(57)【要約】【課題】、測定対象物のカラー画像に基づくｐＨ判定の精度を向上させる。【解決手段】ｐＨ判定装置１００は、容器２０内のｐＨ指示薬が付加された測定対象物のｐＨ値を判定するｐＨ判定装置である。ｐＨ判定装置１００は、記憶部１９と制御部１８とを備える。記憶部１９は、測定対象物の色の色相の度合いを示す参照色相値と参照色相値が得られた測定対象物のｐＨ値との関係を示す参照情報１９ａを記憶する。制御部１８は、容器２０内の測定対象物の表面のカラー画像データを取得し、カラー画像データから容器２０内の測定対象物の色の色相の度合いを示す測定色相値を取得し、参照情報１９ａに基づき測定色相値から容器２０内の測定対象物のｐＨ値を判定する。【選択図】図４
2016034235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器内のｐＨ指示薬が付加された測定対象物のｐＨ値を判定するｐＨ判定装置であって、
測定対象物の色の色相の度合いを示す参照色相値と前記参照色相値が得られた測定対象物のｐＨ値との関係を示す参照情報を記憶する記憶部と、
前記容器内の測定対象物の表面のカラー画像データを取得し、前記カラー画像データから前記容器内の測定対象物の色の色相の度合いを示す測定色相値を取得し、前記参照情報に基づき前記測定色相値から前記容器内の測定対象物のｐＨ値を判定する制御部と、
を備える、ｐＨ判定装置。
【請求項２】
前記参照情報は、前記参照色相値と前記参照色相値が得られた測定対象物のｐＨ値との相関性に基づき作成された検量テーブル情報を含む、
請求項１に記載のｐＨ判定装置。
【請求項３】
前記色相の度合いは、所定の色空間において色相を示すパラメータの値に相当する、
請求項１又は２に記載のｐＨ判定装置。
【請求項４】
前記色相の度合いは、Ｌ*Ｃ*ｈ表色系における色相角度ｈに相当する、
請求項３に記載のｐＨ判定装置。
【請求項５】
前記色相の度合いは、色相角度θとして、
θ＝ｔａｎ-1（ｂ*／ａ*）
により取得される、請求項３に記載のｐＨ判定装置。
ただし、ａ*はＬ*ａ*ｂ*表色系における色度ａ*であり、ｂ*はＬ*ａ*ｂ*表色系における色度ｂ*である。
【請求項６】
前記容器は、それぞれが測定対象物を格納し配列された複数の凹部を含み、
前記制御部は、前記複数の凹部内の測定対象物の表面を含むカラー画像データから、各凹部内の測定対象物の色の色相の度合いを示す測定色相値をそれぞれ取得し、前記参照情報に基づき前記測定色相値から各凹部内の測定対象物に対するｐＨ値をそれぞれ判定する、
請求項１から５のいずれか１項に記載のｐＨ判定装置。
【請求項７】
前記制御部に接続される表示部、を更に備え、
前記制御部は、前記容器の複数の凹部の配列に対応して配列された複数のセルを含む配列表を生成し、
前記表示部は、前記配列表を表示し、表示された前記配列表の各セルは、対応する各凹部内の測定対象物のｐＨ値を含む、
請求項６に記載のｐＨ判定装置。
【請求項８】
前記表示部は更に、前記複数の凹部内の測定対象物の表面を全て含む一つの画像を前記配列表とともに表示する、
請求項７に記載のｐＨ判定装置。
【請求項９】
請求項４または５のいずれかに記載のｐＨ判定装置と、
前記容器内の測定対象物の表面を撮像し、撮像したカラー画像を前記ｐＨ判定装置に送信する撮像部と、
を備える、ｐＨ測定機。
【請求項１０】
前記撮像部に対向するように前記容器を載置させる容器載置面、
を更に備え、
前記容器は、前記容器内の測定対象物の表面側を覆う無色で透過性のある蓋部を有し、
前記撮像部は、前記蓋部が前記容器内の測定対象物の表面側を覆った状態で、前記容器内の測定対象物の表面を撮像する、
請求項９に記載のｐＨ測定機。
【請求項１１】
容器内のｐＨ指示薬が付加された測定対象物のｐＨ値を判定するｐＨ判定方法であって、
測定対象物の色の色相の度合いを示す参照色相値と前記参照色相値が得られた測定対象物のｐＨ値との関係を示す参照情報を記憶部から読み出し、
前記容器内の測定対象物の表面のカラー画像データを取得し、
取得した前記カラー画像データから前記容器内の測定対象物の色の色相の度合いを示す測定色相値を取得し、
前記参照情報に基づき、前記測定色相値から前記容器内の測定対象物のｐＨ値を判定する、
ｐＨ判定方法。
【請求項１２】
前記色相の度合いは、所定の色空間において色相を示すパラメータの値に相当する、
請求項１１に記載のｐＨ判定方法。
【請求項１３】
前記色相の度合いは、Ｌ*Ｃ*ｈ表色系における色相角度ｈに相当する、
請求項１２に記載のｐＨ判定方法。
【請求項１４】
前記色相の度合いは、色相角度θとして、
θ＝ｔａｎ-1（ｂ*／ａ*）
により取得される、請求項１２に記載のｐＨ判定方法。
ただし、ａ*はＬ*ａ*ｂ*表色系における色度ａ*であり、ｂ*はＬ*ａ*ｂ*表色系における色度ｂ*である。
【請求項１５】
容器内のｐＨ指示薬が付加された測定対象物のｐＨ値を判定するための処理をコンピュータに実行させるｐＨ判定プログラムであって、
