JP7331945B2 - 原子吸光分光光度計 - Google Patents

Description

本発明は、原子吸光分光光度計に関する。

実開昭６１－１９０８５６号公報（特許文献１）には、ファーネス式の原子吸光分光光度計に使用する自動試料注入装置が開示される。特許文献１に記載される自動試料注入装置は、注入機構を有する。注入機構は、円筒形状のグラファイトチューブの側面に形成された小径の孔部（試料注入孔）を通してチューブ内に液体試料を注入するように構成される。具体的には、注入機構のアームは先端にノズルを保持しており、アーム回転軸に固定されている。注入機構は、アーム回転軸の回転運動により、試料が収容された容器の直上の位置から孔部の直上にノズルを移動させた後、アーム回転を停止する。続いて、注入機構は、アームを下降させてノズルの先端を孔部に挿入し、ノズルからチューブ内部に試料を注入する。

実開昭６１－１９０８５６号公報

しかしながら、上述した自動試料注入装置を用いてグラファイトチューブに試料を注入するためには、アームの回動によってノズルがグラファイトチューブの孔部の直上位置に移動するように、孔部に対するノズルの相対位置を予め調整しておく必要がある。

従来、この位置調整は、ユーザが目視で孔部の位置を確認し、孔部の直上にノズルの先端が位置するように、水平方向に注入機構を移動させることにより行なわれる。

しかしながら、孔部は直径が１～２ｍｍ程度と小さいため、ユーザの目視によって孔部の位置を確認するには手間がかかり、結果的にノズルの位置調整は必ずしも容易な作業ではなかった。そのため、分析の準備に長時間を要してしまい、分析作業の効率を低下させるという問題があった。また、ユーザの目視による位置調整では、孔部の直上位置に対するずれが残ってしまう場合があり、位置調整の精度が安定しないことが懸念される。

この発明はこのような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、原子吸光分光光度計において、ノズルの位置調整を容易化できるとともに、位置調整の精度を高めることである。

本発明の第１の態様に係る原子吸光分光光度計は、原子化部と、ノズルと、ノズル移動機構と、位置調整機構と、少なくとも１つの撮像部と、ディスプレイとを備える。原子化部は、試料注入用の孔部が形成された炉を有し、炉内に注入された試料を加熱により原子化する。ノズルは、試料を吸引および吐出する。ノズル移動機構は、ノズルを孔部の直上位置に移動させる。位置調整機構は、ノズル移動機構を移動させることにより、孔部に対するノズルの先端の相対位置を調整可能に構成される。少なくとも１つの撮像部は、ノズルの先端が孔部の直上に位置している状態において、ノズルの先端および孔部を撮像視野に含むように配置される。ディスプレイは、少なくとも１つの撮像部による撮像画像を表示する。

この発明によれば、原子吸光分光光度計において、ノズルの位置調整を容易化できるとともに、位置調整の精度を高めることができる。

実施の形態１に係る原子吸光分光光度計の概略構成を示す図である。 図１に示した原子化部およびオートサンプラの構成例を示す模式図である。 図１に示した原子化部およびオートサンプラの構成例を示す模式図である。 コントローラによるノズルの位置調整の処理手順を説明するためのフローチャートである。 実施の形態２に係る原子吸光分光光度計の概略構成を示す図である。 実施の形態３に係る原子吸光分光光度計の概略構成を示す図である。 実施の形態４に係る原子吸光分光光度計の概略構成を示す図である。

以下、本開示の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則的に繰返さない。

［実施の形態１］
図１は、実施の形態１に係る原子吸光分光光度計の概略構成を示す図である。本実施の形態１に係る原子吸光分光光度計１００は、ファーネス式の原子吸光分光光度計である。ファーネス式の原子吸光分光光度計では、グラファイトチューブ内に試料を収容し、該チューブを加熱することによって試料を加熱して原子化する。原子蒸気中に光を通過させて吸光率を測定する。

図１を参照して、原子吸光分光光度計１００は、光源１と、原子化部２と、分光器３と、オートサンプラ４と、検出器５と、加熱器６と、ドライバ８と、位置調整機構１０と、撮像部１２と、コントローラ１５とを備える。

光源１は、元素固有の波長の光を出すランプを有する。ランプは、例えばホロカソードランプである。ホロカソードランプは、輝線スペクトルを含む光を発する。

原子化部２は、円筒形状のグラファイトチューブ２１を有しており、グラファイトチューブ２１内に注入された液体試料を加熱して原子化させるように構成される。グラファイトチューブ２１は「炉」の一実施例に対応する。グラファイトチューブ２１の側面には、試料注入用の孔部２２（試料注入孔）が形成されている。孔部２２は、直径が１～２ｍｍ程度の円形状を有している。

オートサンプラ４は、試料が入れられた試料容器（図示せず）から試料をノズル４０で吸引し、原子化部２のグラファイトチューブ２１の孔部２２に試料を注入する動作を自動的に行なうように構成される。具体的には、オートサンプラ４は、円筒状のノズル４０と、ノズル移動機構４１とを含む。ノズル４０は、図示しないサンプリング流路の先端部分に接続され、液体を吸引および吐出する。サンプリング流路は、例えばフレキシブルチューブで形成されており、ノズル４０と反対側にはポンプ作用を引き起こすためのシリンジポンプが接続されている。このシリンジポンプの動作により、ノズル４０により液体を吸引および吐出を行なうことができる。

