JP2009201368A - インキュベータ、スケジュール管理方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 インキュベータでの試料観察におけるスケジュールの重複を未然に防止できる手段を提供する。
【解決手段】 インキュベータの入力部は、観察スケジュールを登録する指定培養容器を選択する第１の入力と、観察シーケンスでの指定培養容器の撮像条件を指定する第２の入力と、指定培養容器のタイムラプス観察の条件およびタイムラプス観察の開始時期を規定する第３の入力とをユーザーから受け付ける。演算部は、撮像条件に応じて、第１データおよび第２データから指定培養容器の観察所要時間を演算する。スケジュール管理部は、第３の入力と観察所要時間とに応じて、指定培養容器のタイムラプス観察のスケジュールを仮設定する。また、スケジュール管理部は、スケジュールデータに基づいて、仮設定のタイムラプス観察のスケジュールが既登録の観察スケジュールと重複するか否かを判定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、試料の培養に適した環境条件を維持可能な恒温室を備えたインキュベータとその周辺技術に関する。

従来から、各種の微生物や細胞などの試料を培養するために恒温室を備えたインキュベータが一般的に用いられている。かかる恒温室内では、複数の培養容器で試料を同時培養することが一般的である。

一方、インキュベータについては、培養容器の試料に対する自動観察機能を付加することも提案されている。一例として、特許文献１には、試料のタイムラプス観察を自動的に実行する培養顕微鏡の構成が開示されている。
特開２００６−１１４１５号公報

ところで、インキュベータ内での試料の観察を自動化する場合には、観察スケジュールの管理が非常に重要となる。特に複数の培養容器の観察スケジュールが重複すると、ユーザーの希望する時間帯および観察回数での試料の記録が残せなくなる可能性が高まり、装置の有用性が著しく低下することとなる。上記の特許文献１では、観察スケジュールの重複防止については十分な検討がされておらず、この点でなお改善の余地があった。

本発明は上記従来技術の課題を解決するためのものである。本発明の目的は、インキュベータでの試料観察におけるスケジュールの重複を未然に防止できる手段を提供することにある。

第１の発明のインキュベータは、恒温室と、撮像部と、搬送機構と、制御部と、第１メモリと、第２メモリと、入力部と、演算部と、スケジュール管理部とを備える。恒温室は、複数の培養容器を収容可能な収納部を有するとともに、内部を所定の環境条件に維持可能である。撮像部は、恒温室内において培養容器内の試料の状態を撮像する。搬送機構は、収納部および撮像部の間で培養容器を移動させる。制御部は、撮像部および搬送機構を制御して培養容器の観察シーケンスを自動的に実行する。第１メモリは、搬送機構による培養容器の搬送時間に関する第１データと、撮像部の撮像動作の所要時間に関する第２データとを記録する。第２メモリは、スケジュールデータを記録する。このスケジュールデータには、観察シーケンスの開始時刻および観察所要時間を示す観察スケジュールが、各々の培養容器と対応付けて登録されている。入力部は、観察スケジュールを登録する指定培養容器を選択する第１の入力と、観察シーケンスでの指定培養容器の撮像条件を指定する第２の入力と、指定培養容器のタイムラプス観察の条件およびタイムラプス観察の開始時期を規定する第３の入力とをユーザーから受け付ける。演算部は、撮像条件に応じて、第１データおよび第２データから指定培養容器の観察所要時間を演算する。スケジュール管理部は、第３の入力と観察所要時間とに応じて、指定培養容器のタイムラプス観察のスケジュールを仮設定する。また、スケジュール管理部は、スケジュールデータに基づいて、仮設定のタイムラプス観察のスケジュールが既登録の観察スケジュールと重複するか否かを判定する。

第２の発明は、第１の発明において、スケジュール管理部は、タイムラプス観察のスケジュールが既登録の観察スケジュールと重複するときに、警告出力を行う。

第３の発明は、第２の発明において、スケジュール管理部は、タイムラプス観察のスケジュールが既登録の観察スケジュールと重複するときに、タイムラプス観察の条件および該タイムラプス観察の開始時期の少なくとも一方を変更して、タイムラプス観察のスケジュールを再設定する。

第４の発明は、第２の発明において、スケジュール管理部は、タイムラプス観察のスケジュールが既登録の観察スケジュールと重複するときに、スケジュールの重複箇所を表示出力する。

第５の発明は、第１の発明において、スケジュール管理部は、タイムラプス観察のスケジュールが既登録の観察スケジュールと重複しないときに、タイムラプス観察のスケジュールを第２メモリに記録する。

なお、上記の各発明の内容を、培養容器の観察に関するスケジュール管理方法やコンピュータプログラムなどに変換して表現したものも本発明の具体的態様として有効である。

本発明によれば、既登録の観察スケジュールと重複が生じるタイムラプス観察のスケジュールの登録が未然に防止される。

（本実施形態のインキュベータの構成）
以下、図面を参照しつつ本実施形態のインキュベータの構成を詳細に説明する。図１は、本実施形態のインキュベータのブロック図である。また、図２，図３は、本実施形態のインキュベータの正面図である。

本実施形態のインキュベータ１１は、試料の培養を行う第１筐体１２と、制御ユニット１４を収納する第２筐体１３とを有している。インキュベータ１１の組立状態において、第１筐体１２は第２筐体１３の上に配置される。

