JP2017189123A - Sample observation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、培養器内の細胞等の試料を観察する試料観察装置に関するものである。 The present invention relates to a sample observation apparatus for observing a sample such as a cell in an incubator.
従来、撮像光学系及び撮像素子等を含む撮像ユニットを、互いに直交するX軸及びY軸の二方向のそれぞれに直線的に移動させ、当該撮像ユニットをX−Y平面に平行な面内で自在に移動させ得る駆動機構等を備え、培養器内の細胞等の試料の全体像を自動的に走査することができると共に、培養器内の細胞等の試料の所望の部位を任意に観察することができるように構成された試料観察装置については、例えば特開平5−232047号公報、特開2008−92882号公報等によって、種々の形態のものが提案され、また実用化されている。 Conventionally, an image pickup unit including an image pickup optical system and an image pickup element is linearly moved in each of two directions of an X axis and a Y axis perpendicular to each other, and the image pickup unit can be freely moved in a plane parallel to the XY plane. It is possible to automatically scan the entire image of a sample such as a cell in the incubator and arbitrarily observe a desired part of the sample such as a cell in the incubator. With respect to the sample observation apparatus configured to be able to perform the above, various forms are proposed and put into practical use, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 5-232047 and 2008-92882.
上記特開平5−232047号公報、上記特開2008−92882号公報等によって開示されている試料観察装置は、撮像ユニットを搭載しX軸に沿う方向(第1の方向)に移動可能な第1可動部材と、この第1可動部材の上に搭載されY軸に沿う方向(第2の方向)に移動可能な第2可動部材と、これら第1可動部材及び第2可動部材のそれぞれを別々に駆動するために、それぞれ対応する2つの駆動モータとを具備して構成されている。このような構成により、X軸及びY軸のそれぞれに沿う2方向への撮像ユニットの移動を可能としている。 The sample observation apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 5-232047, 2008-92882, and the like has a first imaging unit mounted thereon and movable in a direction (first direction) along the X axis. A movable member, a second movable member mounted on the first movable member and movable in a direction along the Y axis (second direction), and each of the first movable member and the second movable member are separately provided. In order to drive, it comprises two corresponding drive motors. With such a configuration, the imaging unit can be moved in two directions along each of the X axis and the Y axis.
ところが、上記特開2008−92882号公報等によって開示されている試料観察装置においては、第1可動部材上に撮像ユニットと第2可動部材が搭載される構成であるため、第2可動部材に付随する各種構成部材(例えばガイドレールや駆動モータ等の駆動機構や位置センサ等)が全て搭載されている。このことから、第1可動部材を駆動するための駆動モータを含む駆動機構により駆動すべき重量は、第1可動部材及び第2可動部材の全ての重量となり、駆動モータへの負荷が大きくなる。このことから、大型の駆動モータを採用する必要があり、また、大型の駆動モータを適用した場合、その消費電力が大きくなってしまうという問題点が生じる。 However, in the sample observation apparatus disclosed in the above Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-92882 and the like, since the imaging unit and the second movable member are mounted on the first movable member, they are attached to the second movable member. Various components (for example, a drive mechanism such as a guide rail and a drive motor, a position sensor, etc.) are all mounted. For this reason, the weight to be driven by the drive mechanism including the drive motor for driving the first movable member is the total weight of the first movable member and the second movable member, and the load on the drive motor is increased. Therefore, it is necessary to employ a large drive motor, and when a large drive motor is applied, there arises a problem that the power consumption becomes large.
また、撮像ユニットをX軸及びY軸に沿うそれぞれの方向へと移動させるのに際し、例えばX軸方向への駆動を行う一方の駆動モータには、第1可動部材及び第2可動部材を移動させる負荷が加わるのに対し、Y軸方向への駆動を行う他方の駆動モータには、第2可動部材のみを移動させる負荷が加わる。したがって、各駆動モータにかかる負荷は異なるものとなり、各駆動モータの駆動制御が複雑化するという問題点がある。 Further, when the imaging unit is moved in the respective directions along the X axis and the Y axis, the first movable member and the second movable member are moved by, for example, one drive motor that drives in the X axis direction. While a load is applied, a load that moves only the second movable member is applied to the other drive motor that drives in the Y-axis direction. Therefore, the load applied to each drive motor is different, and there is a problem that the drive control of each drive motor becomes complicated.
また、第2可動部材には、駆動モータや位置センサ等、電気的な部品を実装した電気基板も搭載されているため、その電気基板から延出される接続ケーブル(電源ラインや制御ライン、信号伝達ライン等)に撓みを持たせる必要があり、また、上記接続ケーブルが可動することから、その耐久性等を考慮しなければならないという問題も生じる。 In addition, since the second movable member is also equipped with an electric board on which electrical components such as a drive motor and a position sensor are mounted, a connection cable (power supply line, control line, signal transmission) extending from the electric board is also mounted. Line) and the like, and the connection cable is movable, so that there is a problem that durability and the like must be taken into consideration.
