JP3261888B2 - 液体の着色検知装置 - Google Patents
液体の着色検知装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、清涼飲料や酒類、飲料
水、医薬品などの品質管理に利用され、液体の着色を経
時的に自動計測する装置に関する。
水、医薬品などの品質管理に利用され、液体の着色を経
時的に自動計測する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、水道水の着色の自動計測は、色度
を基準として行われている。例えば、厚生省生活衛生局
水道環境部監修、日本水道協会発行の刊行物「上水試験
方法−解説編−」の第１４３頁〜第１４８頁に、三刺激
値法に基づく単色表示測定方法が示されている。この方
法は、試料の４００〜７００ｎｍの範囲における可視光
透過率を分光光度計を用いて２０ｎｍの間隔で測定し、
以下の式（１），（２）によって三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚよ
り色度座標（ｘ，ｙ）を色度図に求める。
を基準として行われている。例えば、厚生省生活衛生局
水道環境部監修、日本水道協会発行の刊行物「上水試験
方法−解説編−」の第１４３頁〜第１４８頁に、三刺激
値法に基づく単色表示測定方法が示されている。この方
法は、試料の４００〜７００ｎｍの範囲における可視光
透過率を分光光度計を用いて２０ｎｍの間隔で測定し、
以下の式（１），（２）によって三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚよ
り色度座標（ｘ，ｙ）を色度図に求める。
【０００３】
【数１】
【０００４】
【数２】
【０００５】ここに、τ（λ）は波長λにおける透過
率、ｆｘ( λ),ｆｙ( λ),ｆｚ( λ) は、波長λにおけ
るおける重価関数であり、透過率測定値を人の目の比視
感度にあう透過感度特性値になるよう補正するための係
数である。また、Ｋは係数、色度図は、国際照明委員会
（ＣＩＥ）が１９３１年に定めたＣＩＥ１９３１ｘｙ色
度図が一般に用いられる。色度図上に測定試料の色に対
応する色度座標が決定されると、作図と計算によって、
主波長、刺激純度の二つの特性値を求めることができ
る。主波長は、その試料の色相を表わし、刺激純度は主
波長で示される色の強さを表わす。このような色の三刺
激値法に基づく測色を自動的に行なう測色計は、様々な
分野における色彩の計測用として市販されている。
率、ｆｘ( λ),ｆｙ( λ),ｆｚ( λ) は、波長λにおけ
るおける重価関数であり、透過率測定値を人の目の比視
感度にあう透過感度特性値になるよう補正するための係
数である。また、Ｋは係数、色度図は、国際照明委員会
（ＣＩＥ）が１９３１年に定めたＣＩＥ１９３１ｘｙ色
度図が一般に用いられる。色度図上に測定試料の色に対
応する色度座標が決定されると、作図と計算によって、
主波長、刺激純度の二つの特性値を求めることができ
る。主波長は、その試料の色相を表わし、刺激純度は主
波長で示される色の強さを表わす。このような色の三刺
激値法に基づく測色を自動的に行なう測色計は、様々な
分野における色彩の計測用として市販されている。
【０００６】従来の測色計では、三刺激値を求めるため
に、以下のような方式をとっている。 １）分光特性の異なる３枚の光学フィルタによる方式 本発明者らが出願中の特願平６−２０６２２７号に示し
たように、試料液を透過する測定光路に、Ｘ，Ｙ，Ｚに
相当する分光特性の異なる３枚の光学フィルタを順次挿
入し、一つの受光素子で受光する方法や、特開昭５６−
７７７２７号公報に記載のように、三つの受光素子の前
面に３枚の光学フィルタを配置して、透過光を同時に受
光する方式、または特開昭５７−１６５７２５公報に記
載されている方法などがあり、これは比較的簡便に正確
な相対分光透過率特性を実現しようとするものであり、
干渉フィルタの層厚を直線的に変化させた楔型干渉フィ
ルタの開口面積を、ＣＩＥ等色関数の分光感度特性に合