ノズル移動機構４１は、アーム４２と、回転軸４３と、モータ４４とを有する。アーム４２は、ノズル４０を支持する。アーム４２は、モータ４４により回転軸４３の周りを回動するとともに、回転軸４３に沿って昇降するように構成される。ドライバ８は、モータ４４に接続され、コントローラ１５からの制御指令に従って、モータ４４を駆動する。モータ４４によるアーム４２の回動により、ノズル４０は、図示しない試料容器の直上位置と、グラファイトチューブ２１の孔部２２の直上位置との間を移動することができる。

位置調整機構１０は、ノズル移動機構４１（アーム４２、回転軸４３およびモータ４４）を移動させることで、ノズル４０とグラファイトチューブ２１との相対位置を調整可能に構成される。位置調整機構１０は、例えば、ノズル移動機構４１を光源１の光軸に平行な２軸（Ｘ軸およびＹ軸）に移動させることができるＸＹステージを含む。

加熱器６は、グラファイトチューブ２１に電流を流すことにより、グラファイトチューブ２１を加熱する。グラファイトチューブ２１内の試料が加熱されることにより、試料中の元素が原子化される。

分光器３は、入口スリット３１と、出口スリット３２と、反射鏡３３，３４と、回折格子３５とを有する。図１に示すように、光源１から発せられた光は、グラファイトチューブ２１内を通過し、分光器３に導入される。分光器３に導入された光は、入口スリット３１のスリット開口を通過すると、反射鏡３３を経由して回折格子３５に入射する。回折格子３５が回動することによって、特定波長の光が選択的に反射鏡３４を経由して出口スリット３２のスリット開口を通過する。出口スリット３２を通過した特定波長の光は検出器５に到達する。検出器５は、分光器３から特定波長の光を受けると、その受光強度に応じた電気信号をコントローラ１５に出力する。

なお、図示は省略するが、光源１と原子化部２との間、および、原子化部２と分光器３との間には、それぞれ適当な集光光学系が配設されており、光を適切に集光して次段へ導入するように構成される。

コントローラ１５は、原子吸光分光光度計１００全体を制御する。コントローラ１５は、主な構成要素として、プロセッサ１５０と、メモリ１５２と、入出力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）１５４と、通信Ｉ／Ｆ１５６とを有する。これらの各部は図示しないバスを介して互いに通信可能に接続される。

プロセッサ１５０は、典型的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＭＰＵ（Micro Processing Unit）などの演算処理部である。プロセッサ１５０は、メモリ１５２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、原子吸光分光光度計１００の各部の動作を制御する。具体的には、プロセッサ１５０は、当該プログラムを実行することによって、後述する原子吸光分光光度計１００の処理の各々を実現する。なお、図１の例では、プロセッサが単数である構成を例示しているが、コントローラ１５は複数のプロセッサを有する構成としてもよい。

メモリ１５２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびフラッシュメモリなどの不揮発性メモリによって実現される。メモリ１５２は、プロセッサ１５０によって実行されるプログラムまたは、プロセッサ１５０によって用いられるデータなどを記憶する。

入出力Ｉ／Ｆ１５４は、プロセッサ１５０と、光源１、検出器５、加熱器６、ドライバ８および位置調整機構１０などの各部との間で各種データを遣り取りするためのインターフェイスである。

通信Ｉ／Ｆ１５６は、原子吸光分光光度計１００と他の装置との間で各種データを遣り取りするためのインターフェイスであり、アダプタまたはコネクタなどにより実現される。なお、通信方式は、無線ＬＡＮ（Local Area Network）などの無線通信方式であってもよいし、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）などを利用した有線通信方式であってもよい。

コントローラ１５には、ディスプレイ１６および操作部１８が接続される。ディスプレイ１６は、液晶パネルなどで構成される。操作部１８は、原子吸光分光光度計１００に対するユーザの操作入力を受け付ける。操作部１８は、典型的には、タッチパネル、キーボード、マウスなどで構成される。

原子吸光分光光度計１００において、試料の定量分析時には、オートサンプラ４によりグラファイトチューブ２１内に試料を注入した後、加熱器６からグラファイトチューブ２１に電流を流すことにより、グラファイトチューブ２１を高温（例えば３０００℃程度）に加熱する。これにより、試料はグラファイトチューブ２１内で乾燥および灰化され、さらに試料中の元素が原子化される。光源１から発せられた光は、グラファイトチューブ２１内を通過するとき、試料に含まれる元素に特有の波長の光が強く吸収される。グラファイトチューブ２１を通過した光は分光器３で波長分散され、目的とする元素に特有の波長の光が選択されて検出器５に導入される。コントローラ１５は、試料の有無による検出器５の受光光度の差から吸収率を算出し、算出された吸収率に基づいて試料を定量分析することができる。

原子吸光分光光度計１００では、実際の試料の分析に先立ち、グラファイトチューブ２１の孔部２２（試料注入孔）に対する、オートサンプラ４のノズル４０の位置調整が行なわれる。この位置調整は、ノズル４０および／またはグラファイトチューブ２１が交換されたときに、試料の分析に先立って実行される。以下、ノズル４０の位置調整について説明する。

図２および図３は、図１に示した原子化部２およびオートサンプラ４の構成例を示す模式図である。図２には、原子化部２の断面が模式的に示されている。図３には、オートサンプラ４の概略的な平面配置が示されている。

図２を参照して、原子化部２は、グラファイトチューブ２１と、電極２３，２４と、窓板２６とを有する。電極２３，２４は、円筒形状のグラファイトチューブ２１の両端を保持する。窓板２６は、透明の石英板により構成され、グラファイトチューブ２１を挟んで光軸方向の両端部に設けられている。

