JP2006071589A - Color measuring instrument and light source device - Google Patents

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JP2006071589A
JP2006071589A JP2004258436A JP2004258436A JP2006071589A JP 2006071589 A JP2006071589 A JP 2006071589A JP 2004258436 A JP2004258436 A JP 2004258436A JP 2004258436 A JP2004258436 A JP 2004258436A JP 2006071589 A JP2006071589 A JP 2006071589A
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Application number
JP2004258436A
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Japanese (ja)
Inventor
Junichi Kurata
Hironobu Uchiyama
純一 倉田
寛信 内山
Original Assignee
Univ Kansai
学校法人 関西大学
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a color measuring instrument and a light source device, both reduced in size.
SOLUTION: A plurality of white color LEDs 21, 22, 23, and color filters 24, 25, 26 respectively emit lights different in wavelengths; an irradiating light guide member 203 guides to a testing paper face a mixed beam mixed with the lights emitted from the plurality of white color LEDs 21, 22, 23, and color filters 24, 25, 26; a photoelectric transfer part 27 receives a reflected beam reflected by the test paper face, and converts the received reflected beam into a light intensity signal; and a color measuring part 3 resolves the light intensity signal converted by the photoelectric transfer part 27 in every of the plurality of wavelengths of the light source, and measures a color of test paper, on the basis of resolved light intensity signals.
COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、測定対象物の色を測定する色測定装置及び測定対象物に対して光を照射し、測定対象物による反射光を受光部により受光する光源装置に関するものである。 The present invention applies light to the color measuring apparatus and measurement object measuring the color of the measurement object, the light reflected by the measurement object relates a light source apparatus that received by the light receiving unit.

従来、生化学検査においては、試験紙を尿、血液及び唾液などに浸し、その呈色を測定することにより、陰性、陽性などを判定している(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, in a biochemical examination, immersed test paper urine, etc. blood and saliva, by measuring its color, it is determined negative, positive and (for example, see Patent Document 1). このような検査を日常的に行う場合、ユーザは、呈色した試験紙と、見本となる色調表との目視比較によって検査結果を判定している。 When performing such a test routinely, the user, the test paper was colored, it is determined the test results by a visual comparison of the color table as a sample. したがって、検査結果の精度は低いものであった。 Accordingly, the accuracy of the test results was low.

また、医療機関などにおける尿検査では、試験紙を高精度で読み取り、その色変化から自動的に尿検査項目を求めて表示する尿検査装置が用いられている。 Also, the urine test in medical institutions, the test strip reading with high accuracy, urinalysis apparatus is used to display automatically seek urine test item from the color change. この尿検査装置では、色測定手法として45度照射−垂直受光型反射光測定が用いられ、単波長の4つのLED(赤:635nm、緑:585nm、青:565nm、近赤外:760)が用いられている。 In this urinalysis apparatus, 45 ° illumination as a color measurement technique - vertical receiving reflective light measurement is used, four LED having a single wavelength (red: 635 nm, Green: 585 nm, Blue: 565 nm, infrared: 760) is It has been used.
特開2001−141644号公報 JP 2001-141644 JP

しかしながら、上記従来の尿検査装置は、分光器などの光学系を用いているため、装置が大型化し、コスト高となっている。 However, the conventional urinalysis apparatus, the use of the optical system such as a spectrometer, apparatus becomes large in size, it has a high cost. また、在宅のユーザが日常的に使用するには、可搬性に優れているとはいえないものであった。 In addition, home users to be routinely used, were those that it can not be said that excellent portability. さらに、単波長光源が急峻な分光分布である場合、分光分布が未知の中間色の色測定精度が悪化する虞がある。 Further, if the single-wavelength light source is a steep spectral distribution, there is a possibility that the spectral distribution of color measurement accuracy of the unknown intermediate color is deteriorated.

本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、小型化を実現することができる色測定装置及び光源装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made to solve the above problems, it is an object to provide a color measurement device and the light source device capable of realizing miniaturization.

本発明に係る色測定装置は、測定対象物の色を測定する色測定装置であって、それぞれ異なる波長の光を照射する複数の光源と、前記複数の光源によって照射された光を混合した混合光を測定対象物へ導光する導光手段と、前記測定対象物によって反射された反射光を受光し、受光した反射光を光強度信号に変換する光電変換手段と、前記光電変換手段によって変換された光強度信号を前記複数の光源の波長毎に分解し、分解した光強度信号に基づいて前記測定対象物の色を測定する色測定手段とを備える。 Mixing color measurement device according to the present invention is a color measurement device for measuring the color of the measurement object, in which a plurality of light sources for emitting light of different wavelengths, and mixed the light emitted by said plurality of light sources converting a light guiding means for guiding the light to the measurement object, said been receiving the reflected light reflected by the measurement object, a photoelectric conversion means for converting the received reflected light into an optical intensity signal by the photoelectric conversion means is the light intensity signal is decomposed into each wavelength of said plurality of light sources, and a color measuring means for measuring the color of the object to be measured based on decomposed light intensity signal.

この構成によれば、複数の光源によって、それぞれ異なる波長の光が照射され、導光手段によって、複数の光源によって照射された光を混合した混合光が測定対象物へ導光される。 According to this arrangement, a plurality of light sources, the light of different wavelengths is irradiated, the light guiding means, the mixed light obtained by mixing the light emitted by the plurality of light sources is guided to the measuring object. そして、光電変換手段によって、測定対象物によって反射された反射光が受光され、受光された反射光が光強度信号に変換される。 Then, the photoelectric conversion unit, the reflected light reflected by the measurement object is received, received reflected light is converted into light intensity signal. 色測定手段によって、光電変換手段によって変換された光強度信号が複数の光源の波長毎に分解され、分解された光強度信号に基づいて測定対象物の色が測定される。 By the color measuring means, the light intensity signals converted by the photoelectric conversion means is decomposed into each wavelength of the plurality of light sources, the color of the measurement object is measured based on the separated light intensity signal.

したがって、光強度信号が複数の光源の波長毎に分解され、分解された光強度信号に基づいて測定対象物の色が測定されるので、光学部品を用いずに複数の波長の光を混合した混合光を分解することができ、小型化を実現することができる。 Accordingly, the light intensity signal is decomposed into each wavelength of the plurality of light sources, the color of the measurement object based on the separated light intensity signal is measured, mixed light of a plurality of wavelengths without using an optical component the mixed light can be decomposed, it can be downsized.

また、上記の色測定装置において、前記複数の光源をそれぞれ異なる点灯周波数でパルス点灯させる点灯制御手段をさらに備え、前記色測定手段は、前記点灯周波数を中心周波数とする複数のバンドパスフィルタを有し、各バンドパスフィルタを用いて前記光電変換手段によって変換された光強度信号から各光源の波長の光に対応する光強度信号を抽出することが好ましい。 In the above-described color measuring device, further comprising a lighting control means for pulse-lighting the plurality of light sources with different operating frequency, said color measuring means, have a plurality of band pass filters having a center frequency of the operating frequency and, it is preferable to extract a light intensity signal corresponding to light of a wavelength of each light source from the converted optical intensity signal by the photoelectric converting means by using each bandpass filter.

この構成によれば、複数の光源をそれぞれ異なる点灯周波数でパルス点灯させ、点灯周波数を中心周波数とする複数のバンドパスフィルタによって、光電変換手段によって変換された光強度信号から各光源の波長の光に対応する光強度信号が抽出されるので、装置を大型化させる光学部品ではなく、電気回路によって複数の波長の光を分解することができる。 According to this configuration, by pulse lighting the plurality of light sources with different operating frequency, a plurality of bandpass filters having a center frequency of the operating frequency, from the light intensity signal converted by the photoelectric conversion means of the wavelength of the light source light since the light intensity signal corresponding to is extracted, instead of the optical component to size of the apparatus can be decomposed multiple wavelengths of light by an electrical circuit.

また、上記の色測定装置において、前記点灯制御手段は、互いに素となる点灯周波数で各光源をパルス点灯させることが好ましい。 In the above-described color measurement device, the lighting control means, it is preferable to pulse lighting each light source at the lighting frequency to be relatively prime. この構成によれば、複数の光源の点灯周波数が互いに素となるように点灯されるので、複数の光源の点灯周波数が重なることなく、光強度信号を確実に分解することができる。 According to this configuration, since the lighting frequency of the plurality of light sources is turned so as to prime, without overlapping lights frequencies of the plurality of light sources, it is possible to reliably decompose the light intensity signal.

また、上記の色測定装置において、前記測定対象物は、所定の検査項目に対して呈色状態が変化する試験紙を含み、前記色測定手段は、前記試験紙の色相値を算出し、算出した色相値に基づいて前記呈色状態に対応する検査項目値を算出することが好ましい。 In the above-described color measurement device, the measurement object comprises a test paper that changes color development state to a predetermined test item, the color measurement unit calculates the hue value of the test paper, calculating it is preferable to calculate the test item value corresponding to the color development state on the basis of the hue value.

この構成によれば、色測定手段によって、所定の検査項目に対して呈色状態が変化する試験紙の色相値が算出され、算出された色相値に基づいて検査項目に対応する検査項目値が算出されるので、従来のように目視による段階的な測定ではなく、検査項目値を定量的に測定することができる。 According to this configuration, the color measurement unit, the hue value of the test paper which changes its color development state is calculated for a given test items, test items value corresponding to the test item based on the calculated hue value since the calculation, rather than a stepwise visual measurement as in the prior art, it is possible to quantitatively measure the test items value. また、従来の目視による検査と比較して、高精度に検査を行うことができる。 Further, in comparison with the inspection by the conventional visual inspected with high accuracy.