ｐＨ指示薬が付加された測定対象物の色の色相の度合いを示す参照色相値と前記参照色相値が得られた測定対象物のｐＨ値とを示す参照情報を記憶部から読み出し、
前記容器内の測定対象物の表面のカラー画像データを取得し、
取得した前記カラー画像データから前記容器内の測定対象物の色の色相の度合いを示す測定色相値を取得し、
前記参照情報に基づき、前記測定色相値から前記容器内の測定対象物のｐＨ値を判定する、
ｐＨ判定プログラム。
【請求項１６】
前記色相の度合いは、所定の色空間において色相を示すパラメータの値に相当する、
請求項１５に記載のｐＨ判定プログラム。
【請求項１７】
前記色相の度合いは、Ｌ*Ｃ*ｈ表色系における色相角度ｈに相当する、
請求項１６に記載のｐＨ判定プログラム。
【請求項１８】
前記色相の度合いは、色相角度θとして、
θ＝ｔａｎ-1（ｂ*／ａ*）
により取得される、請求項１６に記載のｐＨ判定プログラム。
ただし、ａ*はＬ*ａ*ｂ*表色系における色度ａ*であり、ｂ*はＬ*ａ*ｂ*表色系における色度ｂ*である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象物（例えば、培養された細胞を含む培地等）のｐＨを測定するためのｐＨ判定装置、ｐＨ測定機、ｐＨ判定方法およびｐＨ判定プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種溶液等のｐＨを計測する方法が知られている。
例えば、細胞培養の分野においては、測定対象物である細胞が入れられた培地のｐＨを測定することで、培養容器に入れられた細胞の培養が進行しているか否かを観察する方法が用いられている。培地のｐＨ測定は、ｐＨセンサを用いて１つずつ測定されていた。しかし、近年では、培養容器の細胞保持用の凹部（ウェル）の数を増やして作業効率の向上を図るために、センサ等を用いずに、細胞を含む培地のｐＨの測定を行うことが可能な測定装置が要求されている。
【０００３】
このようなｐＨ測定装置では、測定対象物である細胞を含む培地に色変化型ｐＨ指示薬（例えば、フェノールレッド、メチルオレンジ、フェノールフタレイン、リトマス等）を添加し、ｐＨ指示薬の色の変化を検出し、予め記憶されたｐＨ値と色情報（ＲＧＢ値等）との関係を示すテーブルを参照することで、ｐＨ測定を実施することができる。
例えば、ｐＨ指示薬を均一に混合した測定対象物のカラー画像を信号化し、その測定対象物についてあらかじめ作成した検量線と対比することにより得られたｐＨ値を画面に表示する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。同方法では、検量線は、カラー画像のＲＧＢに基づく値とｐＨ値との対応関係に基づき作成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３４３３２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の方法では、以下に示すような問題点を有している。
すなわち、特許文献１に開示された方法では、検量線は、カメラにより取得されるカラー画像データのＲＧＢに基づく値（例えば、ＣＩＥ色度図のｙ値）とｐＨ値との対応関係に基づき作成される。
しかし、カメラにより取得されるカラー画像データのＲＧＢの値は、輝度、つまり測定対象物からの光量の変化によって変化するため、同一測定対象物であってもその厚み（量）によって変化する。したがって、上記従来の方法では、測定対象物の量を一定にしなければ、正確なｐＨを測定することができなかった。
【０００６】
また、光量の変化によって、カメラにより取得されるカラー画像データのＲＧＢ値が変わるため、装置の光源の劣化による輝度の変化や、測定対象物が入れられる容器の蓋の有無、容器の材質や加工の違いによっても、ｐＨの測定結果に影響を与えてしまい、ｐＨの測定精度の低下につながった。
そこで、本発明の目的は、測定対象物のカラー画像に基づくｐＨの測定精度を向上させることが可能なｐＨ判定装置、ｐＨ測定機、ｐＨ判定方法およびｐＨ判定プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一つの観点に係るｐＨ判定装置は、容器内のｐＨ指示薬が付加された測定対象物のｐＨ値を判定するｐＨ判定装置であって、測定対象物の色の色相の度合いを示す参照色相値と参照色相値が得られた測定対象物のｐＨ値との関係を示す参照情報を記憶する記憶部と、容器内の測定対象物の表面のカラー画像データを取得し、カラー画像データから容器内の測定対象物の色の色相の度合いを示す測定色相値を取得し、参照情報に基づき測定色相値から容器内の測定対象物のｐＨ値を判定する制御部と、を備える。
【０００８】