グラファイトチューブ２１の上側の側面上に位置する電極２３には、円形状を有する孔部２５が形成されている。孔部２５は、グラファイトチューブ２１に形成されている孔部２２と重なる位置に配置されている。孔部２５の直径は、孔部２２の直径以上である。なお、グラファイトチューブ２１内へのノズル４０の挿入を許容するように、孔部２２および孔部２５の直径はノズル４０の外径よりも大きい。

図３を参照して、オートサンプラ４は、ノズル移動機構４１（アーム４２、回転軸４３およびモータ４４）に加え、ターンテーブル９をさらに有する。ターンテーブル９は、円形状のテーブル９２と、テーブル９２を回転させるためのモータ９０とを含む。テーブル９２上には、液体試料が収容された試料容器を含む容器類９４ａ，９４ｂ，９４ｃ，・・・が載置される。なお、容器類には、空容器、検量線作成用の標準液が収容された容器および希釈系列が収容された容器などが含まれる場合がある。

モータ９０によりテーブル９２を回転させることにより、選択された容器が作業位置Ｐに移動する。モータ４４によりアーム４２を回動させてノズル４０を作業位置Ｐに移動させることにより、作業位置Ｐに移動した容器に対し、ノズル４０によって液体の吸引および吐出を行なうことができる。

試料の定量分析時には、ノズル４０を作業位置Ｐに移動させて試料容器から試料を吸引した後、アーム４２の回動により、ノズル４０をグラファイトチューブ２１の孔部２２の直上位置に移動させる。この位置でノズル４０を降下させ、ノズル４０の先端を孔部２２に挿入し、ノズル４０から試料を吐出する。試料の吐出後、再びアーム４２の回動により、ノズル４０を作業位置Ｐに戻す。これにより、グラファイトチューブ２１内に試料が注入され、原子吸光の分析が行なわれる。

なお、複数の試料を連続して分析する場合には、次の試料容器について同様の動作が繰り返し行なわれる。さらに、連続分析の直前、連続分析の途中または連続分析の直後において、洗浄液を用いてノズル４０を洗浄する工程を行なうことができる。

上述したオートサンプラ４を用いた試料の注入を行なうためには、アーム４２の回動によってノズル４０がグラファイトチューブ２１の孔部２２の直上位置に移動するように、孔部２２に対するノズル４０の相対位置を予め調整しておく必要がある。従来、この位置調整は、ユーザが目視でグラファイトチューブ２１の孔部２２の位置を確認し、孔部２２の直上にノズル４０の先端が位置するように、位置調整機構１０を作動させて、光軸に平行な２軸（Ｘ軸、Ｙ軸）方向にノズル移動機構４１を移動させることにより行なわれる。

しかしながら、孔部２２は直径が１～２ｍｍ程度と小さいため、ユーザの目視によって孔部２２の位置を捉えるには手間がかかり、結果的にノズル４０の位置調整は必ずしも容易な作業ではなかった。そのため、分析の準備に長時間を要してしまい、分析作業の効率を低下させるという問題があった。また、ユーザの目視による位置調整では、孔部２２の直上位置に対するずれが残ってしまう場合があり、位置調整の精度が安定しないことが懸念される。

そのため、実施の形態１に係る原子吸光分光光度計１００は、孔部２２に対するノズル４０の相対位置を検出するための構成として、撮像部１２を備える。撮像部１２は、ノズル４０の先端を撮像範囲（撮像視野）に含むように設置される。具体的には、撮像部１２は、そのフォーカス位置がノズル４０の先端に位置するように設置される。撮像部１２は、図２に示すように、ノズル４０の先端が孔部２２の直上に位置している状態において、撮像視野にノズル４０の先端および孔部２２が含まれるように配置される。

ここで、孔部２２に対するノズル４０の先端の相対位置を正しく検出するためには、孔部２２の直上位置にできるだけ近づけて撮像部１２を配置することが望ましい。そのため、撮像部１２を、ノズル４０の先端の直上位置に近接させて配置する。図２の例では、アーム４２の、ノズル４０の先端の直上位置に近接した部分に撮像部１２が搭載されている。これによると、ノズル４０の先端が孔部２２の直上に位置している状態において、撮像部１２を孔部２２の直上位置に近接させて配置することができる。

撮像部１２は、レンズなどの光学系および撮像素子を含む。撮像素子は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサ、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサなどにより実現される。撮像素子は、光学系を介して入射される光を電気信号に変換することによって撮像画像を生成する。撮像部１２は、ノズル４０の先端を撮像して画像データを生成し、生成した画像データをコントローラ１５へ送信する。

コントローラ１５は、撮像部１２から画像データを受信すると、撮像画像をディスプレイ１６に表示する。これにより、ユーザは、ディスプレイ１６に表示された撮像画像を参照することにより、ノズル４０の先端の位置を確認することができる。したがって、ユーザは、孔部２２に対するノズル４０の先端の相対位置を確認しながら位置調整機構１０を作動させることにより、孔部２２の直上位置にノズル４０の先端が位置するようにノズル移動機構４１を移動させることができる。これによると、従来の目視による位置調整に比べて、ノズル４０の位置調整作業が容易化される。その結果、分析作業の効率を向上させることができるとともに、ノズル４０の位置調整の精度を高めることが可能となる。

