JP3462046B2 - 液面・界面位置検出装置および分液処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、層分離された相溶
しない２種類の溶液からなる溶液相の液面位置および界
面位置を検出する液面・界面位置検出装置、および上記
溶液相から各溶液を分離する分液処理装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来より、層分離された相溶しない２種
類の溶液からなる溶液相より各溶液を分離するための分
液処理は、例えば有機合成反応などにより得られる反応
液中から特定化合物を分離するための抽出処理などにお
いてよく行われ、かかる分液処理のために分液ロートが
よく使用されてきた。

【０００３】この分液ロートを用いて分液処理を行う場
合、操作者は層分離した溶液相を目視してその液面およ
び２つの溶液層の界面を確認した後、確認した液面およ
び界面に基づいて、溶液相中の一方の溶液を分液ロート
から取り出し、必要に応じて分液ロートに残った他方の
溶液をさらに別の容器に取り出すことによって、両溶液
を分離している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、層分離され
た相溶性のない２種類の溶液からなる溶液相から分液ロ
ートを用いて各溶液を分離する場合には、溶液相の液面
位置および界面位置の確認、および各溶液の分離操作は
操作者自身によって行われていた。

【０００５】したがって、分液ロートを用いる従来の分
液処理では、分液処理自体が操作者自身によって行われ
るので、正確に分液処理を行うには、操作者が分液ロー
トの操作に慣れる必要がある。つまり、分液ロートの操
作に慣れないと、溶液相中の各溶液の色が微妙に違う場
合には、界面の確認を正確に行うことが難しく、この結
果、溶液相中の溶液を正確に分離できない虞がある。

【０００６】また、分液ロートは、操作が手動である点
で、従来からある有機合成反応を自動で行う装置におい
て使用しづらく、有機合成反応の自動化を困難なものと
するという問題がある。

【０００７】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、その目的は、層分離された相溶しない
２種類の溶液からなる溶液相の液面位置および界面位置
の検出を自動的に行い、この液面位置および界面位置の
検出結果に基づいて、溶液の抜取り動作を自動的に行う
分液処理装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の液面・界面位
置検出装置は、上記の課題を解決するために、層分離さ
れた相溶しない２種類の溶液からなる溶液相を画像とし
て読み取る読取手段と、読み取った画像から上記溶液相
の液面位置および界面位置を検出する位置検出手段とを
備えたことを特徴としている。

【０００９】上記の構成によれば、位置検出手段は、上
記溶液相が上下層に分離された状態で読み取った画像か
ら、該溶液相の液面位置および界面位置を検出するよう
になっているので、液面位置および界面位置の検出動作
を自動的に行うことが可能となる。

【００１０】このように、読取手段が読み取った溶液相
の画像から、液面位置と界面位置とを、位置検出手段に
よって自動的に検出することができるので、有機合成反
応を自動的に行う装置において、好適に使用することが
できる。これにより、有機合成反応を自動的に行う装置
の完全自動化を図ることができる。

【００１１】上記位置検出手段による液面位置と界面位
置とを検出するには、例えば、請求項２記載の液面・界
面位置検出装置が挙げられる。即ち請求項２の液面・界
面位置検出装置は、上記の目的を達成するために、請求
項１の構成に加えて、上記位置検出手段が、層分離され
た相溶しない２種類の溶液からなる溶液相の液面位置お
よび界面位置を表す画像パターンを複数種類登録する画
像パターン登録部と、上記読取手段により読み取られた
画像に示される液面位置および界面位置を、上記画像パ
ターン登録部に登録された画像パターンの中から近似し
て、この近似した値に基づいて求める位置算出部とで構
成されていることを特徴としている。

【００１２】これにより、予め登録した画像パターンを
利用して、溶液相の液面位置および界面位置を近似した
後で、この近似値から正確な液面位置および界面位置を
検出するようになるので、位置検出を迅速且つ正確に行
うことができる。

【００１３】請求項３の液面・界面位置検出装置は、上
記の課題を解決するために、請求項１または２の構成に
加えて、層分離された相溶しない２種類の溶液からなる
溶液相が透明な容器に収納されると共に、上記溶液相の
液面および界面と交差する均一な幅のテープが該容器の
高さ方向に設けられ、上記読取手段は、上記テープを容
器背面側に配置した状態で、該容器に収納された溶液を
画像として読み取ることを特徴としている。

【００１４】上記の構成によれば、請求項１または２の
作用に加えて、容器背面側に配置されたテープは、読取
手段によって容器内に収納された溶液相を透過した状態
で読み取られる。このとき、上記テープは、２層の溶液
を通して読み取られているので、各溶液の屈折率の違い
により、それぞれの層においてテープ幅が異なって見え
る。