わせて、相対的に調整した三つの光学フィルタを三つの
受光素子の全面に取り付ける方法である。
に、以下のような方式をとっている。 １）分光特性の異なる３枚の光学フィルタによる方式 本発明者らが出願中の特願平６−２０６２２７号に示し
たように、試料液を透過する測定光路に、Ｘ，Ｙ，Ｚに
相当する分光特性の異なる３枚の光学フィルタを順次挿
入し、一つの受光素子で受光する方法や、特開昭５６−
７７７２７号公報に記載のように、三つの受光素子の前
面に３枚の光学フィルタを配置して、透過光を同時に受
光する方式、または特開昭５７−１６５７２５公報に記
載されている方法などがあり、これは比較的簡便に正確
な相対分光透過率特性を実現しようとするものであり、
干渉フィルタの層厚を直線的に変化させた楔型干渉フィ
ルタの開口面積を、ＣＩＥ等色関数の分光感度特性に合
わせて、相対的に調整した三つの光学フィルタを三つの
受光素子の全面に取り付ける方法である。
【０００７】２）分散型分光器による方法 前述の「上水試験方法−解説編−」に示されており、回
折格子などの分散型分光器を用い、分散スペクトルを単
一または複数の受光素子で観測する方法である。得られ
た分光データを式（１）で処理することにより、正確な
三刺激値が得られる。
折格子などの分散型分光器を用い、分散スペクトルを単
一または複数の受光素子で観測する方法である。得られ
た分光データを式（１）で処理することにより、正確な
三刺激値が得られる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の方法には以下のような問題がある。上記１）の方法で
は、３枚の光学フィルタは、それぞれあらかじめ光源の
発光スペクトルおよび受光素子の分光受光感度特性を考
慮して、ＣＩＥ等色関数の分光感度特性に合わせた相対
分光透過率特性をもつようにつくる必要があるが、正確
な相対分光透過率特性を実現することが困難であり、色
相の僅かな違いを測定しようとする場合には誤差を生ず
るという問題がある。
の方法には以下のような問題がある。上記１）の方法で
は、３枚の光学フィルタは、それぞれあらかじめ光源の
発光スペクトルおよび受光素子の分光受光感度特性を考
慮して、ＣＩＥ等色関数の分光感度特性に合わせた相対
分光透過率特性をもつようにつくる必要があるが、正確
な相対分光透過率特性を実現することが困難であり、色
相の僅かな違いを測定しようとする場合には誤差を生ず
るという問題がある。
【０００９】また、測定の目的によっては、三刺激値が
ＣＩＥ等色関数による相対分光感度特性とは異なる分光
感度特性を持つ方がよい場合があり、即ち、特定の試料
液の品質管理などでは、絶対的な色表現は必要ではな
く、その試料液に特化した色判定が行ないやすいよう
に、三刺激値の相対分光感度を決める場合には、上記
１）のような方法は、目的に応じた相対分光特性を持つ
３枚の光学フィルタを、その都度準備せねばならないと
いう問題もある。
ＣＩＥ等色関数による相対分光感度特性とは異なる分光
感度特性を持つ方がよい場合があり、即ち、特定の試料
液の品質管理などでは、絶対的な色表現は必要ではな
く、その試料液に特化した色判定が行ないやすいよう
に、三刺激値の相対分光感度を決める場合には、上記
１）のような方法は、目的に応じた相対分光特性を持つ
３枚の光学フィルタを、その都度準備せねばならないと
いう問題もある。
【００１０】一方、上記２）の方法では、分散型分光器
を用いるために装置の小型化が困難であり、価格が高く
なるという問題がある。本発明は、上述の点を解決する
ためになされたものであり、その目的は、 ＣＩＥ等色関数に従う相対分光感度特性に、正確に
対応する三刺激値による測定が可能であり、 必要に応じて相対分光感度を簡便に変化することが
できる機能を備え、 小型で安価である 液体の着色検知装置を提供することにある。
を用いるために装置の小型化が困難であり、価格が高く
なるという問題がある。本発明は、上述の点を解決する
ためになされたものであり、その目的は、 ＣＩＥ等色関数に従う相対分光感度特性に、正確に