なお、コントローラ１５は、公知の画像処理技術を用いることにより、上述したノズル４０の位置調整を自動で行なう構成とすることができる。具体的には、コントローラ１５は、撮像部１２から画像データを取得すると、画像データから画像処理技術を用いてノズル４０の先端と孔部２２とを抽出することにより、ノズル４０の先端と孔部２２との位置関係を取得する。コントローラ１５は、ノズル４０の先端が予め設定された基準位置に位置するように、位置調整機構１０を作動させる。この基準位置は、ノズル４０が孔部２２の直上に位置している状態でのノズル４０の先端と孔部２２との相対位置に基づいて設定することができる。これによると、ユーザによる位置調整作業が不要となるため、分析効率をさらに向上させることができる。

図４は、コントローラ１５によるノズル４０の位置調整の処理手順を説明するためのフローチャートである。

図４を参照して、最初にステップＳ０１により、コントローラ１５は、ノズル移動機構４１のアーム４２を回動させることにより、ノズル４０をグラファイトチューブ２１の孔部２２の上部にセットする。

次に、コントローラ１５は、ステップＳ０２により、撮像部１２により、ノズル４０の先端を撮像する。コントローラ１５は、ステップＳ０３では、撮像部１２の撮像による画像データに公知の画像処理を施すことにより、ノズル４０の先端および孔部２２を抽出する。コントローラ１５は、抽出結果に基づいて、孔部２２に対するノズル４０の先端の相対位置を検出する。

コントローラ１５は、ステップＳ０４により、検出された孔部２２とノズル４０の先端との相対位置に基づいて、ノズル４０の先端の位置の基準位置に対するずれ量を算出する。

コントローラ１５は、ステップＳ０５に進み、位置調整機構１０を作動させることにより、ステップＳ０４で算出されたずれ量に基づいて孔部２２に対するノズル４０の相対位置を調整する。位置調整機構１０は、ずれ量が小さくなる方向にノズル移動機構４１を移動させる。ステップＳ０５による調整によってずれ量が所定値以下になると、コントローラ１５は、ステップＳ０６により、ノズル４０をその位置に固定し、位置調整を終了する。

以上説明したように、実施の形態１に係る原子吸光分光光度計１００によれば、ノズル４０の先端を撮像する撮像部１２により、グラファイトチューブ２１の孔部２２に対するノズル４０の先端の相対位置を検出できるため、孔部２２に対するノズル４０の相対位置の調整を容易化することができる。これにより、分析作業の効率を向上させることができるとともに、ノズル４０の位置調整の精度を高めることが可能となる。

さらに実施の形態１では、撮像部１２をアーム４２に搭載したことによって、アーム４２を回動させてノズル４０を作業位置Ｐに移動させると、ノズル４０とともに撮像部１２もグラファイトチューブ２１から離れ、ターンテーブル９側に移動することになる。すなわち、ノズル移動機構４１は、撮像部１２の移動機構としても機能し得る。

撮像部１２を孔部２２の直上位置に近づけて設置した場合、グラファイトチューブ２１が加熱されて高温になると、撮像部１２が過熱されて損傷するおそれがある。したがって、ノズル４０の位置調整が終了すると、グラファイトチューブ２１から撮像部１２を離すための移動機構が必要となる。本実施の形態１に係る原子吸光分光光度計１００では、ノズル移動機構４１と撮像部１２の移動機構とを共通としたことにより、上述したように、ノズル４０をグラファイトチューブ２１から遠ざけると、撮像部１２とグラファイトチューブ２１との間の距離を離すことができる。したがって、撮像部１２の移動機構が不要となる。これによると、簡易な構成で、試料の分析時に高温となるグラファイトチューブ２１から撮像部１２を退避させて撮像部１２を過熱から保護することができる。

なお、実施の形態１では、撮像部１２をアーム４２に搭載することにより、アーム４２の回動を利用して撮像部１２を移動させる構成としたが、原子吸光分光光度計１００が撮像部１２の移動機構を別途備える構成としてもよい。この場合、撮像部１２の移動機構は、孔部２２の直上位置に近接し、かつ、ノズル４０の先端および孔部２２を撮像視野に含むことができる第１の位置と、第１の位置に比べてグラファイトチューブ２１から離れた第２の位置との間で撮像部１２を移動可能に構成される。

［実施の形態２］
上述した実施の形態１では、ノズル４０の先端を撮像する撮像部１２をアーム４２に搭載する構成について例示した。実施の形態２では、撮像部１２と反射鏡とを併用してノズル４０の先端を撮像する構成について説明する。

図５は、実施の形態２に係る原子吸光分光光度計１００の概略構成を示す図である。図５には、原子化部２およびオートサンプラ４の構成例が模式的に示される。

実施の形態２に係る原子吸光分光光度計１００は、実施の形態１に係る原子吸光分光光度計１００と比較して、反射鏡１４をさらに備える点が異なる。他の構成については実施の形態１と同じであるため説明は繰り返さない。

図５を参照して、実施の形態２に係る原子吸光分光光度計１００は、孔部２２に対するノズル４０の相対位置を検出するための構成として、反射鏡１４および撮像部１２を備える。反射鏡１４は、ノズル４０の先端を含む像を反射させることが可能な位置に設置される。図５に示すように、ノズル４０が孔部２２の直上に位置している状態において、反射鏡１４は、反射像にノズル４０の先端および孔部２２が含まれるように配置される。