なお、上記特開平5−232047号公報によって開示されている試料観察装置においては、接続ケーブル等の配置等についての具体的な言及はなされておらず、したがって、上述のような問題点に関する考慮もなされていない。 In the sample observation apparatus disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-232047, no specific mention is made regarding the arrangement of connection cables and the like. Not done.
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、撮像ユニットを互いに直交するX軸及びY軸の二方向にそれぞれ直線的に移動させ、当該撮像ユニットをX−Y平面に平行な面内で自在に移動させ得る駆動機構を具備する試料観察装置において、X軸及びY軸の二方向への移動にそれぞれ寄与する複数の駆動モータにかかる負荷の偏りを減らし、各駆動モータのそれぞれを単独で駆動制御することで、各駆動モータの駆動制御が互いに影響することなく、常に高精度かつ安定した高速駆動を実現すると共に、各駆動モータの小型化と低消費電力化を実現し、さらに接続ケーブル等の耐久性の向上に寄与することのできる構造を備えた試料観察装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described points, and an object of the present invention is to linearly move the imaging unit in two directions of the X axis and the Y axis orthogonal to each other, and to move the imaging unit. In a sample observation apparatus having a drive mechanism that can be moved freely in a plane parallel to the XY plane, load deviations applied to a plurality of drive motors that contribute to the movement of the X axis and the Y axis in two directions, respectively. By controlling each drive motor independently, the drive control of each drive motor does not affect each other, and always achieves high precision and stable high-speed drive, while miniaturizing and reducing each drive motor. An object of the present invention is to provide a sample observation apparatus having a structure capable of realizing power consumption and contributing to improvement in durability of a connection cable and the like.
上記目的を達成するために、本発明の一態様の試料観察装置は、水密構造を備えた箱体からなる試料観察装置であって、第1のガイド手段に沿ってX軸方向に移動する第1の移動部材と、上記第1の移動部材を駆動するための回転力を出力する第1の駆動モータと、上記第1の駆動モータからの回転出力を上記第1の移動部材に伝達する第1の駆動力伝達手段と、上記第1の移動部材に設けられた第2のガイド手段と、撮像部を有し、上記第2のガイド手段に沿って上記X軸方向と垂直なY軸方向に移動する第2の移動部材と、上記第2の移動部材を駆動するための回転力を出力する第2の駆動モータと、上記第2の駆動モータからの回転出力を上記撮像部に伝達する第2の駆動力伝達手段と、を具備し、上記第2の駆動力伝達手段は、上記第2の駆動モータからの回転力で上記Y軸方向に移動する第3の移動部材と、上記第3の移動部材と上記撮像部とを連結する連結部材と、を含み、上記第2の移動部材は、上記第3の移動部材の移動に連動して上記Y軸方向に移動する。 In order to achieve the above object, a sample observation apparatus according to one aspect of the present invention is a sample observation apparatus including a box having a watertight structure, and is a first observation apparatus that moves in the X-axis direction along a first guide means. One moving member, a first driving motor that outputs a rotational force for driving the first moving member, and a first output motor that transmits a rotational output from the first driving motor to the first moving member. One driving force transmission means, a second guide means provided on the first moving member, and an imaging unit, and a Y-axis direction perpendicular to the X-axis direction along the second guide means A second moving member that moves to the position, a second driving motor that outputs a rotational force for driving the second moving member, and a rotational output from the second driving motor is transmitted to the imaging unit. Second driving force transmission means, and the second driving force transmission means A second moving member including a third moving member that moves in the Y-axis direction by a rotational force from the two drive motors, and a connecting member that connects the third moving member and the imaging unit. Moves in the Y-axis direction in conjunction with the movement of the third moving member.
本発明によれば、撮像ユニットを互いに直交するX軸及びY軸の二方向にそれぞれ直線的に移動させ、当該撮像ユニットをX−Y平面に平行な面内で自在に移動させ得る駆動機構を具備する試料観察装置において、X軸及びY軸の二方向への移動にそれぞれ寄与する複数の駆動モータにかかる負荷の偏りを減らし、各駆動モータのそれぞれを単独で駆動制御することで、各駆動モータの駆動制御が互いに影響することなく、常に高精度かつ安定した高速駆動を実現すると共に、各駆動モータの小型化と低消費電力化を実現し、さらに接続ケーブル等の耐久性の向上に寄与することのできる構造を備えた試料観察装置を提供することができる。 According to the present invention, there is provided a driving mechanism capable of linearly moving the imaging unit in two directions of the X axis and the Y axis orthogonal to each other and freely moving the imaging unit in a plane parallel to the XY plane. In the sample observation device provided, each drive motor can be controlled independently by reducing the bias of the load applied to multiple drive motors that contribute to the movement of the X and Y axes in two directions. The drive control of the motor does not affect each other, always achieves high-precision and stable high-speed drive, and each drive motor is reduced in size and power consumption, and contributes to improving the durability of connection cables and the like. It is possible to provide a sample observation apparatus having a structure capable of performing the above.