対応する三刺激値による測定が可能であり、 必要に応じて相対分光感度を簡便に変化することが
できる機能を備え、 小型で安価である 液体の着色検知装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の液体の着色検知装置は、広範な発行スペ
クトルを有する光源と、試料液を入れる測定セルと、光
源から出射し測定セルを通過する光の波長を複数の種類
に選択可能な楔形干渉フィルタと、試料液と楔形干渉フ
ィルタを透過した光源からの光を波長毎に受光するアレ
イ型受光素子と、アレイを形成するそれぞれの受光素子
からの複数の波長別透過光強度信号に対して重み係数を
掛け合わせることで色関数による相対分光感度特性に対
応した三刺激値を演算する第１の演算部と、第１演算部
で演算された三刺激値から色度座標と明度を求めこの明
度と色度座標の合成ベクトルの長さに基づく演算から着
色度を出力する第２の演算部とを備えることを特徴とす
る、あるいは、前記第２の演算部は、第１演算部で演算
された三刺激値から明度と刺激純度を求めこの明度と刺
激純度の合成ベクトルの長さに基づく演算から着色度を
出力するものであることを特徴とする。
めに、本発明の液体の着色検知装置は、広範な発行スペ
クトルを有する光源と、試料液を入れる測定セルと、光
源から出射し測定セルを通過する光の波長を複数の種類
に選択可能な楔形干渉フィルタと、試料液と楔形干渉フ
ィルタを透過した光源からの光を波長毎に受光するアレ
イ型受光素子と、アレイを形成するそれぞれの受光素子
からの複数の波長別透過光強度信号に対して重み係数を
掛け合わせることで色関数による相対分光感度特性に対
応した三刺激値を演算する第１の演算部と、第１演算部
で演算された三刺激値から色度座標と明度を求めこの明
度と色度座標の合成ベクトルの長さに基づく演算から着
色度を出力する第２の演算部とを備えることを特徴とす
る、あるいは、前記第２の演算部は、第１演算部で演算
された三刺激値から明度と刺激純度を求めこの明度と刺
激純度の合成ベクトルの長さに基づく演算から着色度を
出力するものであることを特徴とする。
【００１２】
【作用】以上の構成による本発明の装置は、光源からの
光が試料液と楔型干渉フィルタを透過し、楔型干渉フィ
ルタに近接して設置したアレイ型受光素子に至る。楔型
干渉フィルタを透過した光は、その透過位置によって異
なる波長に分解されており、アレイ型受光素子の個々の
受光素子は、異なる波長に分解された光を個別に受光
し、その強度に対応した透過光強度信号を出力する。第
１演算部は、アレイ型受光素子からの複数の波長別透過
光強度信号に対して重みづけ演算と、三刺激値データの
積算を行ない、三刺激値を出力する。第２演算部は、第
１演算部からの三刺激値データを受けて、試料液の着色
に関する情報を出力する。
光が試料液と楔型干渉フィルタを透過し、楔型干渉フィ
ルタに近接して設置したアレイ型受光素子に至る。楔型
干渉フィルタを透過した光は、その透過位置によって異
なる波長に分解されており、アレイ型受光素子の個々の
受光素子は、異なる波長に分解された光を個別に受光
し、その強度に対応した透過光強度信号を出力する。第
１演算部は、アレイ型受光素子からの複数の波長別透過
光強度信号に対して重みづけ演算と、三刺激値データの
積算を行ない、三刺激値を出力する。第２演算部は、第
１演算部からの三刺激値データを受けて、試料液の着色
に関する情報を出力する。
【００１３】本発明の装置によれば、必要な波長分解能
に区分した複数の波長別透過光強度信号に重み係数を掛
け合わせることにより、ＣＩＥ等色関数による相対分光
感度特性に、正確に対応した三刺激値データが得られ、
重み係数データを変更することにより、三刺激値の相対
分光感度を簡便に変更することが可能である。
に区分した複数の波長別透過光強度信号に重み係数を掛
け合わせることにより、ＣＩＥ等色関数による相対分光
感度特性に、正確に対応した三刺激値データが得られ、
重み係数データを変更することにより、三刺激値の相対
分光感度を簡便に変更することが可能である。