反射鏡１４は、ノズル４０の先端の直上位置に近接させて配置される。図５の例では、反射鏡１４は、アーム４２の、ノズル４０の先端の直上位置に近接した部分に搭載されている。これによると、ノズル４０の先端が孔部２２の直上に位置している状態において、反射鏡１４を孔部２２の直上位置に近接させて配置することができる。

撮像部１２は、反射鏡１４によるノズル４０の先端の反射像を取得可能な位置に設置される。図５に示すように、ノズル４０を孔部２２の直上位置に移動させると、反射鏡１４では、ノズル４０の先端と孔部２２とを含む反射像が形成される。撮像部１２は、反射鏡１４の反射像を取得することにより、孔部２２に対するノズル４０の相対位置を検出することができる。

撮像部１２は、反射像に基づいてノズル４０の先端の画像データを生成し、生成した画像データをコントローラ１５へ送信する。コントローラ１５は、撮像部１２による撮像画像をディスプレイ１６に表示する。これにより、ユーザは、ディスプレイ１６に表示された撮像画像を参照することにより、ノズル４０の先端の位置を確認することができる。よって、実施の形態１と同様に、ユーザは、孔部２２に対するノズル４０の先端の相対位置を確認しながら位置調整機構１０を作動させることにより、孔部２２の直上位置にノズル４０の先端が位置するようにノズル移動機構４１を移動させることができる。

あるいは、コントローラ１５は、撮像部１２から取得した画像データに公知の画像処理を施すことにより、ノズル４０の先端と孔部２２との相対位置を取得することができる。よって、コントローラ１５は、取得した相対位置に基づいて、孔部２２に対するノズル４０の先端の位置調整を自動で行なうことができる。

以上説明したように、実施の形態２に係る原子吸光分光光度計１００によれば、反射鏡１４を利用して撮像部１２はノズル４０の先端を撮像することができるため、ユーザは、撮像部１２による撮像画像からグラファイトチューブ２１の孔部２２に対するノズル４０の先端の相対位置を検出することができる。したがって、実施の形態１に係る原子吸光分光光度計１００と同様の効果を得ることができる。

さらに実施の形態２に係る原子吸光分光光度計１００によれば、反射鏡１４によるノズル４０の先端の反射像を撮像部１２が取得する構成としたことにより、撮像部１２をグラファイトチューブ２１から離して設置することができる。したがって、試料分析時に高温となるグラファイトチューブ２１との距離を離して撮像部１２を設置できるため、撮像部１２を過熱から保護することができる。

［実施の形態３］
上述した実施の形態１では、１台の撮像部１２を用いてノズル４０の先端を撮像する構成について説明したが、複数台の撮像部１２を用いてノズル４０の先端を多方向から撮像する構成としてもよい。

図６は、実施の形態３に係る原子吸光分光光度計１００の概略構成を示す図である。図６には、原子化部２およびオートサンプラ４の構成例が模式的に示される。

実施の形態３に係る原子吸光分光光度計１００は、実施の形態１に係る原子吸光分光光度計１００と比較して、複数の撮像部１２Ａ，１２Ｂを備える点が異なる。他の構成については実施の形態１と同じであるため説明は繰り返さない。また撮像部１２Ａ，１２Ｂの構成は撮像部１２と同じであるため説明は繰り返さない。

図６を参照して、撮像部１２Ａ，１２Ｂは、ノズル４０の先端を撮像視野に含むように配置される。撮像部１２Ａ，１２Ｂは、ノズル４０の先端が孔部２２の直上に位置している状態において、ノズル４０の先端および孔部２２を撮像視野に含むように配置される。

ただし、撮像部１２Ａと撮像部１２Ｂとは、互いに異なる角度でノズル４０の先端を撮像するように配置される。図６の例では、撮像部１２Ａと撮像部１２Ｂとはノズル４０を中心として対象となる位置に配置されている。撮像部１２Ａ，１２Ｂはともにアーム４２に搭載されている。

撮像部１２Ａ，１２Ｂの各々は、ノズル４０の先端を撮像して画像データを生成し、生成した画像データをコントローラ１５へ送信する。コントローラ１５は、撮像部１２Ａ，１２Ｂから画像データを受信すると、２枚の撮像画像をディスプレイ１６に表示する。

ユーザは、ディスプレイ１６に表示された２枚の撮像画像を参照することにより、ノズル４０の先端の位置を確認することができる。２枚の撮像画像は、互いに異なる角度からノズル４０の先端を撮像しているため、孔部２２に対するノズル４０の先端の相対位置が異なっている。ユーザは、２枚の撮像画像からそれぞれ取得される２つの相対位置に基づいて、ノズル４０の先端の位置を確認することができる。

実施の形態１で述べたように、孔部２２に対するノズル４０の先端の相対位置を正しく検出するためには、孔部２２の直上位置に近接して撮像部１２を配置することが望ましいが、撮像部１２の配置の制約により撮像部１２を孔部２２の直上位置に近接させることが難しい場合がある。このような場合には、図６に示すように、複数の撮像部１２Ａ，１２Ｂを設置して互いに異なる角度からノズル４０の先端を撮像する構成とすることにより、孔部２２に対するノズル４０の先端の相対位置を多方向から検出し、複数の検出結果から導出される値に基づいて、孔部２２に対するノズル４０の先端の相対位置を取得することができる。例えば、コントローラ１５は、公知の画像処理技術を用いて複数の撮像部１２Ａ，１２Ｂによる複数枚の撮像画像を合成し、孔部２２の直上位置からノズル４０の先端を撮像しているような画像を生成することができる。これによると、ユーザは、ディスプレイ１６に表示された合成画像から、孔部２２に対するノズル４０の先端の相対位置を検出することができる。よって、本実施の形態３においても、実施の形態１と同様に、ユーザは、孔部２２に対するノズル４０の先端の相対位置を確認しながら位置調整機構１０を作動させることにより、孔部２２の直上位置にノズル４０の先端が位置するようにノズル移動機構４１を移動させることができる。