まず、第１筐体１２の構成の概要を説明する。

第１筐体１２の内部には、断熱材で覆われた恒温室１５が形成されている。この恒温室１５は、第１筐体１２の正面に形成された正面開口１６と、図２，図３において第１筐体１２の左側面に形成された搬出入口１７とによって外部と連絡している。第１筐体１２の正面開口１６は、観音開きの正面扉１８によって開閉可能に閉塞される。また、第１筐体１２の搬出入口１７は、スライド式の自動扉１９によって開閉可能に閉塞される。なお、搬出入口１７の大きさは培養容器（３０）が通過可能なサイズに設定されている。一方、第１筐体１２の底面には、正面側からみて右寄りの位置に開口２０が形成されている。なお、後述する観察ユニット（２８）は、上記の開口２０を介して恒温室１５内に配置される。

また、図４は、第１筐体１２の恒温室１５の内部を示す図である。恒温室１５の壁面には、温度調整装置２１と、噴霧装置２２と、ガス導入部２３と、環境センサユニット２４とがそれぞれ内蔵されている。

温度調整装置２１はペルチェ素子を有しており、ペルチェ効果によって恒温室１５の加熱または冷却を行う。噴霧装置２２は、恒温室１５内に噴霧を行って恒温室１５内の湿度を調整する。ガス導入部２３は二酸化炭素ボンベ（不図示）と接続されている。このガス導入部２３は恒温室１５に二酸化炭素を導入することで、恒温室１５内の二酸化炭素濃度を調整する。環境センサユニット２４は、恒温室１５内における温度、湿度、二酸化炭素濃度をそれぞれ検出する。

図２，図３に戻って、インキュベータ１１の組立状態において、恒温室１５の内部には、ストッカー２５と、容器搬出入機構２６と、容器搬送機構２７と、観察ユニット２８の一部とがそれぞれ配置される。

ストッカー２５は、第１筐体１２の正面からみて恒温室１５の左側に配置される。図５は、筐体側面方向からみたストッカー２５を示す図である。ストッカー２５は複数の棚を有しており、各々の棚には、培養容器３０を収納することができる。ここで、図６に試料の培養を行う培養容器３０の構成の一例を示す。本実施形態の培養容器３０としては、ウェルプレート、フラスコ、ディッシュなどが用いられる。各々の培養容器３０には、液体培地とともに培養対象の試料（細胞など）が収納される。また、上記の培養容器３０は、透明なトレー状のホルダー３１に載置されて取り扱われる。このホルダー３１の両側面にはそれぞれ支持片３２が外向きに形成されている。なお、培養容器３０によっては複数の小容器を有するものもあり、この場合には１つのホルダー３１上で小容器ごとにそれぞれ試料を培養できる。

また、インキュベータ１１の組立状態において、ストッカー２５の最下段は第１筐体１２の搬出入口１７の位置に対応する。そして、ストッカー２５の最下段のスペースには、培養容器３０を搬出入するための容器搬出入機構２６が設置される。この容器搬出入機構２６は、培養容器３０およびホルダー３１を載置可能な搬送テーブル２６ａと、搬送テーブル２６ａを搬出入口１７の外部へ往復動させるモータユニット２６ｂとを有している。

容器搬送機構２７は、第１筐体１２の正面からみて恒温室１５の中央に配置される。図７から図９は容器搬送機構２７の構成を示す図である。この容器搬送機構２７は、長方形状の基台４１と、垂直フレーム４２と、搬送アーム部４３とを有している。なお、容器搬送機構２７の各部は、基台４１などに内蔵されたモータ（不図示）によって駆動する。また、容器搬送機構２７の各部の位置は、エンコーダなどで制御ユニット１４にモニタされる。

基台４１には、垂直フレーム４２が前後方向（図中のＹ方向）に移動可能に取り付けられている。垂直フレーム４２は上下方向に延長する一対のガイドレールで構成されている。この垂直フレーム４２の間には、搬送アーム部４３が上下方向（図中のＺ方向）に移動可能に取り付けられている。

また、搬送アーム部４３は、容器支持部４４と、摺動機構部４５とを有している。容器支持部４４の本体は、ホルダー３１の全体の幅よりも若干幅広に設定されている。この容器支持部４４の両側縁には、下向きに１組の引掛爪４６が形成されている。そして、ホルダー３１の支持片３２と引掛爪４６との係合により、容器支持部４４はホルダー３１を支持できるように構成されている。一方、摺動機構部４５は容器支持部４４の上面側に配置されており、容器支持部４４を左右方向（図中のＸ方向）に摺動させる。かかる摺動機構部４５の動作により、ストッカー２５、容器搬出入機構２６、観察ユニット２８のいずれかと、容器搬送機構２７との間で培養容器３０を載置したホルダー３１の受け渡しが可能となる。

観察ユニット２８は、第１筐体１２の正面からみて恒温室１５の右側に配置される。この観察ユニット２８は第１筐体１２の底面の開口２０に嵌め込まれて配置される。この観察ユニット２８は、試料台４７と、試料台４７の上方に張り出したアーム４８と、本体部分４９とを有している。そして、試料台４７およびアーム４８は第１筐体１２の恒温室１５内に配置される一方で、本体部分４９は第２筐体１３に収納される。