【００１４】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の液体の着色
検知装置の構成と作動について説明する。図１は本発明
の装置の要部構成を示す模式図であり、図１において、
光源１は広い発光スペクトルを持ったタングステンラン
プと、平行光束を得るためのレンズおよび安定化電源か
らなり、より強い光量が必要な場合は、タングステンラ
ンプの代わりにハロゲンランプを用い、可視光領域で比
較的平坦な発光スペクトルを得たい場合にはキセノンラ
ンプを用いる。測定セル２は測定光路５を有し、パイレ
ックスガラス製の光学窓２ａ，２ｂと、試料液の流入弁
８ａおよび流出弁８ｂを備え、測定時には試料液で満た
された状態にある。楔型干渉フィルタ３は、干渉フィル
タの蒸着層の厚さを直線的に変化させ、蒸着層の厚さに
応じた位置によって透過光の波長が変化する機能を持
つ。通常の干渉フィルタは、基本的にガラスや石英の基
板に半透明金属膜、透明金属膜、半透明金属膜の順に３
層の蒸着膜を形成し、さらにガラスや石英の保護膜を被
せた構造を有する。半透明金属膜の材料はＡｇやＡｌで
あり、透明金属膜はＭｇＦ2 などを用いる。干渉フィル
タの入射面に垂直な光が入射すると、出射光の中心波長
λは式（３）で表わされる。
検知装置の構成と作動について説明する。図１は本発明
の装置の要部構成を示す模式図であり、図１において、
光源１は広い発光スペクトルを持ったタングステンラン
プと、平行光束を得るためのレンズおよび安定化電源か
らなり、より強い光量が必要な場合は、タングステンラ
ンプの代わりにハロゲンランプを用い、可視光領域で比
較的平坦な発光スペクトルを得たい場合にはキセノンラ
ンプを用いる。測定セル２は測定光路５を有し、パイレ
ックスガラス製の光学窓２ａ，２ｂと、試料液の流入弁
８ａおよび流出弁８ｂを備え、測定時には試料液で満た
された状態にある。楔型干渉フィルタ３は、干渉フィル
タの蒸着層の厚さを直線的に変化させ、蒸着層の厚さに
応じた位置によって透過光の波長が変化する機能を持
つ。通常の干渉フィルタは、基本的にガラスや石英の基
板に半透明金属膜、透明金属膜、半透明金属膜の順に３
層の蒸着膜を形成し、さらにガラスや石英の保護膜を被
せた構造を有する。半透明金属膜の材料はＡｇやＡｌで
あり、透明金属膜はＭｇＦ2 などを用いる。干渉フィル
タの入射面に垂直な光が入射すると、出射光の中心波長
λは式（３）で表わされる。
【００１５】
【数３】
【００１６】ここに、ｎとｄは透明金属膜の屈折率と厚
さ、ｍは整数である。したがって、透明金属膜の厚さｄ
をある軸ｘの方向に変化させることにより、透過光波長
をｘ方向に変化させることができる。波長分解能は半値
幅で１０ｎｍ程度である。楔型干渉フィルタ３は、この
ような形の干渉フィルタであり、一般に市販されている
ものを用いることができる。
さ、ｍは整数である。したがって、透明金属膜の厚さｄ
をある軸ｘの方向に変化させることにより、透過光波長
をｘ方向に変化させることができる。波長分解能は半値
幅で１０ｎｍ程度である。楔型干渉フィルタ３は、この
ような形の干渉フィルタであり、一般に市販されている
ものを用いることができる。
【００１７】アレイ型受光素子４も市販のフォトダイオ
ードアレイを用いることができる。分光対象領域を可視
域とし、４００〜７００ｎｍの波長領域を２０ｎｍピッ
チで区分して、透過光強度データを得るとすると、少な
くとも１５素子のアレイが必要である。フォトダイオー
ドアレイとして、２５６素子程度の集積度を持つ素子
を、楔型干渉フィルタ３と併せて用いることにより、２
０ｎｍ以上の波長を実現することができる。
ードアレイを用いることができる。分光対象領域を可視
域とし、４００〜７００ｎｍの波長領域を２０ｎｍピッ
チで区分して、透過光強度データを得るとすると、少な
くとも１５素子のアレイが必要である。フォトダイオー
ドアレイとして、２５６素子程度の集積度を持つ素子
を、楔型干渉フィルタ３と併せて用いることにより、２
０ｎｍ以上の波長を実現することができる。