ここでは、予め取得した色相の度合いとｐＨ値との関係に基づいて、測定対象物のｐＨ判定を行う。よって、測定対象物を撮像する際の光量の変化によって変動する輝度を含む色情報（例えば、ＲＧＢ値）に基づいたｐＨ判定とは異なり、測定対象物の厚み（量）等に左右されないｐＨ判定結果を得ることが可能となる。つまり、本発明に係るｐＨ判定装置によれば、光量の変化を生じさせる要因、例えば測定対象物の厚み（量）、測定対象物が入れられた容器の蓋の有無、容器の材質や形状の差異による影響が少ないため、安定的なｐＨ判定を行うことができる。
【０００９】
本発明の別の観点に係るｐＨ測定機は、上記ｐＨ判定装置と、容器内の測定対象物の表面を撮像し、撮像したカラー画像をｐＨ判定装置に伝送または送信する撮像部と、を備える。
本発明の更に別の観点に係るｐＨ判定方法は、容器内のｐＨ指示薬が付加された測定対象物のｐＨ値を判定するｐＨ判定方法であって、測定対象物の色の色相の度合いを示す参照色相値と参照色相値が得られた測定対象物のｐＨ値との関係を示す参照情報を記憶部から読み出し、容器内の測定対象物の表面のカラー画像データを取得し、取得したカラー画像データから容器内の測定対象物の色の色相の度合いを示す測定色相値を取得し、参照情報に基づき、測定色相値から容器内の測定対象物のｐＨ値を判定する。
【００１０】
本発明の更に別の観点に係るｐＨ判定プログラムは、容器内のｐＨ指示薬が付加された測定対象物のｐＨ値を判定するための処理をコンピュータに実行させるｐＨ判定プログラムであって、ｐＨ指示薬が付加された測定対象物の色の色相の度合いを示す参照色相値と参照色相値が得られた測定対象物のｐＨ値とを示す参照情報を記憶部から読み出し、容器内の測定対象物の表面のカラー画像データを取得し、取得したカラー画像データから容器内の測定対象物の色の色相の度合いを示す測定色相値を取得し、参照情報に基づき、測定色相値から容器内の測定対象物のｐＨ値を判定する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、測定対象物のカラー画像に基づくｐＨ判定の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係るｐＨ測定機の構成を示す正面図。
【図２】図１のｐＨ測定機の主要構成を筐体部から取り出した状態を示す斜視図。
【図３】同実施形態に係る容器（ウェルプレート）の上面図。
【図４】本実施形態に係るｐＨ判定装置の概略構成図。
【図５】表色系における各パラメータの関係を説明するための図。
【図６】量の変化による測定対象物の色の色相角度の変化の検証結果を示す図。
【図７】本実施形態に係る測定対象物の色の色相角度とｐＨ値との関係を示すグラフ。
【図８】同ｐＨ判定装置によるｐＨ判定動作のフローチャート。
【図９】同ｐＨ判定装置により出力される画面例の図。
【図１０】同ｐＨ判定装置により出力される画面例の図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００１４】
（実施の形態）
[１．構成]
[１―１．ｐＨ測定機１０の構成]
図１は、実施形態に係るｐＨ測定機１０（ｐＨ測定機の一例）の外観を示す。
本実施形態に係るｐＨ測定機１０は、ウェルプレート２０（容器の一例；図３参照）に入れられた細胞Ｃの生育状態に応じて変化する培地（測定対象物の一例）のｐＨ変化を培地の色の変化として画像処理によって検出する。
【００１５】
ｐＨ測定機１０は、図１に示すように、筐体部１１と、取付台１２と、光源部１３と、容器載置部１４（容器載置面の一例）と、フレネルレンズ１６と、カメラ（撮像部の一例）１７と、後述するｐＨ判定装置１００（図４参照）と、を備えている。
＜筐体部１１＞
筐体部１１は、箱型形状の前面側に図示しない観音開きの２枚の扉（double doors）を有しており、２枚の扉を閉じることで、内部に暗室を形成する。また、筐体部１１は、図２に示すように、内部に、取付台１２、光源部１３、容器載置部１４、フレネルレンズ１６、カメラ１７等の主要部構成を格納する。
【００１６】
本実施形態では、ｐＨの測定を行う主要部を筐体部１１の中に収納した状態で、ｐＨ測定を実施する。これにより、周囲光の影響を受けることなくｐＨ測定を実施することができるとともに、光源部１３の電力も省電力化することができる。さらに、暗箱内においてｐＨ測定を実施することで、風の影響によって温度やＣＯ2濃度が変化してしまうことを抑制することができる。
【００１７】
なお、本実施形態のように、ｐＨ測定機１０の主要な構成を暗箱内に設置し、電源装置やＵＳＢハブ等を筐体部１１の下に配置した場合には、電源装置等を冷却するための冷却風がウェルプレート２０の方向へ流れていかないように配置を工夫してもよい。
本実施形態では、筐体部１１内に形成される暗室において、光源部１３から照射される光を用いてウェルプレート２０に保持された細胞Ｃを含む培地のｐＨの変化を検出することで、周囲の光の影響を受けることなく、精度の高いｐＨ判定を実施することができる。
【００１８】
＜取付台１２＞
取付台１２は、図２に示すように、光源部１３、容器載置部１４、カメラ１７等を取り付ける台であって、基台部１２ａ、支持部１２ｂ、２本の支柱１２ｃ，１２ｃ、カメラ取付部１２ｄを有している。