図１０は観察ユニット２８の構成を示す概略図である。観察ユニット２８は、試料台４７と、第１照明部５１および第２照明部５２と、顕微観察部５３と、容器観察部５４と、画像処理部５５とを有している。

試料台４７は透光性の材質で構成されており、その上に培養容器３０がホルダー３１ごと載置される。この試料台４７は水平方向（Ｘ方向およびＹ方向）に移動可能に構成されており、顕微観察部５３および容器観察部５４に対してホルダー３１の位置を調整することができる。

また、第１照明部５１はアーム４８内に配置されており、試料台４７の上側から培養容器３０を照明する。一方、第２照明部５２は本体部分４９に内蔵されており、試料台４７の下側から培養容器３０を照明する。

顕微観察部５３は本体部分４９に内蔵されており、顕微光学系および撮像素子（いずれも不図示）を有している。この顕微観察部５３は、第１照明部５１の照明光によって試料を顕微鏡観察した画像（顕微観察画像）を撮像する。

容器観察部５４はアーム４８に収納されており、撮影光学系および撮像素子（いずれも不図示）を有している。この容器観察部５４は、第２照明部５２の照明光によって培養容器３０の全体観察画像を撮像する。

画像処理部５５は、顕微観察部５３および容器観察部５４からの画像出力をＡ／Ｄ変換するとともに、顕微観察画像または全体観察画像のデータをそれぞれ生成する。

次に、第２筐体１３の構成の概要を説明する。第２筐体１３には、上記の観察ユニット２８の本体部分４９と、制御ユニット１４とが格納される。また、第２筐体１３の前面には、モニタ５６ａおよび入力釦５６ｂを備えた操作パネル５６が配置されている。なお、制御ユニット１４には、通信回線５７を介してコンピュータ５８を接続することも可能である。

ここで、制御ユニット１４は、自動扉１９の扉開閉機構１９ａ、温度調整装置２１、噴霧装置２２、ガス導入部２３、環境センサユニット２４、容器搬出入機構２６、容器搬送機構２７、観察ユニット２８、操作パネル５６のモニタ５６ａおよび入力釦５６ｂとそれぞれ接続されている。そして、制御ユニット１４は、所定のプログラムに従ってインキュベータ１１の各部を統括的に制御する。

一例として、制御ユニット１４は、温度調整装置２１、噴霧装置２２、ガス導入部２３、環境センサユニット２４をそれぞれ制御して恒温室１５内を所定の環境条件に維持する。また、制御ユニット１４は、ユーザーの設定した観察スケジュールに基づいて、観察ユニット２８および容器搬送機構２７を制御して、培養容器３０の観察シーケンスを自動的に実行する。

ここで、制御ユニット１４は、通信部６１と、データベース部６２と、第１メモリ６３および第２メモリ６４と、ＣＰＵ６５とを有している。なお、通信部６１、データベース部６２、第１メモリ６３および第２メモリ６４はそれぞれＣＰＵ６５と接続されている。

通信部６１は、無線または有線の通信回線５７を介して、インキュベータ１１の外部にあるコンピュータ５８とのデータ送受信を実行する。

データベース部６２は、ストッカー２５に収納された各々の培養容器３０に関する管理データが記録される。上記の管理データには、例えば、培養容器３０およびホルダー３１の識別情報、培養容器３０の種類および形状、ストッカー２５上での培養容器３０の収納位置などが含まれる。

また、データベース部６２には、顕微観察画像および全体観察画像のデータファイルや、恒温室１５内での環境条件（温度、湿度、二酸化炭素濃度）の履歴情報などを記録する記録領域が設けられている。なお、上記のデータファイルでは、撮像された培養容器３０の識別情報、撮影日時、撮影条件などを示すメタデータが、画像のデータに対応付けされている。

第１メモリ６３には、上記の観察シーケンスでの観察所要時間を演算するための各種データが記録されている。例えば、第１メモリ６３には、培養容器３０の搬送時間に関する第１データと、観察ユニット２８による撮像動作の所要時間に関する第２データとがそれぞれ記録されている。

より具体的には、第１データの搬送時間は、ストッカー２５から観察ユニット２８まで容器搬送機構２７が培養容器３０を搬送するときの所要時間と、その誤差分の時間とを合計して求められる。なお、培養容器３０の搬送時間はストッカー２５上での収納位置に応じて変化するが、本実施形態では、培養容器３０が観察ユニット２８から最も遠い位置にある場合（各々の搬送時間のうちの最大値）を基準として上記の搬送時間が決定される。

また、第２データには、観察ユニット２８に関する動作のパラメータと、そのパラメータに対応する所要時間との対応関係がテーブル化されて記録されている。

一例として、本実施形態の第２データには、（１）容器観察部５４による全体観察画像の撮像時間、（２）培養容器３０を所定の撮像位置に導くための位置調整時間、（３）顕微観察部５３および容器観察部５４のＡＦ動作時間、（４）顕微観察部５３の対物レンズの倍率を変更するときの所要時間、（５）顕微観察部５３と試料との高さ方向の位置を変化させて複数フレームを撮像する場合の撮像時間、などの項目が含まれる。そして、上記（１）から（５）までの第２データの各項目については、撮像条件、装置の構成、培養容器３０の形状などのパラメータに応じた所要時間の値がそれぞれ設定されている。