【００１８】ここで、図２（ａ）〜（ｃ）を併用参照し
て、楔型干渉フィルタ３とアレイ型受光素子４およびア
レイ型受光素子４から得られる波長別透過光強度信号の
関係を説明する。図２（ａ）は、楔型干渉フィルタ３と
アレイ型受光素子４の関係を示す模式図であり、図２
（ｂ）は、分光前の光のスペクトル図、図２（ｃ）は、
分光後の光のスペクトル図をそれぞれ示している。
て、楔型干渉フィルタ３とアレイ型受光素子４およびア
レイ型受光素子４から得られる波長別透過光強度信号の
関係を説明する。図２（ａ）は、楔型干渉フィルタ３と
アレイ型受光素子４の関係を示す模式図であり、図２
（ｂ）は、分光前の光のスペクトル図、図２（ｃ）は、
分光後の光のスペクトル図をそれぞれ示している。
【００１９】図２（ａ）に示したように、楔型干渉フィ
ルタ３には 図２（ｂ）のような分光前の光が入射する
が、楔型干渉フィルタ３を通った光は、図２（ｃ）の如
く、その透過位置に応じた波長に分光される。２５６個
の集積度を持つアレイ型受光素子４の複数の受光面は、
波長毎の透過光を個別に受光し、波長別透過光強度信号
ｆｘ（ｉ）として出力する。
ルタ３には 図２（ｂ）のような分光前の光が入射する
が、楔型干渉フィルタ３を通った光は、図２（ｃ）の如
く、その透過位置に応じた波長に分光される。２５６個
の集積度を持つアレイ型受光素子４の複数の受光面は、
波長毎の透過光を個別に受光し、波長別透過光強度信号
ｆｘ（ｉ）として出力する。
【００２０】再び図１に戻り説明を続ける。第１演算部
６は、これらの信号を受けて式（１）の演算を行ない、
三刺激値を出力する。例えば、式（１）のＸでτ（λ）
は、上述の波長別透過光強度ｆｘ（ｉ）であり、図２に
示すように４００ｎｍから７００ｎｍの波長帯域を２５
６個のアレイ型受光素子４の受光面で分担すると、約
１．２ｎｍ毎の波長別透過光強度信号が得られる。ｆｘ
（ｉ）としてあらかじめ２５６個の係数を記憶させてお
き、下記の式（４）の演算を行なうことにより、Ｘとし
てＣＩＥ等色関数による相対分光感度特性に正確に対応
した刺激値を得られるとともに、記憶させたｆｘ（ｉ）
の係数列を必要に応じて変えることにより、Ｘの分光感
度を容易に変えることができる。Ｙ，Ｚについても同様
に処理できることは勿論である。
６は、これらの信号を受けて式（１）の演算を行ない、
三刺激値を出力する。例えば、式（１）のＸでτ（λ）
は、上述の波長別透過光強度ｆｘ（ｉ）であり、図２に
示すように４００ｎｍから７００ｎｍの波長帯域を２５
６個のアレイ型受光素子４の受光面で分担すると、約
１．２ｎｍ毎の波長別透過光強度信号が得られる。ｆｘ
（ｉ）としてあらかじめ２５６個の係数を記憶させてお
き、下記の式（４）の演算を行なうことにより、Ｘとし
てＣＩＥ等色関数による相対分光感度特性に正確に対応
した刺激値を得られるとともに、記憶させたｆｘ（ｉ）
の係数列を必要に応じて変えることにより、Ｘの分光感
度を容易に変えることができる。Ｙ，Ｚについても同様
に処理できることは勿論である。
【００２１】
【数４】
【００２２】次に、第２演算部７は、このようにして得
られた三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚの値から式（２）を用いて得
られるｘ，ｙの値に基づき着色度の演算を式（５）を用
いて行なう。
られた三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚの値から式（２）を用いて得
られるｘ，ｙの値に基づき着色度の演算を式（５）を用
いて行なう。
【００２３】
【数５】
【００２４】ここで、式（５）の意味を図３（ａ），
（ｂ）を参照して説明する。図３（ａ）は一般に用いら
れるｘ，ｙ色度図である。図３（ａ）上の点Ｃは、測定
された試料水の色度座標であり，標準色度図では、ｘ＝
０．３３３、ｙ＝０．３３３となる点である。図３
（ｂ）は、色度図上て本実施例の着色度を定義するため
の説明図である。図３（ｂ）上の点Ｐは、点Ｃ上からｘ
ｙ平面に垂直な方向に測定された試料水の明度の値Ｙだ
