JP6722841B2 - 光学測定装置 - Google Patents
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Description
前記試料溶液を収容し、平面状の底面を有する角柱形状又は円筒形状の試料容器と、
前記試料容器を保持し、前記試料容器の底面を、前記カメラレンズの前側に配置する保持具と、
前記カメラによって前記既知の試料溶液又は前記未知の試料溶液を撮影しながら試料溶液の色情報を抽出する抽出手段と、該色情報から前記既知の試料溶液の濃度情報を演算する演算手段と、該濃度情報と前記抽出手段によって抽出された被測定物質を含む試料溶液の色情報とを比較し被測定物質の濃度を算出する比較手段とを備えた解析手段と、を備え、前記保持具は、前記試料容器が垂直方向に挿入される挿入穴と、前記挿入穴と連通し前記挿入穴よりも小さい撮影用穴とを有しており、
前記保持具が前記モバイル端末のディスプレイ上に載置されて、前記試料保持具の底面と前記試料容器の底面が前記カメラレンズの真上に配置されることを特徴とする
本発明の測定方法としては、試料の色の濃淡を比較し濃度を測定する方法であれば特に問わず、例えば、蛍光測定や吸光度測定、散乱光測定、光度滴定、化学発光、生物発光等の光学測定が挙げられる。
上記試料容器の形状は、一般的に使用されているセルと同様の角柱形状でも、円筒形状でもよく、試料容器の一部(底面又は側面)又は全体が透明な材質からできていることが望ましい。
上記保持具の形状は試料容器を保持できるものであれば特に問うものではなく、試料容器を完全に収容する形状でもよいし、試料容器の下方部の一部を収容する形状でもよい。また、材質についても特に問わないが、遮光できる素材が望ましい。
上記解析手段は、タブレット端末のOS上で起動するアプリケーションソフトであることが望ましく、ソフトの入手方法はインターネット上で購入する方法等が想定される。また、解析手段によって得られた被測定物質の濃度は、解析後直ぐにディスプレイ上に表示されることが望ましい。
上記抽出手段が抽出する色情報とはRGBやYUV420が挙げられ、抽出方法としてはタブレット端末のカメラにて静止画や動画を撮影した後、その画像データをもとに抽出しても良いが、カメラモードを立ち上げた状態(プレビューモード)で抽出を行うことが望ましい。
光源は、様々な光学測定に対応可能とするために可視光や紫外光を発するLEDや小型ランプ等が挙げられる。また、光源の取付け位置は、例えば、カメラレンズと直交する位置や対向する位置が挙げられる。さらに、光源の取付け方法は、試料容器と共に保持具内に完全に収容してもよいし、保持具の一部に着脱可能に固定してもよい。
試料容器の底面とカメラレンズとの距離は、密着していても離れていてもよいが、カメラのピントの都合上、底面とカメラレンズとの間には空間が形成されることが望ましい。
固定部材とは、着脱可能に固定できるものであれば特に問うものではなく、両面テープや滑り止め部材、面ファスナー、クリップの様に開閉自在に挟持できるものや、タブレット端末のカメラレンズ付近の一部に嵌め合わせる断面コの字状をしたもの等が挙げられる。
また、タブレット端末に解析手段をインストールしておけば、測定装置と解析手段を一体化させることが可能となり、装置のコンパクト化が実現される。それにより、持ち運びが容易となりオンサイト分析に適した装置の提供が可能となる。特にスマートフォンやタブレットにおいては屋内外を問わずどこでも使用することから、手軽且つ容易にオンサイト分析が可能となる。
図1に本発明の第1実施例を示す。第1実施例の光学測定装置は、室内照明又は太陽光を利用し比色法により濃度測定を行うもので、測定対象はフッ素である。発色試薬であるランタンアリザリンコンプレクソン(商標名:アルフッソン)の粉末を試料に添加して発色させて測定する。
第1実施例の光学測定装置は、フッ化物イオンと上記試薬を含む試料溶液を収容する角型光学セル(試料容器)1と、角型光学セルの上部を突出させるように収容する光学セル固定具(保持具)2と、カメラを内蔵するタブレット端末3と、タブレット端末にインストールされ且つタブレット端末のOS上で起動する濃度測定用のアプリケーションソフト(解析手段)4から構成される。