第２メモリ６４には、上記の観察シーケンスのスケジュールデータが記録される。このスケジュールデータには、各々の観察シーケンスの開始時刻および観察所要時間を示す観察スケジュールが、各々のホルダー３１の識別情報と対応付けて登録されている。なお、各々の観察スケジュールには、観察シーケンスにおいて観察ユニット２８の撮像条件を規定するデータなどが対応付けされている。

ＣＰＵ６５は、制御ユニット１４の各種の演算処理を実行するプロセッサである。このＣＰＵ６５は、後述する観察スケジュールの登録処理において、培養容器３０の観察所要時間の演算を行う演算部６６や、観察スケジュールの登録処理を行うスケジュール管理部６７として機能する。さらに、ＣＰＵ６５は、観察スケジュールを管理するためのタイマ６８としても機能する。

（観察スケジュールの登録処理の説明）
以下、図１１の流れ図に沿って、観察スケジュールの登録処理におけるＣＰＵ６５の動作を説明する。なお、培養容器３０の観察スケジュールの登録の操作は、インキュベータ１１の操作パネル５６またはインキュベータ１１に接続されたコンピュータ５８からユーザーが実行する。

この図１１の例では、ＣＰＵ６５がタイムラプス観察の観察スケジュールの一括登録を実行できる。なお、図１１の例では、簡単のため、「観察スケジュールの新規登録」を行う場合を前提として説明を行う。

ステップ１０１：ＣＰＵ６５は、操作パネル５６のモニタ５６ａ（またはコンピュータ５８のモニタ）に、観察スケジュールを設定する培養容器３０を選択させる選択画面を表示する。

ここで、Ｓ１０１における選択画面の一例を図１２に示す。この選択画面では、観察スケジュールの設定対象となる培養容器３０がＧＵＩ(Graphical User Interface)形式のアイコンで表示される。選択画面上でのアイコンの配置は、ストッカー２５の培養容器３０の配置と対応する。そして、ユーザーは、上記のアイコンを選択入力することで、観察スケジュールの設定対象となる培養容器３０をＣＰＵ６５に指示できる。なお、ＣＰＵ６５は、Ｓ１０１で培養容器３０の選択入力を受け付けるとＳ１０２に移行する。

図１２の選択画面において、各々のアイコンには培養容器３０の種類を示す種別マークが表示される。さらに、スケジュールデータに観察スケジュールの登録がある培養容器３０のアイコンには、カメラ型のマークが表示される。また、複数のユーザーでインキュベータ１１を使用するときには、各々の培養容器３０にユーザーのＩＤ登録を行うこともできる。この場合において、図１２の選択画面では、そのユーザーのＩＤに対応する培養容器３０のみが観察スケジュールの設定対象となる。なお、選択画面でのユーザーの入力は、操作パネル５６の入力釦５６ｂ（またはコンピュータ５８の入力装置）から行われる。

ステップ１０２：ＣＰＵ６５は、操作パネル５６のモニタ５６ａ（またはコンピュータ５８のモニタ）に撮像条件の詳細設定画面を表示する。

ここで、Ｓ１０２における撮像条件の詳細設定画面の一例を図１３に示す。この撮像条件の詳細設定画面では、画面の左半分に培養容器３０の形状を示すアイコンが表示される。また、詳細設定画面の右半分には、撮像条件を指定するためのアイコンが表示されている。

培養容器３０の形状を示すアイコンでは、ホルダー３１上に複数の容器があるときに、いずれの容器を撮像するかをユーザーがＣＰＵ６５に指示できる。

一方、詳細設定画面の右半分のアイコンでは、（１）顕微観察部５３の対物レンズの倍率（２倍，４倍，１０倍，２０倍）の指定と、（２）容器内の観察地点の指定とを、ＣＰＵ６５に対してユーザーが行うことができる。また、図１３のデフォルトの項目をユーザーが選択すると、初期設定の撮影条件（例えば、１０倍および２０倍の対物レンズによる５点観察など）がＣＰＵ６５に入力されることとなる。なお、観察地点については、ユーザーがカスタマイズを行うことも可能である。

また、撮像条件の詳細設定画面が表示されているときに、ユーザーは、顕微観察部５３で撮像する顕微観察画像のフレーム数も同時に設定することができる。なお、撮像条件の詳細設定画面でのユーザーの入力は、操作パネル５６の入力釦５６ｂ（またはコンピュータ５８の入力装置）から行われる。

ステップ１０３：ＣＰＵ６５は、培養容器３０の１回分の観察所要時間を演算する。

具体的には、ＣＰＵ６５は、観察シーケンスにおける培養容器３０の往復分の搬送時間を第１メモリ６３の第１データから求める。また、ＣＰＵ６５は、Ｓ１０２で設定された撮像条件に基づいて、撮像条件のパラメータに対応する所要時間を第１メモリ６３の第２データから求める。そして、ＣＰＵ６５は第１データおよび第２データから求めた各々の所要時間を合計する。その後、ＣＰＵ６５は、上記の所要時間の合計値を、スケジュールデータの単位時間（例えば１０分）の倍数となるように端数を切り上げて、最終的な観察所要時間を取得する。

ステップ１０４：ＣＰＵ６５は、操作パネル５６のモニタ５６ａ（またはコンピュータ５８のモニタ）に、タイムラプス観察の開始時期とタイムラプス観察の条件入力とを受け付ける表示画面を表示する。

