JP2010060519A - 観察装置 - Google Patents

Abstract

【課題】細胞等の被観察物（位相物体）全体の情報を得ることができる観察装置を提供する。
【解決手段】観察装置１が、被観察物５を支持するステージ１０と、ステージ１０に支持された被観察物５に対し、明部と暗部とが交互に繰り返し配置された照明光を照射する照明ユニット２０と、照明光が照射される被観察物５からの散乱光を撮像面３３上に導いて、被観察物５の像を結像させる結像光学系３１と、結像光学系３１により撮像面３３上に結像された被観察物５の像を撮像する撮像素子３２とを備え、ステージ１０を照明光の明部と暗部の繰り返し方向に相対移動させるステージ駆動部１１が設けられ、ステージ駆動部１１による相対移動を行いながら撮像素子３２が被観察物５の像を複数回撮像するようになっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、細胞等の微小な位相物体を広い視野で観察する観察装置に関する。

従来、細胞の培養に際して、培養状況や培養容器中の細胞の分布や量を確認するための観察が行われている。細胞の多くは光の吸収がほとんどない位相物体であるため、通常の観察によって細胞の有無を観察するのは困難であり、光学顕微鏡を用いた暗視野観察または位相差観察により光の細胞透過による位相変化を明暗変化に変換することで細胞等の観察が行われる。

しかしながら、顕微鏡の視野は数ｃｍ以上のサイズを持つ培養容器に比べて小さいため、被観察物の全体を見るためには視野を多数回移動させる必要があり、多大な観察時間が掛かってしまう。また、視野の大きな観察装置を作成しようとすると、被観察物を照明する照明装置が大掛かりになるうえ、細胞の培養容器の端部付近では培養容器の側壁が障害となって観察が難しくなる。

そこで、明部と暗部とを繰り返し配置してなる照明（ストライプ照明）で被観察物上を照明してストライプ状の暗視野像を生成し、透明な被観察物の広視野観察を可能とした観察装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
特開２００７−１７８４２６号公報

しかしながら、被観察物全体の情報を得るためにストライプ照明の明暗のパターンをシフトさせる場合に、不具合が生じる条件があり、このような条件においては他の部分を動かす必要があった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、細胞等の被観察物（位相物体）全体の情報を得ることができる観察装置を提供することを目的とする。

このような目的達成のため、本発明を例示する第１の態様に従えば、被観察物を支持するステージと、前記ステージに支持された前記被観察物に対し、明部と暗部とが交互に繰り返し配置された照明光を照射する照明部と、前記照明光が照射される前記被観察物からの散乱光を所定の撮像面上に導いて、前記被観察物の像を結像させる結像光学系と、前記結像光学系により前記撮像面上に結像された前記被観察物の像を撮像する撮像部とを備え、前記ステージ、または、前記結像光学系および前記撮像部を、前記被観察物に照射された前記照明光に対して前記繰り返し配置方向に相対移動させる相対移動部が設けられ、前記相対移動部による前記相対移動を行いながら前記撮像部が前記被観察物の像を複数回撮像することを特徴とする観察装置が提供される。

また、本発明を例示する第２の態様に従えば、被観察物を支持するステージと、前記ステージに支持された前記被観察物に対し、明部と暗部とが交互に繰り返し配置された照明光を照射する照明部と、前記照明光が照射される前記被観察物からの散乱光を所定の撮像面上に導いて、前記被観察物の像を結像させる結像光学系と、前記結像光学系により前記撮像面上に結像された前記被観察物の像を撮像する撮像部とを備え、前記結像光学系および前記撮像部はそれぞれ、前記被観察物に達した前記照明光における前記繰り返し配置方向に沿って並ぶように複数設けられ、該複数の結像光学系の結像倍率は等しいとを特徴とする観察装置が提供される。

本発明によれば、細胞等の被観察物（位相物体）全体の情報を得ることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。第１実施形態の観察装置１は、図１に示すように、被観察物５を支持するステージ１０と、ステージ１０上に支持された被観察物５に照明光を照射する照明ユニット２０と、照明光が照射される被観察物５からの散乱光を撮像面３３上に導いて、被観察物５の像を結像させる結像光学系３１と、結像光学系３１により撮像面３３上に結像された被観察物５の像を撮像する撮像素子３２と、演算処理部３４および画像表示装置３５とを主体に構成される。