け離れた点であり、点Ｗ′は点Ｗから明度の最大値Ｙ
max だけ離れた点である。明度の最大値Ｙmax は、測定
セル２に着色のない透明な試料水を入れたときの明度Ｙ
の値である。式（５）ではＹ′＝Ｙ／Ｙmax なる正規化
を行なっている。式（５）のＬｗ′ｐは、線分Ｗ′Ｐの
長さを示している。
（ｂ）を参照して説明する。図３（ａ）は一般に用いら
れるｘ，ｙ色度図である。図３（ａ）上の点Ｃは、測定
された試料水の色度座標であり，標準色度図では、ｘ＝
０．３３３、ｙ＝０．３３３となる点である。図３
（ｂ）は、色度図上て本実施例の着色度を定義するため
の説明図である。図３（ｂ）上の点Ｐは、点Ｃ上からｘ
ｙ平面に垂直な方向に測定された試料水の明度の値Ｙだ
け離れた点であり、点Ｗ′は点Ｗから明度の最大値Ｙ
max だけ離れた点である。明度の最大値Ｙmax は、測定
セル２に着色のない透明な試料水を入れたときの明度Ｙ
の値である。式（５）ではＹ′＝Ｙ／Ｙmax なる正規化
を行なっている。式（５）のＬｗ′ｐは、線分Ｗ′Ｐの
長さを示している。
【００２５】式（６）は、式（５）のｘｙ平面内の線分
ＷＣの長さに相当する項を、刺激純度Ｓの概念を導入し
て正規化したものであり、ＣL の値を着色度として用い
てもよい。刺激純度Ｓは、線分ＷＳに対する線分ＷＣの
長さの比として、式（７）のように与えられる。点Ｓ
（ｘ１，ｙ１）は点Ｗが点Ｃを通り色度図の曲線と交わ
る点である。
ＷＣの長さに相当する項を、刺激純度Ｓの概念を導入し
て正規化したものであり、ＣL の値を着色度として用い
てもよい。刺激純度Ｓは、線分ＷＳに対する線分ＷＣの
長さの比として、式（７）のように与えられる。点Ｓ
（ｘ１，ｙ１）は点Ｗが点Ｃを通り色度図の曲線と交わ
る点である。
【００２６】
【数６】
【００２７】
【数７】
【００２８】ＣL の値はブランク水で０、清浄な水では
０．１〜０．５、目視検出限界付近の着色を有する試料
水では４程度の値をとる。このようにして演算された着
色度を、基準値と比較して着色の有無を判定することも
容易である。次に、色相は点Ｐのｘｙ平面上の位置に対
応して決定する。即ち、あらかじめ色度図上のｘｙ平面
を図３（ａ）の（ｉ，ｊ）のように区分し、この各区分
に、出力すべき色相を赤、黄、白、黒、青のように記憶
した試料座標−色相変換表をデータとして内蔵してい
る。色相の出力は、試料座標（ｘ，ｙ）がどの区分に入
るかを判別し、その区分に割り振られた色相を出力する
ことにより行われる。
０．１〜０．５、目視検出限界付近の着色を有する試料
水では４程度の値をとる。このようにして演算された着
色度を、基準値と比較して着色の有無を判定することも
容易である。次に、色相は点Ｐのｘｙ平面上の位置に対
応して決定する。即ち、あらかじめ色度図上のｘｙ平面
を図３（ａ）の（ｉ，ｊ）のように区分し、この各区分
に、出力すべき色相を赤、黄、白、黒、青のように記憶
した試料座標−色相変換表をデータとして内蔵してい
る。色相の出力は、試料座標（ｘ，ｙ）がどの区分に入
るかを判別し、その区分に割り振られた色相を出力する
ことにより行われる。
【００２９】色相の判別をニューラルネットワークを用
いて行なうこともできる。バックプロパゲーション型３
層ニューラルネットワークの入力層の３ニューロンに対
して、刺激純度Ｘ，Ｙ，Ｚの値を入力し、中間層を９ニ
ューロン、出力層の４ニューロンを赤系の着色、黄色系
の着色、白黒系の着色、その他の着色の四つの出力に割
り振り、学習と判定を行なったところ、良好な結果が得
られた。
いて行なうこともできる。バックプロパゲーション型３
層ニューラルネットワークの入力層の３ニューロンに対
して、刺激純度Ｘ，Ｙ，Ｚの値を入力し、中間層を９ニ
ューロン、出力層の４ニューロンを赤系の着色、黄色系
の着色、白黒系の着色、その他の着色の四つの出力に割
り振り、学習と判定を行なったところ、良好な結果が得
られた。
【００３０】
【発明の効果】本発明の液体の着色検知装置は、楔型分
光フィルタとアレイ型受光素子とを組み合わせた直接分