ここで、Ｓ１０４における表示画面の一例を図１４に示す。図１４の画面右側には、既登録の観察スケジュールが一覧表示される。なお、図１４では、既登録の観察スケジュールをハッチングで示し、タイムラプス観察の開始時期として指定可能な時間帯を空欄部分として示す。そして、ユーザーは上記の指定可能な時間帯のうちから所望の時間帯を指定して、ＣＰＵ６５に対してタイムラプス観察の開始時期を入力することができる。

一方、図１４の画面左側に示した画面上の表示部では、タイムラプス観察の条件として、タイムラプス観察の間隔（インターバル）と、タイムラプス観察の回数と、タイムラプス観察の期間とを入力することができる。

そして、（１）タイムラプス観察の間隔および回数が入力された状態で画面上の確定釦（ＳＥＴ）が押圧されるか、（２）タイムラプス観察の間隔および期間が入力された状態で画面上の確定釦（ＳＥＴ）が押圧されると、ＣＰＵ６５はタイムラプス観察の条件を確定する。

ステップ１０５：ＣＰＵ６５は、Ｓ１０４の表示画面が表示された状態で、タイムラプス観察の開始時期と、タイムラプス観察の条件とがいずれも入力されたか否かを判定する。一例として、ＣＰＵ６５は、図１４の表示画面でタイムラプス観察の開始時期が指定された状態で、画面左側の確定釦（ＳＥＴ）が押圧されたときに、タイムラプス観察の開始時期およびタイムラプス観察の条件とが入力されたものと判定する。上記要件を満たす場合（ＹＥＳ側）にはＣＰＵ６５はＳ１０６に移行する。一方、上記要件を満たさない場合（ＮＯ側）にはＣＰＵ６５はＳ１１２に移行する。

ステップ１０６：ＣＰＵ６５は、Ｓ１０５で指定された開始時期を基準として、タイムラプス観察の条件（Ｓ１０５）による時間間隔および回数（または期間）に従って、培養容器３０の複数の観察スケジュールを仮設定する。なお、仮設定における観察スケジュールの１回分の時間は、Ｓ１０３で求めた観察所要時間に対応する。

ステップ１０７：ＣＰＵ６５は、Ｓ１０６で仮設定された各々の観察スケジュールのいずれかが既登録の観察スケジュールと重複するか否かを判定する。上記要件を満たす場合（ＹＥＳ側）にはＣＰＵ６５はＳ１０８に移行する。一方、上記要件を満たさない場合（ＮＯ側）にはＣＰＵ６５はＳ１１０に移行する。

ステップ１０８：ＣＰＵ６５は、操作パネル５６のモニタ５６ａ（またはコンピュータ５８のモニタ）に、既登録の観察スケジュールと重複が発生している旨の警告表示を出力する（なお、警告表示の画面の図示は省略する）。

このとき、ＣＰＵ６５は、上記の仮設定の観察スケジュールと重複した既登録のスケジュールの詳細情報（培養容器３０の識別情報および観察スケジュールの時刻）をモニタ５６ａ等に表示する。これにより、ユーザーは具体的にどのスケジュールと重複が発生しているかを認識することができる。

ステップ１０９：ＣＰＵ６５は、Ｓ１０６で仮設定したタイムラプス観察の観察スケジュールを消去するとともに、Ｓ１０４に戻って上記動作を繰り返す。これにより、ユーザーは、タイムラプス観察の条件や開始時期の変更を行ってスケジュールの重複を回避することができる。

ステップ１１０：ＣＰＵ６５は、Ｓ１０４の表示画面が表示された状態で、観察スケジュールの登録の入力（例えば、図１４での登録ボタンの入力）を受け付けたか否かを判定する。上記要件を満たす場合（ＹＥＳ側）には、ＣＰＵ６５はＳ１１１に移行する。一方、上記要件を満たさない場合（ＮＯ側）には、ＣＰＵ６５はＳ１１２に移行する。

ステップ１１１：ＣＰＵ６５は、Ｓ１０６で仮設定されたタイムラプス観察の観察スケジュールを第２メモリ６４のスケジュールデータに一括して本登録する。その後、ＣＰＵ６５はタイムラプス観察の観察スケジュールの登録処理を終了する。

ステップ１１２：ＣＰＵ６５は、Ｓ１０４の表示画面が表示された状態で、タイムラプス観察の条件の変更操作を受け付けたか否かを判定する。タイムラプス観察の条件の変更操作があった場合（ＹＥＳ側）には、ＣＰＵ６５はＳ１０４に戻って上記動作を繰り返す。一方、タイムラプス観察の条件の変更操作がない場合（ＮＯ側）には、ＣＰＵ６５はＳ１１３に移行する。

ステップ１１３：ＣＰＵ６５は、Ｓ１０４の表示画面が表示された状態で、撮像条件の再設定の入力（例えば、図１４での撮像条件変更ボタンの入力）を受け付けたか否かを判定する。撮像条件の再設定の入力があった場合（ＹＥＳ側）には、ＣＰＵ６５はＳ１０２に戻って上記動作を繰り返す。一方、撮像条件の再設定の入力がない場合（ＮＯ側）には、ＣＰＵ６５はＳ１１４に移行する。