被観察物５は、透明もしくは半透明の位相体であり、本実施形態においては、無染色の細胞６および当該細胞６が収められた透明な培養容器（シャーレ）７等から構成される。なお、ある物体に光が入ったとき、その光に位相変化を与える物体を位相物体（例えば、無色透明な標本、生体細胞、細菌等）という。

ステージ１０は、透明な帯状に形成されており、詳細は図示省略する巻き掛け装置１１に、側面から見て横長の長円形に巻き掛けられる。そして、巻き掛け装置１１に横長の長円形に巻き掛けられたステージ１０の上面に、被観察物５が載置されて支持される。巻き掛け装置１１は、ステージ１０をその周方向へ駆動可能に構成されており、被観察物５を支持するステージ１０の上側部分を左右に駆動することができる。

照明ユニット２０は、被観察物５の下方に位置するステージ１０の内側に配設され、薄い箱形に形成された筐体部２１と、筐体部２１の底部に設けられた光源であるフラットパネルディスプレイ２２と、筐体部２１の上側の開口部分を覆う遮蔽体２３と、遮蔽体２３の下面に接合された拡散板２６とを有して構成される。フラットパネルディスプレイ２２は、均一な白色の光を上方向に発光する。遮蔽体２３は、図２にも示すように、フラットパネルディスプレイ２２から発せられた光を透過させる透過部２４と、フラットパネルディスプレイ２２から発せられた光を反射もしくは吸収させる非透過部２５とが交互に繰り返し配置されて構成され、照明ユニット２０は、この遮蔽体２３より、フラットパネルディスプレイ２２からの光が透過部２４を透過した明部と、フラットパネルディスプレイ２２からの光が遮られた暗部とが交互に繰り返し配置された縞状の白色光を照明光として被観察物５に向けて上方向に発光する。また、拡散板２６はアクリル板等から構成され、拡散板２６を透過した光は散乱光となる。

このような照明ユニット２０により照明光が照射されて生じる被観察物５からの散乱光の一部は、結像光学系３１に達する。なお、本実施形態において、照明ユニット２０から発せられる照明光の明部と暗部の繰り返し配置のピッチ（周期）を２．２５ｍｍとし、照明ユニット２０と被観察物５との間隔を２５ｍｍとする。また、被観察物５に達した照明光における明部と暗部の繰り返し配置方向が、巻き掛け装置１１によるステージ１０および被観察物５の移動方向と同じ方向（図１における左右方向）となるように調整される。

結像光学系３１は、ステージ１０の上方に配設され、被観察物５からの散乱光を撮像素子３２の撮像面３３上に導いて、被観察物５の像を結像させる。なお、本実施形態において、結像光学系３０の物体側開口数は０．０１とし、結像倍率は１／８倍であるとする。

撮像素子３２は、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等から構成され、その表面に被観察物５の像を撮像するための撮像面３３が形成される。そして、撮像素子３２は、結像光学系３１により撮像面３３上に結像された被観察物５の像を光電変換して、画像信号を演算処理部３４に出力する。演算処理部３４は、撮像素子３２から出力される画像信号に基づいて、被観察物５の画像を取り込み、取り込んだ被観察物５の画像を画像表示装置３５に表示させる。

以上のように構成される観察装置１において、照明ユニット２０のフラットパネルディスプレイ２２から上方向に発せられた光は、拡散板２６を透過したのち遮蔽体２３を通過し、縞状の照明パターンを有する照明光となって透明のステージ１０を透過してからステージ１０上の被観察物５に達する。このとき、被観察物５が位相物体であるため、照明光の殆どは被観察物５を透過し、照明光が被観察物５を透過する際、被観察物５から斜光照明による散乱光が生じる。

このようにして被観察物５で生じた散乱光は結像光学系３１に達し、結像光学系３１は、散乱光を撮像素子３２の撮像面３３上に導いて、被観察物５の像を結像させる。また、被観察物５を透過した照明光も結像光学系３１に達し、結像光学系３１は、照明ユニット２０からの照明光を撮像素子３２の撮像面３３上に導いて、ぼやけた照明パターンの像を結像させる。

