、スペクトルデータベース７ｂに格納されている各スペクトル情報を、入力部２から提供されたビニング指示に基づいて処理して、各スペクトル情報のバンド数を、スペクトルＳｂ（Λ）のバンド数にそろえる。
【０２０６】
ビニング指示が「４」を示しているので、ガス特定部７ｄ２は、ガス識別情報７ｂ２にて識別されるガスのスペクトル情報を４つずつまとめて、スペクトルデータベース７ｂに格納されている各スペクトル情報のバンド数を、スペクトルＳｂ（Λ）のバンド数にそろえる。
【０２０７】
ガス特定部７ｄ２は、スペクトルＳｂ（Λ）のバンド数と同じバンド数の各スペクトル情報を、スペクトルＳｂ（Λ）と同様に、各Λを座標とする多次元空間に仮想的に配置する。
【０２０８】
ガス特定部７ｄ２は、各スペクトル情報を、各Λを座標とする多次元空間に仮想的に配置すると、ステップ１６０７を実行する。
【０２０９】
ステップ１６０７では、まず、ガス特定部７ｄ２は、スペクトルＳｂ（Λ）と各スペクトル情報との内積を取り、その内積の値に基づいて、スペクトルＳｂ（Λ）との角度が最も小さいスペクトル情報を選定する。
【０２１０】
続いて、ガス特定部７ｄ２は、スペクトルＳｂ（Λ）と、その選定されたスペクトル情報との角度が、所定の角度以下になっているか否か判断する。
【０２１１】
ガス特定部７ｄ２は、スペクトルＳｂ（Λ）と、その選定されたスペクトル情報との角度が、所定の角度以下になっていると、その選定されたスペクトル情報を、スペクトルＳｂ（Λ）を示すスペクトル情報として特定する。
【０２１２】
図１７は、ＳＡＭを用いたスペクトル情報の特定方法の一例を示す説明図である。
【０２１３】
図１７（ａ）、（ｂ）において、ＤＢ１は、ガス識別情報ａと関連づけられたスペクトル情報のスペクトル波形を示し、ＤＢ２は、ガス識別情報ｂと関連づけられたスペクトル情報のスペクトル波形を示し、ＤＢ３は、ガス識別情報ｃと関連づけられたスペクトル情報のスペクトル波形を示す。
【０２１４】
また、図１７（ａ）において、Ｓｂ１は、測定されたスペクトルＳｂ１を示し、波形および強度がＤＢ２と似ている。また、図１７（ｂ）において、Ｓｂ２は、測定されたスペクトルＳｂ２を示し、波形はＤＢ２に同じだが、強度はＤＢ２と異なる。
【０２１５】
スペクトル波形の一致度は、化学反応の一致度を示す。
【０２１６】
しかしながら、強度の一致度は、必ずしも、化学反応の一致度を示さない。その理由は、強度は、化学反応時の周囲の温度および湿度、ならびに、ガスの濃度に応じて変化するからである。
【０２１７】
このため、スペクトル波形が一致するか否かを判定することにより、測定されたスペクトルに対応するスペクトル情報を特定することが望ましい。
【０２１８】
本実施例では、ＳＡＭを用いてスペクトル情報を特定するため、スペクトル波形の一致度に基づいて、測定されたスペクトルに対応するスペクトル情報を特定する。
【０２１９】
図１７（ｃ）は、ＤＢ１、ＤＢ２、ＤＢ３、Ｓｂ１およびＳｂ２を同一の多次元空間に配置した例を示す説明図である。
【０２２０】
図１７（ｃ）に示されるように、スペクトル波形が似ているＳｂ１とＤＢ２とは、両者の角度が小さくなり、また、スペクトル波形が似ているＳｂ２とＤＢ２でも、両者の角度は小さくなる。
【０２２１】
このため、本実施例では、図１７（ａ）に示されるようにスペクトル波形および強度が似ている場合だけでなく、図１７（ｂ）に示されるようにスペクトル波形が似ているが強度が異なる場合でも、測定されたスペクトルに対応するスペクトル情報を特定することが可能になる。
【０２２２】
ガス特定部７ｄ２は、スペクトルＳｂ（Λ）を示すスペクトル情報を特定すると、ステップ１６０８を実行する。
【０２２３】
ステップ１６０８では、ガス特定部７ｄ２は、その特定されたスペクトル情報と関連づけられているガス識別情報７ｂ２をスペクトルデータベース７ｂから読み取る。
【０２２４】
ガス特定部７ｄ２は、その読み取られたガス識別情報７ｂ２を表示部８に出力する。
【０２２５】
表示部８は、ガス特定部７ｄ２からガス識別情報７ｂ２を受け付けると、ステップ１６０９を実行する。
【０２２６】
ステップ１６０９では、表示部８は、そのガス識別情報７ｂ２を表示する。
