JP4803795B2

JP4803795B2 - 分析装置

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Inventors: 忠有井
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Description

本発明は、熱分析装置、Ｘ線分析装置等といった分析装置に関する。

熱分析装置は、試料の温度を変化させながらその試料の物性の変化、重量の変化等を測定し、その測定結果に基づいて試料を分析する装置である。また、Ｘ線分析装置は、試料にＸ線を照射したときにその試料から発生する回折線、散乱線等の強度を測定して試料の構造を分析する装置である。

これらの分析装置において、従来、測定の結果を画面上に表示し、その画面表示に基づいて分析を行う装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この文献では、画面上に２次元画像を表示したり（図３）、等高線表示を用いて画面上に３次元画像を平面的に表示したりしている（図４、図７）。

特開２００１−３１８０６３（第６〜７頁、図３、図４、図７）

測定結果を画面上に表示する構造の分析装置では、分析者が種々の測定結果を観察したい場合には、観察したい複数の測定結果を交互に画面上に表示する必要があった。そしてこの場合、更新されて画面から消去された測定結果のデータは画像表示のための処理プロセスの場から除去されて元の記憶領域へと戻されていた。

しかしながらこのような従来の処理方法では、一度表示から除外した古い測定データをもう一度画面上に再表示させたい場合には、数多くの測定データの中から希望する測定データを検索する処理を初めからし直さなければならず、大変な労力が必要であった。

本発明は、上記の問題点を解消するために成されたものであって、測定データの管理が容易である分析装置を提供することを目的とする。

本発明に係る分析装置は、測定データを取得する手段と、画面を備えた表示手段と、測定データを座標と共に前記画面上に画像として表示させる測定データ表示手段と、前記測定データを取得する手段によって取得した測定データに基づいて解析を行う解析手段と、前記解析手段による解析において前記画面に表示した測定データと当該画面表示された測定データに基づいて作成したビットマップイメージに対応したビットマップデータとを関連して記憶させる手段と、前記記憶させたビットマップデータを前記画面上に表示する手段とを有することを特徴とする。

この分析装置において、「測定データを取得する手段」は、例えば、質量分析装置、熱分析装置、Ｘ線測定装置等が考えられる。また、「画面を備えた表示手段」は、例えば、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ−ｒａｙＴｕｂｅ）ディスプレイ、フラットパネルディスプレイ等を用いることができる。また、「測定データ表示手段」、「測定データ更新手段」、「測定データをビットマップイメージと関連して記憶させる手段」、「ビットマップイメージを画面上に表示する手段」の各手段は、例えば、メモリ内に記憶されたプログラムソフトによって機能するＣＰＵによって実現できる。

ビットマップイメージは、ドット（すなわち、ピクセル）の集合として表現された画像のことであり、例えば、ＧＩＦ、ＪＰＥＧ、ＢＭＰ等といったファイル形式で表現されるイメージのことである。

上記構成の本発明に係る分析装置によれば、更新前の測定データはビットマップイメージと関連して記憶され、そのビットマップイメージは画面上に表示されるので、分析者は更新前の古い測定データをビットマップイメージに基づいて極めて容易に探し出すことができる。そしてこれにより、測定データの管理が非常に容易になる。

次に、本発明に係る分析装置において、前記ビットマップイメージは、前記測定データが前記座標と共に表示された状態の画像を示すデータであることが望ましい。こうすれば、分析者はビットマップイメージを見たときにそのビットマップイメージに対応する測定データを視覚的に即座に判別することができ、それ故、測定データの管理をより一層簡単にすることができる。

次に、本発明に係る分析装置において、前記測定データは、試料温度、発生ガスの質量数、及び発生ガスのイオン強度であり、前記座標は、横軸に試料温度をとり、縦軸に発生ガスのイオン強度をとったマスクロマトグラムの座標であることが望ましい。

次に、本発明に係る分析装置において、前記測定データは、試料温度、発生ガスの質量数、及び発生ガスのイオン強度であり、前記座標は、横軸に発生ガスの質量数をとり、縦軸に発生ガスのイオン強度をとったマススペクトルの座標であることが望ましい。

以下、本発明に係る分析装置を実施形態に基づいて説明する。なお、本発明がこの実施形態に限定されないことはもちろんである。また、図面では、必要に応じて、実際の構造と異なった比率で各構成要素を示す場合がある。

図１は本発明に係る分析装置の一実施形態を示している。この実施形態は、質量分析、ＴＧ（Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｙ：熱重量）測定、ＤＴＡ（ＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＴｈｅｒｍａｌＡｎａｌｙｓｉｓ：示差熱分析）測定の３種類の測定を行うと共に、それらの測定によって得られた測定データを解析する分析装置に本発明を適用するものである。