そのため、撮像素子３２が被観察物５の像を撮像すると、照明ユニット２０によるぼやけた照明パターンがバックグラウンドとして撮像される。そして、被観察物５である細胞６等が照明パターンの暗部と重なっている場合はその場所が明るくなり、明部と重なっている場合はその場所が暗くなるため、明部や暗部内での周囲との像強度変化を検出することにより、被観察物５である細胞６等の分布を観察測定することが可能になる。

このような観察装置１を用いて被観察物５の観察を行う際、まず、被観察物５（培養容器７）を図１におけるステージ１０の左側（位置α）に載置し、巻き掛け装置１１の作動により、ステージ１０とともに被観察物５を一定速度で右側へ移動させる。次に、ステージ１０とともに被観察物５を移動させながら、被観察物５の全体が結像光学系３１の視野（実視野Ｙ１）内に入るステージ１０の中央付近（位置β）において、照明パターンが明部と暗部の繰り返し配置のピッチの１／３ずつ相対移動した３個所でそれぞれ、撮像素子３２により被観察物５の像を撮像する。そうすると、被観察物５のいずれの場所においても、３枚の画像のうちどれかでは、バックグラウンドとして撮像される照明パターンの暗部と重なる。そこで、演算処理部３４を用いて、３枚の画像から照明パターンの暗部となっている部分のみを切り取って合成することにより、バックグラウンドは暗く、物体のあるところだけ散乱光で明るく見える暗視野画像を得ることができる。そして、撮像素子３２による撮像を行った被観察物５（培養容器７）は、ステージ１０の右側（位置γ）においてステージ１０より取り出される。なお、ステージ１０を停止させることなく、ステージ１０の左側（位置α）に被観察物５を載置し、ステージ１０の右側（位置γ）で被観察物５を取り出すようにすれば、連続して被観察物５を撮像することが可能である。

ところで、被観察物５の全体の情報を得るには、照明パターン、被観察物５、結像光学系３１（および撮像素子３２）における相対的な位置関係が変化し、被観察物５上の任意の場所が複数枚の画像のどれかで照明パターンの暗部に位置していればよい。そこで、照明を容易に移動できない場合には、ステージ１０とともに被観察物５を（照明パターンにおける明部と暗部の繰り返し配置方向に）移動させるか、または、結像光学系３１および撮像素子３２を移動させるようにすれば、被観察物５全体の情報を得ることが可能になる。

被観察物５全体の情報を得るための方法として、本実施形態のように、ステージ１０とともに被観察物５を（照明パターンにおける明部と暗部の繰り返し配置方向に）移動させることが考えられる。例えば、１次元的な縞パターンを使い、ｎ回の撮影で被観察物５全体の情報を得ようとする場合、撮像素子３２から見た場合の被観察物５における照明パターンの見かけのピッチ（照明パターンの繰り返し配置のピッチ）の１／ｎずつ、被観察物５を移動させて撮像することにより、被観察物５全体の情報を得ることができる。

特に、被観察物５に関しては、被観察物５を装置の視野内に移動させる操作が元来必要であるので、これを利用することにより、撮像の高速化に寄与することが可能である。例えば、被観察物５における照明パターンの見かけのピッチ（照明パターンの繰り返し配置のピッチ）をｐとし、ステージ１０および被観察物５の移動速度をｖとし、撮像の時間間隔をＴとしたとき、次の（１）式で表される条件を満足するように撮像を行えば、ステージ１０を止めることなく被観察物５の像を撮像することができるので、被観察物５全体の情報を短時間で得ることが可能になる。このとき、ステージ１０への被観察物５の供給および排出を装置の視野外で行えば、被観察物５の入れ替えに伴う時間損失が避けられるので、大量の被観察物５を観察する場合には特に効果的である。

Ｔ＝ｐ／（ｎ×ｖ） …（１）

また、結像光学系３１および撮像素子３２を動かすことも考えられる。第１実施形態の観察装置１のように、被観察物５を一定速度で走査させるような場合には、撮像素子３２の露光時間が比較的長いと、露光中に被写体（被観察物５）が無視できないほど大きく動いてしまう。このような事態を避けるためには、カメラを被写体と同期させて動作させることが有効である。すなわち、露光時間中は照明パターンに対して被観察物５と結像光学系３１および撮像素子３２を同一の位置関係が保たれるようにそれぞれ移動させ、非露光時に照明パターンに対する位置関係が変化するように被観察物５と結像光学系３１および撮像素子３２を移動させれば良い。