基台部１２ａは、ｐＨ測定機１０が設置される設置面上に載置され、ｐＨ測定機１０の土台部分を形成する平板状の部材であって、内部に、光源部１３が配置されている。また、基台部１２ａにおける光源部１３が配置された部分の上には、ウェルプレート２０とが載置される。
【００１９】
支持部１２ｂは、基台部１２ａの上面の上方に、所定の隙間を介して取り付けられた平板状の部材であって、ウェルプレート２０に対向する部分に形成された貫通穴に、フレネルレンズ１６が嵌め込まれている。
２本の支柱１２ｃ，１２ｃは、図２に示すように、基台部１２ａにおけるウェルプレート２０が導入される正面側とは反対側に、略鉛直方向に沿って立設されている。また、２本の支柱１２ｃ，１２ｃは、上端部にカメラ１７が取り付けられるカメラ取付部１２ｄが固定されている。
【００２０】
カメラ取付部１２ｄは、図２に示すように、平面視において、略Ｔ字型の部材であって、２本の支柱１２ｃ，１２ｃの上端部によって支持されている。また、カメラ取付部１２ｄにおける略Ｔ字型の先端部分には、ウェルプレート２０の方向に向かって配置されたカメラ１７が取り付けられている。
＜光源部１３＞
光源部１３は、白色ＬＥＤによって構成されており、基台部１２ａから上方に配置されたウェルプレート２０に向かって光を照射する。
【００２１】
なお、光源部１３としては、ハロゲンランプ等の他の光源を用いてもよい。ただし、例えば、光源としてハロゲンランプを用いた場合には、発熱によって環境温度が上昇し、筐体部１１内の温度も上昇してしまう。この場合、ウェルプレート２０の各ウェル２０ａに入れられた細胞が高温環境下において死滅してしまうおそれがある。
よって、光源部としては、本実施形態のように、発熱量の小さいＬＥＤを用いることが好ましい。
【００２２】
＜容器載置部１４＞
容器載置部１４は、基台部１２ａ上に設置された貫通穴を有する平板状の部材であって、この貫通部分にウェルプレート２０が載置される。容器載置部１４の貫通部分は、ウェルプレート２０の大きさに合わせて形成されている。
これにより、容器載置部１４にウェルプレート２０が載置されると、ウェルプレート２０は基台部１２ａにおける所定の場所へ位置合わせされた状態で載置される。
【００２３】
＜フレネルレンズ１６＞
フレネルレンズ１６は、図１および図２に示すように、上下方向において、基台部１２ａ上に載置されたウェルプレート２０とカメラ１７との間に配置されている。フレネルレンズ１６は、テレセントリック性を有するレンズであって、結像するカメラ１７の位置において光軸と主光線とが平行とみなせる特性を有している。
【００２４】
＜カメラ１７＞
カメラ１７は、カラー画像を取得可能な撮像装置であって、図１および図２に示すように、上述した取付台１２のカメラ取付部１２ｄによって支持された状態で、フレネルレンズ１６の上方に固定されている。
また、カメラ１７は、フレネルレンズ１６を介して、ウェルプレート２０を含む範囲を撮影可能になるように、フレネルレンズ１６の上面から所定の距離だけ離れた位置に配置されている。
【００２５】
さらに、カメラ１７は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を用いて、光学像を電気信号に変化させ、電気信号をデジタル化して、カラー画像データとしてｐＨ判定装置１００の制御部１８に伝送または送信する。
＜ウェルプレート２０＞
本実施形態のｐＨ測定機１０では、図３に示すように、８列、６行の計４８個のウェル２０ａ（凹部の一例）が表面に形成されたウェルプレート２０を使用する。ウェルプレート２０の各ウェル２０ａにそれぞれ細胞Ｃおよび培地を入れて細胞の培養を行う。
【００２６】
ウェルプレート２０は、図示しないインキュベータ内に形成される高温多湿の培養空間において細胞Ｃを培養するための培養容器であって、表面に４８個のウェル２０ａが形成されるように、樹脂の射出成形によって形成されている。
それぞれのウェル２０ａには、ｐＨ指示薬としてのフェノールレッドを含む培地とともに、細胞Ｃが入れられる。
【００２７】
ウェルプレート２０は、図２に示すように、その表面がカメラ１７に対向するように取付台１２の基台部１２ａに形成された容器載置部１４に載置される。
[１―２．ｐＨ判定装置１００の構成]
図４は、ｐＨ判定装置１００の概略構成を示す。ｐＨ判定装置１００は、ｐＨ測定機１０に接続されたコンピュータ装置であり、制御部１８と、制御部１８に接続される記憶部１９と、制御部１８に接続される表示部３０とを備える。
【００２８】
＜制御部１８＞
図４に示すように、制御部１８は、画像データ取得部１８１、色情報分析部１８３、色相角度演算部１８５、ｐＨ判定部１８７、表示画像生成部１８９等の機能を含む。制御部１８は、記憶部１９等に記憶された所定のプログラムを読み出して各機能を実行するＣＰＵ等のプロセッサにより構成される。
【００２９】