図１において、分析装置１は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）２と、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）３と、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）４と、メモリ５と、それらをつなぐバスライン６とを含むコンピュータ制御系を有する。また、分析装置１は、バスライン６に接続された外部機器としての次の各機器、すなわち、質量分析装置９、ＴＧ測定装置１０、ＤＴＡ測定装置１１、入力装置１２、画像表示装置１３、そしてプリンタ１４とを有する。画像表示装置１３は、例えば、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ−ｒａｙＴｕｂｅ：陰極線管）ディスプレイ、フラットパネルディスプレイ等を用いて構成できる。また、プリンタ１４は、例えば、静電転写方式のプリンタ、インクジェット方式のプリンタ、その他任意の方式のプリンタによって構成できる。また、入力装置１２は、例えば、キーボード、マウス型入力具、タッチパネル型入力装置等を用いて構成できる。

ＣＰＵ２は、プログラムに従って演算を行うと共にＲＡＭ３、ＲＯＭ４、メモリ５の動作を制御する演算・制御装置として機能する。また、ＣＰＵ２は、メモリ５内に格納された各種のプログラムソフトウエア、ＲＡＭ３、及びＲＯＭ４と協働して所定の機能を実現する機能実現手段として機能する。

質量分析装置９、ＴＧ測定装置１０、及びＤＴＡ測定装置１１は、本実施形態の場合、図２に示すように、１つの測定系として構成されている。この測定系は、温度が変動しても物性変化を生じない物質である標準物質Ｓ０を支持した天秤ビーム１７ａと、測定対象である試料Ｓ１を支持した天秤ビーム１７ｂと、標準物質Ｓ０及び試料Ｓ１を包囲するケーシング１８と、ケーシング１８の内部を加熱するヒータ１９とを有する。ヒータ１９は通電によって発熱してケーシング１８の内部を加熱する加熱装置であり、グラフＧｔに示すように、ケーシング１８内の温度が時間の経過と共に直線的に上昇するように制御される。

ＴＧ測定装置１０は、天秤ビーム１７ａ及び天秤ビーム１７ｂの動きを検知することにより、標準物質Ｓ０と試料Ｓ１との重量差（ΔＧ）を測定し、その重量差ΔＧを示す信号及びその重量差が生じたときの温度（Ｔ）を示す信号を出力する。ＤＴＡ測定装置１１は、標準物質Ｓ０の温度及び試料Ｓ１の温度を検出して、それらの温度差（ΔＴ）を示す信号及びその温度差が生じたときの温度（Ｔ）を示す信号を出力する。質量分析装置９は、ガス管２０によってケーシング１８の内部につながっている。温度変化する試料Ｓ１から何等かのガスが発生したときには、そのガスはガス管２０を通って質量分析装置９へ導入される。質量分析装置９は導入されたガスの質量数（ｍ／ｚ）及びイオン強度（Ｉ）を測定し、それらを示す信号を出力する。

図１のメモリ５の内部には、質量分析装置９を用いて行われる質量分析測定を制御する質量分析プログラム２３と、ＴＧ測定装置１０を用いて行われるＴＧ測定を制御するＴＧ測定プログラム２４と、ＤＴＡ測定装置１１を用いて行われるＤＴＡ測定を制御するＤＴＡ測定プログラム２５とが、それぞれ、所定領域に記憶されている。また、質量分析測定の結果として得られる（ｍ／ｚ，Ｉ）の測定データや、ＴＧ測定の結果として得られる（Ｔ，ΔＧ））の測定データや、ＤＴＡ測定の結果として得られる（Ｔ，ΔＴ）の測定データを記憶するファイル２６がメモリ５の所定領域に設けられている。

測定データファイル２６の中には、例えば、図５及び図６に示すような質量分析測定結果のデータが記憶される。図５と図６は紙面の大きさの都合で１つのデータファイルを便宜上分けて記載してあるが、実際には、図５に示すデータの後に図６に示すデータが記憶されるものである。本実施形態において試料の温度は直線的に昇温するように制御されており、従って図５の温度（Ｔ）と時間（ｔ）は１対１の関係にある。そのため、データ処理に際しては、温度（Ｔ）を用いても良いし、時間（ｔ）を用いても良い。

図１において、メモリ５の内部には、解析プログラム２７、２Ｄ／３Ｄ画像生成プログラム２８、入力用画像処理プログラム２９の各プログラムが記憶されている。解析プログラム２７は、測定データファイル２６に記憶された測定データに基づいて分析者が種々の解析を行う際に起動されるプログラムソフトである。解析によって得られたデータはメモリ５内の解析データファイル３７内に記憶できる。また、２Ｄ／３Ｄ画像生成プログラム２８は、測定データファイル２６に記憶された測定データを画像表示装置１３の画面上で２次元画像及び３次元画像のいずれか又は両方の形で表示させるためのプログラムソフトである。