【００１５】このように、溶液の屈折率の違いを利用し
て、液面位置および界面位置を検出するようにすれば、
特に、２層に分離した各溶液の色が殆ど同じである場合
等のように、色の違いで界面位置が検出しづらい場合に
確実に検出され、より有効な検出方法となる。

【００１６】請求項４の分液処理装置は、上記の課題を
解決するために、層分離された相溶しない２種類の溶液
からなる溶液相を画像として読み取る読取手段と、読み
取った画像から上記溶液相の液面位置および界面位置を
検出する位置検出手段と、上記検出手段による検出結果
に基づいて上下層の各溶液の量を求め、上下層の各溶液
のいずれか一方または両方を抜き取る溶液抜取手段とを
備えたことを特徴としている。

【００１７】上記の構成によれば、位置検出手段は、層
分離された相溶しない２種類の溶液からなる溶液相の画
像から、液面位置と界面位置とを検出するようになって
いるので、液面位置および界面位置の検出動作を自動的
に行うことが可能となる。

【００１８】そして、溶液抜取手段は、上記位置検出手
段による結果に基づいて、即ち位置検出手段によって検
出された液面位置および界面位置から、上下層の各溶液
量を算出し、上下層の各溶液のいずれか一方または両方
を抜き取るようになっているので、溶液の抜取りの自動
化を図ることができる。

【００１９】このように、読取手段が読み取った溶液相
の画像から、液面位置と界面位置とを、位置検出手段に
よって自動的に検出し、さらにこの位置検出手段の検出
結果に基づいて、溶液相中の各溶液を自動的に抜き取る
ことができるので、有機合成反応を自動的に行う装置に
おいて、好適に使用することができる。これにより、有
機合成反応を自動的に行う装置の完全自動化を図ること
ができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について図
１ないし図６に基づいて説明すれば、以下の通りであ
る。

【００２１】本実施の形態に係る分液処理装置は、図１
に示すように、読取手段としてのＣＣＤ(charge couple
d device) カメラ１と、センサ本体２と、溶液抜取手段
としての液抜取装置３と、コンピュータ４とで構成され
ている。尚、上記分液処理装置のうち、液抜取装置３を
除く、ＣＣＤカメラ１、センサ本体２、コンピュータ４
で液面・界面位置検出装置を構成している。また、この
分液処理装置は、ロボットを用いた合成実験自動化シス
テムに用いられている。

【００２２】上記ＣＣＤカメラ１は、合成実験自動化シ
ステム内に配置された検査台５の一端部側にジャッキ６
を介して載置されている。つまり、上記ＣＣＤカメラ１
は、ジャッキ６によって検査台５に対して垂直な方向、
即ち上下方向に移動させることができるようになってい
る。これにより、ＣＣＤカメラ１は、適切な位置で、観
察対象物を的確に読み取ることができる。

【００２３】上記検査台５の他端部側には、蛍光板８が
該検査台５に対して垂直に載置され、この蛍光板８とＣ
ＣＤカメラ１との間にサンプル瓶７が載置されている。
つまり、ＣＣＤカメラ１は、蛍光板８によって背面側か
ら照らされたサンプル瓶７を観察対象物である画像とし
て読み取るようになっている。

【００２４】上記サンプル瓶７は、１００ｃｃのサンプ
ル管からなり、層分離された相溶しない２種類の溶液Ａ
・Ｂからなる溶液相が収納されている。即ち、サンプル
瓶７には、２種類の溶液Ａ・Ｂが２層に分離した状態で
収納されている。このサンプル瓶７は、ロボットが運搬
しやすように、略円筒形状となっている。

【００２５】上記ＣＣＤカメラ１の画素数は、例えば図
２に示すように、Ｘ軸方向は５００画素、Ｙ軸方向は４
８０画素の合計２４万画素であり、サンプル瓶７を読み
取った場合には、上層の溶液Ａの液面７ａ、上層の溶液
Ａと下層の溶液Ｂとの間に形成される界面７ｂを座標で
表すようになっている。ここで、サンプル瓶７は、円筒
状であるので、底面積を一定と考え、液面７ａと界面７
ｂとの座標を高さのみで液面、界面の座標位置を表すも
のとする。これにより、液面７ａおよび界面７ｂの座標
が分かれば、溶液Ａおよび溶液Ｂの容量を容易に算出す
ることができる。ちなみに、液面７ａのＹ座標はｙ１，
界面７ｂのＹ座標はｙ２で表す。

【００２６】上記ＣＣＤカメラ１は、図１に示すよう
に、カメラコード９によってセンサ本体２に接続されて
おり、読み取った画像をセンサ本体２に転送するように
なっている。尚、センサ本体２の詳細は、後述する。