また、上記の色測定装置において、前記光源は、白色LEDと、当該白色LEDによって照射される光から、赤、緑及び青のうちのいずれか一つの色成分に対応する波長の光のみを透過させるカラーフィルタとを有することが好ましい。 Furthermore, transmission in the color measuring apparatus, the light source, a white LED, the light emitted by the white LED, the red, only the light of wavelength corresponding to one color component of the green and blue it is preferred to have a color filter to be.

この構成によれば、光源が、白色LED(発光ダイオード)と、当該白色LEDによって照射される光から、赤、緑及び青のうちのいずれか一つの色成分に対応する波長の光のみを透過させるカラーフィルタとを有している。 According to this configuration, the light source is transmitted through the white LED (light emitting diode), the light emitted by the white LED, the red, only the light of wavelength corresponding to one color component of the green and blue and a color filter for. したがって、汎用性に優れている白色LEDを用いることによって、煩雑なメンテナンスを不要とすることができる。 Thus, by using a white LED that is versatile, it can be complicated maintenance unnecessary.

また、上記の色測定装置において、前記カラーフィルタは、透過率分布が波長に対して緩やかに変化する特性を有することが好ましい。 In the above-described color measuring device, the color filter, the transmittance distribution is preferably has a slowly varying characteristics with respect to wavelength. この構成によれば、カラーフィルタの透過率分布が波長に対して緩やかに変化する特性を有しているので、赤、緑及び青だけでなく、それらの中間色の色測定精度を向上させることができる。 According to this configuration, since the transmittance distribution of the color filter has a slowly changing characteristic with respect to wavelength, red, not only green and blue, is possible to improve the color accuracy of measurement of their neutral it can.

本発明に係る光源装置は、測定対象物に対して光を照射し、測定対象物による反射光を受光部により受光する光源装置であって、それぞれ異なる波長の光を照射する複数の光源と、前記測定対象物によって反射された反射光を前記受光部へ導光する受光用導光部材と、前記受光用導光部材の外側に設けられ、前記複数の光源によって照射された光を反射させる反射部材と、前記反射部材の外側に設けられ、その外周面から入射された複数の光源からの光を混合して測定対象物へと導光する照射用導光部材と、前記複数の光源と前記照射用導光部材とを被覆して外光を遮断する外光遮断材とを備える。 A light source apparatus according to the present invention includes a plurality of light sources irradiating light, the light reflected by the measurement object a light source device for received by the light receiving unit, for irradiating light of different wavelengths to the object of measurement, a light receiving light-guiding member for guiding the reflected light reflected by the measurement object to said light receiving portion, provided on the outside of the light receiving light guide member, reflection for reflecting the light emitted by said plurality of light sources wherein a member is provided on the outside of the reflecting member, and irradiating light-guiding member that guides to the measuring object by mixing light from a plurality of light sources incident from the outer peripheral surface, and said plurality of light sources and a external light blocking member for blocking external light by coating an irradiation light-guiding member.

この構成によれば、照射用導光部材によって、その外周面から入射された複数の光源からの光が混合されて測定対象物へと導光され、外光遮断材によって、複数の光源と照射用導光部材とが被覆されて外光が遮断され、照射用導光部材の内周面に沿って設けられている反射部材によって、複数の光源によって照射された光が反射され、反射部材の内周面側に設けられている受光用導光部材によって、測定対象物により反射された反射光が受光部へ導光される。 According to this configuration, the irradiation by the irradiation light-guiding member, is guided to the measuring object light is mixed from a plurality of light sources incident from the outer peripheral surface, the external light blocking member, a plurality of light sources the external light is blocked and the light guiding member is covered by the reflective member provided along the inner peripheral surface of the irradiated light-guiding member, light emitted by the plurality of light sources is reflected and the reflection member the light-receiving light guide member is provided on the inner peripheral surface side, the light reflected by the measurement object is guided to the light receiving portion.

したがって、複数の光源から照射されるそれぞれ波長の異なる光を、光学系を用いることなく混合することができ、特別な光学系を用いて光を混合する場合に比して、より小型化を実現することができる。 Thus, realizing light of different respective wavelengths emitted from the plurality of light sources can be mixed without using an optical system, as compared with the case of mixing light using a special optical system, a more compact can do.

また、上記の光源装置において、前記測定対象物へ光が入射する前記照射用導光部材の端部は、前記測定対象物による正反射光が前記受光用導光部材に入射しない曲面状に形成されることが好ましい。 In the above-described light source device, an end portion of the irradiation light guide member light to the measurement target is incident, a curved surface which specularly reflected light from the measurement object is not incident on the light-receiving light guide member it is preferred that the. この構成によれば、受光用導光部材には、光源から照射された光の正反射光が入射しないので、光電変換手段は測定対象物の反射光のみを受光し、測定精度を良好に保つことができる。 According to this arrangement, the light-receiving light-guiding member, since regularly reflected light of light emitted from the light source is not incident, the photoelectric conversion means receives only the reflected light of the measuring object, keeping the measurement accuracy better be able to.

本発明によれば、光強度信号が複数の光源の波長毎に分解され、分解された光強度信号に基づいて測定対象物の色が測定されるので、光学部品を用いずに複数の波長の光を混合した混合光を分解することができ、小型化を実現することができる。 According to the present invention, the light intensity signal is decomposed into each wavelength of the plurality of light sources, the color of the measurement object based on the separated light intensity signal is measured, a plurality of wavelengths without using an optical component can decompose the mixed light obtained by mixing light, it is possible to realize miniaturization.

以下、本発明の一実施の形態による色測定装置について図面を参照しながら説明する。 It will be described below with reference to the accompanying drawings color measurement device according to an embodiment of the present invention.

図1は、本発明に係る色測定装置の構成を示す図である。 Figure 1 is a diagram showing a configuration of a color measuring apparatus according to the present invention. 図1に示す色測定装置1は、ペン型のプローブ部2及び色測定部3を備えて構成される。 Color measuring apparatus 1 shown in FIG. 1 is configured to include a probe 2 and a color measurement unit 3 of the pen.

プローブ部2は、複数の白色LED(発光ダイオード)21,22,23、複数のカラーフィルタ24,25,26、光電変換部27、I/V変換部28、パルス点灯制御部29、外縁部材201、外光遮断材202、照射用導光部材203、照射光反射材204及び受光用導光部材205を備えて構成される。 Probe unit 2, a plurality of white LED (light emitting diode) 21, 22, 23, a plurality of color filters 24, 25, 26, the photoelectric conversion unit 27, I / V conversion section 28, a pulse lighting control unit 29, outer edge members 201 , the external light blocking member 202, the irradiation light-guiding member 203, and includes an illumination light reflector 204 and the light-receiving light-guiding member 205.

白色LED21,22,23は、白色光を照射する。 White LED21,22,23 irradiates white light. なお、白色LED21,22,23としては、例えば日亜化学工業社製BSPW500BSが用いられる。 As the white LED21,22,23, for example Nichia Corporation BSPW500BS is used.

カラーフィルタ24,25,26は、白色LED21,22,23から照射された光から特定の波長の光のみを透過させる。 The color filter 24, 25, 26, transmits only light of a specific wavelength from the light emitted from the white LED21,22,23. 本実施形態では、白色LED21,22,23から照射された光をR(赤)、G(緑)、B(青)の3色に分解するため、カラーフィルタ24は赤色の色ガラスフィルタ(例えば、ケンコー社製R25A)を用い、カラーフィルタ25は緑色の色ガラスフィルタ(例えば、ケンコー社製G−530)を用い、カラーフィルタ26は青色の色ガラスフィルタ(例えば、ケンコー社製B−440)を用いる。 In the present embodiment, the light emitted from the white LED21,22,23 R (red), G (green), in order to decompose the three colors of B (blue), the color filter 24 is a red colored glass filters (e.g. , using Kenko Co. R25A), the color filter 25 is a green colored glass filters (e.g., Kenko Co. G-530) using a color filter 26 is a blue colored glass filters (e.g., Kenko Co. B-440) It is used. 従来機器では単波長のLEDを複数個用いている場合が多いが、それぞれの分光分布が狭帯域であるため、照射光強度がほとんどない波長領域が複数発生し、それらの領域に対応する色測定精度が著しく悪化する虞がある。 Although the conventional devices many case using a plurality of LED having a single wavelength, for each of the spectral distribution is narrow band, with little wavelength region irradiated light intensity is more occurs, the corresponding color measurement in those areas there is a fear that accuracy is significantly deteriorated. しかしながら、本実施形態のように、白色LEDから照射される光をカラーフィルタに透過させることにより、特定波長の光のみを透過させているので、いずれの波長領域においても照射光強度を確保することが可能となり、良好な色測定が可能となる。 However, as in this embodiment, by transmitting the light emitted from the white LED in the color filter, because by transmitting only light of a specific wavelength, it is also to ensure the irradiation light intensity at any wavelength region becomes possible, it is possible to good color measurement.