ステップ１１４：ＣＰＵ６５は、Ｓ１０４の表示画面が表示された状態で、登録終了の入力（例えば、図１４での終了ボタンの入力）を受け付けたか否かを判定する。登録終了の入力があった場合（ＹＥＳ側）には、ＣＰＵ６５はタイムラプス観察の観察スケジュールの登録処理を終了する。一方、登録終了の入力がない場合（ＮＯ側）には、ＣＰＵ６５はＳ１１０に戻って上記動作を繰り返す。以上で、図１１の流れ図の説明を終了する。

本実施形態では、タイムラプス観察の仮設定スケジュールが既登録の観察スケジュールと重複するか否かをＣＰＵ６５が判定する。そして、両者のスケジュールに重複が発生する場合には、ＣＰＵ６５がユーザーに対して警告を行う。したがって、本実施形態では、タイムラプス観察の観察スケジュールを一括して登録するときに、観察スケジュールの重複を未然に防止できる。

なお、本実施形態では、インキュベータ１１に通信回線５７を介して接続された遠隔地のコンピュータ５８からでもユーザーは観察スケジュールの登録を行うことができるので、装置の利便性がより向上する。

（観察シーケンスの動作の説明）
次に、図１５の流れ図に沿って、上記の観察シーケンスでのＣＰＵ６５の動作を説明する。

ステップ２０１：ＣＰＵ６５は、第２メモリ６４の観察スケジュールと現在日時とを比較して、培養容器３０の観察開始時間が到来したか否かを判定する。観察開始時間となった場合（ＹＥＳ側）にはＳ２０２に移行する。一方、培養容器３０の観察時間ではない場合（ＮＯ側）には、ＣＰＵ６５は次の観察スケジュールの時刻まで待機する。

ステップ２０２：ＣＰＵ６５は、観察スケジュールに対応する培養容器３０の搬送を容器搬送機構２７に指示する。そして、容器搬送機構２７は、指示された培養容器３０をストッカー２５から搬出して観察ユニット２８の試料台４７に載置する。

ステップ２０３：ＣＰＵ６５は、観察ユニット２８に対して全体観察画像の撮影を指示する。観察ユニット２８は、第２照明部５２を点灯させて培養容器３０を照明するとともに、容器観察部５４の撮像素子で培養容器３０の全体観察画像を撮像する。

ステップ２０４：ＣＰＵ６５は、観察ユニット２８に対して顕微観察画像の撮影を指示する。観察ユニット２８は、第１照明部５１を点灯させて培養容器３０を照明するとともに、顕微観察部５３の撮像素子で培養容器３０の顕微観察画像を撮像する。このとき、観察ユニット２８は、第２メモリ６４に登録された観察スケジュールのデータに基づいて、ユーザーの設定した撮像条件（対物レンズの倍率、容器内の観察地点、フレーム数など）で顕微観察画像を撮像する。

ステップ２０５：ＣＰＵ６５は、顕微観察画像の終了後に、培養容器３０の搬送を容器搬送機構２７に指示する。そして、容器搬送機構２７は、指示された培養容器３０を観察ユニット２８の試料台４７からストッカー２５の所定の収納位置に搬送し、観察シーケンスを終了してＳ２０１に戻る。以上で、図１５の流れ図の説明を終了する。

このように、本実施形態のインキュベータ１１では、観察スケジュールに基づいて培養容器３０の試料の自動観察を実行することができる。

（培養容器の搬出時の動作説明）
次に、図１６の流れ図に沿って、培養容器３０の搬出時におけるＣＰＵ６５の動作を説明する。

ステップ３０１：ＣＰＵ６５は、操作パネル５６の入力釦５６ｂから培養容器３０の搬出指示入力を受け付けたか否かを判定する。搬出指示入力を受け付けた場合（ＹＥＳ側）には、ＣＰＵ６５はＳ３０２に移行する。一方、搬出指示入力がない場合（ＮＯ側）には、ＣＰＵ６５は搬出指示入力を待機する。

ステップ３０２：ＣＰＵ６５は、Ｓ３０１の搬出指示入力で搬出対象となった培養容器３０が観察シーケンスの実行状態か否かを判定する。このＳ３０２の判定において、ＣＰＵ６５はスケジュールデータを参照し、一定時間以内に観察シーケンスが開始される場合も上記の実行状態とみなしてもよい。

搬出対象が観察シーケンスの実行状態である場合（ＹＥＳ側）には、ＣＰＵ６５はＳ３０３に移行する。一方、搬出対象が観察シーケンスの実行状態にない場合（ＮＯ側）には、ＣＰＵ６５はＳ３０４に移行する。

ステップ３０３：ＣＰＵ６５は、搬出対象が観察シーケンスの実行状態にある旨の警告表示を操作パネル５６のモニタ５６ａに表示する。また、警告表示を行ったときには、ＣＰＵ６５は、観察シーケンスの実行状態にある培養容器３０を搬出するか否かの確認入力をユーザーに要求する。そして、ＣＰＵ６５は、上記の確認入力で、培養容器３０の搬出をユーザーが選択した場合のみ、後述のＳ３０４とほぼ同様の工程で培養容器３０を恒温室１５の外に搬出する。