光型の受光素子を用い、アレイを形成する各受光素子か
らの信号に基づき三刺激値を演算する第１演算部と、第
１演算部で演算された三刺激値に基づく演算を行ない試
料液の着色度と色相を出力する第２演算部とを備え、第
１演算部では、必要な波長分解能に区分した複数の波長
別透過光強度信号に、重み係数を掛け合わせる操作によ
って、ＣＩＥ等色関数による相対分光感度特性に正確に
対応した三刺激値データが得られるとともに、重み係数
データを変更することにより、三刺激値の相対分光感度
を簡便に変化することができるようにしたため、ＣＩＥ
等色関数による相対分光感度特性に正確に対応した三刺
激値に基づく正確な測定を行なうことができ、また、必
要に応じて相対分光感度を簡便に変化することが可能な
機能を有する。しかも、大型で価格の高い分散型分光器
を用いることなく、所定の三刺激値が得られるので、小
型で安価な液体の着色検知装置として極めて有用であ
る。
光フィルタとアレイ型受光素子とを組み合わせた直接分
光型の受光素子を用い、アレイを形成する各受光素子か
らの信号に基づき三刺激値を演算する第１演算部と、第
１演算部で演算された三刺激値に基づく演算を行ない試
料液の着色度と色相を出力する第２演算部とを備え、第
１演算部では、必要な波長分解能に区分した複数の波長
別透過光強度信号に、重み係数を掛け合わせる操作によ
って、ＣＩＥ等色関数による相対分光感度特性に正確に
対応した三刺激値データが得られるとともに、重み係数
データを変更することにより、三刺激値の相対分光感度
を簡便に変化することができるようにしたため、ＣＩＥ
等色関数による相対分光感度特性に正確に対応した三刺
激値に基づく正確な測定を行なうことができ、また、必
要に応じて相対分光感度を簡便に変化することが可能な
機能を有する。しかも、大型で価格の高い分散型分光器
を用いることなく、所定の三刺激値が得られるので、小
型で安価な液体の着色検知装置として極めて有用であ
る。
【図１】本発明の装置の要部構成を示す模式図
【図２】楔型干渉フィルタとアレイ型受光素子を透過す
る光の状態を示し、それぞれ（ａ）は楔型干渉フィルタ
とアレイ型受光素子の関係を示す模式図、（ｂ）は分光
前の光のスペクトル図、（ｃ）は分光後の光のスペクト
ル図
る光の状態を示し、それぞれ（ａ）は楔型干渉フィルタ
とアレイ型受光素子の関係を示す模式図、（ｂ）は分光
前の光のスペクトル図、（ｃ）は分光後の光のスペクト
ル図
【図３】ｘ，ｙ色度図を示し、それぞれ（ａ）は色度
図，（ｂ）は色度図を用いた着色度の説明図
図，（ｂ）は色度図を用いた着色度の説明図
１ 光源 ２ 測定セル ２ａ 光学窓 ２ｂ 光学窓 ３ 楔型干渉フィルタ ４ アレイ型受光素子 ５ 測定光路 ６ 第１演算部 ７ 第２演算部 ８ａ 流入弁 ８ｂ 流出弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 多田 弘 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−292026（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−16324（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−126735（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−203566（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−108876（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 21/00 - 21/01 G01N 21/17 - 21/61 G01J 3/00 - 3/52 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (2)
- 【請求項１】光源と、試料液を入れる測定セルと、光源
から出射し測定セルを通過する光の波長を複数の種類に