なお、カラーフィルタ24,25,26としては、ゼラチンフィルタを用いてもよい。 As the color filter 24, 25, 26, may be used gelatin filter. この場合、例えば、カラーフィルタ24は富士写真フイルム社製SC−60の赤色のゼラチンガラスフィルタを用い、カラーフィルタ25は富士写真フイルム社製BPB−53の緑色のゼラチンフィルタを用い、カラーフィルタ26は富士写真フイルム社製BPB−45の青色のゼラチンフィルタを用いる。 In this case, for example, the color filter 24 with red gelatin glass filter manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd. SC-60, the color filter 25 with green gelatin filter manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd. BPB-53, the color filter 26 using a blue gelatin filter manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd. BPB-45. このように、色ガラスフィルタ又はゼラチンフィルタを用いた場合、入射角の変化による透過光分布の変化がほとんどないため、組み付け誤差や振動による部品間位置の変化を原因とする色測定誤差の発生を防止することが可能であり、製造面及びメンテナンス面においても有効である。 Thus, when using a color glass filter or gelatin filter, since the change of the transmitted light distribution by changing the angle of incidence is almost no occurrence of color measurement error caused by changes in the components between the position according to an assembly error or vibration it is possible to prevent, is effective in terms of production and maintenance surface.

図2は、各カラーフィルタの透過率分布の特性を概略的に示す図である。 Figure 2 is a diagram schematically showing a characteristic of the transmittance distribution of the color filters. なお、図2における縦軸は透過率(%)を表し、横軸は波長λ(nm)を表している。 The vertical axis in FIG. 2 represents the transmittance (%), the horizontal axis represents the wavelength λ a (nm). 図2に示すT Rは、赤色成分の波長を透過させるカラーフィルタ24の透過光分布を表し、T Gは、緑色成分の波長を透過させるカラーフィルタ25の透過光分布を表し、T Bは、青色成分の波長を透過させるカラーフィルタ26の透過光分布を表している。 T R shown in FIG. 2 represents the transmitted light distribution of the color filter 24 that transmits the wavelength of the red component, T G represents the transmitted light distribution of the color filter 25 that transmits the wavelength of the green component, T B is it represents the transmitted light distribution of the color filter 26 that transmits the wavelength of the blue component. 図2に示すように、カラーフィルタ24,25,26は、透過率分布が波長に対して緩やかに変化する特性を有している。 As shown in FIG. 2, the color filters 24, 25 and 26, the transmittance distribution is a slowly changing characteristic with respect to wavelength. したがって、ある特定の波長のみ急峻な立ち上がりを示すフィルタを用いるのではなく、透過率分布が波長に対して緩やかに変化する特性を有しているカラーフィルタを用いているので、赤、緑及び青だけでなく、それらの中間色の色測定精度を向上させることができる。 Thus, rather than using the filter shown a specific wavelength only steep rise, because of the use of color filters transmittance distribution has a slowly changing characteristic with respect to wavelength, red, green and blue not only it is possible to improve the color accuracy of measurement of their intermediate colors.

また、カラーフィルタ24,25,26としては、ダイクロイック・カラーフィルタを用いてもよい。 As the color filter 24, 25, 26, may be used dichroic color filters. カラーフィルタとして、ダイクロイック・カラーフィルタを用いた場合、色分解特性を向上させるには、ダイクロイック・カラーフィルタへの入射角を規定値の0°とせずに、例えば45°として遮断特性の中心を短波長側に移動させ、且つ遮断特性を滑らかにする手法をとる必要がある。 As a color filter, when using a dichroic color filters, to improve the color separation characteristics, without the incident angle of the dichroic color filters and 0 ° of the specified value, the center of the cutoff characteristic, for example, as 45 ° short is moved to the wavelength, it is necessary to take an approach to smooth the cutoff characteristic and.

このように、光源として、白色LEDと、当該白色LEDから所定の波長の光のみを透過させるカラーフィルタとが用いられる。 Thus, as a light source, a white LED, and the color filter that transmits only light of a predetermined wavelength from the white LED is used. したがって、汎用性に優れている白色LEDを用いることによって、煩雑なメンテナンスを不要とすることができる。 Thus, by using a white LED that is versatile, it can be complicated maintenance unnecessary.

光電変換部27は、例えばフォトダイオード等の光電変換素子で構成され、受光した光を光電変換し、光強度に応じた光強度信号(電流)を出力する。 The photoelectric conversion unit 27, for example, a photoelectric conversion element such as a photodiode, the received light to photoelectric conversion, and outputs a light intensity signal corresponding to the light intensity (current). なお、フォトダイオードとしては、例えば浜松ホトニクス社製S2387−66Rが用いられる。 As the photodiode, for example manufactured by Hamamatsu Photonics KK S2387-66R is used.

I/V変換部28は、光電変換部27によって出力された光強度信号を電圧に変換し、変換した電圧の光強度信号を後述する色測定部3のBPF部301,302,303へ出力する。 I / V conversion section 28 converts the optical intensity signal outputted by the photoelectric conversion unit 27 into a voltage, and outputs a light intensity signal of the converted voltage to the BPF unit 301, 302, 303 of the color measurement section 3 described below .

パルス点灯制御部29は、白色LED21,22,23の点灯を制御するものであり、複数の光源をそれぞれ異なる点灯周波数でパルス点灯させる。 Pulse lighting control unit 29 is for controlling the lighting of white LED21,22,23, to pulse lighting the plurality of light sources with different operating frequency. 具体的に、白色LED21,22,23の点灯周波数は、基本周波数を互いに素となる整数値で分周した値としている。 Specifically, the lighting frequency of the white LED21,22,23 is directed to dividing the value by integer values ​​relatively prime to the fundamental frequency. 例えば、白色LED21,22,23のそれぞれの点灯周波数は、52.8kHzの基本周波数を3分周、8分周、13分周して得られる17.6kHz、6.6kHz、4.1kHzとしている。 For example, each of the lighting frequency of the white LED21,22,23 is 3 divides the fundamental frequency of 52.8KHz, 8 division, 13 division to obtain 17.6kHz, 6.6kHz, is set to 4.1kHz . これにより、光電変換部27で検出される光強度信号は、17.6kHz、6.6kHz、4.1kHzの3周波数を主成分とする合成信号となる。 Thus, the light intensity signal detected by the photoelectric conversion unit 27 is composed of 17.6kHz, 6.6kHz, and the combined signal mainly containing 3 frequency 4.1KHz.

外縁部材201は、アルミニウム製であり、側面に白色LED21,22,23及びカラーフィルタ24,25,26を収納するための穴が形成されており、外光を遮断するためプローブ部2全体を覆っている。 Outer member 201 is made of aluminum and white LED21,22,23 and has holes formed for housing a color filter 24, 25, 26 on the sides, the entire probe unit 2 to shield external light covers ing.

外光遮断材202は、外光を遮断するとともに、照射用導光部材203内における白色LED21,22,23によって照射された光を反射する。 External light blocking member 202 is configured to shield external light and reflects the light emitted by the white LED21,22,23 within the irradiation light-guiding member 203. なお、本実施形態では、プローブ部2の下端部分を外光遮断材202によって被覆し、上端部分を外縁部材201によって被覆しているが、全てを外縁部材201によって被覆してもよい。 In the present embodiment, the lower end portion of the probe portion 2 is coated with an external light shielding member 202, but covers the upper end by the outer edge member 201 may cover all the outer edges member 201.

照射用導光部材203は、透明のアクリルパイプで構成され、白色LED21,22,23によって照射された光を混合した混合光を試験紙面に導くものである。 Illumination light guide member 203 is made of a transparent acrylic pipe, and guides the paper test mixed light obtained by mixing the light emitted by the white LED21,22,23.

照射光反射材204は、円筒形状であり、照射用導光部材203の内周面に沿って形成され、照射用導光部材203内における白色LED21,22,23によって照射された光を反射する。 Irradiating light reflective material 204 has a cylindrical shape, it is formed along the inner peripheral surface of the irradiation light guide member 203, which reflects the light emitted by the white LED21,22,23 within the irradiation light-guiding member 203 .

受光用導光部材205は、透明のアクリル棒で構成され、試験紙200によって反射された光を光電変換部27へ導くものである。 Receiving light-guiding member 205 is made of a transparent acrylic rod, the light reflected by the test paper 200 and guides to the photoelectric conversion unit 27.

図3は、図1に示す照射用導光部材203の端部を拡大して示す図である。 Figure 3 is an enlarged view showing the end of the irradiation light guide member 203 shown in FIG. 白色LED21,22,23によって照射された光は、それぞれ照射用導光部材203に入射する。 Light emitted by the white LED21,22,23 are respectively incident on the illumination light guide member 203. 入射した光は、外縁部材201の内壁及び外光遮断材202の内壁と、照射光反射材204との両面で反射しながら照射用導光部材203内を進み、この間に白色LED21,22,23からの光(カラーフィルタ24,25,26を透過した特定波長の光)が混合される。 The incident light proceeds and the inner wall of the inner and external light blocking member 202 of the outer member 201, the inside of the irradiation light-guiding member 203 while being reflected in both the irradiation light reflective material 204, white during which LED21,22,23 light (light of a specific wavelength transmitted through the color filter 24, 25, 26) are mixed from. 混合された混合光は、ドーム状に形成された照射用導光部材203先端の外光遮断材202の内壁により反射され、試験紙200に照射される。 Mixed mixed light is reflected by the inner wall of the irradiation light guide member 203 distal of the external light shielding member 202 formed in a dome shape, it is applied to the test paper 200. なお、図3に示すように、混合光が試験紙200に照射される照射角度θは、被測定面での正反射光が受光用導光部材205に直接入射しない角度であり、このように構成することによって色測定精度を良好に保つことができる。 Incidentally, as shown in FIG. 3, the irradiation angle θ of the mixed light is irradiated on the test paper 200, the angle of specular reflection light on the surface to be measured is not directly incident on the light-receiving light guide member 205, thus it can keep the color measurement accuracy better by configuration.