ここで、２次元画像とは、図７に矢印Ｇｃ及び矢印Ｇｄで示すグラフのように横軸Ｘａ及び縦軸Ｘｂの２軸によって規定される平面座標内にデータを線によって表示した画像である。また、３次元画像には、符号Ｇａで示す３次元立体画像と、符号Ｇｂで示す３次元平面画像の２種類がある。３次元立体画像Ｇａは、横軸Ｘａ、縦軸Ｘｂ、立体軸Ｘｃの３つの直線状の座標軸によって表現される３次元座標上にデータを立体的な画像として表示した画像である。また、３次元平面画像Ｇｂは、横軸Ｘａ及び縦軸Ｘｂによって規定される平面座標内でデータを等高線表示することにより、紙面垂直方向のデータ量を表現することにした画像である。

本実施形態において２Ｄ／３Ｄ画像生成プログラム２８は、表示ウインドウの中の左側の半分よりも少し広い領域に３次元立体画像Ｇａを表示し、右側の上段領域に３次元平面画像Ｇｂを表示し、右側の中段領域及び下段領域に２次元画像Ｇｃ及びＧｄを表示するという画像データを生成することにしたが、これら各画像の画面３２内での配列は要求に応じて種々に変更できる。

図１の２Ｄ／３Ｄ画像生成プログラム２８は、測定データファイル２６内のデータを２次元画像として表示するためのビデオ表示メモリ（Ｖ−ＲＡＭ）データを生成する２次元画像生成部と、測定データファイル２６内のデータを３次元平面画像として表示するためのビデオ表示メモリ（Ｖ−ＲＡＭ）データを生成する３次元平面画像生成部と、測定データファイル２０内のデータを３次元立体画像として表示するためのビデオ表示メモリ（Ｖ−ＲＡＭ）データを生成する３次元立体画像生成部という、各画像生成部を有している。

また、入力用画像処理プログラム２９は、図７のメイン画面内で符号Ｇｅで示す入力用画像を表示するためのプログラムソフトである。この入力用画像Ｇｅは温度軸用移動子３０及び質量数軸用移動子３１の各画像を含んでいる。マウス型入力具によって移動されるポインタ（図示せず）をこれらの移動子に一致させて、さらにマウス型入力具の操作によってポインタ及び移動子を左右に平行移動させることができる。そして、入力用画像処理プログラム２９はそれらの移動子の位置に基づいて各座標軸上の座標値が入力されたものと認識する。具体的には、温度軸用移動子３０の位置により、３次元立体画像Ｇａ及び３次元平面画像Ｇｂにおける温度座標軸Ｘａ上の座標値が入力されたものと認識する。また、質量数軸用移動子３１の位置により、３次元立体画像Ｇａ及び３次元平面画像Ｇｂにおける質量数座標軸Ｘｂ上の座標値が入力されたものと認識する。

なお、図示した入力用画像Ｇｅは入力データを処理するための画像の一例であり、この入力用画像Ｇｅの画像内容は必要に応じて種々に改変できる。要は、移動子３０，３１の位置を変化させることができ、さらに、それらの移動子の位置を読み取ることができれば良い。図１の解析プログラム２７は、図７の入力用画像Ｇｅにおいて移動子３０によって温度（Ｔ）が入力され、移動子３１によって質量数（ｍ／ｚ）が入力されると、それらの入力値を図１の入力値記憶ファイル３３内に記憶させる。

図１において、メモリ５の内部に定性分析プログラム３４が記憶されている。この定性分析プログラム３４は、質量分析装置９によって得られた測定データ（ｍ／ｚ，Ｉ）と温度データ（Ｔ）とに基づいて求められるマススペクトル（すなわち、特定温度時における発生ガスの質量数ごとのイオン強度を示すグラフ）に基づいて、定性分析（すなわち、発生ガス中に含まれるガスの種類を判定する分析）を行う際に起動されるプログラムソフトである。定性分析プログラム３４は、分析の対象であるマススペクトルを基準となるマススペクトルと比較することによって分析を行うものであるが、基準となる複数のマススペクトルデータはメモリ５内のライブラリデータファイル３９に予め記憶されている。

また、メモリ５の内部にスチル処理プログラム３５が記憶されている。本実施形態では、図７において、温度軸用移動子３０及び質量数軸用移動子３１を操作することによって、２次元画像Ｇｃ及び２次元画像Ｇｄに表示される測定データを温度や質量数をパラメータとして種々に変更できる。その際、データ内容を変更するたびに前回表示したデータ内容が完全に除去されてしまうと、それを再表示させたいときに前回と同じ操作を再度行わなければならなくなるので面倒である。このことに鑑み、本実施形態では、一度表示させた２次元画像Ｇｃ及びＧｄのデータ内容をメモリ５内のスチルデータファイル３６内に記憶し、そのデータを所望のタイミングで図７の画面３２上へ読み出せるようにしている。スチル処理プログラム３５はこのようなデータ処理を行うためのプログラムソフトであるが、詳しくは後述する。