【００２７】上記センサ本体２は、モニタケーブル１０
によってモニタ１１に接続されている。このモニタ１１
は、上記ＣＣＤカメラ１で読み取った画像をリアルタイ
ムで表示するようになっている。

【００２８】上記モニタ１１は、９型の白黒モニタ（株
式会社キーエンス製，型式ＯＰ−２６１７１）が使用さ
れ、ＣＣＤカメラ１で読み取った画像を白黒画像で表示
するようになっている。

【００２９】また、センサ本体２は、第１ＲＳ−２３２
Ｃケーブル１２によりコンピュータ４に接続されてお
り、ＣＣＤカメラ１で読み取ったデータをコンピュータ
４に送信するようになっている。尚、コンピュータ４の
詳細は、後述する。

【００３０】コンピュータ４は、第２ＲＳ−２３２Ｃケ
ーブル１３によって液抜取装置３が接続されており、所
定の処理を施されたデータを送信するようになってい
る。

【００３１】上記液抜取装置３は、シリンジポンプ１
４、後述するニードル１６を上下に駆動させるためのス
テッピングモータ（図示せず）、およびニードル１６を
前後に移動させる駆動モータ（図示せず）が設けられて
おり、これらのポンプおよびモータはコンピュータ４か
らのデータに基づいて駆動制御されるようになってい
る。

【００３２】シリンジポンプ１４には、ニードル支持体
１５を介してニードル１６が接続されており、サンプル
瓶７に挿入されたニードル１６から溶液を吸い上げるよ
うになっている。そして、駆動モータにより、ニードル
１６はニードル支持体１５を介して、矢印Ｘ・Ｙ方向、
即ち前後方向に移動されると共に、ステッピングモータ
により、ニードル１６を矢印Ｚ・Ｗ方向、即ち上下方向
に移動されるようになっている。上記ニードル１６は、
コンピュータ４からのデータに基づいて駆動される。こ
のニードル１６の動作については後述する。

【００３３】ここでは、サンプル瓶７の溶液Ａ・Ｂのう
ち、先ず溶液Ａを抜き取る状態を示している。ニードル
１６は、サンプル瓶７内の溶液Ａを抜取り、容量３０ｃ
ｃのサンプル管１７に移動して、そこで溶液Ａを排出す
る。尚、溶液Ｂを抜き取る場合には、ニードル１６はサ
ンプル瓶７の底部まで降ろされるが、このとき撹拌に用
いたマグネチックスターラ１８が邪魔をしないように、
該マグネッチクスターラ１８はサンプル瓶７の側面に配
された磁石１９によってサンプル瓶７の側面に移動、固
定された状態となっている。

【００３４】ここで、上記センサ本体２およびコンピュ
ータ４について以下に説明する。

【００３５】上記センサ本体２は、図３に示すように、
送受信管理部２１と、液面・界面位置検出部２２とで構
成されている。また、コンピュータ４は、送受信管理部
４１と、ファイル登録部４２と、信頼度判定部４３と、
ピクセル／パルス変換部４４とで構成されている。以上
のことから、上記センサ本体２とコンピュータ４とで、
層分離された相溶しない２種類の溶液からなる溶液相の
液面および界面の位置を検出する位置検出手段を構成し
ている。

【００３６】まず、上記センサ本体２について説明する
と、上記送受信管理部２１は、ＣＣＤカメラ１からの画
像データを受信し、その画像データをモニタ１１に送信
する一方、液面・界面位置検出部（位置算出部）２２に
送信するようになっている。

【００３７】また、送受信管理部２１は、コンピュータ
４からの分液イメージファイル（画像パターン）を受信
し、この分液イメージファイルを液面・界面位置検出部
２２に送信すると共に、液面・界面位置検出部２２から
送信されたデータをコンピュータ４の送受信管理部４１
に送信するようになっている。ここで、送受信管理部４
１に送信されるデータは、液面・界面座標をピクセル単
位の値で示したデータである。

【００３８】上記液面・界面位置検出部２２は、送受信
管理部２１から送信されたＣＣＤカメラ１によって読み
取られた画像データと、分液イメージファイルとに基づ
いて、ＣＣＤカメラ１の被写体であるサンプル瓶７にお
ける液面位置および界面位置座標を求め、この液面位置
および界面位置座標を再び送受信管理部２１に送信する
ようになっている。尚、この液面・界面位置検出部２２
の詳細については、後述する。