なお、本実施形態において、測定対象物へ光が入射する照射用導光部材203の端部は、測定対象物による正反射光が受光用導光部材205に入射しない曲面状に形成されるが、本発明は特にこれに限定されず、他の形状であってもよく、測定対象物による正反射光が受光用導光部材205に入射しない形状であればよい。 In the present embodiment, the end portion of the irradiation light guide member 203 where the light to the measurement target is incident is regularly reflected light from the measuring object is formed in a curved shape which is not incident on the light-receiving light-guiding member 205 the present invention is not particularly limited thereto, may have other shapes, regular reflection light from the measurement object may have a shape that does not enter the light-receiving light guide member 205.

受光用導光部材205によって導光された反射光は、外縁部材201の上端に設けられた光電変換部27へ入射し、当該光電変換部27によって電気信号に変換される。 The reflected light guided by the light-receiving light guide member 205 is incident on the photoelectric conversion unit 27 provided at the upper end of the outer member 201, is converted into an electric signal by the photoelectric conversion unit 27. 光電変換部27から出力された電気信号は、ノイズなどの影響を除去するため光電変換部27の直近に設けられたI/V変換部28によって電流信号から光強度に比例した電圧信号に変換される。 Electrical signal output from the photoelectric conversion unit 27 is converted into a voltage signal proportional from current signal to the light intensity by the I / V conversion section 28 provided in the immediate vicinity of the photoelectric conversion unit 27 for removing the influence of noise that.

このように、円筒形状である照射用導光部材203によって、その外周面から入射された複数の白色LED21,22,23からの光が混合されて試験紙200へと導光され、外縁部材201及び外光遮断材202によって、複数の白色LED21,22,23と照射用導光部材203とが被覆されて外光が遮断され、照射用導光部材203の内周面に沿って設けられている照射光反射材204によって、複数の白色LED21,22,23によって照射された光が反射され、照射光反射材204の内周面側に設けられている受光用導光部材205によって、試験紙200により反射された反射光が光電変換部27へ導光される。 Thus, by the irradiation light-guiding member 203 is a cylindrical shape, is guided to the light is mixed test paper 200 from the plurality of white LED21,22,23 incident from the outer peripheral surface, the outer edge member 201 and the external light blocking member 202, and a plurality of white LED21,22,23 irradiation light-guiding member 203 is coated is interrupted external light, is provided along the inner peripheral surface of the irradiation light guide member 203 with irradiated light reflective material 204 are, light emitted by the plurality of white LED21,22,23 is reflected by the light-receiving light guide member 205 which is provided on the inner peripheral surface side of the irradiation light reflective material 204, the test strip light reflected by 200 is guided to the photoelectric conversion unit 27.

したがって、複数の白色LED21,22,23から照射されるそれぞれ波長の異なる光を光学系を用いることなく混合することができ、特別な光学系を用いて光を混合する場合に比して、より小型化を実現することができる。 Therefore, it is possible to mix without light of different respective wavelengths emitted from the plurality of white LED21,22,23 using an optical system, as compared with the case of mixing light using a special optical system, and more it can be downsized.

なお、プローブ部2が光源装置の一例に相当し、白色LED21,22,23及びカラーフィルタ24,25,26が複数の光源の一例に相当し、照射用導光部材203が導光手段の一例に相当し、外縁部材201及び外光遮断材202が外光遮断材の一例に相当し、照射光反射材204が反射部材の一例に相当し、光電変換部27が光電変換手段の一例に相当し、色測定部3が色測定手段の一例に相当し、パルス点灯制御部29が点灯制御手段の一例に相当する。 Incidentally, the probe portion 2 corresponds to an example of a light source device, the white LED21,22,23 and color filters 24, 25 and 26 corresponds to an example of a plurality of light sources, an example of the irradiation light guide member 203 guiding means corresponds to the outer edge member 201 and the external light shielding material 202 corresponds to an example of the external light shielding material, the irradiation light reflective material 204 corresponds to an example of the reflection member, corresponding photoelectric conversion unit 27 is an example of a photoelectric conversion means and, the color measurement unit 3 corresponds to an example of a color measuring device, the pulse lighting control unit 29 corresponds to an example of the lighting control means.

色測定部3は、BPF(バンドパスフィルタ)部301,302,303、RMS(Root Mean Square:2乗平均平方根)回路304,305,306、LPF(ローパスフィルタ)部307,308,309、増幅器310,311,312、A/D変換器40、制御部41、液晶表示部42及びスイッチ部43を備えて構成される。 Color measurement unit 3, BPF (band pass filter) unit 301,302,303, RMS (Root Mean Square: 2 root mean square) circuit 304, 305, 306, LPF (low pass filter) section 307, 308, and 309, an amplifier 310, 311, 312, a / D converter 40, the control unit 41, and a liquid crystal display unit 42 and the switch unit 43.

BPF部301は、白色LED21の点灯周波数を中心周波数とし、複数の周波数を主成分とする合成信号から、カラーフィルタ24を透過した光の波長に対応する光強度信号のみを抽出する。 BPF unit 301, the operating frequency of the white LED21 to the center frequency, from the composite signal composed mainly of a plurality of frequencies, to extract only the light intensity signal corresponding to the wavelength of light transmitted through the color filter 24. 本実施形態では、白色LED21の点灯周波数が17.6kHzであるので、BPF部301の中心周波数も17.6kHzとし、I/V変換部28から出力された電気信号の中から赤色に対応する光強度信号のみを通過させる。 In the present embodiment, since the lighting frequency of the white LED21 is a 17.6KHz, the center frequency of the BPF 301 is also a 17.6KHz, corresponding to the red from the electric signal output from the I / V conversion section 28 Light passing only the intensity signal.

BPF部302は、白色LED22の点灯周波数を中心周波数とし、複数の周波数を主成分とする合成信号から、カラーフィルタ25を透過した光の波長に対応する光強度信号のみを抽出する。 BPF unit 302, the operating frequency of the white LED22 to the center frequency, from the composite signal composed mainly of a plurality of frequencies, to extract only the light intensity signal corresponding to the wavelength of light transmitted through the color filter 25. 本実施形態では、白色LED22の点灯周波数が6.6kHzであるので、BPF部302の中心周波数も6.6kHzとし、I/V変換部28から出力された電気信号の中から緑色に対応する光強度信号のみを通過させる。 In the present embodiment, since the lighting frequency of the white LED22 is a 6.6KHz, the center frequency of the BPF 302 is also a 6.6KHz, corresponding to the green from the electric signal output from the I / V conversion section 28 Light passing only the intensity signal.

BPF部303は、白色LED23の点灯周波数を中心周波数とし、複数の周波数を主成分とする合成信号から、カラーフィルタ26を透過した光の波長に対応する光強度信号のみを抽出する。 BPF unit 303, the operating frequency of the white LED23 to the center frequency, from the composite signal composed mainly of a plurality of frequencies, to extract only the light intensity signal corresponding to the wavelength of light transmitted through the color filter 26. 本実施形態では、白色LED23の点灯周波数が4.1kHzであるので、BPF部303の中心周波数も4.1kHzとし、I/V変換部28から出力された電気信号の中から青色に対応する光強度信号のみを通過させる。 In the present embodiment, since the lighting frequency of the white LED23 is a 4.1KHz, the center frequency of the BPF unit 303 and 4.1KHz, corresponds to blue among the electric signal output from the I / V conversion section 28 Light passing only the intensity signal.

RMS回路304は、BPF部301を通過した光強度信号の実効値相当量を求める。 RMS circuit 304 calculates an effective value corresponding to the amount of the light intensity signal which has passed through the BPF 301. RMS回路305は、BPF部302を通過した光強度信号の実効値相当量を求める。 RMS circuit 305 calculates an effective value corresponding to the amount of light intensity signal that has passed through the BPF 302. RMS回路306は、BPF部303を通過した光強度信号の実効値相当量を求める。 RMS circuit 306 calculates an effective value corresponding to the amount of light intensity signal that has passed through the BPF 303. すなわち、BPF部301,302,303を通過した光強度信号の振幅成分が光強度に比例するため、その振幅成分を抽出するためにRMS回路304,305,306は実効値相当量を求める。 That is, the amplitude component of the light intensity signal which has passed through the BPF section 301, 302, 303 is proportional to the light intensity, RMS circuit 304, 305 and 306 to extract the amplitude component is obtained an effective value corresponding to the amount.

LPF部307は、RMS回路304から出力される光強度信号を平滑化する。 LPF section 307 smoothes the light intensity signal output from the RMS circuit 304. LPF部308は、RMS回路305から出力される光強度信号を平滑化する。 LPF 308 smoothes the light intensity signal output from the RMS circuit 305. LPF部309は、RMS回路306から出力される光強度信号を平滑化する。 LPF section 309 smoothes the light intensity signal output from the RMS circuit 306.