また、図１のメモリ５の内部に多重描画プログラム３８が記憶されている。本実施形態では、質量分析装置９を用いた質量分析結果（Ｔ，ｍ／ｚ，Ｉ）と、ＴＧ測定装置１０を用いたＴＧ測定結果（Ｔ，ΔＧ）と、ＤＴＡ測定装置１１を用いたＤＴＡ測定結果（Ｔ，ΔＴ）の各測定データがそれぞれ独自に求められる。多重描画プログラム３８はそれら独自に求められた測定データを１つの座標上にまとめて描画、すなわち表示するためのプログラムソフトである。

以下、上記構成より成る分析装置の動作を図３及び図４に示すフローチャートを参照して説明する。図３のステップＳ１からＳ５において、必要に応じて、ＴＧ測定、ＤＴＡ測定、及び質量分析測定を行う。測定が終了すると、質量分析測定によって得られた（Ｔ（温度）、ｍ／ｚ（質量数）、Ｉ（イオン強度））の測定データ、ＴＧ測定によって得られた（Ｔ、ΔＧ）の測定データ、及びＤＴＡ測定によって得られた（Ｔ、ΔＴ）の測定データの各データが、例えば、図５及び図６に示すようなデータテーブルの形で図１の測定データファイル２６の中に記憶される（図３のステップＳ６）。なお、図５及び図６では主に質量分析関係の測定データだけが示されているが、ＴＧ測定及びＤＴＡ測定関係の測定データも同じ形式で記憶される。

ところで、本実施形態では図１の分析装置１が質量分析装置９、ＴＧ測定装置１０、及びＤＴＡ測定装置１１を有していて、それらの各測定装置による実測の結果として得られた測定データを順次に測定データファイル２６内へ記憶するようにした。しかしながら、これに代えて、別の場所で予め行われた測定によって得られた測定データをバスライン６を介してデータファイル２６へ転送して記憶し、その記憶された測定データを解析に供することもできる。

次に、解析処理を行う旨の指示が図１の入力装置１２を通して分析者によって成されると、制御の流れは図３のステップＳ８で解析処理のルーチンに入る。解析処理のルーチンに入ると、図４のステップＳ１１において、図１の測定データファイル２６内に記憶されたデータのうちから１つの試料に関して得られた（Ｔ，ｍ／ｚ，Ｉ，ΔＴ，ΔＧ）のデータが読み出される。また、ステップＳ１２において、図１の入力済（ｍ／ｚ，Ｔ）ファイル３３内に記憶されているデータを読み出す。このデータは、前回の分析において入力されて保持されていたデータである。今の場合は、ｍ／ｚ＝４１、Ｔ＝３７６．０℃が読み出されるものとする。

次に、図１の２Ｄ／３Ｄ画像生成プログラム２８を起動して、図４のステップＳ１３からステップＳ１５で３次元立体画像データ、３次元平面画像データ、２次元画像データ、及び入力用画像データの各画像データを生成し、それらの画像データを図１の画像表示装置１３へ伝送して、その画面上に各画像を表示する。具体的には、図７において、画面３２の左側領域に３次元立体画像Ｇａを表示し、その上部領域に入力用画像Ｇｅを表示し、画面３２の左側上段に３次元平面画像Ｇｂを表示し、左側中段に２次元画像であるマスクロマトグラムＧｃを表示し、左側下段に２次元画像であるマススペクトルＧｄを表示する。

なお、本実施形態では、２Ｄ／３Ｄ画像生成プログラム２８の働きによって図１３に示すような２次元画像であるＴＧ−ＤＴＡ曲線を表示することもできる。このＴＧ−ＤＴＡ曲線を含んだウインドウ表示は分析者の指示に応じて図７に示すメイングラフのウインドウ表示の上に重ねて表示することができる。

図７の３次元立体画像Ｇａは、１つの試料に関する（Ｔ，ｍ／ｚ，Ｉ）の特性を３次元の立体画像の形で表現している。この３次元立体画像Ｇａは横軸Ｘａ、縦軸Ｘｂ、及び立体軸Ｘｃによって規定される３次元座標上に形成されている。ここで、横軸Ｘａは温度（Ｔ）軸（すなわち、時間軸）となっており、横軸Ｘａと協働して平面座標を構成する縦軸Ｘｂは質量数（ｍ／ｚ）軸となっており、立体軸Ｘｃはイオン強度（Ｉ）軸となっている。３次元立体画像Ｇａは、図１の測定データファイル２６内から読み出された複数の（Ｔ，ｍ／ｚ，Ｉ）のデータを上記の３次元座標上にプロットすることにより形成されている。