以下、図示の実施の形態によって本発明を説明する。以下の説明に用いる各図面は模式的に示すものであり、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさで示すために、各部材の寸法関係や縮尺等を各構成要素毎に異ならせて示している場合がある。したがって、本発明は、これら各図面に記載された構成要素の数量や構成要素の形状や構成要素の大きさの比率や各構成要素の相対的な位置関係等に関し、図示の形態のみに限定されるものではない。 The present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments. Each drawing used in the following description is schematically shown. In order to show each component in a size that can be recognized on the drawing, the dimensional relationship and scale of each member are different for each component. May be shown. Accordingly, the present invention is limited only to the illustrated embodiments with respect to the quantity of components, the shape of the components, the size ratio of the components, the relative positional relationship of the components, and the like described in the drawings. It is not something.
[一実施形態]
図1は、本発明の一実施形態の試料観察装置を含む試料観察システムの全体構成の概略を示すシステム構成図である。図2は、本実施形態の試料観察装置の外観を示す外観斜視図である。図3は、図2の試料観察装置から培養器(培養フラスコ)を取り外した状態を示す外観斜視図である。
[One Embodiment]
FIG. 1 is a system configuration diagram showing an outline of the overall configuration of a sample observation system including a sample observation apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an external perspective view showing the external appearance of the sample observation apparatus of the present embodiment. FIG. 3 is an external perspective view showing a state in which the incubator (culture flask) is removed from the sample observation apparatus of FIG.
図4〜図9は、図2の試料観察装置の蓋体を取り外して、その内部構成を示す図である。このうち図4は、外観斜視図である。図5は、上面側から見た平面図である。図6は、図5の[6]−[6]線に沿う断面図である。図7は、図5の[7]−[7]線に沿う断面図である。図8は、図5の[8]−[8]線に沿う断面図である。図9は、図5の[9]−[9]線に沿う断面図である。 4 to 9 are views showing the internal configuration of the sample observation apparatus shown in FIG. Among these, FIG. 4 is an external perspective view. FIG. 5 is a plan view seen from the upper surface side. 6 is a cross-sectional view taken along line [6]-[6] in FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line [7]-[7] in FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line [8]-[8] in FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line [9]-[9] in FIG.
図10〜図14は、図2の試料観察装置における第2移動部材のみを取り出して示す図である。このうち図10は、主に上面側を示す外観斜視図である。図11は、主に裏面側を示す外観斜視図である。図12は、上面側から見た平面図である。図13は、図12の[13]−[13]線に沿う断面図である。図14は、主に移動光学系の保持構造を示すために、当該部位を拡大して示す要部拡大断面図である。なお、図14は、図5の[14]−[14]線に沿う断面である。 10 to 14 are views showing only the second moving member in the sample observation apparatus of FIG. Among these, FIG. 10 is an external perspective view mainly showing the upper surface side. FIG. 11 is an external perspective view mainly showing the back side. FIG. 12 is a plan view seen from the upper surface side. 13 is a cross-sectional view taken along the line [13]-[13] in FIG. FIG. 14 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing the part in an enlarged manner mainly to show the holding structure of the moving optical system. 14 is a cross section taken along the line [14]-[14] in FIG.
図15は、本実施形態の試料観察装置において培養器を取り付けて使用する際の状態を示す断面図である。なお、図15は、培養器を取り付けた状態の試料観察装置において、図5の[8]−[8]線に沿う断面に相当する。 FIG. 15 is a cross-sectional view showing a state when the incubator is attached and used in the sample observation apparatus of the present embodiment. 15 corresponds to a cross section taken along line [8]-[8] in FIG. 5 in the sample observation apparatus with the incubator attached.
まず、本発明の一実施形態の試料観察装置の詳細構成を説明する前に、本実施形態の試料観察装置を含む試料観察システムの全体構成の概略を、主に図1を用いて以下に説明する。 First, before describing the detailed configuration of the sample observation apparatus according to an embodiment of the present invention, an outline of the overall configuration of the sample observation system including the sample observation apparatus according to the present embodiment will be mainly described below with reference to FIG. To do.