画像データ取得部１８１は、カメラ１７によって取得されたカラー画像データを取得し、カラー画像データに含まれる各ｐＨ測定部位であるウェル２０ａの表面の画像データに対し順次所定の画像処理を実行する。以下、ｐＨ判定の対象とするウェル２０ａを対象ウェル２０ａとする。
色情報分析部１８３は、画像処理された対象ウェル２０ａの画像データに含まれるＲＧＢの画像情報を取得し、この画像情報から、色情報（色相）を取得する。具体的には、色情報分析部１８３は、色空間変換を行い、色情報を取得する。次式は、ＲＧＢからＸＹＺ表色系への変換のための数式を示す。
【００３０】
【数１】
2016034235.tif 000003
【００３１】
上記数式では、ＲＧＢの座標の値や白色点の値によって変換行列Ｍを求めて、ＲＧＢからＸＹＺ表色系への変換を行う。
色情報分析部１８３は更に、ＸＹＺ表色系からＬ*ａ*ｂ*表色系への変換を行う。この変換を行うための数式は、例えば、以下の通りである。
【００３２】
【数２】
2016034235.tif 000004
【００３３】
なお、Ｘn、Ｙn、Ｚnはそれぞれ白色点の座標である。
色情報分析部１８３は更に、Ｌ*ａ*ｂ*表色系を極座標系であるＬ*Ｃ*ｈ表色系の値を得る。
色相角度演算部１８５は、色情報分析部１８３により取得したＬ*Ｃ*ｈ表色系の値のうち色相角度を示すｈの値を演算する。
【００３４】
図５は、Ｌ*Ｃ*ｈ表色系におけるＬ*Ｃ*ｈの各パラメータ値の関係を示す。Ｌは明度を示し、これはＬ*ａ*ｂ*表色系の明度Ｌ*と同じである。Ｃ*は彩度を表す。なお、ａ*、ｂ*は、Ｌ*ａ*ｂ*表色系の色度を示し、Ｌ*Ｃ*ｈ表色系のＣ*は、次の数式で求められる。
【００３５】
【数３】
2016034235.tif 000005
【００３６】
Ｌ*Ｃ*ｈ表色系の色相角度ｈ（θ）は、ｔａｎ-1（ｂ*／ａ*）により得られる。
ｐＨ判定部１８７は、後述するメモリ１９の検量テーブル１９ａ（参照情報の一例）を参照し、色相角度演算部１８５により得られた色相角度ｈに対応するｐＨ値を取得する。ｐＨ判定部１８７は、取得したｐＨ値を対象ウェル２０ａの識別情報に対応させてメモリ１９に格納する。
【００３７】
表示画像生成部１８９は、ウェルプレート２０にある全てのウェル２０ａのｐＨ判定が完了した場合は、表示する画像を生成する。
＜記憶部１９＞
記憶部１９は、制御部１８に接続されるメモリ（ＲＡＭ、ＲＯＭ等）により構成される。記憶部１９は、検量テーブル１９ａが格納されている。検量テーブル１９ａについては後述する。
【００３８】
＜表示部３０＞
表示部３０は、液晶や有機ＥＬ等のディスプレイにより構成され、制御部１８の表示画像生成部１８９により生成された画像データを画面に表示する。
＜入力部４０＞
入力部４０は、制御部１８に接続される、キーボード、マウス、タッチパネル等である。入力部４０は、ユーザにより操作され情報が入力される。
【００３９】
[１−３．検量テーブル１９ａ]
検量テーブル１９ａは、事前に測定した測定対象物の色の色相の値とその測定対象物のｐＨ値を対応付けた検量データを格納したテーブルである。
本発明者らは測定対象物の色のうち色相とｐＨ値との相関性を発見した。色相とｐＨ値との相関性に基づいてｐＨを判定することにより、明るさ（輝度）に影響しない色相を基準にｐＨ判定を行うため、同一の測定対象物であってもその液量や厚みの差異によって、ｐＨ値が影響を受けることがない。
【００４０】
図６は、同じｐＨ値をもつ培地の液量を変えて色相値を測定した結果である。図に示すように、培地の液量によって、彩度Ｃ*はばらつきが出るが、色相角度であるｈはほぼ一定であることが分かる。
以下、検量テーブルの作成手順について説明する。
まず、ウェルプレート２０の複数のウェル２０ａにそれぞれ入れた複数の測定対象物を準備する。ここで複数の測定対象物とは、様々な所定のｐＨ値を持つ溶液であり、例えば、希釈液を加えて任意のｐＨ値に調整した培地であり、これらにｐＨ指示薬を付加したものである。希釈液と培地の割合に応じて調整した培地のｐＨ値を、市販のｐＨ計を用いて測定するとともに、ｐＨ指示薬（例えば、フェノールレッド）を含む培地の色を撮影することによってｐＨ値と色の関係を検出する。具体的には、ウェルプレート２０の表面を撮影し、カラー画像データを取得する。そして、同カラー画像データから、上記の制御部１８による処理と同様に、色空間変換を経て、各ウェル２０ａの培地の色の色相情報（Ｌ*Ｃ*ｈ表色系のｈの値）を取得する。取得した色相情報は対応するウェル２０ａのｐＨ値と対応付けて検量テーブル１９ａを作成する。
【００４１】
図７は、上記手順で作成した検量データの一例を示す。この検量データをテーブル化した検量テーブル１９ａを参照して、実際に培地表面を撮像して得たカラー画像からの色相角度に対応するｐＨ値を算出する。なお、図７の検量データは、ｐＨ値７付近のデータをとるためにｐＨ指示薬としてフェノールレッドを使用して得られたデータである。