また、コントローラ１５は、公知の画像処理技術を用いることにより、ノズル４０の位置調整を自動で行なう構成とすることができる。具体的には、コントローラ１５は、撮像部１２Ａ，１２Ｂの各々から画像データを取得すると、これら２つの画像データを合成することにより、孔部２２の直上位置から見た、ノズル４０の先端および孔部２２の画像を生成する。コントローラ１５は、生成した画像に基づいて、ノズル４０の先端と孔部２２との相対位置を取得し、ノズル４０の先端が予め設定された基準位置に位置するように位置調整機構１０を作動させる。

以上説明したように、実施の形態３に係る原子吸光分光光度計１００によれば、各々がノズル４０の先端を撮像する複数の撮像部１２Ａ，１２Ｂによる撮像画像に基づいて、グラファイトチューブ２１の孔部２２に対するノズル４０の先端の相対位置を検出することができる。したがって、実施の形態１に係る原子吸光分光光度計１００と同様の効果を奏する。

また実施の形態３に係る原子吸光分光光度計１００によれば、複数の撮像部１２Ａ，１２Ｂの移動機構と、ノズル移動機構４１とが共通であるため、ノズル４０をグラファイトチューブ２１から遠ざけると、撮像部１２Ａ，１２Ｂとグラファイトチューブ２１との間の距離を離すことができる。これによると、簡易な構成で、試料の分析時に高温となるグラファイトチューブ２１から撮像部１２Ａ，１２Ｂを退避させて撮像部１２Ａ，１２Ｂを過熱から保護することができる。

なお、実施の形態３では、撮像部１２Ａ，１２Ｂをアーム４２に搭載することにより、アーム４２の回動を利用して撮像部１２Ａ，１２Ｂを移動させる構成としたが、原子吸光分光光度計１００が撮像部１２Ａ，１２Ｂの移動機構を別途備える構成としてもよい。この場合、撮像部１２Ａ，１２Ｂの移動機構は、孔部２２に近接し、かつ、ノズル４０の先端を撮像視野に含むことができる第１の位置と、第１の位置に比べてグラファイトチューブ２１から離れた第２の位置との間で撮像部１２Ａ，１２Ｂを移動可能に構成される。

さらに実施の形態３に係る原子吸光分光光度計１００によれば、複数の撮像画像を合成し、孔部２２の直上位置から見たノズル４０の先端および孔部２２の画像を生成することにより、撮像部の配置が制約される場合であっても、孔部２２に対するノズル４０の先端の相対位置を検出することができる。

なお、図６の例では、２台の撮像部１２Ａ，１２Ｂを設置する構成について説明したが、撮像部の台数はこれに限られるものではなく、３台以上の撮像部を設置する構成としてもよい。

［実施の形態４］
図７は、実施の形態４に係る原子吸光分光光度計１００の概略構成を示す図である。図７には、原子化部２およびオートサンプラ４の構成例が模式的に示される。

実施の形態４に係る原子吸光分光光度計１００は、実施の形態１に係る原子吸光分光光度計１００と比較して、複数の撮像部１２Ａ，１２Ｂおよび複数の反射鏡１４Ａ，１４Ｂを備える点が異なる。他の構成については実施の形態１と同じであるため説明は繰り返さない。また撮像部１２Ａ，１２Ｂの構成は撮像部１２と同じであるため説明は繰り返さない。

図７を参照して、実施の形態４に係る原子吸光分光光度計１００は、孔部２２に対するノズル４０の位置関係を検出するための構成として、反射鏡１４Ａ，１４Ｂおよび撮像部１２Ａ，１２Ｂを備える。反射鏡１４Ａ，１４Ｂは、ノズル４０の先端を含む像を反射させることが可能な位置に設置される。図７に示すように、反射鏡１４Ａ，１４Ｂの各々は、ノズル４０が孔部２２の直上に位置している状態において、像にノズル４０の先端および孔部２２が含まれるように配置される。ただし、反射鏡１４Ａと反射鏡１４Ｂとは、互いに異なる角度でノズル４０の先端を含む像を反射するように配置される。図７の例では、反射鏡１４Ａ，１４Ｂはともにアーム４２に搭載されている。

撮像部１２Ａは、反射鏡１４Ａで反射された像を取得可能な位置に設置される。撮像部１２Ｂは、反射鏡１４Ｂで反射された像を取得可能な位置に設置される。図７に示すように、ノズル４０を孔部２２の直上位置に移動させると、反射鏡１４Ａ，１４Ｂの各々には、ノズル４０の先端と孔部２２とを含む像が形成される。撮像部１２Ａは、反射鏡１４Ａにより反射された像を取得することにより、孔部２２に対するノズル４０の位置関係を検出することができる。撮像部１２Ｂは、反射鏡１４Ｂにより反射された像を取得することにより、孔部２２に対するノズル４０の位置関係を検出することができる。

撮像部１２Ａ，１２Ｂは、ノズル４０の先端を撮像して画像データを生成し、生成した画像データをコントローラ１５へ送信する。コントローラ１５は、撮像部１２Ａ，１２Ｂから画像データを受信すると、２枚の撮像画像をディスプレイ１６に表示する。

