CN107209361A - 观察装置 - Google Patents

Abstract

不使装置大型化就能够观察细胞等被摄体。提供一种观察装置(1)，具备：平板状的载置台(3)，其由光学透明的材质构成，用于载置收纳有试样(P)的容器(2)；偏转构件(8)，其配置在该载置台(3)的下方，使来自载置台(3)上的试样(P)的光偏转到大致水平方向；物镜(9)，其会聚通过该偏转构件(8)而发生了偏转的光；以及摄像元件(10)，其拍摄由该物镜(9)会聚的光。

Description

观察装置

技术领域

本发明涉及一种观察装置。

背景技术

以往，已知一种一边在培养器内培养细胞一边观察细胞的状态的观察装置(例如参照专利文献1。)。在该观察装置中，用于会聚来自粘着于培养容器的底面的细胞的光的物镜以与培养容器的底面相向的方式配置在培养容器的下方且光轴沿铅直方向配置，并且包括拍摄由该物镜会聚的来自细胞的光的摄像元件在内的摄影光学系统被配置在物镜的下方。

专利文献1：日本特开2005-326495号公报

发明内容

发明要解决的问题

因此，专利文献1的观察装置需要物镜的长度尺寸以及用于收纳配置在物镜的下方的透镜、摄像元件等摄影光学系统的足够的高度尺寸，存在难以实现小型化这样的问题。

本发明是鉴于上述的情形而完成的，其目的在于提供一种不使装置大型化就能够观察细胞等被摄体的观察装置。

用于解决问题的方案

为了实现上述目的，本发明提供以下方法。

本发明的一个方式提供一种观察装置，具备：能够透过光的平板状的载置台，其用于载置收纳有试样的容器；偏转构件，其配置在该载置台的下方，使来自所述载置台上的试样的光偏转到大致水平方向；物镜，其会聚通过该偏转构件而发生了偏转的光；以及摄像元件，其拍摄由该物镜会聚的光。

根据本方式，通过将收纳有试样的容器载置在载置台上并对试样照射照明光，透过试样或在试样发生了反射的光朝下透过载置台并通过偏转构件而发生偏转。在偏转目的地配置有将光轴沿大致水平方向配置的物镜，因此发生了偏转的来自试样的光被物镜会聚并被摄像元件拍摄。

在该情况下，通过将物镜的光轴沿大致水平方向配置，作为载置台下的空间，与物镜的直径尺寸相应的高度尺寸就足够了。即，通过将物镜以其光轴为大致水平方向的方式配置，拍摄由物镜会聚的光的摄像元件也能够配置在物镜的光轴的延长线上。因而，能够减小高度方向的尺寸来实现薄型化。如果使用薄型的观察装置，则能够与搭载于载置台上的容器一起收纳在培养器内，从而能够一边培养细胞一边观察细胞的状态。

在上述方式中，也可以是，所述物镜具备能够在光轴方向上移动的一个以上的可动透镜，所述观察装置还具备使该可动透镜在所述光轴方向上移动的调焦机构。

通过这样，当使调焦机构进行工作时，构成物镜的一个以上的可动透镜在光轴方向上移动，从而物镜与偏转构件之间的距离发生变动，能够使配置在载置台的上方的物镜的焦点位置在上下方向上移动。即，在将物镜的光轴沿铅直方向配置的以往的观察装置中，焦点位置的调节是通过使物镜在上下方向上移动来进行的，但是这需要更高的高度尺寸，与此相对，根据本方式，不使高度尺寸增大就能够进行焦点位置调节。

在上述方式中，也可以是，具备：摄影单元，其具有所述偏转构件、所述物镜以及所述摄像元件；以及移动机构，其使该摄影单元在沿着所述载置台的方向上移动。

通过这样，即使摄影单元自身的视野范围狭窄，也能够通过使移动机构进行工作使摄影单元在水平方向上移动来确保广的观察范围。在该情况下，移动机构也能够采用具有在水平方向上移动的方式的移动机构，从而不使高度尺寸大幅度地增大就能够实现薄型化。