具体的には、第１実施形態の観察装置１において、図１の二点鎖線で示すように、結像光学系３１および撮像素子３２が取り付けられる鏡筒部４０（カメラ）を可動ステージ４１に取り付け、可動ステージ４１が鏡筒部４０をステージ１０と同様に左右方向に動かすようにすればよい。このとき、鏡筒部４０とステージ１０上の被観察物５（培養容器７）を同一速度で動かすようにすると、撮像素子３２により撮像された画像の同じ場所には、被観察物５の同一部分が写り続けることになる。またこのとき、被観察物５に対してバックグラウンドとして写り込んだ照明パターンが移動することになるが、露光時間が短く、照明パターンの移動量がピッチｐに比べて十分に小さければ、照明パターンの暗部の幅は十分に確保できるので、解析の上で特に不都合は生じない。

次に、観察装置の第２実施形態について図３を参照しながら説明する。第２実施形態の観察装置５１は、被観察物５を支持するステージ６０と、ステージ６０上に支持された被観察物５に照明光を照射する照明ユニット２０と、照明光が照射される被観察物５からの散乱光を第１および第２の撮像面６３ａ，６３ｂ上にそれぞれ導いて、被観察物５の像を結像させる第１および第２の結像光学系６１ａ，６１ｂと、第１および第２の結像光学系６１ａ，６１ｂにより各撮像面６３ａ，６３ｂ上に結像された被観察物５の像をそれぞれ撮像する第１および第２の撮像素子６２ａ，６２ｂと、演算処理部３４および画像表示装置３５とを主体に構成される。なお、被観察物５、照明ユニット２０、演算処理部３４、および画像表示装置３５の構成は、第１実施形態の場合と同様の構成であるため、同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

ステージ６０は、透明な平板状に形成された固定式のステージであり、ステージ６０の上面に被観察物５が載置される。なお、本実施形態において、照明ユニット２０から発せられる照明光の明部と暗部の繰り返し配置のピッチ（周期）を２．２５ｍｍとし、照明ユニット２０と被観察物５との間隔を２５ｍｍとする。

第１の結像光学系６１ａは、ステージ６０の上方に配設され、被観察物５からの散乱光を第１の撮像素子６２ａの撮像面６３ａ上に導いて、被観察物５の像を結像させる。第２の結像光学系６１ｂも、第１の結像光学系６１ａと並ぶようにステージ６０の上方に配設され、被観察物５からの散乱光を第２の撮像素子６２ｂの撮像面６３ｂ上に導いて、被観察物５の像を結像させる。なお、本実施形態において、第１および第２の結像光学系６１ａ，６１ｂの物体側開口数は０．０１とし、結像倍率は１／８倍で等しいものとする。また、第１および第２の結像光学系６１ａ，６１ｂの視野はそれぞれ、被観察物５（培養容器７）よりも十分に広く、歪曲収差が無視できるほど小さいものとする。また、第１および第２の結像光学系６１ａ，６１ｂの入射瞳はそれぞれ、被観察物５から２００ｍｍ上方の位置に存在するものとする。

第１の撮像素子６２ａは、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等から構成され、その表面に被観察物５の像を撮像するための第１の撮像面６３ａが形成される。そして、第１の撮像素子６２ａは、第１の結像光学系６１ａにより第１の撮像面６３ａ上に結像された被観察物５の像を光電変換して、画像信号を演算処理部３４に出力する。第２の撮像素子６２ｂは、第１の撮像素子６２ａと同様の構成であり、その表面に第２の撮像面６３ｂが形成されて、第２の結像光学系６１ｂにより第２の撮像面６３ｂ上に結像された被観察物５の像を光電変換して、画像信号を演算処理部３４に出力する。

また、第２の結像光学系６１ｂおよび撮像素子６２ｂは、第１の結像光学系６１ａおよび撮像素子６２ａに対して、被観察物５における照明パターンの見かけのピッチ（照明パターンの繰り返し配置のピッチ）ｐの１／２だけ、照明パターンにおける明部と暗部の繰り返し配置方向に平行にシフトして配置されており、第２の結像光学系６１ｂの視野の一部が第１の結像光学系６１ａの視野の一部と重なるようになっている。これにより、第１および第２の結像光学系６１ａ，６１ｂの視野はそれぞれ、被観察物５（培養容器７）よりも十分に広いため、第１および第２の撮像素子６２ａ，６２ｂによりそれぞれ被観察物５全体の像を撮像することができる。