【０２２７】
本実施例によれば、処理部７ｄは、各反応面の色のスペクトルに基づいて、各反応面の色を特定する。このため、各反応面の色を、高い精度で識別することが可能となる。
【０２２８】
また、本実施例では、処理部７ｄは、各反応面の色のスペクトルに基づいて、反応面で試薬と化学反応した特定対象のガスを特定する。このため、特定対象のガスを、高い精度で識別することが可能となる。
【０２２９】
なお、本実施例において、スペクトルデータベース７ｂおよび処理部７ｄは、以下のように変形されてもよい。
【０２３０】
スペクトルデータベース７ｂは、ガス識別情報と、そのガス識別情報にて識別されるガスと化学反応した試薬１０１の色のスペクトルから得られる吸収ラインとを関連づけて格納する。
【０２３１】
処理部７ｄは、色測定領域にて検出された色から、特定対象のガスと試薬１０１との化学反応によって生成された物質の吸収ラインを特定する。処理部７ｄは、その特定された吸収ラインに最も近い吸収ラインを、スペクトルデータベース７ｂに格納されている吸収ラインから特定する。処理部７ｄは、その特定された吸収ラインと関連づけられているガス識別情報を、特定対象のガスを示すガス識別情報として、スペクトルデータベース７ｂから読み取る。
【０２３２】
この場合、ガスと試薬との化学反応にて生成された物質の吸収ラインに基づいて、特定対象のガスを特定することが可能になる。
【０２３３】
また、以下のように、色情報がスペクトルデータベース７ｂに格納されてもよい。
【０２３４】
ユーザは、所定のガスと接触している媒体１０３に複数種類の試薬を所定の順番で流入させていき、そのときの媒体１０３の色の変化を色測定領域で順次検出する。スペクトルデータベース７ｂは、色測定領域で順次検出される検出結果を、所定のガス（所定のガスの識別情報）に対応する色情報として格納する。
【０２３５】
この場合、制御部７は、以下のようにして特定対象のガスを特定する。
【０２３６】
ユーザは、特定対象のガスと接触している反応面に複数種類の試薬を上記所定の順番で流入させていき、そのときの反応面の色の変化を色測定領域で順次検出する。
【０２３７】
色検出領域が反応面の色の変化を検出するたびに、処理部７ｄは、その検出結果とスペクトルデータベース７ｂに格納されている色情報とを比較して、色測定領域にて検出された色に最も似た色を示す色情報を、スペクトルデータベース７ｂに格納されている色情報から特定する。処理部７ｄは、その特定された色情報と関連づけられているガス識別情報をスペクトルデータベース７ｂから読み取る。
【０２３８】
また、本実施例においては、以下のように変形されてもよい。
【０２３９】
ＣＣＤ４が、発光部３から照射された後に反応面にて反射された光を受光するのではなく、発光部３から照射された後に反応面を透過した光を受光する。
【０２４０】
また、本ガス特定装置を特許文献１に記載の読取装置に組み込んでもよい。
【０２４１】
また、ＳＡＭを用いて、色が識別されてもよい。
【０２４２】
次に、第２実施例を説明する。
【０２４３】
図１８は、第２実施例を示したブロック図である。第２実施例は、各反応面の色のＲ、Ｇ、Ｂの成分比に基づいて、各反応面の色および特定対象のガスを特定する。なお、図１８において、図１に示したものと同一のものには同一符号を付してある。
【０２４４】
図１８において、ガス特定装置１０００ｂは、搭載部１と、入力部２と、発光部３と、カラーＣＣＤ４Ａと、レンズ５と、ＣＣＤ信号処理部６と、制御部７と、表示部８とを含む。制御部７は、色情報記憶部７ａと、ガス情報記憶部７ｂと、メモリ７ｃと、処理部７ｄとを含む。
【０２４５】
搭載部１には、測定対象基板の一例である反応面基板１０Ｂが搭載される。
【０２４６】
図１９は、反応面基板１０ＢとカラーＣＣＤ４Ａを示した説明図である。
【０２４７】
図１９において、反応面基板１０Ｂには、複数の反応面（測定対象面）１０ｈないし１０ｋがマトリックス状に設けられている。複数の反応面１０ｈないし１０ｋのそれぞれは、反応面基板１０Ｂの予め定められた位置に設けられている。なお、図１９では、アンプルは省略してある。
【０２４８】