本実施形態の試料観察装置1を含む試料観察システム100は、本実施形態の試料観察装置1と、恒温器101と、制御装置102と、入力装置103及び表示装置104等によって主に構成されている。
A
本実施形態の試料観察装置1は、恒温器101の内部に格納載置された状態で使用される。この恒温器101は、温度を一定に保つ機能を有する装置であり、いわゆるインキュベーター(incubator)と呼ばれるものである。恒温器101としては、様々な形態のものが存在するが、従来一般に実用化され広く利用されているものを適用するものとし、その詳細な構成の説明は省略する。
The
制御装置102は、本実施形態の試料観察装置1との間で、例えば接続ケーブル等の有線接続手段(USB(Universal Serial Bus;ユニバーサルシリアルバス)接続等)若しくは不図示の無線接続手段等を介して電気的に接続され、当該試料観察装置1の動作を制御したり、当該試料観察装置1によって取得される画像データを受信したり、この受信した画像データを記憶媒体に記憶したり、また受信した画像データについての解析や分析等、各種の画像信号処理等を実行するほか、上記試料観察装置1への給電を行うための装置である。制御装置102としては、例えば広く一般に普及している小型パーソナルコンピュータ等を適用することができる。そのためには、それらに適合した各種の制御プログラムを適宜用意することにより運用が可能である。
The
なお、試料観察装置1への給電については、制御装置102を介した給電手段に限らず、不図示の電源ケーブルを用いて上記恒温器101の外部に設けられる商用電源から給電を行うようにしてもよいし、恒温器101内若しくは外部に設置した蓄電池等からの給電をおこなうようにしてもよい。
Note that the power supply to the
上記制御装置102には、その周辺機器としての入力装置103及び表示装置104等が電気的に接続されている。入力装置103は、使用者(ユーザ)により指示を制御装置102に対して入力するためのデバイスである。入力装置103の形態としては、例えばキーボードのほか、マウスやトラックボール、ジョイスティック等のポインティングデバイス等がある。使用者(ユーザ)は、これらの入力装置103を用いて、制御装置102への制御指示入力や各種の信号処理のための指示入力を行うことができる。
The
表示装置104は、制御装置102によって動作する制御プログラムに基く各種の表示や、上記試料観察装置1によって取得され、制御装置102によって受信された画像データ等に基く画像等を視覚的に表示するための装置である。表示装置104としては、広く一般に普及している液晶表示モニタ等を適用し得る。
The
次に、本実施形態の試料観察装置1の詳細な構成を、図2〜図14を用いて以下に説明する。
Next, the detailed structure of the
本実施形態の試料観察装置1は、内部に設けられる撮像ユニット40等を互いに直交するX軸及びY軸の二方向にそれぞれ直線的に移動させ、当該撮像ユニット40等をX−Y平面に平行な面内で自在に移動させ得る駆動機構を具備する試料観察装置である。この試料観察装置1は、光透過部12aを有する載置部に培養器13を配置して、当該培養器13内の試料を観察するように構成されている。
The
なお、以下の説明において、図2等に示すように、当該試料観察装置1における箱体10(後述)の長辺に沿う方向をX軸というものとし、このX軸に沿う方向を第1の方向というものとする。また、同箱体10の短辺に沿う方向であって、上記X軸に直交する方向をY軸というものとし、このY軸に沿う方向を第2の方向というものとする。
In the following description, as shown in FIG. 2 and the like, the direction along the long side of the box 10 (described later) in the
そのために、本実施形態の試料観察装置1は、図2、図3に示すように、密閉された直方体形状の箱体10と、この箱体10の一面に載置される培養器13とによって構成されている。なお、図3は、培養器13を取り外した状態を示しているので、図3においては培養器13は不図示である。
For this purpose, the
箱体(case)10は、一面に開口を有する筐体(chassis)11と、この筐体11の開口を水密的に覆う蓋体12(lid)とによって構成される。筐体11の内部には、詳細は後述するが、当該試料観察装置1における各種の構成部材が収納配置されている。また、筐体11の一側面(前面側)の外壁面には、複数の接続コネクタ16、17が配設されている。この複数の接続コネクタ16、17としては、例えば当該試料観察装置1に対する電力供給を行うための電源ケーブルや、当該試料観察装置1への制御信号若しくは当該試料観察装置1から出力されるデータ信号を含む各種の信号等の伝達を行うための信号伝達ケーブル(例えばUSBケーブル等)等に対応したコネクタである。
The
これら複数の接続コネクタ16、17は、筐体11の内部に配設され、それぞれに各対応する電気基板(図4等においては不図示。後述する図15の符号55参照)に接続されている。この電気基板(55;図15)には、例えば電源回路や通信回路等が実装されている。