在上述方式中，也可以是，所述载置台由光学透明的材质形成，所述观察装置具备壳体，该壳体以该载置台为顶板，以密封状态收纳所述摄影单元和所述移动机构。

通过这样，即使与容器一起长时间收纳在湿度高的培养器内，也能够通过密封状态的壳体来防止湿气与摄影单元、移动机构接触，以将这些装置维持为稳固的状态。

在上述方式中，也可以是，还具备发送部，该发送部将由所述摄像元件获取到的图像发送到外部。

通过这样，在将容器载置在载置台上的状态下，不与容器接触就能够利用由发送部发送来的图像来长时间观察试样的状态。例如，当将容器以载置在载置台上的状态收纳于培养器内并开始进行培养时，由发送部向培养器外发送由摄像元件获取到的图像，因此不将容器从培养器内取出就能够在外部长时间观察培养中的试样的状态。

发明的效果

根据本发明，起到不使装置大型化就能够观察细胞等被摄体这样的效果。

附图说明

图1是示出将容器搭载在本发明的一个实施方式所涉及的观察装置中的状态的纵截面图。

图2是示出图1的观察装置的内部构造的平面图。

图3是示出向搭载在图1的观察装置中的容器安装照明装置的其它安装例的立体图。

图4是示出图1的观察装置的变形例的摄影单元的放大平面图。

图5是示出图1的观察装置的其它变形例的摄影单元的放大平面图。

图6是示出图1的观察装置的其它变形例的摄影单元的放大侧视图。

图7是示出图1的观察装置的其它变形例的摄影单元的放大平面图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的一个实施方式所涉及的观察装置1。

如图1所示，本实施方式所涉及的观察装置1具备：壳体4，其以光学透明的载置台3为顶板，该载置台3用于载置收纳有试样P的容器2；摄影单元6，其配置在该壳体4内；以及移动机构7，其使该摄影单元6在沿着顶板的方向上以二维方式移动。

载置台3例如是玻璃平板，能够使来自所载置的试样P的光透过并入射到壳体4内部。壳体4具有密封构造，以防止外部的湿气进入壳体4内。

摄影单元6具备：镜子(偏转构件)8，其配置在载置台3的下方，使从上方透过载置台3的光偏转；物镜9，其会聚通过该镜子8而发生了偏转的光；以及摄像元件10，其拍摄由该物镜9会聚的光。

镜子8具有以相对于载置台3呈大致45°的角度的方式配置的反射面8a，使来自试样P的光偏转大致90°而指向大致水平方向。物镜9具备以具有大致水平的光轴S的方式配置的一个以上的透镜(可动透镜)11，以会聚通过镜子8而发生了偏转的光。

如图2所示，在摄影单元6设置有调焦机构12，该调焦机构12使构成物镜9的一个以上的透镜11在光轴S方向上移动。调焦机构12例如是具备电动机13和滚珠丝杠14的直动机构，通过电动机13进行工作使滚珠丝杠14旋转并使与滚珠丝杠14啮合的螺母15沿着物镜9的光轴S直线移动，由此能够使固定于螺母15的透镜11沿着物镜9的光轴S移动。

如图2所示，移动机构7由正交配置的两个直动机构16、17构成。第一直动机构16具备固定于壳体4的导轨18、以能够沿着导轨18在第一水平方向X上移动的方式被支承的滑块19、以及使滑块19移动的驱动机构20。驱动机构20具备电动机21和滚珠丝杠22。

第二直动机构17具备固定于第一直动机构16的滑块19的导轨23、以能够沿着该导轨23在第二水平方向Y上移动的方式被支承的滑块24、以及使滑块24移动的驱动机构25。该驱动机构25也具备电动机26和滚珠丝杠27。

在壳体4内设置有发送接收部(发送部)28和控制部29，该发送接收部28将由摄像元件10获取到的图像信号无线发送到外部，另一方面，接收来自外部的指令信号，该控制部29基于由该发送接收部28接收到的指令信号来控制调焦机构12和移动机构7。

作为指令信号，能够列举用于由根据从发送接收部28发送到外部的图像信号确认出图像的聚焦状态的操作者或程序使调焦机构12在某一方向上进行工作的指令信号、以及用于由想要确认其它视野范围的操作者利用移动机构7使摄影单元6在某一方向上移动的指令信号。