よって、ｐＨ測定機１０は、ｐＨ測定部位の色相を数値化し、記憶部１９に格納された検量テーブル１９ａを参照して、ｐＨ測定部位の色相の数値と対応するｐＨ値を求めることで、ウェルプレート２０の各ウェル２０ａにおける細胞Ｃの生育状態を判定することができる。この結果、ｐＨ値が低くなっている場合、つまり細胞が増加して培地が酸性化している場合には、そのウェル２０ａの細胞Ｃを他のウェル２０ａに分注し、再び、インキュベータ内の培養空間に置くことで、細胞Ｃの培養を促進させることができる。
【００４２】
一方、ｐＨ測定の結果、ｐＨ値が低くなっていない、つまり培地が酸性化していない場合には、そのウェル２０ａの細胞Ｃの生育が進んでいないことを意味している。よって、この場合には、細胞Ｃの生育が進まない原因として考えられる要因を排除するために、培地の交換等の作業を実施することができる。この結果、細胞Ｃの生育が促進されるように処理を行うことで、全てのウェル２０ａの細胞Ｃの生育が進むようにすることができる。
【００４３】
［２．動作］
［２−１．ｐｈ判定動作］
図８は、主に本実施形態に係る制御部１８により実行されるｐＨ判定動作のフローチャートである。
Ｓ１０１：ｐＨ測定機１０のカメラ１７により撮像されたカラー画像データが画像データ取得部１８１により取得される。ここでは、ウェルプレート２０の表面全体の画像に相当する画像データが取得される。
【００４４】
Ｓ１０２：画像データ取得部１８１により、取得した画像データから各ウェル２０ａが特定される。ウェル２０ａの特定は、事前に設定された位置情報に基づき行われる。
なお、各ウェル２０ａの位置は、事前の調整により設定される。例えば、各ウェル２０ａの位置は、ウェルプレートの表面全体の画像（図１０の画面３００の画像表示エリア３０１）を見ながら決定または調整されるようにしてもよい。また、このとき、調整する者（例えば、サービスパーソンまたは検査作業員）は、画面に表示されるウェルプレート２０の表面全体の画像２０ｉを見ながら、入力部４０を操作することにより、カメラ１７によるウェル２０ａの計測位置を調整するようにしてもよい。このとき、ウェル２０ａの計測位置が分かるように、画像表示エリア３０１に表示されたウェルプレート２０の各ウェル２０ａの円内には、計測エリアを示すマークを表示するようにしてもよい。また、この計測エリアは、大きさを調整できるようにしてもよい。
【００４５】
Ｓ１０３：ウェル２０ａが特定されると、色情報分析部１８３により、対象ウェル２０ａの表面のカラー画像データの色情報が分析される。具体的には、上述した色空間変換により、カラー画像データより取得したＲＧＢ値からＸＹＺ表色系における各値（Ｙ，ｘ，ｙ）を演算し、ＸＹＺ表色系の各値からＬ*ａ*ｂ*表色系の各値（Ｌ*，ａ*，ｂ*）を演算し、更にＬ*，Ｃ*，ｈ表色系の値を取得する。
【００４６】
Ｓ１０４：色相角度演算部１８５により、Ｌ*，Ｃ*，ｈ表色系の値のうち色相角度ｈの値（測定色相値の一例）を算出する。
Ｓ１０５：ｐＨ判定部１８７により、検量テーブル１９ａが参照される。
Ｓ１０６：ｐＨ判定部１８７により、参照された検量テーブル１９ａから、取得された色相角度ｈの値（参照色相値の一例）に対応するｐＨ値が取得される。
【００４７】
Ｓ１０７：取得されたｐＨ値は、対象ウェル２０ａの識別情報に対応させて記憶部１９に記憶される。
Ｓ１０８：ｐＨ判定部１８７により、撮像されたウェルプレート２０のウェル２０ａのうち、未測定のウェル２０ａが有るかどうかを判定する。未測定のウェル２０ａがある場合はステップＳ１０３に戻り、未測定のウェル２０ａがない場合はステップＳ１０９に進む。
【００４８】
Ｓ１０９：表示画像生成部１８９により、記憶部１９に記憶されたウェル識別情報と対応するｐＨ値に基づき、後述するように、ウェル２０ａ毎のｐＨ値を含む画像を生成する。
Ｓ１１０：生成された画像は表示部３０に表示される。
なお、上記制御フローは一例であって、その順序やタイミングは上記に限定されるものではない。
【００４９】
［２−２．ｐｈ判定画面］
図９は、上記ｐＨ判定動作の結果、表示部３０に表示される画面３００の一例を示す。
画面３００は、ｐＨ値表示エリア３０２を含む。
ｐＨ値表示エリア３０２は、ウェル２０ａの配列と同様に配列されたセル３０４ｃからなる配列表３０４（８列×６行）を表示する。配列表３０４におけるセル３０４ｃの位置は、ウェルプレート２０におけるウェル２０ａの位置に対応する。つまり配列表３０４は、列１〜８と、行Ａ〜Ｆのセル３０４ｃからなる。配列表３０４は、各セル３０４ｃに対応するウェル２０ａに対して測定されたｐＨ値をそれぞれ表示する。
【００５０】
以上のように、表示部３０の画面３００には、ウェルプレート２０におけるウェル２０ａの配列に対応した配列表３０４が表示され、且つ各ウェル２０ａに対応するセル３０４ｃに判定したｐＨ値を表示するため、ユーザは各ウェル２０ａのｐＨ値をすぐに把握することができる。ユーザは、各ウェル２０ａのｐＨ値と所定の閾値と比較することにより、測定対象物の培養状態を把握し、次にどのような処理（培地交換や分注等）を行うかの判断をすることができる。
【００５１】