The plurality of
なお、上記筐体11において、上記複数の接続コネクタ16、17が配設されている一側面の壁面を前壁面というものとする。そして、以下の説明において、上記前壁面に対して直交して設けられ、互いに対向して配設される二つの側壁について、それぞれを第1の側壁11a、第2の側壁11bというものとする(図4参照)。また、筐体11の開口に対向する面を底面というものとする。
In the
蓋体12は、光透過部12aを有して構成され、培養器13を載置するための載置部である。上記光透過部12aは、例えば矩形状の貫通孔である窓部と、この窓部に嵌合配置されガラス素材若しくは樹脂製素材等を用いて形成される光透過性を有する透明薄板部材とによって形成されている。
The
培養器13は、培地を作り細菌等の微生物、細胞等の試料を培養するための箱型形状からなる容器である。この培養器13は、上記試料観察装置1の使用時には、箱体10の蓋体12の光透過部12a上に載置される。
The
上記培養器13は、これを上記光透過部12a上に載置したときに、当該光透過部12aに対向する側、即ち培養器13の底面側が平皿状に形成され、かつ当該平皿状底面は透明薄板状に形成されている。上記培養器13の底面以外のその他の面も表面が平面をなし、光を反射し得るような反射面が形成されている。この反射面は、当該試料観察装置1の箱体10の内部に設けられる照明光源から出射され上記光透過部12aを介して当該培養器13内に入射してくる照明光を受けて、これを反射するものである。これにより、当該培養器13の上記平皿状底面内の細胞等の試料は、上記反射面からの照明光によって照明されるので、当該試料観察装置1においては、培養器13内の細胞等の試料を透過光によって観察することができるように構成されている。
When the
また、蓋体12には、複数の操作部材14と、複数の状態表示部15とが設けられている。上記複数の操作部材14は、例えば当該試料観察装置1を恒温器101内に設置する前に、当該試料観察装置1内の被被駆動ユニット(撮像ユニット40等;詳細後述)の箱体10内部での位置調整等を手動操作により行うための操作スイッチ等である。上記複数の状態表示部15は、例えば上記複数の操作部材14の一つを操作した時に点灯表示される等によって、どの操作部材が操作されたかの状態を表示するために設けられる部材である。そのために、上記複数の状態表示部15のそれぞれは、上記複数の操作部材14に対応して各近傍に設けられている。上記複数の状態表示部15としては、例えばLED(light emitting diode;発光ダイオード)等の発光体等が適用されている。
The
これら複数の操作部材14と複数の状態表示部15とは、筐体11の内部に配設され、それぞれに各対応する電気基板(図4等においては不図示。後述する図15の符号54参照)に接続されている。この電気基板(54;図15)には、例えば操作部材の操作入力を受けるスイッチ部材やその入力信号を処理する信号処理回路のほか、状態表示用部材(LED)の駆動回路等が実装されている。
The plurality of
箱体10は密閉構造、即ち水密構造を有して構成されている。そのために、筐体11には、図4等に示すように、シール部材18が設けられている。このシール部材18は、筐体11に対してその開口を覆う様に蓋体12を配置したとき、蓋体12の内面が密着する部位において筐体11の開口の周縁部に沿って配置されている。そして、筐体11に対して蓋体12を配置した時、シール部材18が蓋体12の内面に密着することで、蓋体12は、筐体11の開口を水密的に覆う。このような形態により箱体10の水密構造が構成されている。
The
箱体10(筐体11)の内部には、図4〜図9等に示すように、撮像ユニット40等を含む被駆動ユニット60と、この被駆動ユニット60をX−Y平面に平行な面内で自在に移動させるための駆動機構等が配設されている。
Inside the box 10 (housing 11), as shown in FIGS. 4 to 9 and the like, a driven
被駆動ユニット60は、詳細は後述するが、撮像光学系(41、42、45等)とその駆動機構(46、47、49、59等)と、撮像素子43aを含む撮像部43及び光源部44(図7参照)とその駆動回路を実装した電気基板62(図8参照)等を含んで構成される撮像ユニット40と、この撮像ユニット40を搭載する移動部材であって後述する第2の移動部材である第2テーブル29Yとを含んで構成される。なお、被駆動ユニット60の詳細構成については、図10〜図13等を用いて後述する。
Although details will be described later, the driven
箱体10(筐体11)の内部において、上記被駆動ユニット60をX−Y平面に平行な面内で移動させる駆動機構は、第1ガイドレール30X(第1のガイド部、第1のガイド手段)と、第2ガイドレール30Y(第2のガイド部、第2のガイド手段)と、第1テーブル29X(第1の移動部材)と、第2テーブル29Y(第2の移動部材)と、第1の駆動モータ21Xと、第2の駆動モータ21Yと、伝達機構35と、第1の駆動力伝達手段36と、第2の駆動力伝達手段37と、第1位置検出手段(31X、32X)及び第2位置検出手段(31Y、32Y)と、第1位置規制手段33X及び第2位置規制手段33Y等によって構成されている。