ユーザは、ディスプレイ１６に表示された２枚の撮像画像を参照することにより、ノズル４０の先端の位置を確認することができる。２枚の撮像画像は、互いに異なる角度からノズル４０の先端を撮像しているため、孔部２２に対するノズル４０の先端の位置関係が異なっている。ユーザは、２枚の撮像画像からそれぞれ取得される２つの位置関係に基づいて、ノズル４０の先端の位置を確認することができる。

撮像部１２を孔部２２の直上位置に近接させることが難しい場合には、複数の反射鏡１４Ａ，１４Ｂおよび複数の撮像部１２Ａ，１２Ｂを併用して互いに異なる角度からノズル４０の先端を撮像する構成とすることにより、孔部２２に対するノズル４０の先端の位置関係を多方向から検出し、複数の検出結果から算出される値（例えば、平均値）に基づいて、孔部２２に対するノズル４０の先端の位置関係を取得することができる。よって、本実施の形態４においても、実施の形態１と同様に、ユーザは、孔部２２に対するノズル４０の先端の位置関係を確認しながら位置調整機構１０を作動させることにより、孔部２２の直上位置にノズル４０が位置するようにノズル移動機構４１を移動させることができる。

また、コントローラ１５は、公知の画像処理技術を用いることにより、ノズル４０の位置調整を自動で行なう構成とすることができる。具体的には、コントローラ１５は、撮像部１２Ａ，１２Ｂの各々から画像データを取得すると、画像データごとに、画像処理技術を用いてノズル４０の先端と孔部２２とを抽出する。コントローラ１５は、複数の抽出結果に基づいて、ノズル４０の先端と孔部２２との位置関係を取得し、ノズル４０の先端が予め設定された基準位置に位置するように位置調整機構１０を作動させる。

以上説明したように、実施の形態４に係る原子吸光分光光度計１００によれば、各々がノズル４０の先端を撮像する複数の撮像部による撮像画像に基づいて、グラファイトチューブ２１の孔部２２に対するノズル４０の先端の相対位置を検出することができる。したがって、実施の形態１に係る原子吸光分光光度計１００と同様の効果を奏する。

さらに実施の形態４に係る原子吸光分光光度計１００によれば、複数の反射鏡１４Ａ，１４Ｂによるノズル４０の先端の反射像を複数の撮像部１２Ａ，１２Ｂがそれぞれ取得する構成としたことにより、複数の撮像部１２Ａ，１２Ｂをグラファイトチューブ２１から離して設置することができる。したがって、試料分析時に高温となるグラファイトチューブ２１との距離を離して撮像部１２Ａ，１２Ｂを設置することができるため、撮像部１２Ａ，１２Ｂを過熱から保護することができる。

なお、図７の例では、２台の反射鏡１４Ａ，１４Ｂおよび２台の撮像部１２Ａ，１２Ｂを設置する構成について説明したが、反射鏡および撮像部の台数はこれに限られるものではなく、３台以上の反射鏡および３台以上の撮像部を設置する構成としてもよい。

［態様］
上述した複数の例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

（第１項）一態様に係る原子吸光分光光度計は、原子化部と、ノズルと、ノズル移動機構と、位置調整機構と、少なくとも１つの撮像部と、ディスプレイとを備える。原子化部は、試料注入用の孔部が形成された炉を有し、炉内に注入された試料を加熱により原子化する。ノズルは、試料を吸引および吐出する。ノズル移動機構は、ノズルを孔部の直上位置に移動させる。位置調整機構は、ノズル移動機構を移動させることにより、孔部に対するノズルの先端の相対位置を調整可能に構成される。少なくとも１つの撮像部は、ノズルの先端が孔部の直上に位置している状態において、ノズルの先端および孔部を撮像視野に含むように配置される。ディスプレイは、少なくとも１つの撮像部による撮像画像を表示する。

第１項に記載の原子吸光分光光度計によれば、ノズルの先端を撮像する少なくとも１つの撮像部により、炉の孔部に対するノズルの先端の相対位置を検出できるため、孔部に対するノズルの相対位置の調整を容易化することができる。これにより、分析作業の効率を向上させることができるとともに、ノズルの位置調整の精度を高めることが可能となる。

（第２項）第１項に記載の原子吸光分光光度計は、少なくとも１つの撮像部を、孔部の直上位置に近接した第１の位置と、第１の位置と比べて炉から離れた第２の位置との間で移動させるための移動機構をさらに備える。

第２項に記載の原子吸光分光光度計によれば、ノズルの位置調整が終了した後、移動機構によって炉と各撮像部との間の距離を離すことができる。これにより、試料の分析時に高温となる炉から少なくとも１つの撮像部を退避させて少なくとも１つの撮像部を過熱から保護することができる。

（第３項）第２項に記載の原子吸光分光光度計において、ノズル移動機構は、ノズルを、孔部の直上位置と、試料が収容された容器の直上位置との間で移動可能に構成される。撮像部の移動機構は、ノズル移動機構と共通である。

第３項に記載の原子吸光分光光度計によれば、ノズル移動機構と少なくとも１つの撮像部の移動機構とが共通であるため、ノズルを炉から遠ざけることで、各撮像部と炉との間の距離を離すことができる。したがって、撮像部の移動機構が不要となる。これによると、簡易な構成で、試料の分析時に高温となる炉から少なくとも１つの撮像部を退避させることができる。