増幅器310は、LPF部307から出力される光強度信号を増幅する。 Amplifier 310 amplifies the light intensity signals output from the LPF 307. 増幅器311は、LPF部308から出力される光強度信号を増幅する。 Amplifier 311 amplifies the light intensity signals output from the LPF 308. 増幅器312は、LPF部309から出力される光強度信号を増幅する。 Amplifier 312 amplifies the light intensity signals output from the LPF section 309.

A/D変換器40は、増幅器310,311,312によって増幅された光強度信号(アナログ信号)をディジタル信号に変換する。 A / D converter 40 converts the light intensity signal amplified by the amplifier 310, 311, 312 (analog signal) into a digital signal. A/D変換器40によってディジタル信号に変換された光強度信号は、それぞれ制御部41へ出力される。 Light intensity signal converted into a digital signal by the A / D converter 40 is output to each control unit 41.

制御部41は、例えばマイクロチップコンピュータで構成され、正規化処理部411、知覚色情報変換部412、測定不能判断部413、検査項目値推定部414及び表示制御部415を備えて構成される。 Control unit 41, for example, a micro-chip computer, configured with a normalization processing unit 411, perceptual color information conversion unit 412, measurement is impossible determination unit 413, the inspection item value estimation unit 414 and the display control unit 415. なお、本実施形態における制御部41は、1つのマイクロチップコンピュータにより構成されているが、本発明は特にこれに限定されず、複数のマイクロチップコンピュータにより構成してもよく、各機能を複数のマイクロチップコンピュータに分散させて処理してもよい。 The control unit 41 in this embodiment is constituted by a single micro-chip computer, the present invention is not limited thereto, may be composed of a plurality of micro-chip computer, each function multiple it may be treated by dispersing the micro-chip computer.

正規化処理部411は、予め測定した白色粗面の反射光強度及び黒色粗面の反射光強度を用いて赤、緑、青に対するそれぞれの出力を正規化する。 Normalization processing unit 411 normalizes the red, green, each output for blue using reflected light intensity of the reflected light intensity and black rough surface of the white rough surface measured in advance. 具体的に、正規化された反射光強度は、下記の(1)〜(3)式を用いて算出される。 Specifically, the reflected light intensity normalized is calculated using (1) to (3) below.

R*=(R−R black )/(R white −R black )・・・・(1) R * = (R-R black ) / (R white -R black) ···· (1)
G*=(G−G black )/(G white −G black )・・・・(2) G * = (G-G black ) / (G white -G black) ···· (2)
B*=(B−B black )/(B white −B black )・・・・(3) B * = (B-B black ) / (B white -B black) ···· (3)
なお、上記(1)〜(3)式において、R,G,Bは、赤、緑、青に由来する反射光強度信号を表し、R black ,G black ,B blackは、黒色粗面に対する赤、緑、青の反射光強度信号を表し、R white ,G white ,B whiteは、白色粗面に対する赤、緑、青の反射光強度信号を表し、R*,G*,B*は、正規化後の赤、緑、青の反射光強度信号を表している。 In the above (1) to (3), R, G, B are the red, green, represents the reflected light intensity signal derived from the blue, R black, G black, B black is red for a black rough surface , green represents the reflected light intensity signal and blue, R white, G white, B white represents red, green, and reflected light intensity signal and blue against white rough surface, R *, G *, B * , the normal red after the reduction, green, it represents the reflected light intensity signal of the blue. 本実施形態において、黒色粗面に対する赤、緑、青の反射光強度信号R black ,G black ,B black及び白色粗面に対する赤、緑、青の反射光強度信号R white ,G white ,B whiteは、製品の出荷前に予め測定しておき制御部41が備える記憶部に予め記憶しておくが、本発明は特にこれに限定されず、ユーザが色測定する前に黒色粗面及び白色粗面の反射光を測定することによって設定してもよい。 In the present embodiment, red for black rough surface, green reflected light intensity signal R black and blue, G black, red for B black and white rough surface, green reflected light intensity signal and blue R white, G white, B white is previously stored in the storage unit by the control unit 41 is measured in advance before shipment of the product is provided, but the present invention is not particularly limited to, black rough surface and white crude before the user color measurement it may be set by measuring the reflected light plane.

このように、予め測定した白色粗面の反射光強度及び黒色粗面の反射光強度を用いて、検出された光強度信号を正規化することによって、高い測定精度を維持することができ、装置の異常診断が可能となる。 Thus, by using a reflected light intensity of the reflected light intensity and black rough surface of the white rough surface measured in advance, to normalize the detected light intensity signal, it is possible to maintain a high measurement accuracy, device abnormality diagnosis is possible.

知覚色情報変換部412は、正規化処理部411によって正規化された赤、緑、青に対する出力値を、色相、彩度及び明度のうちの少なくとも一つを含む知覚色情報に変換する。 Perceived color information conversion unit 412 converts the red normalized by the normalization processing unit 411, green, an output value for the blue color, the perceived color information including at least one of the saturation and lightness. なお、本実施形態において、知覚色情報変換部412は、知覚色情報のうちの色相値を六角錐カラーモデルにおける0°以上360°未満の数値で算出する。 In the present embodiment, the perceived color information conversion unit 412 calculates a numerical value of less than 0 ° or 360 ° in the hexagonal pyramid color model the hue value of the perceived color information.

測定不能判断部413は、知覚色情報変換部412によって変換された彩度に基づいて、測定された知覚色情報が測定可能な正常な値であるか否かを判断する。 Unmeasurable determination unit 413, based on the saturation is converted by the perceptual color information conversion unit 412, the measured perceived color information to determine whether the normal value measurable. すなわち、測定不能判断部413は、知覚色情報変換部412によって変換された彩度と、予め記憶部に記憶されている彩度の規定値とを比較し、彩度が規定値以下である場合、測定不能であると判断する。 That is, measurement is impossible determination unit 413, and saturation that has been converted by the perceptual color information conversion unit 412, compares the specified value of the saturation stored in advance in the storage unit, when the saturation is less than a specified value , it is determined that the unmeasurable.

なお、本実施形態では、彩度を用いて測定可能であるか否かを判断しているが、本発明は特にこれに限定されず、明度を用いて測定可能であるか否かを判断してもよい。 In the present embodiment, it is determined whether or not it is possible to measure using the saturation, the present invention is not limited thereto, it is determined whether or not it is possible to measure using the brightness it may be. この場合、測定不能判断部413は、知覚色情報変換部412によって変換された明度と、予め記憶部に記憶されている明度の規定値とを比較し、明度が規定値以下である場合、測定不能であると判断する。 If this case, not measurable determination unit 413, a brightness that has been converted by the perceptual color information conversion unit 412, compares the specified value of the brightness is stored in advance in the storage unit, the brightness is equal to or less than the prescribed value, the measurement it is determined to be impossible.

このように、色測定部3の知覚色情報変換部412によって、試験紙200の彩度又は明度が算出され、測定不能判断部413によって、算出された彩度又は明度と予め規定されている規定値とが比較され、彩度又は明度が規定値以下である場合、測定不能であると判断される。 Thus, the perceived color information conversion unit 412 of the color measurement unit 3, the calculated saturation or lightness of the test strip 200, by unmeasurable determination unit 413, provisions are previously defined and calculated saturation or lightness values ​​and are compared, if the saturation or lightness is equal to or less than the prescribed value, it is determined that not measurable. したがって、装置の異常又は測定対象物の異常を検出することができ、測定精度の安定化を図ることができる。 Therefore, it is possible to be able to detect the abnormality of the abnormality or the measurement object of the device, to stabilize the measurement accuracy.

検査項目値推定部414は、既知の検査項目値に対する試験紙の色相値を予め収集しておき、検査項目に応じて近似した校正曲線のパラメータと、知覚色情報変換部412によって変換された色相値とを用いて検査項目値を推定する。 Test item value estimating unit 414 in advance collect the hue value of the test strip to a known test item value, and parameters of the calibration curve that approximates depending on test items, hue converted by perceptual color information conversion unit 412 to estimate the inspection item value by using the value. なお、例えば尿検査における検査項目には、ヘモグロビン、潜血、ウロビリノーゲン、タンパク質、ブドウ糖及びpH(ペーハー)などがあり、それぞれの検査項目に対応する検査項目値が推定される。 Note that the test items, for example in urinalysis, hemoglobin, occult blood, urobilinogen, protein, include glucose and pH (pH), the inspection item value corresponding to each of the test items is estimated. 検査項目値がpHのように対数値で表される場合、下記の(4)式に基づいて近似した校正曲線が用いられ、ブドウ糖濃度のように対数値となっていない場合、下記の(5)式に基づいて近似した校正曲線が用いられる。 If inspection item value represented by the logarithm as pH, the calibration curve is used which is approximated based on the following formula (4), if not a so logarithm as glucose concentration, the following (5 ) calibration curve approximation based on the equation used.

なお、上記(4)式及び(5)式において、valueは、検査項目値を表し、hueは、色相値を表し、hue maxは、検査項目値の上限時における色相値を表し、hue minは、検査項目値の下限時における色相値を表し、value 0は、hue maxとhue minとの平均の色相値を与える検査項目値を表し、dv及びpは、それぞれ色相値の変化の度合いを表す係数を表している。 In the above (4) and (5), value represents a test item value, hue represents a hue value, hue max represents the hue value at the upper limit of the test item value, hue min the represents a hue value at the lower limit of the test item values, value 0 represents a test item value which gives the hue value of the average of the hue max and hue min, dv and p each represent the degree of change of the hue value it represents a coefficient.