【００３９】次に、コンピュータ４について説明する
と、上記送受信管理部４１は、ファイル登録部４２に登
録されている分液イメージファイルを読みだして、この
分液イメージファイルをセンサ本体２の送受信管理部２
１に送信する一方、液面・界面座標を要求する信号をセ
ンサ本体２の送受信管理部２１に送信するようになって
いる。尚、送受信管理部４１は、一つのサンプル瓶７に
おける画像データの液面・界面座標を検出する際に、液
面・界面座標の要求を複数回行う。この要求回数は、任
意に設定できるものとする。

【００４０】そして、上記送受信管理部４１は、センサ
本体２の送受信管理部２１から送信された液面・界面座
標のデータを信頼度判定部４３に送信するようになって
いる。

【００４１】信頼度判定部４３は、センサ本体２から送
受信管理部４１に送信された液面・界面座標が、信頼で
きるものであるかを判定し、その信頼度を示す信号を再
び送受信管理部４１に送信するようになっている。この
信頼度は、センサ本体２によって検出された液面・界面
の座標が、実際のサンプル瓶７において妥当な値である
か否かを判定した結果を表すものである。

【００４２】また、送受信管理部４１は、同一サンプル
瓶７内の溶液に対して、複数回の液面・界面座標の要求
を行うようになっている。この要求に伴って、信頼度判
定部４３には、同一サンプル瓶７に対する複数回分の液
面・界面の座標データが入力されることになる。

【００４３】そして、信頼度判定部４３では、返信され
た同一サンプル瓶７内の溶液に対する液面・界面の座標
値が、所定の範囲内で所定の回数だけ繰り返された場合
に、そのデータは信頼できるものであると判定し、その
信号を出力するようになっている。尚、上記の範囲およ
び回数は、任意に設定できるものとする。

【００４４】したがって、送受信管理部４１は、信頼度
判定部４３からの信頼度の信号が、信頼できるものであ
ることを示すものであれば、送受信管理部２１から送信
された液面・界面の座標に相当するピクセル数に相当す
るデータ（ピクセルデータ）をピクセル／パルス変換部
４４に送信する。

【００４５】上記ピクセル／パルス変換部４４は、送信
されたピクセルデータから、上述したニードル１６を上
下動作させるためのステッピングモータのパルス数に変
換し、このパルス数に相当するデータ（パルスデータ）
を送受信管理部４１に送信するようになっている。

【００４６】そして、送受信管理部４１は、ピクセル／
パルス変換部４４から送信されたパルスデータを液抜取
装置３に送信する。

【００４７】ここで、液面・界面位置の検出処理につい
て具体的に説明する。まず、ファイル登録部４２につい
て以下に詳細に説明する。上記ファイル登録部４２に
は、分液イメージファイルとして、図２に示すように、
サンプル瓶７の液面７ａ近傍の領域の液面領域Ｄｅと、
界面７ｂ近傍の領域の界面領域Ｄｋとが複数種類登録さ
れている。即ち、液面近傍領域のイメージと、界面近傍
領域のイメージとがファイル登録部４２に登録されてい
る。

【００４８】上記液面領域Ｄｅおよび界面領域Ｄｋに対
応するデータには、サンプル瓶７と同じ大きさのサンプ
ル瓶に収納された２種類の溶液の液面の座標値ｙ１およ
び界面の座標値ｙ２、および溶液の全体の量と分液され
たときの各溶液の割合、各溶液の色等の情報が含まれて
いる。

【００４９】そして、ファイル登録部４２には、約１６
０種類の分液イメージファイルが収納されており、これ
らを逐次送受信管理部４１を介してセンサ本体２に送信
するようになっている。

【００５０】尚、ファイル登録部４２における分液イメ
ージファイルの登録数は、少なくとも２種類、即ち液面
領域Ｄｅのデータと、界面領域Ｄｋのデータとがそれぞ
れ１つずつあれば良い。また、イメージファイルの登録
数が多くなりすぎると、液面・界面の位置検出処理のた
めの時間が長くなるので好ましくない。このため、ファ
イル登録部４２における分液イメージファイルの登録数
は、合成反応の種類、即ち分離しようとする溶液の種類
や、処理時間等の関係によって適宜設定すれば良い。

【００５１】次に、液面・界面位置検出部２２について
詳細に説明する。尚、液面・界面位置検出部２２は、液
面座標と界面座標とを別々の分液イメージファイルによ
って検出するが、便宜上、液面座標と界面座標とのどち
らにも当てはまる場合には、液面座標と界面座標とを特
定せずに、サンプル座標値と称して説明する。

【００５２】上記液面・界面位置検出部２２は、上記フ
ァイル登録部４２に登録されている分液イメージファイ
ルを基準に、実際にサンプル瓶７内に収納された溶液の
サンプル座標値を検出する。即ち、センサ本体２は、分
液イメージファイルに基づいて、サンプル座標値をサー
チする。