今考えている試料は、図８に示すように、５つのピークＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５を持っている。イオン強度の強さから見るとＰ４＞Ｐ３＞Ｐ５＞Ｐ１＞Ｐ２となっている。イオン強度の強さを視覚的に容易に認識できるようにするために、本実施形態では、イオン強度が０（ゼロ）から上がるのに従って濃度が高くなるようにピーク波形をグラデーション表示する。あるいは、イオン強度＝０（ゼロ）から第１段目の領域を「青色」で表示し、第２段目の領域を「緑色」で表示し、第３段目を「黄色」で表示し、第４段目を「赤色」で表示するというような、色分け表示を行って、イオン強度の大きさの識別を容易にすることもできる。

図４のステップＳ１４で生成される２次元画像データは図７における２次元画像Ｇｃ及びＧｄを表示するためのものであるが、この２次元画像データは図４のステップＳ１２で読み込まれた（ｍ／ｚ，Ｔ）のデータに基づいて生成される。すなわち、ステップＳ１２では、前回の入力値としてｍ／ｚ＝４１及びＴ＝３７６．０℃が読み込まれているので、ステップＳ１４では、ｍ／ｚ＝４１に関する（Ｔ，Ｉ）のデータが読み込まれて図７のマスクロマトグラムＧｃに対応する２次元画像データが生成される。また、Ｔ＝３７６．０℃に関する（ｍ／ｚ，Ｉ）のデータが読み込まれて図７のマススペクトルＧｄに対応する２次元画像データが生成される。

また、ステップＳ１３の３次元画像データ生成ステップでは、図８に示すように、（ｍ／ｚ，Ｉ）の入力値に対応して、すなわちｍ／ｚ＝４１及びＴ＝３７６．０℃に対応して直線である入力線Ｌ１及びＬ２を表示する画像データを生成する。入力線Ｌ１はｍ／ｚ＝４１の座標値を通って温度軸Ｘａに平行な直線である。一方、入力線Ｌ２はＴ＝３７６．０℃の座標値を通って質量数軸Ｘｂに平行な直線である。

入力線Ｌ１はとりもなおさず、図７のマスクロマトグラムＧｃ（質量数４１のガスのマスクロマトグラム）の波形を示している。また、入力線Ｌ２はとりもなおさず、図７のマススペクトル（温度３７６．０℃のときの発生ガスのスペクトル）の波形を示している。マスクロマトグラムやマススペクトルを観察する分析者は、直接的には、マスクロマトグラムＧｃやマススペクトルＧｄを見ながら分析を行うのであるが、信頼性の高い分析を行おうとするときには、該当する質量数のマスクロマトグラムＧｃだけではなく異なる質量数のマスクロマトグラムＧｃを考慮しながら分析を行ったり、該当する温度のマススペクトルＧｄだけではなく異なる温度のマススペクトルＧｄを考慮しながら分析を行ったりすることがある。

このような場合、単に２次元画像Ｇｃ，Ｇｄだけを画面上に表示していた従来の画像表示方法においては、面倒な操作を行った後に種々の条件のマスクロマトグラムやマススペクトルを交互に表示して分析を行わなければならなかったが、２次元画像Ｇｃ，Ｇｄと３次元画像Ｇａ，Ｇｂを１つの画面３２上に同時に表示するようにした本実施形態によれば、３次元画像Ｇａ，Ｇｂを観察しながら２次元画像Ｇｃ，Ｇｄを観察できるので、信頼性の高い分析を短時間で行うことができる。

また、本実施形態では、表示されているマスクロマトグラムＧｃの質量数（ｍ／ｚ）が３次元立体画像Ｇａ及び３次元平面画像Ｇｂ上で入力線Ｌ１として表示されており、表示されているマススペクトルＧｄの温度（Ｔ）が３次元立体画像Ｇａ及び３次元平面画像Ｇｂ上で入力線Ｌ２として表示されている。従って、分析者はマスクロマトグラムＧｃを３次元画像Ｇａ，Ｇｂ上で入力線Ｌ１によって正確に把握でき、さらに、マススペクトルＧｄを３次元画像Ｇａ，Ｇｂ上で入力線Ｌ２によって正確に把握できる。このため、より一層正確な分析を行うことができる。

さらに、本実施形態では、図７において入力用画像Ｇｅ内の温度軸用移動子３０の位置によって温度軸Ｘａ上の入力線Ｌ２の座標値を決めている。分析者が移動子３０の位置をマウス操作によって移動させれば、図４のステップＳ１８で「ＹＥＳ」と判定され、ステップＳ１３からＳ１６で新たに画像データが生成され、その結果、入力線Ｌ２を温度軸Ｘａに沿って平行移動させる表示を行うことができる。また、入力線Ｌ１の質量数軸Ｘｂ上の座標値は質量数軸用移動子３１の位置によって決められており、この質量数軸用移動子３１の位置をマウス操作によって移動させれば、同様の画像処理により、入力線Ｌ１を質量数軸Ｘｂに沿って平行移動させる表示を行うことがことができる。