かかる警告表示および確認入力の要求によって、観察シーケンスの実行中にユーザーが誤って培養容器３０を搬出するおそれは著しく軽減することとなる。

ステップ３０４：ＣＰＵ６５は、容器搬出入機構２６および容器搬送機構２７に対して、搬出対象の培養容器３０を恒温室１５外へ排出する指示を指示を行う。容器搬送機構２７は、指示された培養容器３０をストッカー２５から容器搬出入機構２６に受け渡す。そして、ＣＰＵ６５は搬出入口１７の自動扉１９を開放するとともに、容器搬出入機構２６に培養容器３０を恒温室１５外に排出させる。以上で、図１６の流れ図の説明を終了する。

（実施形態の補足事項）
（１）本発明のインキュベータ１１の各部構成は上記実施形態に限定されることはない。例えば、本発明は、二酸化炭素濃度に加えて、酸素濃度および窒素濃度の少なくとも一方を調整可能なマルチガスインキュベータにも応用することが可能である。また、本発明では、加湿水を貯溜する加湿皿と、加湿皿の水温を制御する温度調整装置とで湿度の調整を行うようにしてもよい。さらに、上記実施形態での温度調整装置２１は、例えば、ヒータユニットと冷媒循環システムの組み合わせ等の公知の構成で代替してもよい（なお、いずれの場合も図示を省略する）。

（２）上記実施形態において、第１データおよび第２データの時間の値や、スケジュールデータの単位時間などは適宜変更することができる。また、上記実施形態では、第１データの搬送時間を１つの値としているが、例えば、第１データの搬送時間として複数の値を第１メモリ６３に登録し、ストッカー２５上での位置に応じて搬送時間を変化させるようにしてもよい。

（３）上記実施形態において、ユーザーに対するインキュベータ１１の警告手段は、例えば、ブザー（不図示）による音声出力などで代替してもよい。

（４）上記実施形態において、仮設定の観察スケジュールが既登録の観察スケジュールと重複するとき（Ｓ１０７のＹＥＳ側）に、ＣＰＵ６５は、仮設定の観察スケジュールの時間帯をシフトさせることで、既登録の観察スケジュールとの重複を解消してもよい。

（５）上記実施形態のＳ１０８の警告表示のときに、ＣＰＵ６５は、タイムラプス観察の推奨条件（タイムラプス観察の開始時期、タイムラプス観察の間隔、タイムラプス観察の回数または期間）を一覧表示するようにしてもよい。

一例として、ＣＰＵ６５は、タイムラプス観察の条件（間隔、回数等）またはタイムラプス観察の開始時期のうちの一方を固定して、他のパラメータを変化させて仮設定の観察スケジュールを生成する。そして、ＣＰＵ６５は、この仮設定の観察スケジュールが既登録の観察スケジュールと重複しない場合には、推奨条件と判定して各パラメータをモニタ５６ａ等に表示する。なお、この推奨条件の演算は、Ｓ１０４の表示画面において一部のパラメータが入力された段階（例えば、開始時期の指定、またはタイムラプス観察の条件（間隔、回数等）の指定の一方が行われた状態）でＣＰＵ６５が自動的に行うようにしてもよい。

なお、本発明は、その精神またはその主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。そのため、上述した実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明は、特許請求の範囲によって示されるものであって、本発明は明細書本文にはなんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内である。

本実施形態のインキュベータのブロック図 本実施形態のインキュベータの正面図 図２において正面扉を開いた状態を示す図 第１筐体の恒温室の内部を示す図 筐体側面方向からみたストッカーを示す図 試料の培養を行う培養容器の一例を示す図 （ａ）容器搬送機構を筐体正面方向から示す図、（ｂ）容器搬送機構を筐体平面方向から示す図 搬送アーム部の構成を示す正面図 搬送アーム部の構成を示す側面図 観察ユニットの構成を示す概略図 観察スケジュールの登録処理を示す流れ図 Ｓ１０１における選択画面の一例を示す図 Ｓ１０２における撮像条件の詳細設定画面の一例を示す図 タイムラプス観察に関する表示画面の一例を示す図 観察シーケンスでのＣＰＵの動作を説明する流れ図 培養容器の搬出時におけるＣＰＵの動作を説明する流れ図

符号の説明

１１…インキュベータ、１４…制御ユニット、１５…恒温室、２１…温度調整装置、２２…噴霧装置、２３…ガス導入部、２４…環境センサユニット、２５…ストッカー、２６…容器搬出入機構、２７…容器搬送機構、２８…観察ユニット、３０…培養容器、５６…操作パネル、５６ａ…モニタ、５６ｂ…入力釦、５８…コンピュータ、６１…通信部、６３…第１メモリ、６４…第２メモリ、６５…ＣＰＵ、６６…演算部、６７…スケジュール管理部

Claims (7)