以上のように構成される観察装置５１において、照明ユニット２０から上方向に発せられた縞状の照明パターンを有する照明光は、透明のステージ６０を透過してステージ６０上の被観察物５に達する。このとき、被観察物５が位相物体であるため、照明光の殆どは被観察物５を透過し、照明光が被観察物５を透過する際、被観察物５から斜光照明による散乱光が生じる。

このようにして被観察物５で生じた散乱光は第１および第２の結像光学系６１ａ，６１ｂに達し、第１の結像光学系６１ａは、被観察物５からの散乱光を第１の撮像素子６２ａの撮像面６３ａ上に導いて、被観察物５の像を結像させるとともに、第２の結像光学系６１ｂは、被観察物５からの散乱光を第２の撮像素子６２ｂの撮像面６３ｂ上に導いて、被観察物５の像を結像させる。また、被観察物５を透過した照明光も第１および第２の結像光学系６１ａ，６１ｂに達し、第１の結像光学系６１ａは、照明ユニット２０からの照明光を第１の撮像素子６２ａの撮像面６３ａ上に導いて、ぼやけた照明パターンの像を結像させるとともに、第２の結像光学系６１ｂは、照明ユニット２０からの照明光を第２の撮像素子６２ｂの撮像面６３ｂ上に導いて、ぼやけた照明パターンの像を結像させる。

そのため、第１および第２の撮像素子６２ａ，６２ｂが被観察物５の像を撮像すると、照明ユニット２０によるぼやけた照明パターンがバックグラウンドとして撮像される。そして、被観察物５である細胞６等が照明パターンの暗部と重なっている場合はその場所が明るくなり、明部と重なっている場合はその場所が暗くなるため、明部や暗部内での周囲との像強度変化を検出することにより、被観察物５である細胞６等の分布を観察測定することが可能になる。

本実施形態においては、前述したように、第２の結像光学系６１ｂおよび撮像素子６２ｂは、第１の結像光学系６１ａおよび撮像素子６２ａに対して、被観察物５における照明パターンの見かけのピッチ（照明パターンの繰り返し配置のピッチ）ｐの１／２だけ、照明パターンにおける明部と暗部の繰り返し配置方向に平行にシフトして配置されている。そのため、第１および第２の撮像素子６２ａ，６２ｂによりそれぞれ撮像された被観察物５の画像は、第１および第２の結像光学系６１ａ，６１ｂの入射瞳が有限距離に位置するため、被観察物５と照明パターンとの位置関係ではパターンの明暗が逆転していて、被観察物５における任意の部分は、２枚の画像のうちどれかでは、バックグラウンドとして撮像される照明パターンの暗部と重なるようになっている。

例えば、図３における培養容器７内の点δは、第１の結像光学系６１ａおよび撮像素子６２ａにより撮像された画像においては照明パターンの暗部と重なるが、第２の結像光学系６１ｂおよび撮像素子６２ｂにより撮像された画像においては照明パターンの明部と重なる。そこで、演算処理部３４を用いて、２枚の画像から照明パターンの暗部となっている部分のみを切り取って合成することにより、被観察物５全体の暗視野画像を得ることができる。

このように、第２実施形態の観察装置５１によれば、結像光学系および撮像素子が、被観察物５に達した照明光における明部と暗部の繰り返し配置方向に沿って並ぶように複数設けられるため、例えば、同一の結像倍率で撮像を行うことができる結像光学系および撮像素子をｋ台使用し、被観察物５における同一点が照明パターンに対してｍ／ｋ（ｍ＝０，１，…ｋ−１）ずつずれるように配置すれば、一度撮像するだけで、可動部を設けることなく被観察物５全体の情報を得ることができる。