入力線Ｌ１を３次元立体画像Ｇａ上で質量数軸Ｘｂに沿って平行移動させれば、マスクロマトグラムＧｃには該当する質量数のマスクロマトグラムが次々と表示される。これにより、分析者は、所望のマスクロマトグラムを短時間で適切に特定でき、その結果、マスクロマトグラムの面積に基づいて行われる定量分析を非常に正確に行うことができる。

また、入力線Ｌ２を３次元立体画像Ｇａ上で温度軸Ｘａに沿って平行移動させれば、マススペクトルＧｄには該当する温度のマスクロマトグラムが次々と表示される。これにより、分析者は、所望のマススペクトルを適切に短時間で適切に特定でき、その結果、マススペクトルを用いて行われる定性分析を非常に正確に行うことができる。

次に、本実施形態では、マウスやキーボード等を使った適宜の操作により３次元立体画像Ｇａを画面上で回転させるための指示を行うことができる。この指示が行われると、図４のステップＳ１７で「ＹＥＳ」と判定され、ステップＳ１３に戻って、指定された視点を基準とする３次元画像データが新たに生成され、その結果、図７の３次元立体画像Ｇａを回転させる表示を行うことができる。これにより、分析者は、希望する角度から３次元立体画像Ｇａを観察でき、正確な分析を行うことができる。

図７では、ある１つの試料に関して得られた（Ｔ，ｍ／ｚ，Ｉ）の測定データに基づいて３次元立体画像Ｇａ、３次元平面画像Ｇｂ，２次元画像Ｇｃ，Ｇｄを表示した。図１のＣＰＵ２が異なる試料に関して得られた（Ｔ，ｍ／ｚ，Ｉ）の測定データを測定データファイル２６から読み出せば、その異なった試料に関する３次元立体画像Ｇａ、３次元平面画像Ｇｂ、及び２次元画像Ｇｃ，Ｇｄが、例えば図９に示すように求められる。図９では図７の場合とは異なった試料に関して、質量数４４が移動子３１によって選択され、温度６３９．２℃が移動子３０によって選択されている。そして、３次元立体画像Ｇａ及び３次元平面画像Ｇｂにおいて質量数軸Ｘｂの座標値４４の所に入力線Ｌ１が表示され、温度軸Ｘａの座標値６３９．２℃の所に入力線Ｌ２が表示されている。さらに、２次元画像Ｇｃ，Ｇｄの領域を見れば、質量数４４のマスクロマトグラムＧｃが表示され、温度６３９．２℃のマススペクトルＧｄが表示されている。

本実施形態において、分析者は図７のマススペクトルＧｄを用いて試料の定性分析を行うことができる。この定性分析は、測定の結果得られた組成が未知である試料のマススペクトルＧｄを組成が分かっている物質について予め求められていた標準のマススペクトルと比較して、その未知試料の組成を判別するという分析である。定性分析を行いたい分析者は、図１の入力装置１２を適宜に操作して定性分析の開始を指示する。すると、図４のステップＳ１９でＹＥＳと判定されて、ステップＳ２０の定性分析の処理ルーチンに入る。

すると、図１のＣＰＵ２はメモリ５内のライブラリデータファイル３９の中から適宜のライブラリデータを読み出して、そのライブラリデータを図１０において画面３２の下段領域に符号Ｑ１のように表示する。また、図７のマススペクトルＧｄ（実測データ）の要部を符号Ｑ３のように上段領域に表示する。また、実測データＱ３とライブラリデータＱ１とを比較し易いように一緒に表示した画像Ｑ２を中段領域に表示する。分析者はこの比較画像を観察することにより、試料の組成を判別できる。また、ＣＰＵは必要に応じて実測データＱ３とライブラリデータＱ１との一致度を所定の手順によって演算によって決めることができる。分析者はこの一致度を考慮して定性分析を行うこともできる。

次に、本実施形態において、分析者は、図１の入力装置１２を操作することにより、スチル処理を実行することができる。本実施形態では、図７において、温度軸用移動子３０及び質量数軸用移動子３１を操作することによって、マスクロマトグラムＧｃ及びマススペクトルＧｄの内容を種々に更新できる。この際、データ内容を変更するたびに前回表示したデータ内容が完全に除去されてしまうと、それを再表示させたいときに前回と同じ操作を再度行わなければならなくなるので面倒である。このことに鑑み、本実施形態では、一度表示させたマスクロマトグラムＧｃ及びマススペクトルＧｄのデータ内容を任意のタイミングで簡単に再表示できるようにしている。このような処理がスチル処理である。