上記(4)式及び(5)式で示される校正曲線(シグモイド曲線)は、特徴的な2色の混合比によって生成される色相値変化を近似するのに有効であり、多くの呈色試験の定量測定に利用可能である。 (4) and (5) calibration curve represented by the formula (sigmoidal curve) is effective to approximate the hue value changes generated by the mixing ratio of two characteristic color, many color test it is available for the quantitative determination of. 校正曲線のパラメータの設定は、各検査項目値の推定精度を左右するものであり、在宅においても設定可能であるが、尿検査紙などの試験紙製造メーカによって校正が行われ、色測定装置1が備える通信部により利用者がパラメータのみを入手して設定する方が好ましい。 Setting of calibration curve parameters, which affect the estimation accuracy of each inspection item value, it is possible set in home, the calibration is performed by the test paper manufacturers, such as urinalysis paper, color measuring device 1 Write user to set to get the only parameter by communication unit is provided is preferable.

そして、校正曲線のパラメータが設定されると、検査項目値推定部414は、下記の(6)式又は(7)式を用いて色相値から各検査項目値を推定する。 When the parameters of the calibration curve is set, the inspection item value estimating unit 414 estimates the respective test item value from the hue values ​​using the equation (6) or (7) below. なお、検査項目値がpHのように対数値で表される場合、下記の(6)式を用いて推定され、ブドウ糖濃度のように対数値となっていない場合、下記の(7)式を用いて推定される。 Incidentally, if the inspection item value represented by the logarithm as pH, are estimated using the following formula (6), if not a so logarithm as glucose concentration, the following equation (7) It is estimated using.

なお、上記(6)式及び(7)式において、valueは、検査項目値を表し、hueは、色相値を表し、hue maxは、検査項目値の上限時における色相値を表し、hue minは、検査項目値の下限時における色相値を表し、value 0は、hue maxとhue minとの平均の色相値を与える検査項目値を表し、dv及びpは、それぞれ色相値の変化の度合いを表す係数を表している。 In the above (6) and (7), value represents a test item value, hue represents a hue value, hue max represents the hue value at the upper limit of the test item value, hue min the represents a hue value at the lower limit of the test item values, value 0 represents a test item value which gives the hue value of the average of the hue max and hue min, dv and p each represent the degree of change of the hue value it represents a coefficient.

表示制御部415は、検査項目値推定部414によって推定された検査項目値を液晶表示部42に表示するよう制御する。 The display control unit 415 controls to display the examination item value estimated by the test item value estimating unit 414 to the liquid crystal display unit 42. また、表示制御部415は、測定不能判断部413によって測定不能であると判断された場合、測定不能である旨を使用者に報知するための報知画面を液晶表示部42に表示するよう制御する。 The display control unit 415, if it is determined that the unmeasurable by unmeasurable determination unit 413 performs control so as to display a notification screen for notifying the user of that which is not measurable in the liquid crystal display unit 42 .

液晶表示部42は、検査項目値推定部414によって推定された検査項目値を表示する。 The liquid crystal display unit 42 displays the inspection item value estimated by the test item value estimating unit 414. また、液晶表示部42は、測定不能判断部413によって測定不能であると判断された場合、測定不能である旨を使用者に報知するための報知画面を表示する。 The liquid crystal display unit 42, if it is determined that the unmeasurable by unmeasurable determination unit 413, displays a notification screen for notifying the user of that is not measurable.

スイッチ部43は、ユーザによる電源オン/オフの入力や、ユーザによる測定開始指示の入力を受け付ける。 Switch 43, the input and the power on / off by the user, accepts an input of the measurement start instruction by the user. なお、制御部41は、スイッチ部43により測定開始指示を受け付けると、測定開始指示信号をパルス点灯制御部29へ出力する。 The control unit 41 receives a measurement start instruction by the switch unit 43, and outputs a measurement start instruction signal to the pulse lighting control unit 29. パルス点灯制御部29は、制御部41からの測定開始指示信号が入力されると、白色LED21,22,23のパルス点灯を開始する。 Pulse lighting control unit 29, when the measurement start instruction signal from the control unit 41 is inputted, starts pulse lighting of the white LED21,22,23. また、スイッチ部43は、ユーザが所望する検査項目の選択を受け付ける。 The switch unit 43 receives the selection of the test item desired by the user.

次に、本発明に係る色測定装置の動作について説明する。 Next, the operation of the color measurement device according to the present invention. 図4は、図1に示す色測定装置1の動作を説明するためのフローチャートである。 Figure 4 is a flowchart for explaining the operation of the color measuring device 1 shown in FIG.

まず、ステップS1において、制御部41は、スイッチ部43を用いてユーザからの測定開始指示を受け付ける。 First, in step S1, the control unit 41 receives a measurement start instruction from the user using a switch unit 43. ユーザは、測定開始を指示するためにスイッチ部43に設けられたボタンを操作する。 The user operates the button of the switch unit 43 for instructing the start of measurement. 制御部41は、測定開始指示を受け付けると、パルス点灯制御部29へ測定開始指示信号を出力する。 Control unit 41, upon receiving a measurement start instruction, and outputs a measurement start instruction signal to the pulse lighting control unit 29.

次に、ステップS2において、パルス点灯制御部29は、制御部41から測定開始指示信号が入力されると、3つの白色LED21,22,23をそれぞれ異なる点灯周波数でパルス点灯させる。 Next, in step S2, the pulse lighting control unit 29, when the measurement start instruction signal from the control unit 41 is input, is pulsed lighting three white LED21,22,23 at different operating frequency. 白色LED21,22,23から照射された光は、それぞれカラーフィルタ24,25,26を透過し、赤、緑、青のそれぞれの色成分の光として照射用導光部材203に入射する。 Light emitted from the white LED21,22,23 respectively transmitted through the color filters 24, 25, 26, red, green, and enters the illumination light guide member 203 as light of each color component of blue. 照射用導光部材203に入射した赤、緑、青の光は、照射用導光部材203内で混合される。 Red incident on the irradiation light guide member 203, green, and blue light is mixed in the illumination light guiding member 203. 混合された光は、照射用導光部材203の端部より試験紙200に照射される。 Mixed light is irradiated from the end portion of the irradiation light-guiding member 203 to the test paper 200. 試験紙200により反射された光は、受光用導光部材205へ入射し、光電変換部27へ導光される。 The light reflected by the test paper 200 is incident on the light-receiving light guide member 205, is guided to the photoelectric conversion unit 27. 光電変換部27は、入射した光を光強度に応じた電気信号(光強度信号)に変換する。 The photoelectric conversion unit 27 converts the incident light into an electric signal (light intensity signal) corresponding to the light intensity. 光電変換部27によって変換された光強度信号は、I/V変換部28によって電圧信号に変換され、BPF部301,302,303へ出力される。 Light intensity signals converted by the photoelectric conversion unit 27 is converted into a voltage signal by the I / V conversion section 28 is output to the BPF unit 301, 302, 303. BPF部301,302,303は、白色LED21,22,23の点灯周波数と同じ周波数帯域の光強度信号を通過させることにより、混合光の光強度信号を分解し、赤、緑、青の各色成分に対応する光強度信号を出力する。 BPF unit 301, 302 and 303, by passing the light intensity signal of the same frequency band as the operating frequency of the white LED21,22,23, decomposes the light intensity signal of the mixed light, red, green and blue color components and it outputs a light intensity signal corresponding to. BPF部301,302,303を通過した光強度信号は、RMS回路304,305,306によって実効値相当量が求められ、LPF部307,308,309によって平滑化され、増幅器310,311,312によって増幅され、A/D変換器40へ出力される。 Light intensity signal that has passed through the BPF section 301, 302 and 303, effective value equivalent weight is determined by the RMS circuit 304, 305, 306 is smoothed by LPF section 307, 308, 309, the amplifier 310, 311, 312 is amplified and output to the A / D converter 40. A/D変換器40によってディジタル信号に変換された光強度信号は、制御部41へ出力される。 Light intensity signal converted into a digital signal by the A / D converter 40 is output to the controller 41.

次に、ステップS3において、正規化処理部411は、A/D変換器40によってディジタル信号に変換された赤、緑、青に対するそれぞれの出力値を、予め測定した白色粗面の反射光強度及び黒色粗面の反射光強度を用いて正規化する。 Next, in step S3, the normalization processing unit 411, red, which has been converted into a digital signal by the A / D converter 40, green, respective output values ​​for the blue reflected light intensity of the white rough surface and measured in advance normalizing using reflected light intensity of a black rough surface.

次に、ステップS4において、知覚色情報変換部412は、正規化処理部411によって正規化された赤、緑、青に対するそれぞれの出力値を知覚色情報に変換する。 Next, in step S4, the perceived color information conversion unit 412 converts the red normalized by the normalization processing unit 411, green, respective output values ​​for the blue perceived color information. ここで、知覚色情報変換部412は、赤、緑、青に対するそれぞれの出力値を、少なくとも色相値及び彩度に変換する。 Here, the perceived color information conversion unit 412 converts the red, green, respective output values ​​for blue, at least the hue value and chroma.