図１０は、上記ｐＨ判定動作の結果、表示部３０に表示される画面３００の別の一例を示す。この画面は、主にｐＨ測定機１０の調整等を行うサービスパーソンまたは検査作業員により使用される。
画面３００は、画像表示エリア３０１と、ウェル表示エリア３０３と、切替タブ３０７等を含む。
【００５２】
画像表示エリア３０１は、少なくともウェルプレート２０の画像２０ｉを表示する。
ウェル表示エリア３０３は、図９と同様にウェル２０ａの配列と同様に配列されたセル３０４ｃからなる配列表３０４（８列×６行）を表示する。配列表３０４は更に、各セル３０４ｃに対応するウェル２０ａのｐＨ値に加え、色情報（明度Ｌ*と、彩度*と、色相角度ｈ）の数値をそれぞれ表示する。
【００５３】
切替タブ３０７は、選択することにより、異なる表色系（Ｌ*ａ*ｂ*表色系やＲＧＢ表色系）のパラメータ値と対応するｐＨ値とをウェル２０ａ毎に表示した画面に切り替えることができる。
［３．効果等］
＜３−１＞
本実施形態に係るｐＨ判定装置１００は、容器（ウェルプレート２０）内のｐＨ指示薬が付加された測定対象物のｐＨ値を判定するｐＨ判定装置であって、記憶部１９と、制御部１８と、を備える。記憶部１９は、測定対象物の色の色相の度合いを示す参照色相値（Ｌ*Ｃ*ｈ表色系のｈ値）とその参照色相値が得られた測定対象物のｐＨ値との関係を示す参照情報（検量テーブル１９ａ）を記憶する。制御部１８は、容器内の測定対象物の表面のカラー画像データを取得し、同カラー画像データから容器内の測定対象物の色の色相の度合いを示す測定色相値（Ｌ*Ｃ*ｈ表色系のｈ値）を取得し、参照情報に基づき測定色相値から容器内の測定対象物のｐＨ値を判定する。
【００５４】
このため、本実施形態に係るｐＨ判定装置１００は、色相の度合いとｐＨ値との関係に基づいてｐＨ値を判定するため、測定対象物を撮像する際の光量の変化によって変動する輝度を含む色情報に基づいたｐＨ判定とは異なり、測定対象物の量に左右されないｐＨ判定結果を得ることが可能となる。つまり、光量の変化を生じさせる要因、例えば測定対象物の厚み（量）による光量の変化による影響が少ないため、安定的なｐＨ判定を行うことができる。また、ウェルプレート２０の材質の違いによる光量の変化があっても、同様にｐＨ判定結果への影響は少ないというメリットがある。
【００５５】
＜３−２＞
本実施形態に係るｐＨ判定装置１００においては、容器（ウェルプレート２０）は、それぞれが測定対象物を格納し配列された複数の凹部（ウェル２０ａ）を含み、制御部１８は、複数の凹部内の測定対象物の表面を含むカラー画像データから、各凹部内の測定対象物の色の色相の度合いを示す測定色相値（Ｌ*Ｃ*ｈ表色系のｈ）をそれぞれ取得し、参照情報（検量テーブル１９ａ）に基づき測定色相値から各凹部内の測定対象物に対するｐＨ値をそれぞれ判定する。
【００５６】
このため、多数の測定対象物のｐＨ値を一括して判定することができるため、ｐＨ判定の作業効率を向上させることができる。
＜３−３＞
本実施形態に係るｐＨ判定装置１００は、制御部１８に接続された表示部３０を更に備え、制御部１８は、容器（ウェルプレート２０）の複数の凹部（ウェル２０ａ）の配列に対応して配列された複数のセル３０４ｃを含む配列表３０４を生成し、表示部３０は、配列表３０４を表示し、表示された配列表３０４の各セル３０４ｃは、対応する各凹部内の測定対象物のｐＨ値を含む。
【００５７】
このため、ユーザは、多数の測定対象物のｐＨ値を一括して確認することができ、次の工程（例えば、測定対象物が細胞を培養した培地である場合の培地変換や分注等）を判断することができるため、測定対象物に対する作業効率を向上させることができる。
＜３−４＞
本実施形態に係るｐＨ測定機１０は、容器（ウェルプレート２０）内の測定対象物の表面を撮像し、撮像したカラー画像データをｐＨ判定装置１００に伝送または送信する撮像部（カメラ１７）と、撮像部に対向するように容器を載置させる容器載置面と、を更に備える。容器は、容器内の測定対象物の表面側を覆う無色で透過性のある蓋部を有し、撮像部は、蓋部が容器内の測定対象物の表面側を覆った状態で、容器内の測定対象物の表面のカラー画像データを取得する。
【００５８】
このため、本実施形態に係るｐＨ判定装置１００においては、容器は蓋（無色で透明性のあるもの）をしたまま測定することができる。つまり、蓋をすることにより、測定対象物の撮像時の光量の変化によるｐＨ判定結果への影響は少ない。よって、ｐＨ判定のために蓋を外して画像を取る必要はないため、凹部内の測定対象物（例えば、細胞を培養した培地等）のコンタミネーションや容器内の温度・湿度の変化を防ぐことができる。
【００５９】
（その他実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
（Ａ）
上記実施形態においては、色相を算出するためにＬ*Ｃ*ｈ表色系を用いていたが、Ｌ*ａ*ｂ*表色系を用いて色相の度合いを算出してもよい。この場合、色相の度合いは、色相角度θとして、
θ＝ｔａｎ-1（ｂ*／ａ*）
により算出できる。
【００６０】