Inside the box 10 (housing 11), the drive mechanism for moving the driven
第1ガイドレール30Xは、第1の方向であるX軸方向に沿って延びるように配設され、第1テーブル29XのX軸方向への移動をガイドする第1のガイド部であり第1のガイド手段である。第1ガイドレール30Xは、筐体11の内部において複数設けられている。本実施形態においては、第1ガイドレール30Xを二本設けた例を示している。この場合において、二本の第1ガイドレール30Xのうち一方は側壁11aに隣接する位置において、同側壁11aに沿って所定の範囲に設けられている。また、二本の第1ガイドレール30Xのうち他方は側壁11bに隣接する位置において、同側壁11bに沿って所定の範囲に設けられている。
The
なお、後述するように、筐体11の内部において、側壁11aに隣接する位置には、同側壁11aに沿うように第1の駆動モータ21Xが設けられている。同様に、筐体11の内部において、側壁11bに隣接する位置には、同側壁11bに沿うように第2の駆動モータ21Yが設けられている。したがって、二本の第1ガイドレール30Xは、上記第1の駆動モータ21X及び第2の駆動モータ21Yが配設されている各側壁11a、11bの隣接位置以外の各側壁11a、11bの隣接位置に設けられている。これにより、第1の駆動モータ21Xと一方の第1ガイドレール30Xとは、それぞれの長軸方向が直線的に、側壁11aに沿うように並べて配設されている。同様に、第2の駆動モータ21Yと他方の第1ガイドレール30Xとは、それぞれの長軸方向が直線的に、側壁11bに沿うように並べて配設されている。
As will be described later, a
第1テーブル29Xは、第1ガイドレール30Xによってガイドされて、同第1ガイドレール30Xに沿うX軸方向に移動する第1の移動部材である。この第1テーブル29Xは、後述する第1の駆動モータ21Xの回転駆動力により駆動される。そのために、第1テーブル29XのY軸方向における両端部の各下面側には、図9に示すように、第1ガイドレール30Xを摺動可能に保持する第1レール保持部29Xaが設けられている。この第1レール保持部29Xaは、X軸方向に延びるように配設されている。そして、当該第1レール保持部29Xaは、第1ガイドレール30Xの幅方向(軸方向に直交する方向)を抱え込み得る形態の溝形状部を有して形成されている。このような構成により、第1テーブル29Xは、第1ガイドレール30Xにガイドされ、これに沿う方向であるX軸方向にのみ移動するように構成されている。
The first table 29X is a first moving member that is guided by the
第2ガイドレール30Yは、X軸方向に垂直な第2の方向(Y軸方向)に沿って延びるように配設され、第2テーブル29YのY軸方向への移動をガイドする第2のガイド部であり第2のガイド手段である。第2ガイドレール30Yは、筐体11の内部において、上記第1テーブル29X上に載置される形態で複数設けられている。本実施形態においては、第2ガイドレール30Yを二本設けた例を示している。この場合において、二本の第2ガイドレール30Yは、上記第1テーブル29X上において、X軸方向に所定の間隔を置いて並べて配置されている。
The
第2テーブル29Yは、第2ガイドレール30Yによってガイドされて、同第2ガイドレール30Yに沿ってY軸方向に移動する第2の移動部材である。また、第2テーブル29Yは、第1テーブル29Xと共にX軸方向にも移動するように構成されている。そのために、第2テーブル29Yの下面側には、図8に示すように、二本の第2ガイドレール30Yをそれぞれ摺動可能に保持する第2レール保持部29Yaが設けられている。この第2レール保持部29Yaは、Y軸方向に延びるように配設されている。そして、当該第2レール保持部29Yaは、第2ガイドレール30Yの幅方向(軸方向に直交する方向)を抱え込み得る形態の溝形状部を有して形成されている。このような構成により、第2テーブル29Yは、第2ガイドレール30Yによってガイドされて、同第2ガイドレール30Yに沿ってY軸方向に移動すると共に、第1テーブル29Xが第1ガイドレール30Xによってガイドされて、同第1ガイドレール30Xに沿ってX軸方向に移動する際には、当該第1テーブル29Xと共に同方向(X軸方向)に移動する。
The second table 29Y is a second moving member that is guided by the
そして、上述したように、上記第2テーブル29Yには、撮像部43を含む撮像ユニット40等が搭載されている。これにより、上記第2テーブル29Yは、被駆動ユニット60の一部として機能する。
As described above, the