次に、ステップS5において、測定不能判断部413は、知覚色情報変換部412によって変換された彩度が、予め記憶されている規定値以下であるか否かを判断する。 Next, in step S5, unmeasurable determination unit 413, the saturation which is converted by the perceptual color information conversion unit 412 determines whether it is below the specified value stored in advance. ここで、彩度が規定値以下であると判断された場合(ステップS5でYES)、ステップS6に処理を移行し、彩度が規定値よりも大きいと判断された場合(ステップS6でNO)、ステップS7に処理を移行する。 If this case, it is determined that the saturation is equal to or less than the specified value (YES in step S5), the process proceeds to step S6, if the saturation is determined to be larger than the prescribed value (NO in step S6) , the process proceeds to step S7.

彩度が規定値以下であると判断された場合、ステップS6において、表示制御部415は、測定不能である旨を使用者に報知するための報知画面を液晶表示部42に表示するよう制御する。 If the saturation is determined to be below the specified value, in step S6, the display control unit 415 controls to display a notification screen for notifying the user of that which is not measurable in the liquid crystal display unit 42 . そして、液晶表示部42は、測定不能である旨を使用者に報知するための報知画面を表示し、処理を終了する。 The liquid crystal display unit 42 displays a notification screen for notifying the user of that is not measurable, the process ends.

一方、彩度が規定値よりも大きいと判断された場合、ステップS7において、検査項目値推定部414は、知覚色情報変換部412によって変換された色相値に基づいて、各検査項目に応じた検査項目値を推定する。 On the other hand, if the saturation is determined to be larger than the specified value, in step S7, the test item value estimating unit 414, based on the converted color value by the perceptual color information conversion unit 412, corresponding to each test item to estimate the inspection item value. 検査項目値推定部414は、予め測定することによって得られる校正曲線のパラメータを検査項目毎に記憶しており、このパラメータを用いて検査項目値を推定する。 Test item value estimation unit 414 stores a parameter of the calibration curve obtained by previously measured for each test item, estimates the inspection item value using this parameter.

次に、ステップS8において、表示制御部415は、検査項目値推定部414によって推定された検査項目値を液晶表示部42に表示するよう制御する。 Next, in step S8, the display control unit 415 controls to display the examination item value estimated by the test item value estimating unit 414 to the liquid crystal display unit 42. 液晶表示部42は、検査項目値推定部414によって推定された検査項目値を表示する。 The liquid crystal display unit 42 displays the inspection item value estimated by the test item value estimating unit 414.

ここで、従来の目視による検査と、色測定装置1による検査とを比較して説明する。 Here, the inspection by the conventional visual, will be described by comparing the inspection by the color measuring device 1. 下記の表1は、従来の目視による尿検査と、色測定装置による尿検査とを検査項目毎に比較したものである。 Table 1 below, and urinalysis by conventional visual, a comparison for each inspection item and urinalysis by the color measuring device. なお、試験紙としては、テルモ製尿検査紙「ウリエース−Te」を使用した。 It should be noted that, as the test paper was used Terumo made urine test paper "Uriesu -Te".

上記表1に示すように、ヘモグロビンについて検査する場合、従来の目視による検査では、4段階の評価しかできなかったのに対し、色測定装置1による検査では、155段階の評価をすることが可能となった。 As shown in Table 1, when tested for hemoglobin, the inspection by the conventional visual contrast could only evaluate four stages of the examination by the color measuring device 1, it is possible to evaluate the 155 steps It became. 他の検査項目についても同様に、従来の検査が、数段階の評価であるのに対し、色測定装置1による検査では、数十段階から百数十段階まで評価することが可能となった。 Similarly for other test items, the conventional inspection, whereas an evaluation of several steps, the inspection by the color measuring device 1, it becomes possible to evaluate several tens stage to hundred and several tens of stages.

また、図5は、色測定装置1を用いてpH濃度及びブドウ糖濃度の定量測定を行った結果を示す図であり、図5(a)は、色測定装置1を用いてpH濃度の定量測定を行った結果を示す図であり、図5(b)は、色測定装置1を用いてブドウ糖濃度の定量測定を行った結果を示す図である。 Further, FIG. 5 is a graph showing the results of quantitative determination of pH concentration and glucose concentration using the color measuring device 1, FIG. 5 (a), quantitative determination of pH levels using a color measuring device 1 a diagram showing the results of FIG. 5 (b) is a diagram showing the results of quantitative determination of glucose concentration using a color measuring device 1. 図5(a)において、縦軸は、色測定装置1によるpH濃度の測定結果を表し、横軸は、実際のpH濃度を表している。 In FIG. 5 (a), the vertical axis represents the measured results of the pH concentration due to the color measuring device 1, the horizontal axis represents the actual pH concentration. 図5(b)において、縦軸は、色測定装置1によるブドウ糖濃度の測定結果を表し、横軸は、実際のブドウ糖濃度を表している。 In FIG. 5 (b), the vertical axis represents the measured results of the glucose concentration by the color measuring device 1, the horizontal axis represents the actual glucose concentration. また、図5(a)及び図5(b)における白丸は色測定装置1による測定結果を表す実測値であり、直線は理論値を表している。 Also, open circles in FIGS. 5 (a) and 5 (b) is a measured value representing the measurement results by the color measuring device 1, the straight line represents the theoretical value. 図5(a)及び図5(b)に示すように、pH濃度及びブドウ糖濃度の測定結果と理論値とは、ほぼ一致しており、高い精度で測定することが可能であることがわかる。 Figure 5 (a) and as shown in FIG. 5 (b), and the measurement results and the theoretical value of the pH concentration and glucose concentration are substantially coinciding, it can be seen that it is possible to measure with high accuracy.

なお、測定範囲の両端では、試験紙の色変化が乏しいため、測定結果の悪化が見られる。 In the both ends of the measuring range, because of poor color change of the test strip, the deterioration of the measurement results is observed. 図5(a)に示すpH濃度の測定結果においては、pH9以上において測定誤差が生じているが、pHの正常値が4.8〜7.5であることを考えると、日常の使用においては特に問題がない。 In the measurement results of the pH concentration shown in FIG. 5 (a), the measurement error occurs in the pH9 or more, considering that the normal value of the pH is 4.8 to 7.5, in the use of everyday In particular, there is no problem. 図5(b)に示すブドウ糖濃度の測定結果においても、極低濃度域での測定結果の精度が低くなっているが、家庭内で使用する場合、このような低い濃度の測定結果が得られることはあり得ないので、充分な測定精度である。 Also in the measurement result of the glucose concentration shown in FIG. 5 (b), but the measurement result of the accuracy in the extremely low concentration range is low, when used in the home, the measurement result of such a low concentration is obtained because there can be no possible, a sufficient measurement accuracy. また、これらの問題は、色変化が大きい尿検査紙を用いることによって改善することが可能である。 These problems can be improved by using the urine test paper is large color change.

このように、複数の白色LED21,22,23及びカラーフィルタ24,25,26によって、それぞれ異なる波長の光が照射され、照射用導光部材203によって、複数の複数の白色LED21,22,23及びカラーフィルタ24,25,26によって照射された光を混合した混合光が測定対象物である試験紙200へ導光される。 Thus, a plurality of white LED21,22,23 and color filters 24, 25, 26, light of different wavelengths is irradiated by the irradiation light-guiding member 203, a plurality of a plurality of white LED21,22,23 and mixed light obtained by mixing the light emitted by the color filters 24, 25, 26 is guided to the test paper 200 that is the measuring object. そして、光電変換部27によって、試験紙200によって反射された反射光が受光されるとともに、受光された反射光が光強度信号に変換される。 Then, the photoelectric conversion unit 27, the reflected light reflected by the test paper 200 while being received, received reflected light is converted into light intensity signal. 色測定部3によって、光電変換部27によって変換された光強度信号が複数の光源の波長毎に分解され、分解された光強度信号に基づいて試験紙200の色が測定される。 The color measuring unit 3, the light intensity signals converted by the photoelectric conversion unit 27 is decomposed into each wavelength of the plurality of light sources, the color of the test paper 200 is measured based on the separated light intensity signal.

したがって、光強度信号が複数の光源の波長毎に分解され、分解された光強度信号に基づいて測定対象物の色が測定されるので、光学部品を用いずに複数の波長の光を混合した混合光を分解することができ、小型化を実現することができる。 Accordingly, the light intensity signal is decomposed into each wavelength of the plurality of light sources, the color of the measurement object based on the separated light intensity signal is measured, mixed light of a plurality of wavelengths without using an optical component the mixed light can be decomposed, it can be downsized. また、可搬性に優れているので、ユーザは、尿検査などを日常的に行うことができ、在宅医療における日常的健康管理が強化され、高齢化社会の福祉に大きく寄与することができる。 In addition, since the excellent portability, the user, can be performed, such as urinalysis on a daily basis, day-to-day health management has been enhanced in-home medical care, can contribute greatly to the welfare of the aging society.

また、複数の白色LED21,22,23をそれぞれ異なる点灯周波数でパルス点灯させ、点灯周波数を中心周波数とする複数のBPF部301,302,303によって、光電変換部27によって変換された光強度信号から各白色LED21,22,23の波長の光に対応する光強度信号が抽出されるので、装置を大型化させる光学部品ではなく、電気回路によって複数の波長の光を分解することができる。 Also, by pulse lighting plurality of white LED21,22,23 at different operating frequency, a plurality of BPF unit 301, 302, 303 having a center frequency of the operating frequency, from the light intensity signal converted by the photoelectric conversion unit 27 since the light intensity signal corresponding to the light of the wavelength of each white LED21,22,23 is extracted, instead of the optical component to size of the apparatus can be decomposed multiple wavelengths of light by an electrical circuit. また、分光器などの光学部品が不要となるので、製作コストを低減することができる。 Further, since the optical components such as the spectrometer is not required, it is possible to reduce the manufacturing cost.