選択可能な楔形干渉フィルタと、試料液と楔形干渉フィ
ルタを透過した光源からの光を波長毎に受光するアレイ
型受光素子と、アレイを形成するそれぞれの受光素子か
らの複数の波長別透過光強度信号に対して重み係数を掛
け合わせることで色関数による相対分光感度特性に対応
した三刺激値を演算する第１の演算部と、第１演算部で
演算された三刺激値から色度座標と明度を求めこの明度
と色度座標の合成ベクトルの長さに基づく演算から着色
度を出力する第２の演算部とを備えたことを特徴とする
液体の着色検知装置。 - 【請求項２】光源と、試料液を入れる測定セルと、光源
から出射し測定セルを通過する光の波長を複数の種類に
選択可能な楔形干渉フィルタと、試料液と楔形干渉フィ
ルタを透過した光源からの光を波長毎に受光するアレイ
型受光素子と、アレイを形成するそれぞれの受光素子か
らの複数の波長別透過光強度信号に対して重み係数を掛
け合わせることで色関数による相対分光感度特性に対応
した三刺激値を演算する第１の演算部と、第１演算部で
演算された三刺激値から明度と刺激純度を求めこの明度
と刺激純度の合成ベクトルの長さに基づく演算から着色
度を出力する第２の演算部とを備えたことを特徴とする
液体の着色検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24499294A JP3261888B2 (ja) | 1994-10-11 | 1994-10-11 | 液体の着色検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24499294A JP3261888B2 (ja) | 1994-10-11 | 1994-10-11 | 液体の着色検知装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08110297A JPH08110297A (ja) | 1996-04-30 |
| JP3261888B2 true JP3261888B2 (ja) | 2002-03-04 |
Family
ID=17126976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24499294A Expired - Fee Related JP3261888B2 (ja) | 1994-10-11 | 1994-10-11 | 液体の着色検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3261888B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100488729C (zh) * | 2002-10-17 | 2009-05-20 | 株式会社荏原制作所 | 抛光状态监测装置和抛光装置以及方法 |
| JP2009097902A (ja) * | 2007-10-15 | 2009-05-07 | Sony Corp | 反応制御装置及び反応制御方法 |
| CN102445274A (zh) * | 2010-10-13 | 2012-05-09 | 罗文宇 | 一种对溶液的色彩分析方法及系统 |
| JP6117381B2 (ja) * | 2013-12-27 | 2017-04-19 | パナソニックヘルスケアホールディングス株式会社 | 薬剤投与装置および薬剤投与装置の制御方法 |
| KR101706702B1 (ko) * | 2015-07-07 | 2017-02-15 | 건국대학교 글로컬산학협력단 | 포도당 농도 검출 방법 |
-
1994
- 1994-10-11 JP JP24499294A patent/JP3261888B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08110297A (ja) | 1996-04-30 |
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