【００５３】このとき、分液イメージファイルが、サン
プル座標値に近い、即ち予め設定した液面領域あるいは
界面領域の所定範囲内にあれば、該分液イメージファイ
ルに含まれる座標値ｙ１あるいはｙ２に基づいてサンプ
ル座標値を正確に算出する。

【００５４】また、分液イメージファイルが、サンプル
座標値から外れていれば、即ち予め設定した液面領域あ
るいは界面領域の所定範囲外にあれば、デタラメな数値
を算出する。

【００５５】そして、液面・界面位置検出部２２は、検
出した値を送受信管理部２１を介してコンピュータ４に
送信する。

【００５６】以上の動作を一つのサンプル瓶７につい
て、複数回繰り返し、検出したデータをその都度コンピ
ュータ４に送信する。

【００５７】上記構成の分液処理装置における分液処理
の流れについて、図１、図４および図５を参照しながら
以下に説明する。

【００５８】はじめに、液面・界面座標の検出処理につ
いて説明する。尚、ＣＣＤカメラ１によって読み取られ
る２層に分液した溶液相が収納されたサンプル瓶７を、
ターゲットサンプルと称する。

【００５９】まず、図示しないロボットが、ターゲット
サンプルを、センサ本体２の前にセットする（Ｓ１）。

【００６０】そして、コンピュータ４は、予め登録した
分液イメージファイルをセンサ本体２に送信する（Ｓ
２）。

【００６１】続いて、センサ本体２は、ターゲットサン
プルの液面・界面をサーチする（Ｓ３）。即ち、センサ
本体２は、受信したイメージファイルを基準に、ターゲ
ットサンプルの液面・界面のパターンをサーチする。

【００６２】次いで、コンピュータ４は、ターゲットサ
ンプルの液面・界面の座標値を要求する（Ｓ４）。ここ
で、一つのターゲットサンプルに対して、液面・界面の
座標値を要求をＮ（Ｎ＞１）回行うこととする。

【００６３】そして、センサ本体２は、液面・界面の座
標値をコンピュータ４に返信する（Ｓ５）。即ち、セン
サ本体２は、Ｓ５におけるコンピュータ４からの要求に
したがって、ターゲットサンプルの液面および界面の位
置を、該センサ本体２に接続されたモニタ１１上の座標
値で表したデータとしてコンピュータ４に返信する。こ
のとき、センサ本体２からコンピュータ４に返信される
回数は、コンピュータ４がセンサ本体２に対して行う要
求回数Ｎと同じである。

【００６４】次いで、コンピュータ４は、同一のターゲ
ットサンプルに対するセンサ本体２からの液面・界面の
座標値の返信回数ｎ（ｎ＞１）が所定の回数、即ちＮ
（Ｎ＞１）回行われたか否かを判定する（Ｓ６）。ここ
で、ｎがＮに達していなければ、Ｓ４に移行する。

【００６５】一方、Ｓ６でｎがＮに達していれば、コン
ピュータ４は、返信されたＮ個の座標値の全てが、予め
設定した値の範囲内に存在するか否かを判定する（Ｓ
７）。

【００６６】Ｓ７で、Ｎ個の座標値の全てが、予め設定
した範囲内にあれば、再現性が良好であり、コンピュー
タ４に返信された座標値は信頼できると判断され、この
座標値に基づいて液抜取り処理が施される（Ｓ８）。こ
こで、上記の座標値は、コンピュータ４から送られた分
液イメージファイルを基準に、サーチして得られた値で
あり、センサ本体２の液面・界面位置検出部２２によっ
て検出された値である。尚、上記液抜取り処理について
は、後述する。

【００６７】一方、Ｓ７で、Ｎ個の座標値の全てが、予
め設定した範囲内になけばれ、再現性が良くないと判断
される。つまり、ターゲットファイルに対する分液イメ
ージファイルが適当なものでないと判断される。

【００６８】この結果、コンピュータ４は、他の分液イ
メージファイルが登録されているか否かを判断する（Ｓ
９）。ここで、他の分液イメージファイルが登録されて
いると判断すれば、Ｓ３に移行して、その分液イメージ
ファイルに基づいて、ターゲットサンプルの液面・界面
をサーチする。

【００６９】また、Ｓ９で、他の分液イメージファイル
が登録されていないと判断されれば、液抜取りを中止す
る（Ｓ１０）。即ち、登録された何れの分液イメージフ
ァイルによっても、再現性のない値がでるのであれば、
界面が不明確であるとみなして、液抜取装置３による液
抜取り操作を行わないように、コンピュータ４は液抜取
装置３に中止の指示を出す。