また、上記表色系に限定されず、その他の表色系であっても、色相の度合いを示すパラメータを用いてもよい。
（Ｂ）
上記実施形態においては、図９や図１０の画面例において、ウェル２０ａの測定ｐＨ値を、次の工程（例えば、測定対象物が細胞を培養した培地である場合の培地変換や分注等）の判断基準となる閾値との比較結果を反映させるように表示するようにしてもよい。例えば、制御部１８は、閾値との比較の結果、培地交換や分注等が必要な基準に達しているウェル２０ａの測定ｐＨ値を強調するように表示してもよい（例えば、異なる色による表示、反転表示、点滅表示等）。
【００６１】
（Ｃ）
上記実施形態では、ｐＨ判定装置１００に対して本発明を適用した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
上記実施形態では、ｐＨ判定装置１００は表示部３０を備えているが、制御部１８および記憶部１９のみを備えるものとしてもよい。また、ｐＨ判定装置１００は、ｐＨ測定機１０に組み込まれていてもよい。
【００６２】
また、本発明は、例えば、上述した制御フロー（図８参照）に従って実行されるｐＨ判定方法や、ｐＨ判定方法をコンピュータに実行させるｐＨ判定プログラムとして実施してもよい。
（Ｄ）
上記実施形態では、細胞を入れる容器として、複数のウェル（凹部）２０ａを含むウェルプレート２０を用いた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６３】
例えば、シャーレ等を培養容器として用いてもよい。
ただし、ウェルプレートのように複数のウェルに細胞を入れて細胞の成育状態を確認しながら細胞培養を行うことで、細胞の培養効率を向上させることができるという点では、上述した実施形態のように、複数箇所において細胞培養を行うことが可能な培養容器を用いることがより好ましい。
【００６４】
（Ｅ）
上記実施形態では、ウェル（凹部）２０ａの数が、８列×６行の計４８個のウェルプレート２０を用いた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、４列×３行の計１２個のウェル、４０列×９０行の計３６００個のウェル等、より少ない数、あるいは多い数のウェルを含むウェルプレートを用いてもよい。
【００６５】
この場合でも、ウェルプレートの上方に配置されたカメラ等で画像を取得することで、ウェルの数に関わらず、効率よくｐＨ判定を実施することができる。
（Ｆ）
上記実施形態では、テレセントリック光学系のレンズとして、フレネルレンズを用いた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６６】
例えば、フレネルレンズの代わりに、他のテレセントリック性を有する光学系を用いてもよい。
（Ｇ）
上記実施形態では、筐体部１１の内部に形成される暗室内において、ｐＨ判定を行う例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６７】
例えば、周囲の明るさに起因する測定誤差を考慮して、明るさが一定の室内において、ｐＨ判定を行ってもよい。
（Ｈ）
上記実施形態では、ｐＨの変化を色の変化として認識するために、細胞が入れられた培地に添加されるｐＨ指示薬として、フェノールレッドを用いた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６８】
例えば、フェノールレッド以外にも、メチルオレンジ、フェノールフタレイン、リトマス、プロモフェノールブルー、プロモクレゾールグリーン、プロモチモールブルー、チモールブルー等のｐＨ指示薬を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、測定対象物のカラー画像に基づくｐＨ測定の精度を向上させるという効果を奏することから、ｐＨ測定を行う装置、方法、コンピュータプログラム等として広く適用可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１０      ｐＨ測定機（ｐＨ測定機の一例）
１１      筐体部
１２      取付台
１２ａ    基台部
１２ｂ    支持部
１２ｃ    支柱
１２ｄ    カメラ取付部
１３      光源部
１４      容器載置部（容器載置面の一例）
１６      フレネルレンズ
１７      カメラ（撮像部の一例）
１８      制御部（制御部の一例）
１９      記憶部（記憶部の一例）
１９ａ    検量テーブル（参照情報の一例）
２０      ウェルプレート（容器の一例）
２０ａ    ウェル（凹部の一例）
１００    ｐＨ判定装置（ｐＨ判定装置の一例）
Ｃ      細胞
【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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