第1の駆動モータ21Xは、第1テーブル29XをX軸方向に移動させ駆動するための回転力を出力する第1の回転軸21Xa(図5参照)を有する駆動モータである。第1の駆動モータ21Xは、上述したように、箱体10(筐体11)の第1の側壁11aに隣接して設けられている。この場合において、第1の回転軸21Xaは、第1ガイドレール30Xと平行に配置されている。上記第1の駆動モータ21Xの上記第1の回転軸21Xaから出力される回転駆動力は、第1の駆動力伝達手段36を介して第1テーブル29Xへと伝達されて、当該第1テーブル29XをX軸方向へと移動させるように構成されている。
The
第1の駆動力伝達手段36は、第1の駆動モータ21Xからの回転出力を第1テーブル29X(第1の移動部材)に伝達する駆動力伝達機構である。第1の駆動力伝達手段36は、第1減速手段22Xと、送りねじ23Xと、送りナット24Xとによって構成されている。
The first driving force transmission means 36 is a driving force transmission mechanism that transmits the rotational output from the
第1減速手段22Xは、第1の駆動モータ21Xの第1の回転軸21Xaからの回転出力を受けて減速するギアー列等を内部に有する構成ユニットである。第1減速手段22Xの構成自体は、従来一般に周知の動力減速手段と同様のものが適用されているものとして、その詳細説明は省略する。
The first decelerating means 22X is a structural unit having therein a gear train or the like that decelerates by receiving the rotational output from the first rotating shaft 21Xa of the
送りねじ23Xは、上記第1減速手段22Xからの回転出力を受けて回転する棒状部材である。この送りねじ23Xの基端は上記第1減速手段22Xに連結されている。また、当該送りねじ23Xの他端は、筐体11の内壁面の固定部に対し回転を許容しながら回動自在に軸支されている。
The
送りナット24Xは、上記送りねじ23Xに螺合するナット部を内部に備え、上記第1テーブル29Xに固定される構成部である。この構成により、第1の駆動モータ21Xの回転出力を受けて上記送りねじ23Xが回転すると、当該送りねじ23Xに螺合するナット部の作用により、送りナット24XはX軸に沿う方向に移動する。これと同時に第1テーブル29Xも同方向に移動する。この場合において、第1の駆動モータ21Xの回転方向を制御することにより、送りナット24Xの回転方向を制御して、これにより第1テーブル29XのX軸に沿う方向における進退方向を制御することができる。
The
つまり、第1テーブル29Xは、第1の駆動モータ21X及び送りねじ23X、送りナット24X等を用いた送りねじ駆動方式により、第1の駆動モータ21Xの第1の回転軸21Xaに平行な方向(X軸方向)に移動する。
That is, the first table 29X is parallel to the first rotation shaft 21Xa of the
第2の駆動モータ21Yは、第2テーブル29YをY軸方向に移動させ駆動するための回転力を出力する第2の回転軸22Ya(図7参照)を有する駆動モータである。第2の駆動モータ21Yは、箱体10(筐体11)の第1の側壁11aと対向する第2の側壁11bに隣接して設けられている。この場合において、第2の回転軸22Yaが第1ガイドレール30X及び第1の回転軸21Xaと平行となるように配置されている。
The
上記第2の駆動モータ21Yの上記第2の回転軸21Yaから出力される回転駆動力は、第2の駆動力伝達手段37及び伝達機構35を介して撮像部43を含む撮像ユニット40等を搭載する第2テーブル29Yへと伝達されて、これ(第2テーブル29Y)をY軸方向へと移動させるように構成されている。
The rotational driving force output from the second rotating shaft 21Ya of the
換言すると、第2テーブル29Yは、第2の駆動モータ21Yからの回転力を伝達する第2の駆動力伝達手段37に含まれる伝達機構35を介してY軸方向に移動する。
In other words, the second table 29Y moves in the Y-axis direction via the
第2の駆動力伝達手段37は、第2の駆動モータ21Yからの回転出力を撮像部43が搭載される第2テーブル29Y(第2の移動部材)に伝達する駆動力伝達機構である。第2の駆動力伝達手段37は、第2減速手段22Yと、駆動ベルト23Yと、複数のプーリ24Y、25Yと、伝達機構35を含んで構成されている。
The second driving force transmission means 37 is a driving force transmission mechanism that transmits the rotation output from the
第2減速手段22Yは、第2の駆動モータ21Yの第2の回転軸21Yaからの回転出力を受けて減速するギアー列等を内部に有する構成ユニットであり、上記第1減速手段22Xと略同様の構成ユニットである。したがって、第2減速手段22Yにおいても、その構成自体は、従来一般に周知の動力減速手段と同様のものが適用されているものとして、その詳細説明は省略する。