【００７０】次に、液抜取り処理の流れについて、図５
に示すフローチャートを参照しながら以下に説明する。

【００７１】先ず、図４に示すフローチャートのＳ７に
おいて得られた再現性の良い座標値からターゲットサン
プルの液面および界面のｙ座標を求める（Ｓ１１）。即
ち、コンピュータ４は、座標値のうち、値の大きいもの
を液面のｙ座標（ｙ１）とし、他方を界面のｙ座標（ｙ
２）とみなす。

【００７２】次に、上記の液面座標値ｙ１と界面座標値
ｙ２とから、各層の液量を求める（Ｓ１２）。

【００７３】続いて、上記の各ｙ座標値をパルス数に変
換し、この信号をニードル１６を上下動作させるステッ
ピングモータに送信する（Ｓ１３）。

【００７４】そして、液抜取装置３は、容器（サンプル
瓶７）内の溶液を抜き取る（Ｓ１４）。即ち、液抜取装
置３に備えられたステッピングモータは、送信されたパ
ルス数に応じてニードル１６を駆動させて、サンプル瓶
７内の上層あるいは下層を抜取り、別容器に移す。

【００７５】上記の画像処理による溶液相の液面・界面
位置の検出、特に界面位置の検出は、主に、各溶液の色
の違いを分液イメージサンプルをもとにサーチすること
によって行っていたが、例えば溶液相内の各溶液の色の
違いが殆どない場合には、界面の検出を正確にできない
虞がある。

【００７６】そこで、溶液の屈折率の違いを利用して、
溶液相の界面を検出する方法として、例えば図６に示す
ように、蛍光板８上に、サンプル瓶７の液面７ａおよび
界面７ｂに垂直な均一な幅の色付きテープ５１を配設
し、サンプル瓶７を通して色付きテープ５１を見た場合
の屈折率の違いにより液面７ａおよび界面７ｂを確認で
きるようにする方法がある。

【００７７】図６では、サンプル瓶７内の溶液Ａの屈折
率は空気の屈折率よりも小さいので、溶液Ａを通して見
える色付きテープ５１の幅は実際のものよりも狭くなっ
ている。一方、サンプル瓶７内の溶液Ｂの屈折率は空気
の屈折率よりも大きいので、溶液Ｂを通して見える色付
きテープ５１の幅は実際のものよりも広くなっている。

【００７８】このように、溶液相内の溶液の屈折率の違
いにより液面および界面を検出するようにすれば、溶液
相内の各溶液の色の違いが殆どないような場合におい
て、効果的であることが分かる。

【００７９】なお、上記色付きテープ５１は、サンプル
瓶７に収納される溶液の色と異なる色で着色されていれ
ば良く、特に限定すれるものではない。また、色付きテ
ープ５１は、サンプル瓶７内の溶液相の液面７ａおよび
界面７ｂに対して垂直に配置される必要はなく、各溶液
の屈折率の違いが分かる程度に、該液面７ａ・界面７ｂ
に交差して配置されていれば良い。

【００８０】上記の構成の分液処理装置では、ＣＣＤカ
メラ１が読み取った溶液相の画像から、サンプル瓶７に
おける液面７ａと界面７ｂとを、自動的に検出すること
ができるので、有機合成反応を自動的に行う装置におい
て、好適に使用することができる。これにより、有機合
成反応を自動的に行う装置の完全自動化を図ることがで
きる。

【００８１】また、サンプル瓶７の収納された溶液相の
液面７ａと界面７ｂとを、ファイル登録部４２に登録さ
れた分液イメージファイルの中から近似して、この近似
した値に基づいて求めるようになっているので、位置検
出を迅速且つ正確に行うことができる。

【００８２】さらに、上記構成の分液処理装置の液抜取
装置３は、検出された液面７ａおよび界面７ｂから、サ
ンプル瓶７内の溶液相中の上下層の各溶液量を算出し、
上下層の各溶液を抜き取るようになっているので、溶液
の抜取りの自動化を図ることができる。

【００８３】上記の実施の形態での説明では、液面７ａ
および界面７ｂからサンプル瓶７内の溶液Ａおよび溶液
Ｂの体積を算出し、この体積に基づいて、ニードル１６
の駆動量が計算され、各溶液を抜き取るようになってい
た。この場合、サンプル瓶７の形状および大きさが常に
一定であることが必要である。

【００８４】尚、上記の分液処理装置を利用して分液す
る方法としては、液面７ａおよび界面７ｂからサンプル
瓶７内の溶液Ａおよび溶液Ｂの体積を求めて溶液を抽出
する方法の他に、液面７ａと界面７ｂの容器の底面から
の高さ情報により容器内の溶液を抽出する方法がある。