（第４項）第３項に記載の原子吸光分光光度計において、ノズル移動機構は、ノズルを支持するアームを有する。ノズル移動機構は、アームを移動させることにより、ノズルを、孔部の直上位置と、試料が収容された容器の直上位置との間で移動可能に構成される。少なくとも１つの撮像部は、アームに搭載される。

第４項に記載の原子吸光分光光度計によれば、アームの移動によってノズルを孔部の直上位置から移動させることにより、各撮像部と炉との間の距離を離すことができる。よって、簡易な構成で、試料の分析時に高温となる炉から少なくとも１つの撮像部を退避させることができる。

（第５項）第１項に記載の原子吸光分光光度計は、少なくとも１つの反射鏡をさらに備える。少なくとも１つの反射鏡は、ノズルの先端の反射像を形成する。少なくとも１つの撮像部は、前記少なくとも１つの反射鏡にそれぞれ対応して設置され、対応する反射鏡の反射像を取得する。

第５項に記載の原子吸光分光光度計によれば、少なくとも１つの反射鏡を利用して少なくとも１つの撮像部はノズルの先端を撮像することができるため、少なくとも１つの撮像部による撮像画像から炉の孔部に対するノズルの先端の相対位置を検出することができる。したがって、孔部に対するノズルの相対位置の調整を容易化することができる。また、少なくとも１つの反射鏡によるノズルの先端の反射像を少なくとも１つの撮像部がそれぞれ取得する構成としたことにより、少なくとも１つの撮像部を炉から離して設置することができる。したがって、試料分析時に高温となる炉との距離を離して少なくとも１つの撮像部を設置することができるため、各撮像部を過熱から保護することができる。

（第６項）第５項に記載の原子吸光分光光度計において、ノズル移動機構は、ノズルを支持するアームを有する。ノズル移動機構は、アームを移動させることにより、ノズルを、孔部の直上位置と、試料が収容された容器の直上位置との間で移動可能に構成される。少なくとも１つの反射鏡は、アームに搭載される。

第６項に記載の原子吸光分光光度計によれば、アームの移動によってノズルを孔部の直上位置から移動させることにより、各反射鏡と炉との間の距離を離すことができる。よって、簡易な構成で、試料の分析時に高温となる炉から少なくとも１つの反射鏡を退避させることができる。

（第７項）第１項から第６項に記載の原子吸光分光光度計は、コントローラをさらに備える。コントローラは、少なくとも１つの撮像部よる撮像画像に基づいて孔部に対する前記ノズルの先端の相対位置を検出する。コントローラは、検出された相対位置の基準位置に対するずれ量に応じて位置調整機構を作動させる。

第７項に記載の原子吸光分光光度計によれば、ユーザによるノズルの位置調整作業が不要となるため、分析効率をさらに向上させることができる。

なお、上述した実施の形態１～４および変更例について、明細書内で言及されていない組み合わせを含めて、不都合または矛盾が生じない範囲内で、各実施の形態で説明された構成を適宜組み合わせることは出願当初から予定されている。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 光源、２ 原子化部、３ 分光器、４ オートサンプラ、５ 検出器、６ 加熱器、８ ドライバ、９ ターンテーブル、１０ 位置調整機構、１２，１２Ａ，１２Ｂ 撮像部、１４，１４Ａ，１４Ｂ，３３，３４ 反射鏡、１５ コントローラ、１６ ディスプレイ、１８ 操作部、２１ グラファイトチューブ、２２，２５ 孔部、２３，２４ 電極、２６ 窓板、３１ 入口スリット、３２ 出口スリット、３５ 回折格子、４０ ノズル、４１ ノズル移動機構、４２ アーム、４３ 回転軸、４４，９０ モータ、９２ テーブル、１００ 原子吸光分光光度計、１５０ プロセッサ、１５２ メモリ、１５４ 入出力Ｉ／Ｆ、１５６ 通信Ｉ／Ｆ。

Claims (3)

1. 試料注入用の孔部が形成された炉を有し、前記炉内に注入された試料を加熱により原子化する原子化部と、
   試料を吸引および吐出するノズルと、
   前記ノズルを前記孔部の直上位置に移動させるためのノズル移動機構と、
   前記ノズル移動機構を移動させることにより、前記孔部に対する前記ノズルの先端の相対位置を調整可能に構成された位置調整機構と、
   前記ノズルの先端が前記孔部の直上に位置している状態において、前記ノズルの先端および前記孔部を撮像視野に含むように配置された、少なくとも１つの撮像部と、
   前記少なくとも１つの撮像部による撮像画像を表示するディスプレイと、
   前記ノズルの先端の反射像を形成する、少なくとも１つの反射鏡とを備え、
   前記少なくとも１つの撮像部は、前記少なくとも１つの反射鏡にそれぞれ対応して設置され、対応する前記反射鏡の反射像を取得する、原子吸光分光光度計。
2. 前記ノズル移動機構は、前記ノズルを支持するアームを有し、前記アームを回動させることにより、前記ノズルを、前記孔部の直上位置と、試料が収容された容器の直上位置との間で移動可能に構成され、
   前記少なくとも１つの反射鏡は、前記アームに搭載される、請求項１に記載の原子吸光分光光度計。
3. コントローラをさらに備え、
   前記コントローラは、
   前記少なくとも１つの撮像部による撮像画像に基づいて前記孔部に対する前記ノズルの先端の相対位置を検出し、
   検出された前記相対位置の基準位置に対するずれ量に応じて前記位置調整機構を作動させる、請求項１または２に記載の原子吸光分光光度計。

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