1. 複数の培養容器を収容可能な収納部を有するとともに、内部を所定の環境条件に維持可能な恒温室と、
   前記恒温室内において前記培養容器内の試料の状態を撮像する撮像部と、
   前記収納部および前記撮像部の間で前記培養容器を移動させる搬送機構と、
   前記撮像部および前記搬送機構を制御して前記培養容器の観察シーケンスを自動的に実行する制御部と、
   前記搬送機構による前記培養容器の搬送時間に関する第１データと、前記撮像部の撮像動作の所要時間に関する第２データとを記録した第１メモリと、
   前記観察シーケンスの開始時刻および観察所要時間を示す観察スケジュールを、各々の前記培養容器と対応付けて登録したスケジュールデータを記録する第２メモリと、
   前記観察スケジュールを登録する指定培養容器を選択する第１の入力と、前記観察シーケンスでの前記指定培養容器の撮像条件を指定する第２の入力と、前記指定培養容器のタイムラプス観察の条件およびタイムラプス観察の開始時期を規定する第３の入力とをユーザーから受け付ける入力部と、
   前記撮像条件に応じて、前記第１データおよび前記第２データから前記指定培養容器の観察所要時間を演算する演算部と、
   前記第３の入力と前記観察所要時間とに応じて、前記指定培養容器のタイムラプス観察のスケジュールを仮設定するとともに、前記スケジュールデータに基づいて、前記仮設定のタイムラプス観察のスケジュールが既登録の前記観察スケジュールと重複するか否かを判定するスケジュール管理部と、
   を備えることを特徴とするインキュベータ。
2. 請求項１に記載のインキュベータにおいて、
   前記スケジュール管理部は、前記タイムラプス観察のスケジュールが既登録の前記観察スケジュールと重複するときに、警告出力を行うことを特徴とするインキュベータ。
3. 請求項２に記載のインキュベータにおいて、
   前記スケジュール管理部は、前記タイムラプス観察のスケジュールが既登録の前記観察スケジュールと重複するときに、前記タイムラプス観察の条件および該タイムラプス観察の開始時期の少なくとも一方を変更して、前記タイムラプス観察のスケジュールを再設定することを特徴とするインキュベータ。
4. 請求項２に記載のインキュベータにおいて、
   前記スケジュール管理部は、前記タイムラプス観察のスケジュールが既登録の前記観察スケジュールと重複するときに、スケジュールの重複箇所を表示出力することを特徴とするインキュベータ。
5. 請求項１に記載のインキュベータにおいて、
   前記スケジュール管理部は、前記タイムラプス観察のスケジュールが既登録の前記観察スケジュールと重複しないときに、前記タイムラプス観察のスケジュールを前記第２メモリに記録することを特徴とするインキュベータ。
6. 複数の培養容器を収容可能な収納部を有するとともに、内部を所定の環境条件に維持可能な恒温室と、
   前記恒温室内において前記培養容器内の試料の状態を撮像する撮像部と、
   前記収納部および前記撮像部の間で前記培養容器を移動させる搬送機構と、
   前記撮像部および前記搬送機構を制御して前記培養容器の観察シーケンスを自動的に実行する制御部と、
   前記搬送機構による前記培養容器の搬送時間に関する第１データと、前記撮像部の撮像動作の所要時間に関する第２データとを記録した第１メモリと、
   前記観察シーケンスの開始時刻および観察所要時間を示す観察スケジュールを、各々の前記培養容器と対応付けて登録したスケジュールデータを記録する第２メモリと、
   ユーザーからの入力を受け付ける入力部と、
   を備えたインキュベータに関するスケジュール管理方法であって、
   前記観察スケジュールを登録する指定培養容器を選択する第１の入力と、前記観察シーケンスでの前記指定培養容器の撮像条件を指定する第２の入力と、前記指定培養容器のタイムラプス観察の条件および該タイムラプス観察の開始時期を規定する第３の入力と、を前記制御部が受け付ける第１ステップと、
   前記撮像条件に応じて、前記第１データおよび前記第２データから前記指定培養容器の観察所要時間を前記制御部が演算する第２ステップと、
   前記第３の入力と前記観察所要時間とに応じて、前記指定培養容器のタイムラプス観察のスケジュールを前記制御部が仮設定する第３ステップと、
   前記スケジュールデータに基づいて、前記仮設定のタイムラプス観察のスケジュールが既登録の前記観察スケジュールと重複するか否かを前記制御部が判定する第４ステップと、とを含むことを特徴とするスケジュール管理方法。
7. 複数の培養容器を収容可能な収納部を有するとともに、内部を所定の環境条件に維持可能な恒温室と、
   前記恒温室内において前記培養容器内の試料の状態を撮像する撮像部と、
   前記収納部および前記撮像部の間で前記培養容器を移動させる搬送機構と、
   前記撮像部および前記搬送機構を制御して前記培養容器の観察シーケンスを自動的に実行する制御部と、
   前記搬送機構による前記培養容器の搬送時間に関する第１データと、前記撮像部の撮像動作の所要時間に関する第２データとを記録した第１メモリと、
   前記観察シーケンスの開始時刻および観察所要時間を示す観察スケジュールを、各々の前記培養容器と対応付けて登録したスケジュールデータを記録する第２メモリと、
   ユーザーからの入力を受け付ける入力部と、
   を備えたインキュベータに関するプログラムであって、
   前記観察スケジュールを登録する指定培養容器を選択する第１の入力と、前記観察シーケンスでの前記指定培養容器の撮像条件を指定する第２の入力と、前記指定培養容器のタイムラプス観察の条件および該タイムラプス観察の開始時期を規定する第３の入力と、を受け付ける第１ステップと、
   前記撮像条件に応じて、前記第１データおよび前記第２データから前記指定培養容器の観察所要時間を演算する第２ステップと、
   前記第３の入力と前記観察所要時間とに応じて、前記指定培養容器のタイムラプス観察のスケジュールを仮設定する第３ステップと、
   前記スケジュールデータに基づいて、前記仮設定のタイムラプス観察のスケジュールが既登録の前記観察スケジュールと重複するか否かを判定する第４ステップと、を前記制御部に実行させることを特徴とするプログラム。
   

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