カラーＣＣＤ４Ａには、複数の反応面１０ｈないし１０ｋのそれぞれに対応する複数の色測定領域４ｈないし４ｋが設けられている。なお、色測定領域４ｈは、反応面１０ｈに対応し、色測定領域４ｉは、反応面１０ｉに対応し、色測定領域４ｊは、反応面１０ｊに対応し、色測定領域４ｋは、反応面１０ｋに対応する。色測定領域４ｈないし４ｋのそれぞれには、複数のＲ、Ｇ、Ｂの受光素子が配列されている。
【０２４９】
レンズ５は、反応面基板１０Ｂが保持部１ｂに保持されると、反応面１０ｈの像１０ｈ１を色測定領域４ｈに形成し、反応面１０ｉの像１０ｉ１を色測定領域４ｉに形成し、反応面１０ｊの像１０ｊ１を色測定領域４ｊに形成し、反応面１０ｋの像１０ｋ１を色測定領域４ｋに形成する。
【０２５０】
このため、色測定領域４ｈの出力は、反応面１０ｈの色に応じて変化し、色測定領域４ｉの出力は、反応面１０ｉの色に応じて変化し、色測定領域４ｊの出力は、反応面１０ｊの色に応じて変化し、色測定領域４ｊの出力は、反応面１０ｊの色に応じて変化する。
【０２５１】
図１８に戻って、色情報記憶部７ａには、色度図が格納されている。この色度図は、ｘｙ座標を有し、ｘ座標はＲ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の値を示し、ｙ座標はＧ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の値を示す。なお、Ｒは色の赤成分を示し、Ｇは色の緑成分を示し、Ｂは色の青成分を示す。なお、この色度図は、本発明の装置固有のものである。すなわち、相対的な色度図であってもかまわない。
【０２５２】
ガス情報記憶部７ｂには、ガスを識別するためのガス識別情報と、そのガス識別情報にて識別されるガスと化学反応した試薬の色の色度図上の座標とが、互いに関連づけて記憶されている。
【０２５３】
メモリ７ｃは、各色測定領域の出力を格納する。
【０２５４】
図２０は、メモリ７ｃの一例を示した説明図である。図２０において、メモリ７ｃは、格納領域７ｃｈないし７ｃｋを有する。
【０２５５】
図１８に戻って、処理部７ｄは、色測定領域ごとに、カラーＣＣＤ４Ａの出力を処理する。
【０２５６】
具体的には、処理部７ｄは、色測定領域４ｈの出力を格納領域７ｃｈに格納し、色測定領域４ｉの出力を格納領域７ｃｉに格納し、色測定領域４ｊの出力を格納領域７ｃｊに格納し、色測定領域４ｋの出力を格納領域７ｃｋに格納する。
【０２５７】
また、処理部７ｄは、色測定領域４ｈのＲ、ＧおよびＢの出力をそれぞれ積算する。以下では、Ｒの出力を積算した値をＲ１、Ｇの出力を積算した値をＧ１、Ｂの出力を積算した値をＢ１とする。
【０２５８】
処理部７ｄは、ｘ＝Ｒ１／（Ｒ１＋Ｇ１＋Ｂ１）、および、ｙ＝Ｇ１／（Ｒ１＋Ｇ１＋Ｂ１）を演算し、その演算結果を、色情報記憶部７ａに格納されている色度図のｘｙ座標にあてはめて、反応面１０ｈの色を識別する。
【０２５９】
続いて、処理部７ｄは、その座標に最も近い座標を、ガス情報記憶部７ｂに格納されている座標から特定し、その特定された座標に関連づけられているガス識別情報を、ガス情報記憶部７ｂから読み出す。
【０２６０】
続いて、処理部７ｄは、反応面１０ｈの色と、そのガス特定情報を表示部８に表示させる。
【０２６１】
処理部７ｄは、他の色測定領域の出力についても、色測定領域４ｈと同様に処理する。
【０２６２】
次に、第２実施例の動作を説明する。
【０２６３】
なお、第２実施例の動作は、図７に示したフローチャートとほぼ同様である。よって、以下では、第２実施例の１つの特徴となるステップ７０３および７０４について説明する。
【０２６４】
ステップ７０３では、処理部７ｄは、色測定領域４ｈのＲ、ＧおよびＢの出力をそれぞれ積算して、Ｒ１、Ｇ１およびＢ１を算出する。
【０２６５】
処理部７ｄは、ｘ＝Ｒ１／（Ｒ１＋Ｇ１＋Ｂ１）、および、ｙ＝Ｇ１／（Ｒ１＋Ｇ１＋Ｂ１）を演算し、その演算結果を、色情報記憶部７ａに格納されている色度図のｘｙ座標にあてはめて、反応面１０ｈの色を識別する。処理部７ｄは、他の色測定領域についても、色測定領域４ｈと同様に処理する。
【０２６６】