【００８５】この方法では、サンプル瓶７の溶液相の液
面７ａと界面７ｂの高さ情報から、ニードル１６の駆動
を制御して溶液を抜き取るようになっている。このと
き、液面７ａおよび界面７ｂの座標値は、常に検出さ
れ、この座標値を液抜取装置３に送信している。そし
て、液面７ａの座標値が界面７ｂの座標値の所定の範囲
内まで到達すれば、サンプル瓶７内の上層の溶液Ａの抜
取りを中断する。

【００８６】このようにして、サンプル瓶７の溶液相の
液面７ａと界面７ｂの高さ情報から、サンプル瓶７内の
溶液Ａ・Ｂを分液するようになっている。

【００８７】以上の方法によれば、サンプル瓶７の形状
を限定しなくても良く、広い範囲で本発明の分液処理装
置を適用することができる。

【００８８】本実施の形態で用いたＣＣＤカメラ１とし
ては、株式会社キーエンス製の型式ＣＶ−Ｃ１を用い、
センサ本体２としては、株式会社キーエンス製の型式Ｃ
Ｖ−１００を用いた。また、本分液処理装置の制御プロ
グラムは、例えばＯＳ（operating system) としてＷＩ
ＮＤＯＷＳ（登録商標）９５上で動作するように作成し
た。それゆえ、コンピュータ４としては、ＷＩＮＤＯＷ
Ｓ（登録商標）９５が動作するコンピュータであれば良
い。しかしながら、本願発明は、上記ＯＳに限定され
ず、他のＯＳにも適用できる。

【００８９】尚、本発明は、本実施の形態における種々
の構成に限定されないものとする。

【００９０】

【発明の効果】請求項１の発明の液面・界面位置検出装
置は、以上のように、層分離された相溶しない２種類の
溶液からなる溶液相を画像として読み取る読取手段と、
読み取った画像から上記溶液相の液面位置および界面位
置を検出する位置検出手段とを備えた構成である。

【００９１】それゆえ、位置検出手段は、溶液相を上下
層に分離した状態で読み取られた画像から該溶液相の液
面位置と界面位置とを検出するようになっているので、
液面位置および界面位置の検出動作の自動化が可能とな
る。

【００９２】しかも、読取手段が読み取った溶液相の画
像から液面位置と界面位置とを位置検出手段によって自
動的に検出することができるので、有機合成反応を自動
的に行う装置において、好適に使用することができる。

【００９３】これにより、有機合成反応を自動的に行う
装置の完全な自動化を図ることができるという効果を奏
する。

【００９４】上記位置検出手段による液面位置と界面位
置とを検出するには、例えば、請求項２の発明の液面・
界面位置検出装置が挙げられる。

【００９５】即ち請求項２の発明の液面・界面位置検出
装置は、以上のように、請求項１の構成に加えて、位置
検出手段は、層分離された相溶しない２種類の溶液から
なる溶液相の液面位置および界面位置を表す画像パター
ンを複数種類登録する画像パターン登録部と、上記読取
手段により読み取られた画像に示される液面位置および
界面位置を、上記画像パターン登録部に登録された画像
パターンの中から近似して、この近似した値に基づいて
求める位置算出部とからなる構成である。

【００９６】これにより、予め登録した画像パターンを
利用して、溶液相の液面および界面を近似した後でこの
近似値から正確な液面位置および界面位置を検出するよ
うになるので、位置検出を迅速且つ正確に行うことがで
きるという効果を奏する。

【００９７】請求項３の発明の液面・界面位置検出装置
は、以上のように、請求項１または２の構成に加えて、
層分離された相溶しない２種類の溶液からなる溶液相が
透明な容器に収納されると共に、上記溶液相の界面と交
差する均一な幅のテープが該容器の高さ方向に設けら
れ、上記読取手段は、上記テープを容器背面側に配置し
た状態で、該容器に収納された溶液を画像として読み取
る構成である。

【００９８】それゆえ、請求項１または２の構成による
効果に加えて、溶液の屈折率の違いを利用して液面位置
および界面位置を検出するようにすれば、特に、２層に
分離した溶液の色が殆ど同じである場合等のように、色
の違いで界面位置が検出しづらい場合において、有効な
検出方法となり得るという効果を奏する。

【００９９】請求項４の発明の分液処理装置は、以上の
ように、層分離された相溶しない２種類の溶液からなる
溶液相を画像として読み取る読取手段と、読み取った画
像から上記溶液相の液面位置および界面位置を検出する
位置検出手段と、上記検出手段による検出結果に基づい
て、上下層の各溶液の量を求め、上下層の各溶液のいず
れか一方または両方を抜き取る溶液抜取手段とを備えた
構成である。