以下对这样构成的本实施方式所涉及的观察装置1的作用进行说明。

在使用本实施方式所涉及的观察装置1来对培养中的细胞(试样)P进行观察时，将细胞收纳于光学透明的细胞培养烧瓶那样的容器2内并使细胞粘着于容器2的底面。

在该状态下将容器2以底面朝下的方式载置在观察装置1的载置台3上，将容器2和观察装置1收纳在培养器内，开使进行培养。关于向试样P照射的照明光，既可以从培养器内的光源发出，也可以如图1所示的那样从固定于每个容器2的照明装置(光源)30发出。图1所示的照明装置30是固定于容器2的顶板的例子，但也可以代替该方式而如图3所示的那样固定于容器2的侧面。在图3中，附图标记31表示将观察装置1、容器2以及照明装置30固定成一体的带子。

当来自照明装置30的照明光向容器2内的试样P照射时，照明光因试样P的形状、折射率而发生折射、或者因试样P的透过率而衰减，由此成为载有试样P的信息的透射光而透过载置台3并向壳体4内入射。

入射到壳体4内的光通过镜子8而偏转90°并被在大致水平方向上具有光轴S的物镜9会聚，并且被摄像元件10拍摄。由发送接收部28向外部无线发送所获取到的图像，从而能够在培养器外进行观察。

操作者或程序根据由摄像元件10获取到的图像来确认物镜9的焦点是否适当地对准试样P，在没有对准的情况下，发送用于使调焦机构12在某一方向上进行工作的指令信号。所发送来的指令信号在发送接收部28中被接收，来使调焦机构12进行工作。

当通过电动机13的旋转而滚珠丝杠14进行旋转时，螺母15与滚珠丝杠14的旋转方向相应地向水平方向的某一方向移动，从而固定于螺母15的透镜11在水平方向上移动，其结果，物镜9的焦点位置在上下方向上移动。

即，当透镜11向靠近镜子8的方向移动时，焦点位置上升，当透镜11向远离镜子8的方向移动时，焦点位置下降。由此，能够将焦点位置调节到适当的位置来得到清晰的图像。

操作者在想要观察不同的位置的情况下，发送用于使移动机构7在某一方向上移动的指令信号。所发送来的指令信号在发送接收部28中被接收，来使移动机构7进行工作。通过使摄影单元6沿第二直动机构17移动，来使观察位置在水平的一个方向Y上移动，通过使第二直动机构17和摄影单元6沿第一直动机构16移动，来使观察位置在水平的另一个方向X上移动。由此，能够以二维方式调节观察位置。

这样，根据本实施方式所涉及的观察装置1，使透过载置台3并入射到壳体4内的光通过镜子8而偏转到大致水平方向并被具有大致水平的光轴S的物镜9会聚，因此具有能够将壳体4内部的空间的高度尺寸抑制为物镜9的直径程度这样的优点。

即，如图1所示，将高度尺寸抑制到了最小限度的观察装置1与容器2一起收纳在培养器内，从而能够一边进行培养一边观察培养状态。

根据本实施方式所涉及的观察装置1，通过使构成物镜9的一个以上的透镜11在水平方向上移动，来使物镜9的焦点位置在上下方向上移动，因此不需要确保壳体4内部的空间的高度尺寸大就能够进行焦点位置的调节。由此，也具有能够使观察装置1薄型化这样的优点。

根据本实施方式所涉及的观察装置1，利用移动机构7使摄影单元6在水平方向X、Y上以二维方式移动，因此即使一次所能拍摄的视野范围小，也能够通过使摄影单元6一边在水平方向X、Y上移动一边进行拍摄来观察更广范围内的试样P的状态。在该情况下，也是使小型的摄影单元6在水平方向X、Y上移动来确保观察范围大的构造，因此具有不需要大的光学部件从而能够实现薄型化这样的优点。

在本实施方式中，对具备调焦机构12、移动机构7、发送接收部28以及控制部29的观察装置1进行了说明，但本发明并不限定于此。

即，在使用景深大的物镜9的情况下，或者在不需要调节焦点位置的情况下，也可以省略调焦机构12。

在试样P被配置在比较狭窄的区域的情况下，或者在只观察试样P的一部分指定范围就可以的情况下，不需要具备移动机构7。在不从外部对移动机构7和调焦机构12进行远程操作的情况下，不需要发送接收部28的接收功能。另外，在不具有移动机构7和调焦机构12的情况下，也不需要发送接收部28的接收功能和控制部29。

在壳体4内具备用于预先存储由摄像元件10获取到的图像的存储部(省略图示)的情况下，不需要向外部发送所获取到的图像信号，从而也可以不具备发送接收部28。

在本实施方式的说明中，设为了利用培养器内的光源或固定于容器2的照明装置30向试样P照射照明光，但也可以代替该方式，如图4所示的那样在镜子8的周围设置从载置台3的下方朝向上方射出照明光的光源32。