分析者によってこのスチル処理が指示されると、図４のステップＳ２１でＹＥＳと判定され、制御の流れはステップＳ２２のスチル処理ルーチンへ入り、図１のＣＰＵ２はスチル処理プログラム３５を起動する。すると、図１の画像表示装置１３へ所定の画像信号が伝送されて、図１１に示すように画面３２の左側領域にスチルウインドウ４２が表示される。今までにスチル処理が行われていない場合や、装置が初期化された後の場合は、スチルウインドウ４２は空欄であってその中に情報は入っていない。他方、過去にスチル処理が行われている場合には、スチルウインドウ４２の中に、過去に行われたスチル処理に対応した識別マークＭが表示される。

分析者が現在の時点で画面３２上に表示されているマスクロマトグラムＧｃを再表示を企図してスチルウインドウ４２内に一旦保存しようと思ったとする。この場合、分析者は、マスクロマトグラムＧｃの領域をマウス操作のダブルクリックで指示するか、矢印Ａで示すようにマスクロマトグラムＧｃとスチルウインドウ４２との間でマウス入力具のドラッグアンドドロップ操作を行う。すると、図１のＣＰＵ２は、マスクロマトグラムＧｃとして表示されている（ｍ／ｚ，Ｔ，Ｉ）のデータ（ｍ／ｚは１種類の値）をスチルデータファイル３６内に転送して、そこに記憶する。その際、ＣＰＵ２は図１１の画面３２に表示されているマスクロマトグラムＧｃの画像をビットマップイメージに変換する。例えば、ビットマップ（ＢＭＰ）形式のファイルに変換する。そして、図１に符号Ｄで示すようにデータ内容に対応させてそのビットマップイメージを記憶する。そして、図１１のスチルウインドウ４２内にはビットマップイメージの画像が識別マークＭとして表示される。

このビットマップイメージ化された識別マークＭはマスクロマトグラムＧｃの画像をそのままイメージ化したものであり、従って、分析者は識別マークＭを見ると直ぐに、記憶されている内容がどのようなものであるかを迅速且つ確実に判別できる。

分析者が、現時点で画面３２に表示されているマススペクトルＧｄを一時的に保存したい場合には、例えば、マススペクトルＧｄを矢印Ｂのようにスチルウインドウ４２へ向けてドラッグアンドドロップ操作することにより、マススペクトルＧｄのデータ内容を図１のスチルデータファイル３６へ記憶でき、同時に、マススペクトルＧｄの画像をビットマップイメージの識別マークＭとして記憶できる。

その後、分析者がスチルウインドウ４２内に格納したデータを再表示して解析等を行いたい場合には、スチルウインドウ４２内に表示された識別マークＭのうち再表示を希望する識別マークＭを指示、例えばダブルクリックする。例えば、図１２においてスチルウインドウ４２に表示されているマスクロマトグラムＭ１のデータを再表示したい場合には、図１２において識別マークＭ１をダブルクリックする。すると、図１においてスチルデータファイル３６内に記憶された対応する（ｍ／ｚ，Ｔ，Ｉ）のデータが読み出され、さらに２次元画像データに変換され、画像表示装置１３に伝送され、その画面上に図１２に符号Ｇｃ’で示すように再表示される。分析者はこの表示に基づいて所望の解析、例えば面積を算出して定量解析を行うことができる。

次に、分析者は、図１の入力装置１２を操作することにより、多重描画処理を実行することができる。この処理がされると、図４のステップＳ２３においてＹＥＳと判定され、ステップＳ２４の多重描画処理ルーチンに入り、図１の多重描画プログラム３８が起動する。すると、今まで説明してきた質量分析系の画面に代えて他の測定系のデータ、たとえば図１３に示すようなＴＧ−ＤＴＡ測定の測定データがグラフとして表示される。

分析者がこのＴＧ−ＤＴＡ測定結果にマスクロマトグラムＧｃやマススペクトルＧｄを重ねて表示したいと希望する場合には、マスクロマトグラムＧｃやマススペクトルＧｄに対して適宜の指示、例えばダブルクリック操作を行う。すると、図１４に示すように、ＴＧ−ＤＴＡ線図に重ねてマスクロマトグラムＧｃやマススペクトルＧｄが表示される。分析者はこの合成されたグラフを観察することにより、より詳しい解析を行うことができる。

本発明は、測定データを取得する手段と、画面を備えた表示手段と、測定データを座標と共に前記画面上に画像として表示させる測定データ表示手段と、座標と共に表示される測定データを更新する測定データ更新手段と、前記画面上に表示されている更新前の測定データをビットマップイメージと関連して記憶させる手段と、前記ビットマップイメージを画面上に表示する手段とを有することを特徴とする分析装置である。