なお、前述したように、照明光の明部と暗部の繰り返し配置のピッチは２．２５ｍｍであり、照明ユニット２０と被観察物５との間隔は２５ｍｍである。また、第１および第２の結像光学系６１ａ，６１ｂの物体側開口数は０．０１であり、結像倍率は１／８倍である。さらに、第１および第２の結像光学系６１ａ，６１ｂの入射瞳はそれぞれ、被観察物５から２００ｍｍ上方に位置している。これらの数値より、第１の結像光学系６１ａおよび撮像素子６２ａと、第２の結像光学系６１ｂおよび撮像素子６２ｂとの間隔を求めると、その間隔は｛（１６×ｊ）＋８｝ｍｍとなる（但し、ｊは０以上の整数）。また、各撮像面６３ａ，６３ｂ上では、ピッチの（ｊ＋１／２）倍だけ照明パターンがシフトする。実際には、例えばｍ＝６程度にすることにより、各結像光学系および撮像素子を並べて配置することが可能となる。

また、照明光の明部と暗部の幅の比率は、暗部のほうが広く、例えば、１：３にすることが好ましい。幾何光学的に考えると、被観察物５における照明パターンの暗部の見かけの幅は、片側あたり０．２５ｍｍ、両側で０．５ｍｍ縮んでしまう。このため、２箇所の撮像で、被観察物５における任意の部分の情報を得るのに必要な暗部の幅：ｐ／２＝１ｍｍを確保するには、照明パターンの暗部の幅が被観察物５上での換算で１．５ｍｍ以上必要であり、ピッチｐの３／４以上必要であることがわかる。

なお、上述の第２実施形態において、第２の結像光学系６１ｂおよび撮像素子６２ｂが第１の結像光学系６１ａおよび撮像素子６２ａに対し平行にシフトして配置されているが、これに限られるものではなく、視野範囲を広くできない場合には、各結像光学系および撮像素子をそれぞれ被観察物５に向けて傾斜させるように配置してもよい。ただし、各結像光学系および撮像素子は、照明パターンにおける明部と暗部の繰り返し配置方向に並ぶように配置する。

また、上述の第１実施形態において、独立して観察装置１が設けられているが、これに限られるものではない。例えば、図４に示すような培養観察システム７０の内部に、第１実施形態のような観察装置１′を組み込むようにしてもよい。なお、図４に示す培養観察システム７０は、筐体７１の上部に設けられた培養室７２と、被観察物５である複数の培養容器７を収容保持する棚状のストッカー７３と、被観察物５（培養容器７）を詳細に観察するための観察ユニット７５と、被観察物５をストッカー７３と観察ユニット７５との間で（図４における左右方向に）搬送する搬送ユニット７４と、システムの作動を制御する制御ユニット７６と、画像表示装置を備えた操作盤７７等から構成される。

このような培養観察システム７０では、操作盤７７において設定された観察プログラムの設定条件に従い、制御ユニット７６が制御プログラムに基づいて各部の作動を制御するとともに、被観察物５（培養容器７）の撮影を自動的に実行する。すなわち、観察プログラムがスタートされると、制御ユニット７６は、培養室７２の温度や湿度、二酸化炭素濃度などの培養環境が設定条件値と一致するように、培養室７２に付設された各機器（温度調節装置、加湿器、ガス供給装置等）の作動を制御する。

また、制御ユニット７６は、観察スケジュールに基づいて搬送ユニット７４を作動させてストッカー７３から観察対象の被観察物５（培養容器７）を観察ユニット７５に搬送して、観察ユニット７５による観察を開始させる。例えば、観察プログラムにおいて設定された観察が培養容器７内の特定位置の試料のミクロ観察である場合には、培養容器７を顕微鏡系の光軸上に位置決めして試料台に載置し、照明部の光源を点灯させて、特定位置の顕微鏡観察像を撮像装置に撮影させる。撮像装置から制御ユニット７６に入力された信号は、画像処理装置により処理されて顕微鏡観察画像が生成され、その画像データが撮影日時等のインデックス・データなどとともに記録される。

このような培養観察システム７０において、搬送ユニット７４における搬送経路に第１実施形態のような観察装置１′を設けることで、広い視野範囲での被観察物５の観察が可能になる。なおこの場合、観察装置１′は、第１実施形態の場合と同様の、照明ユニット２０と、結像光学系３１と、撮像素子３２とを有して構成されるが、搬送ユニット７４が被観察物５を左右方向へ移動可能に支持するステージとして機能することになる。