【０１００】それゆえ、読取手段が読み取った溶液相の
画像から該溶液相の液面位置と界面位置とを位置検出手
段によって自動的に検出し、さらにこの位置検出手段の
検出結果に基づいて溶液相中から各溶液を自動的に抜き
取ることができるので、有機合成反応を自動的に行う装
置において、好適に使用することができる。これによ
り、有機合成反応を自動的に行う装置の完全自動化を図
ることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の分液処理装置を用いたシステムの概略
構成図である。

【図２】上記システムに備えられているモニタに映し出
されたサンプル瓶の画素配置を示す説明図である。

【図３】図１に示す分液処理装置の概略構成ブロック図
である。

【図４】図１に示す分液処理装置によって行われる分液
処理の流れを示すフローチャートである。

【図５】図４に示す分液処理のうち、液抜取り処理のサ
ブルーチンを示すフローチャートである。

【図６】図１に示す分液処理装置において、溶液相の液
面および界面を各溶液の屈折率の違いにより検出する場
合の説明図である。

【符号の説明】

１ ＣＣＤカメラ（読取手段） ２ センサ本体（位置検出手段） ３ 液抜取装置（溶液抜取手段） ４ コンピュータ（位置検出手段） ７ サンプル瓶（容器） ２２ 液面・界面位置検出部（位置算出部） ４２ ファイル登録部（画像パターン登録部） ５１ 色付きテープ（テープ）

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−133687（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−145453（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−43173（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−340670（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−94412（ＪＰ，Ａ) 実開 平７−5030（ＪＰ，Ｕ) 実公 平６−22191（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01F 23/28 B01D 17/12

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明な容器に収納された層分離された相溶
   しない２種類の溶液からなる溶液相を、画像として読み
   取る読取手段と、 読み取った画像から上記溶液相の液面位置および界面位
   置を検出する位置検出手段とを備え、 上記容器背面側には、上記容器に収納される溶液の色と
   異なる色で着色された均一な幅のテープが、上記溶液相
   の液面および界面と交差して上記容器の高さ方向に設け
   られ、 上記読取手段は、上記テープを容器背面側に配置した状
   態で、該容器の溶液相を画像として読み取り、 上記位置検出手段は、上記画像において、上記溶液相を
   通して読み取られたテープ幅の違いにより上記溶液相の
   液面位置および界面位置を検出する ことを特徴とする液
   面・界面位置検出装置。
2. 【請求項２】透明な容器に収納された層分離された相溶
   しない２種類の溶液からなる溶液相を、画像として読み
   取る読取手段と、 読み取った画像から上記溶液相の液面位置および界面位
   置を検出する位置検出手段と、 上記位置検出手段による検出結果に基づいて、上記容器
   内の上下層の各溶液のいずれか一方または両方を抜き取
   る溶液抜取手段とを備え、 上記容器背面側には、上記容器に収納される溶液の色と
   異なる色で着色された均一な幅のテープが、上記溶液相
   の液面および界面と交差して上記容器の高さ方向に設け
   られ、 上記読取手段は、上記テープを容器背面側に配置した状
   態で、該容器の溶液相を画像として読み取り、 上記位置検出手段は、上記画像において、上記溶液相を
   通して読み取られたテープ幅の違いにより上記溶液相の
   液面位置および界面位置を検出し、 上記溶液抜取手段は、上記位置検出手段により検出され
   た液面位置および界面 位置から、上記容器内の上下層の
   各溶液の体積を求め、この体積に基づいて、上記容器内
   の上下層の各溶液のいずれか一方または両方を抜き取る
   ことを特徴とする分液処理装置。
3. 【請求項３】透明な容器に収納された層分離された相溶
   しない２種類の溶液からなる溶液相を、画像として読み
   取る読取手段と、 読み取った画像から上記溶液相の液面位置および界面位
   置を検出する位置検出手段と、 上記位置検出手段による検出結果に基づいて、上記容器
   内の上下層の各溶液のいずれか一方または両方を抜き取
   る溶液抜取手段とを備え、 上記容器背面側には、上記容器に収納される溶液の色と
   異なる色で着色された均一な幅のテープが、上記溶液相
   の液面および界面と交差して上記容器の高さ方向に設け
   られ、 上記読取手段は、上記テープを容器背面側に配置した状
   態で、該容器の溶液相を画像として読み取り、 上記位置検出手段は、上記画像において、上記溶液相を
   通して読み取られたテープ幅の違いにより上記溶液相の
   液面位置および界面位置の座標を常に検出してこの座標
   値を上記溶液抜取手段に送信し、 上記溶液抜取手段は、上記位置検出手段により常に検出
   される上記溶液相の液面位置と界面位置の容器の底面か
   らの高さ情報により、上記容器内の上下層の各溶液のい
   ずれか一方または両方を抜き取ることを特徴とする分液
   処理装置。