この発明を上記の実施形態と比べると、「測定データを取得する手段」は、質量分析装置９、ＴＧ測定装置１０、ＤＴＡ測定装置１１によって構成される。また、「画面を備えた表示手段」は、画像表示装置１３によって構成される。また、「測定データを座標と共に前記画面上に画像として表示させる測定データ表示手段」は、２Ｄ／３Ｄ画像生成プログラム等によって構成される。また、「座標と共に表示される測定データを更新する測定データ更新手段」は、入力用画像処理プログラム等によって形成される。「更新前の測定データをビットマップイメージと関連して記憶させる手段」及び「ビットマップイメージを画面上に表示する手段」はスチル処理プログラムによって形成される。

（その他の実施形態）
以上、好ましい実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はその実施形態に限定されるものでなく、請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々に改変できる。
例えば、以上に説明した実施形態では、図１において測定データファイル２６内に記憶して２次元画像表示及び３次元画像表示するデータとして（Ｔ，ｍ／ｚ，Ｉ）の３つのデータを考えたが、本発明はこれ以外の任意の３種類以上のデータを処理する場合にも適用できる。例えば、温度変化する試料にＸ線を照射して回折線を検出するＸ線回折測定によって得られる測定データである（Ｔ（温度）、２θ（回折角度）、Ｉ（回折線強度））のデータを図１の測定データファイル２６内に記憶し、さらにそのデータを２次元画像及び３次元画像することができる。

本発明に係る分析装置の一実施形態を示すブロック図である。図１の分析装置で用いられる測定系の一例を示す図である。図１の装置によって行われる処理の流れを示すフローチャートである。図３の要部のステップを示すフローチャートである。図１の分析装置を構成するメモリの一部領域に記憶されるデータを示す図である。図５のデータに続くデータを示す図である。図１の分析装置で用いられる表示装置の画面に表示される画像の表示例を示す図である。図７の要部を拡大して示す図である。図１の分析装置で用いられる表示装置の画面に表示される画像の他の表示例を示す図である。定性分析の際に画面に表示される画像を示す図である。測定データの管理処理であるスチル処理を行った際に画面に表示される画像を示す図である。スチル処理の画面表示の他の例を示す図である。図１の分析装置で用いられる表示装置の画面に表示される画像のさらに他の表示例を示す図である。多重描画処理を行った際の画像表示例を示す図である。従来の分析装置における画像表示例を示す図である。

符号の説明

１．分析装置、５．メモリ、６．バス、９．質量分析装置、
１０．ＴＧ測定装置、１１．ＤＴＡ測定装置、１７ａ，１７ｂ．天秤ビーム、
１８．ケーシング、１９．ヒータ、２０．ガス管、
２６．測定データファイル、３０．温度軸用移動子、３１．質量数軸用移動子、
３２．画面、３３．入力値記憶ファイル、３６．スチルデータファイル、
３７．解析データファイル、３９．ライブラリデータファイル、
４２．スチルウインドウ、Ｄ．スチルデータ、Ｇａ．３次元立体画像、
Ｇｂ．３次元平面画像、Ｇｃ２次元画像（マスクロマトグラム），
Ｇｄ．２次元画像（マススペクトル）、Ｇｅ．入力用画像、Ｍ．識別マーク、
Ｑ１．ライブラリデータ、Ｑ２．比較表示、Ｑ３．実測データ、Ｓ０．標準物質、
Ｓ１．試料

Claims

測定データを取得する手段と、
画面を備えた表示手段と、
測定データを座標と共に前記画面上に画像として表示させる測定データ表示手段と、
前記測定データを取得する手段によって取得した測定データに基づいて解析を行う解析手段と、
前記解析手段による解析において前記画面に表示した測定データと当該画面表示された測定データに基づいて作成したビットマップイメージに対応したビットマップデータとを関連して記憶させる手段と、
前記記憶させたビットマップデータを前記画面上に表示する手段と
を有することを特徴とする分析装置。
請求項１において、前記ビットマップイメージは、前記測定データが前記座標と共に表示された状態の画像を示すことを特徴とする分析装置。
請求項１又は請求項２において、
前記測定データは、試料温度、発生ガスの質量数、及び発生ガスのイオン強度であり、前記座標は、横軸に試料温度をとり、縦軸に発生ガスのイオン強度をとったマスクロマトグラムの座標であることを特徴とする分析装置。
請求項１又は請求項２において、
前記測定データは、試料温度、発生ガスの質量数、及び発生ガスのイオン強度であり、前記座標は、横軸に発生ガスの質量数をとり、縦軸に発生ガスのイオン強度をとったマススペクトルの座標であることを特徴とする分析装置。