また、色測定部3によって、検査項目に対して呈色状態が変化する試験紙200の色相値が算出され、算出された色相値に基づいて呈色状態に対応する検査項目値が推定されるので、従来のように目視による段階的な測定ではなく、検査項目値を定量的に測定することができる。 Further, the color measurement unit 3, the inspection item value corresponding to the color development state is estimated based on the hue value Hue value is calculated, the calculated test strip 200 which changes its color development state relative to the examination item since, instead of a stepwise visual measurement as in the prior art, it is possible to quantitatively measure the test items value.

なお、本実施形態では、光源の数を3つとしているが、本発明は特にこれに限定されず、2つ以上の光源から照射される光を混合した混合光を試料に照射してもよい。 In the present embodiment, although three and the number of light sources, the present invention is not limited thereto, it may be irradiated two or more mixed light obtained by mixing the light emitted from the light source to the sample . この場合、各光源の点灯周波数を互いに素となるように設定し、その公倍数で生じる同時点滅の影響を低周波通過フィルタで平滑化するように信号処理回路を設計することによって広範囲なセンサ開発にも応用することができる。 In this case, set to be relatively prime to the lighting frequency of each light source, a wide range of sensor development by designing the signal processing circuit so as to smooth the effects of simultaneous flashing of low-pass filter caused by the common multiple it can also be applied.

また、本実施形態では、尿検査紙などの試験紙の呈色を測定することにより、検査項目値を推定しているが、本発明は特にこれに限定されず、例えば、人間の目視検査によって色測定を行う種々の機器に利用可能であり、塗装や印刷物など人間の知覚情報を主たる判断基準とする色測定装置や、後天的視覚障害者に対する色提示装置などにも利用可能である。 Further, in the present embodiment, by measuring the coloration of the test paper, such as urinalysis paper, but to estimate the test item value, the present invention is not particularly limited to, for example, by human visual inspection available in a variety of devices that perform color measurement, and color measuring devices for the perceptual information of the human, such as painting and printed materials as the main criterion, it is also applicable to such a color presentation device for acquired visually impaired.

本発明に係る色測定装置の構成を示す図である。 It is a diagram showing a configuration of a color measuring apparatus according to the present invention. 各カラーフィルタの透過率分布の特性を概略的に示す図である。 The characteristics of the transmittance distribution of the color filter is a diagram schematically showing. 図1に示す照射用導光部材の端部を拡大して示す図である。 Is an enlarged view showing the end portion of the irradiation light guide member shown in FIG. 図1に示す色測定装置の動作を説明するためのフローチャートである。 It is a flowchart for explaining the operation of the color measuring apparatus shown in FIG. 色測定装置1を用いてpH濃度及びブドウ糖濃度の定量測定を行った結果を示す図である。 It is a diagram showing the results of quantitative determination of pH concentration and glucose concentration using the color measuring device 1.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 色測定装置 2 プローブ部 3 色測定部 21,22,23 白色LED 1 color measuring device 2 probe unit 3 color measuring unit 21, 22, 23 white LED
24,25,26 カラーフィルタ 27 光電変換部 28 I/V変換部 29 パルス点灯制御部 40 A/D変換器 41 制御部 42 液晶表示部 43 スイッチ部 201 外縁部材 202 外光遮断材 203 照射用導光部材 204 照射光反射材 205 受光用導光部材 301,302,303 BPF部 304,305,306 RMS回路 307,308,309 LPF部 310,311,312 増幅器 411 正規化処理部 412 知覚色情報変換部 413 測定不能判断部 414 検査項目値推定部 415 表示制御部 24, 25, 26 Color filter 27 photoelectric converters 28 I / V conversion section 29 pulse lighting control unit 40 A / D converter 41 the control unit 42 liquid crystal display unit 43 the switch section 201 outer member 202 for protecting external light material 203 illumination guide light member 204 irradiated light reflective material 205 receiving light-guiding member 301, 302, 303 BPF unit 304, 305, 306 RMS circuit 307, 308, 309 LPF section 310, 311, 312 amplifier 411 normalization processing unit 412 perceptual color information conversion part 413 unmeasurable determining section 414 test item value estimating unit 415 display control unit

Claims (8)

  1. 測定対象物の色を測定する色測定装置であって、 A color measurement device for measuring the color of the measurement object,
    それぞれ異なる波長の光を照射する複数の光源と、 A plurality of light sources for emitting light of different wavelengths,
    前記複数の光源によって照射された光を混合した混合光を測定対象物へ導光する導光手段と、 A light guiding means for guiding a mixed light obtained by mixing the light emitted by said plurality of light sources to the object to be measured,
    前記測定対象物によって反射された反射光を受光し、受光した反射光を光強度信号に変換する光電変換手段と、 The receiving reflected light reflected by the measurement object, a photoelectric conversion means for converting the received reflected light into an optical intensity signal,
    前記光電変換手段によって変換された光強度信号を前記複数の光源の波長毎に分解し、分解した光強度信号に基づいて前記測定対象物の色を測定する色測定手段とを備えることを特徴とする色測定装置。 And characterized in that it comprises a color measuring means for measuring the color of the light intensity signals converted by the photoelectric conversion means decomposes each wavelength of said plurality of light sources, the object to be measured based on decomposed light intensity signal the color measurement device for.
  2. 前記複数の光源をそれぞれ異なる点灯周波数でパルス点灯させる点灯制御手段をさらに備え、 Further comprising a lighting control means for pulse-lighting the plurality of light sources with different lighting frequency,
    前記色測定手段は、前記点灯周波数を中心周波数とする複数のバンドパスフィルタを有し、各バンドパスフィルタを用いて前記光電変換手段によって変換された光強度信号から各光源の波長の光に対応する光強度信号を抽出することを特徴とする請求項1記載の色測定装置。 The color measuring means includes a plurality of bandpass filters having a center frequency of the operating frequency, corresponding to light of a wavelength of the light sources from the light intensity signal converted by said photoelectric conversion means using a respective band-pass filters the color measuring apparatus according to claim 1, wherein the extracting light intensity signal to.
  3. 前記点灯制御手段は、互いに素となる点灯周波数で各光源をパルス点灯させることを特徴とする請求項2記載の色測定装置。 It said lighting control means, the color measurement device according to claim 2, characterized in that pulsed light the respective light sources at the lighting frequency to be relatively prime.
  4. 前記測定対象物は、所定の検査項目に対して呈色状態が変化する試験紙を含み、 The measurement object includes a test paper that changes color development state to a predetermined test item,
    前記色測定手段は、前記試験紙の色相値を算出し、算出した色相値に基づいて前記呈色状態に対応する検査項目値を算出することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の色測定装置。 It said color measuring unit calculates the hue value of the test paper, calculating the test item value corresponding to the color development state based on the calculated hue value in any one of claims 1 to 3, wherein the color measuring apparatus according.
  5. 前記光源は、白色LEDと、当該白色LEDによって照射される光から、赤、緑及び青のうちのいずれか一つの色成分に対応する波長の光のみを透過させるカラーフィルタとを有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の色測定装置。 Wherein the light source, features and white LED, the light emitted by the white LED, the red, to have a color filter for transmitting only green and light of a wavelength corresponding to one color component of blue color measurement apparatus according to any one of claims 1 to 4.
  6. 前記カラーフィルタは、透過率分布が波長に対して緩やかに変化する特性を有することを特徴とする請求項5記載の色測定装置。 The color filter, the color measurement device of claim 5, wherein the transmittance distribution is characterized by having a slowly varying characteristics with respect to wavelength.
  7. 測定対象物に対して光を照射し、測定対象物による反射光を受光部により受光する光源装置であって、 Light is irradiated to the object of measurement, the light reflected by the measurement object a light source device for received by the light receiving unit,
    それぞれ異なる波長の光を照射する複数の光源と、 A plurality of light sources for emitting light of different wavelengths,
    前記測定対象物によって反射された反射光を前記受光部へ導光する受光用導光部材と、 A light receiving light-guiding member for guiding the reflected light reflected by the measurement object to said light receiving portion,
    前記受光用導光部材の外側に設けられ、前記複数の光源によって照射された光を反射させる反射部材と、 Provided outside the light receiving light guide member, a reflecting member for reflecting the light emitted by said plurality of light sources,
    前記反射部材の外側に設けられ、その外周面から入射された複数の光源からの光を混合して測定対象物へと導光する照射用導光部材と、 Provided outside the reflecting member, and irradiating light-guiding member that guides to the measuring object by mixing light from a plurality of light sources incident from the outer peripheral surface,
    前記複数の光源と前記照射用導光部材とを被覆して外光を遮断する外光遮断材とを備えることを特徴とする光源装置。 Light source device characterized by comprising an external light blocking member for blocking external light by covering with the irradiation light-guiding member and the plurality of light sources.
  8. 前記測定対象物へ光が入射する前記照射用導光部材の端部は、前記測定対象物による正反射光が前記受光用導光部材に入射しない曲面状に形成されることを特徴とする請求項7記載の光源装置。 End of the irradiation light-guiding member through which light is incident on the measurement object, wherein, wherein the specular reflection light from the object to be measured is formed in a curved shape which is not incident on the light-receiving light guide member a light source device according to item 7, wherein.
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