关于光源32，优选采用例如能够独立地点亮的多个LED光源。从镜子8的周围朝上射出的照明光被容器2的顶板的内面反射而从斜上方透过试样P并向载置台3下方的镜子8入射，因此能够如偏斜照明那样在试样P的像上形成阴影。因而，能够提高透明的细胞那样的试样P的观察容易度。

在该情况下，也可以如图5所示那样以镜子8为中心沿着放射方向隔开间隔地配置多个光源32，并切换要点亮的光源32。通过这样，能够使透过试样P的照明光的入射角度变化，从而能够使试样P的像上形成的阴影变化，以提高观察容易度。

在本实施方式中，也可以如图6所示那样配置使通过了物镜9的光再次偏转约90°的棱镜33。通过这样，具有以下优点：能够将摄像元件10和用于固定摄像元件10的基板配置为大致水平，即使采用摄像面大的摄像元件10，也不使壳体4内部的空间的高度尺寸增大就可以。作为偏转构件，也可以除镜子8以外，还采用具有反射面的偏转棱镜34。通过如图7所示那样使光路进一步折返，能够将从镜子8起至摄像元件10为止的光学部件配置为更小型。

在本实施方式的说明中，作为容器2，例示了细胞培养烧瓶，但也可以代替该方式而使用培养皿、微孔板或细胞培养袋等。

在本实施方式中，作为调焦机构12，例示了使透镜11相对于摄像元件10在光轴S方向上移动来调节焦点位置的调焦机构，但也可以代替该方式，而使摄像元件10相对于透镜11在光轴S方向上移动来调节焦点位置。也可以使摄像元件10和透镜11在光轴S方向上一体地移动。由此，在将摄像元件10和透镜11保持为规定的间隔的状态下调节焦点位置，因此即使调节焦点位置也能够避免所获取的图像的倍率变化。

在本实施方式中，作为载置台3，例示了光学透明的玻璃平板，但也可以代替该方式而使用遮蔽照明光的平板状的遮光构件。

在该情况下，在遮光构件设置有在其周向的一部分或径向的一部分开口的开口部，来自试样P的光透过开口部并透过壳体4内部。开口部以比容器2的底面的尺寸小的尺寸形成。由此，通过将容器2以容器2的底面覆盖开口部的方式载置在载置台3上，能够将壳体4内设为密封状态。

在没有将容器2载置在载置台3上的情况下，壳体4内的空间与外部通过开口部而相连接，因此能够经由开口部而简便地进入壳体4内的物镜9等光学系统。由此，能够容易地将物镜9等光学系统更换为倍率不同的透镜。

另外，也可以在光学透明的玻璃平板设置开口部。

附图标记说明

1：观察装置；2：容器；3：载置台；4：壳体；6：摄影单元；7：移动机构；8：镜子(偏转构件)；9：物镜；10：摄像元件；11：透镜(可动透镜)；12：调焦机构；28：发送接收部(发送部)；P：试样。

Claims (5)

1.一种观察装置，具备：

能够透过光的平板状的载置台，其用于载置收纳有试样的容器；

偏转构件，其配置在该载置台的下方，使来自所述载置台上的试样的光偏转到大致水平方向；

物镜，其会聚通过该偏转构件而发生了偏转的光；以及

摄像元件，其拍摄由该物镜会聚的光。

2.根据权利要求1所述的观察装置，其特征在于，

所述物镜具备能够在光轴方向上移动的一个以上的可动透镜，

所述观察装置还具备调焦机构，该调焦机构使该可动透镜在所述光轴方向上移动。

3.根据权利要求1或2所述的观察装置，其特征在于，具备：

摄影单元，其具有所述偏转构件、所述物镜以及所述摄像元件；以及

移动机构，其使该摄影单元在沿着所述载置台的方向上移动。

4.根据权利要求3所述的观察装置，其特征在于，

所述载置台由光学透明的材质形成，

所述观察装置具备壳体，该壳体以该载置台为顶板，以密封状态收纳所述摄影单元和所述移动机构。

5.根据权利要求4所述的观察装置，其特征在于，

还具备发送部，该发送部将由所述摄像元件获取到的图像发送到外部。