まず、アプリケーションソフト4を起動させる前に、濃度の異なる3種類の標準溶液(濃度Aの試料1、濃度Bの試料2、濃度Cの試料3)と測定する試料溶液(未知濃度)を角型光学セル1にそれぞれ注入しておく。その後、試料1を収容した角型光学セル1を光学セル固定具2の角穴5に挿入し固定させておく。
図6に本発明の第2実施例を示す。第2実施例の光学測定装置は、LED光源を利用し比色法により濃度測定を行うもので、測定対象はフッ素である。光源を利用することで、測定の感度や安定性の向上を図ることができる。
第2実施例の光学測定装置は、角型光学セル(試料容器)1と、フッ化物イオンに光を照射するためのLED(光源)11と、第1実施例と同様の角型光学セル1の上部を突出させるように収容する光学セル固定具(保持具)2と、第1実施例と同様のカメラを内蔵するタブレット端末3と、第1実施例と同様のタブレット端末3にインストールされ且つタブレット端末のOS上で起動する濃度測定用のアプリケーションソフト4から構成される。
光源であるLED11は、内蔵カメラのレンズ6と対向する位置に配置するため、角型光学セル1の蓋12の導入穴13内にLED11の発光部の一部が嵌め込まれている。
図7に本発明の第3実施例を示す。第3実施例の光学測定装置は、LED等の光源を使用し蛍光消光現象により濃度測定を行うもので、測定対象はフッ素である。試料溶液は、ジルコニウム/フラボノール/EDTA溶液2mLとフッ化物イオン水溶液0.1mLを加えたものである。
第3実施例の光学測定装置は、第1実施例と同様の角型光学セル1と、フッ化物イオンに光を照射し励起発光させるためのLED11(又は小型UVランプ)と、角型光学セル1を固定し且つ光源を取付けるための固定用補助具(保持具)14と、第1実施例と同様のカメラを内蔵するタブレット端末3と、第1実施例と同様のタブレット端末3にインストールされ且つタブレット端末のOS上で起動する濃度測定用のアプリケーションソフト4から構成される。
2 光学セル固定具
3 タブレット端末
4 アプリケーションソフト
4a キャリブレーションモード
4b 計測モード
5 角穴
6 カメラレンズ
7 撮影用穴
8 空間
9 両面テープ
10 ディスプレイ
11 LED
12 蓋
13 導入穴
14 固定用補助具
15 ベース板
16 ガイド板
17 検出穴
Claims (3)
- カメラと該カメラによって撮影される画像を表示するディスプレイを有するモバイル端末を用い、被測定物質の濃度が既知の試料溶液と未知の試料溶液との色の濃淡を比較することで該被測定物質の濃度を測定する光学測定装置であって、
前記試料溶液を収容し、平面状の底面を有する角柱形状又は円筒形状の試料容器と、
前記試料容器を保持し、前記試料容器の底面を、前記カメラレンズの前側に配置する保持具と、
前記カメラによって前記既知の試料溶液又は前記未知の試料溶液を撮影しながら試料溶液の色情報を抽出する抽出手段と、該色情報から前記既知の試料溶液の濃度情報を演算する演算手段と、該濃度情報と前記抽出手段によって抽出された被測定物質を含む試料溶液の色情報とを比較し被測定物質の濃度を算出する比較手段とを備えた解析手段と、を備え、前記保持具は、前記試料容器が垂直方向に挿入される挿入穴と、前記挿入穴と連通し前記挿入穴よりも小さい撮影用穴とを有しており、
前記保持具が前記モバイル端末のディスプレイ上に載置されて、前記試料保持具の底面と前記試料容器の底面が前記カメラレンズの真上に配置されることを特徴とする光学測定装置。 - 前記保持具には前記試料容器に光を照射するための光源を備えることを特徴とする請求項1記載の光学測定装置。
- 前記保持具には、モバイル端末に着脱可能に固定するための固定部材を備えていることを特徴とする請求項1、又は、2記載の光学測定装置。
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