そして、被観察物５の搬送中に、撮像素子３２により被観察物５の全体観察像を撮影させる。撮像素子３２から制御ユニット７６に入力された信号は、演算処理部により処理されて全体観察画像が生成され、その画像データが撮影日時等のインデックス・データなどとともに記録される。

制御ユニット７６は、上記のような観察を、ストッカー７３に収容された複数の培養容器７の試料について、観察プログラムに基づいた５分〜２時間程度の時間間隔の観察スケジュールで全体観察像や顕微鏡観察像の撮影を順次実行する、なお、本実施形態では、撮影の間隔一定であってもよいし、異なっていてもよい。撮影された全体観察像や顕微鏡観察像の画像データは、被観察物５（培養容器７）のコード番号とともに画像データ記憶領域に記録される。記録された画像データは、操作盤７７の操作パネルから入力される画像表示指令に応じて読み出され、指定時刻の全体観察像や顕微鏡観察像（単体画像）、あるいは指定時間領域の全体観察像や顕微鏡観察像のタイムプラス画像が操作盤７７の表示パネルに表示される。

このように、培養観察システム７０の内部に観察装置１′を組み込み、被観察物５の搬送時間を利用して被観察物５の全体観察像を得ることにより、効率的に被観察物５である細胞６等の分布を観察測定することが可能になる。

第１実施形態の観察装置を示す概略構成図である。 第１実施形態における照明ユニットの平面図である。 第２実施形態の観察装置を示す概略構成図である。 第１実施形態の観察装置の変形例を示す概略構成図である。

符号の説明

１ 観察装置（第１実施形態）
５ 被観察物
６ 細胞 ７ 培養容器
１０ ステージ
１１ 巻き掛け装置（相対移動部およびステージ駆動部）
２０ 照明ユニット（照明部）
３１ 結像光学系
３２ 撮像素子 ３３ 撮像面
４０ 鏡筒部
４１ 可動ステージ（相対移動部および光学系駆動部）
５１ 観察装置（第２実施形態）
６０ ステージ
６１ａ 第１の結像光学系 ６１ａ 第２の結像光学系
６２ａ 第１の撮像素子 ６２ａ 第２の撮像素子
６３ａ 第１の撮像面 ６３ａ 第２の撮像面

Claims (4)

1. 被観察物を支持するステージと、
   前記ステージに支持された前記被観察物に対し、明部と暗部とが交互に繰り返し配置された照明光を照射する照明部と、
   前記照明光が照射される前記被観察物からの散乱光を所定の撮像面上に導いて、前記被観察物の像を結像させる結像光学系と、
   前記結像光学系により前記撮像面上に結像された前記被観察物の像を撮像する撮像部とを備え、
   前記ステージ、または、前記結像光学系および前記撮像部を、前記被観察物に照射された前記照明光に対して前記繰り返し配置方向に相対移動させる相対移動部が設けられ、
   前記相対移動部による前記相対移動を行いながら前記撮像部が前記被観察物の像を複数回撮像することを特徴とする観察装置。
2. 前記相対移動部は、前記ステージを前記繰り返し配置方向に移動させるステージ駆動部を有し、
   前記被観察物における前記照明光の前記繰り返し配置のピッチをｐとし、前記撮像部による前記複数回の撮像回数をｎとし、前記ステージ駆動部による前記ステージの移動速度をｖとし、前記撮像部により前記複数回の撮像を行う時間間隔をＴとしたとき、次式
   Ｔ＝ｐ／（ｎ×ｖ）
   の条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の観察装置。
3. 前記相対移動部は、前記結像光学系および前記撮像部を前記ステージと同期させて前記繰り返し配置方向に移動させる光学系駆動部を有していることを特徴とする請求項２に記載の観察装置。
4. 被観察物を支持するステージと、
   前記ステージに支持された前記被観察物に対し、明部と暗部とが交互に繰り返し配置された照明光を照射する照明部と、
   前記照明光が照射される前記被観察物からの散乱光を所定の撮像面上に導いて、前記被観察物の像を結像させる結像光学系と、
   前記結像光学系により前記撮像面上に結像された前記被観察物の像を撮像する撮像部とを備え、
   前記結像光学系および前記撮像部はそれぞれ、前記被観察物に達した前記照明光における前記繰り返し配置方向に沿って並ぶように複数設けられ、該複数の結像光学系の結像倍率は等しいことを特徴とする観察装置。

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