処理部７ｄは、各反応面の色を識別すると、ステップ７０４を実行する。
【０２６７】
ステップ７０４では、処理部７ｄは、反応面１０ｈの色として得られた座標に最も近い座標を、ガス情報記憶部７ｂに格納されている座標から特定し、その特定された座標に関連づけられているガス識別情報を、ガス情報記憶部７ｂから読み出す。処理部７ｄは、他の色測定領域の出力についても、色測定領域４ｈと同様に処理する。
【０２６８】
本実施例によれば、処理部７ｄは、各反応面の色のＲ、ＧおよびＢの各成分に基づいて、各反応面の色を特定する。このため、各反応面の色を、高い精度で識別することが可能となる。
【０２６９】
また、本実施例では、処理部７ｄは、各反応面の色のＲ、ＧおよびＢの各成分に基づいて、反応面で試薬と化学反応した特定対象のガスを特定する。このため、特定対象のガスを、高い精度で識別することが可能となる。
【０２７０】
以上説明した各実施例において、図示した構成は単なる一例であって、本発明はその構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０２７１】
【図１】本発明の実施形態のガス特定装置を示したブロック図である。
【図２】反応面基板１０の一例を示した斜視図である。
【図３】ＣＣＤ４の一例を示した説明図である。
【図４】各像が形成されたＣＣＤ４を示した説明図である。
【図５】ＬＶＦが設けられたＣＣＤの一例を示した説明図である。
【図６】メモリ７ｃの一例を示した説明図である。
【図７】本実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】第１実施例を示したブロック図である。
【図９】反応面基板１０Ａを示した説明図である。
【図１０】ＣＣＤ４を示した説明図である。
【図１１】搭載部１に搭載された反応面基板１０Ａと、レンズ５と、フィルタ９と、ＣＣＤ４との関係を説明するための説明図である。
【図１２】シリンドリカルレンズ５によって、反応面１０ｄないし１０ｇの各像が形成されたＣＣＤ４を示した説明図である。
【図１３】スペクトルデータベース７ｂの一例を示した説明図である。
【図１４】メモリ７ｃの一例を示した説明図である。
【図１５】メモリ７ｃに格納された反応面１０ｄの色の変化を示すスペクトルの一例を示した説明図である。
【図１６】ガス特定装置１０００ａの動作を説明するためのフローチャートである。
【図１７】ＳＡＭを用いたスペクトル情報の特定方法の一例を示す説明図である。
【図１８】第２実施例を示したブロック図である。
【図１９】反応面基板１０ＢとカラーＣＣＤ４Ａを示した説明図である。
【図２０】メモリ７ｃの一例を示した説明図である。
【符号の説明】
【０２７２】
１０００    ガス特定装置
１          搭載部
１ａ        挿入口
１ｂ        保持部
１ｃ〜１ｈ  ボタン
２          入力部
３          発光部
４          ＣＣＤ
４ａ〜４ｋ  色測定領域
５          レンズ
６          ＣＣＤ信号処理部
７          制御部
７ａ        色情報記憶部
７ｂ        ガス情報記憶部（スペクトルデータベース）
７ｃ        メモリ
７ｄ        処理部
７ｄ１      スペクトル検出部
７ｄ２      ガス特定部
８          表示部
９          フィルタ
１０          反応面基板
１０ａ〜１０ｋ  反応面
【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】
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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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2007255995.tif 000021
【図２０】
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