The second speed reduction means 22Y is a structural unit having a gear train or the like that receives a rotational output from the second rotation shaft 21Ya of the
駆動ベルト23Y及び複数のプーリ24Y、25Yは、上記第2減速手段22Yからの回転出力を受けて、これをY軸方向の移動出力に変換する構成部材である。複数のプーリ24Y、25Yのうちプーリ24Yは第2減速手段22Yからの回転出力を出力する軸部材に同軸上に固設されている。各プーリ24Y、25Yには、駆動ベルト23Yが張架されていて、第2の駆動モータ21Yの回転出力を受けて移動する駆動ベルト23Yの移動をガイドすると共に、駆動ベルト23Yの位置決め等を行っている。駆動モータの回転出力を駆動ベルトによって変換する機構は、従来周知であるので、これ以上の詳細説明は省略する。
The
そして、駆動ベルト23Yの所定の部位には、上記伝達機構35の一部が固定配置されている。この構成により、第2の駆動モータ21Yの回転出力を受けて駆動ベルト23YがY軸に沿う方向に移動すると、上記伝達機構35も同方向に移動するように構成されている。この場合において、第2の駆動モータ21Yの回転方向を制御することにより、駆動ベルト23Yの送り方向及び伝達機構35のY軸に沿う方向における進退方向を制御することができる。
A part of the
つまり、伝達機構35は、第2の駆動モータ21Y及び駆動ベルト23Y等を用いたベルト駆動方式により、第2の駆動モータ21Yの第2の回転軸21Yaに直交する方向(Y軸方向)に移動する。
That is, the
上記伝達機構35は、第3ガイドレール28Y(第3のガイド部、第3のガイド手段)と、ベルト保持部26Y及び第3テーブル27Yからなる第3の移動部材と、連結部材39とによって構成される。
The
第3ガイドレール28Yは、第2ガイドレール30Yと平行に配置され、第3の移動部材(26Y、27Y)のY軸方向への移動をガイドする第3のガイド部であり第3のガイド手段である。
The
上記第3の移動部材は、第2の駆動モータ21Yからの回転力を受けて、上記第3ガイドレール28Yに沿ってY軸方向に移動する移動部材である。上記第3の移動部材は、ベルト保持部26Y及び第3テーブル27Yとからなる。ベルト保持部26Yは、上記駆動ベルト23Yの所定の部位(図4において符号26Yaで示す固定部位)に固定される構成部材である。第3テーブル27Yは、第3ガイドレール28Yによってガイドされて、同第3ガイドレール28Yに沿うY軸方向に移動する移動部材である。そのために、上記第3テーブル27Yの下面側には、図8に示すように、第3ガイドレール28Yを摺動可能に保持する第3レール保持部27Yaが設けられている。この第3レール保持部27Yaは、Y軸方向に延びるように配設されている。そして、当該第3レール保持部27Yaは、第3ガイドレール28Yの幅方向(軸方向に直交する方向)を抱え込み得る形態の溝形状部を有して形成されている。このような構成により、第3テーブル27Yは、第3ガイドレール28Yによってガイドされて、同第3ガイドレール28Yに沿ってY軸方向に移動する。
The third moving member is a moving member that receives the rotational force from the
上記第3テーブル27Yには、上記ベルト保持部26Yが固定されている。上述したように、ベルト保持部26Yは、駆動ベルト23Yの固定部位26Yaにおいて固定されている。したがって、この構成により、駆動ベルト23Yが第2の駆動モータ21Yの回転出力を受けてY軸に沿う方向に移動すると、上記第3テーブル27Yもまた同方向に移動するように構成されている。
The
連結部材39は、上記第3の移動部材の第3テーブル27Yと、上記撮像部43を含む撮像ユニット40等を搭載する第2テーブル29Yと、を連結する部材である。連結部材39の一端は第3テーブル27Yに固定され、同連結部材39の他端側には第2テーブル29YがX軸方向に移動可能に保持されている(図6等参照)。
The connecting
このように、上記第3の移動部材(の第3テーブル27Y)と上記第2テーブル29Yとが連結部材39によって連結されているので、第2の駆動モータ21Yからの出力に基づいて第3の移動部材(26Y、27Y)が第3ガイドレール28Yに沿って移動する際、上記第2テーブル29Yは、上記第3の移動部材(26Y、27Y)の第3ガイドレール28Yに沿うY軸方向の移動に連動して、第2ガイドレール30Yに沿ってY軸方向に移動する。
Thus, since the third moving member (the third table 27Y) and the second table 29Y are connected by the connecting
第1位置検出手段は、第1テーブル29XのX軸方向における移動範囲の両端位置を検出し、当該第1テーブル29XのX軸方向における移動範囲を制御するために設けられる構成部である。この第1位置検出手段は、一対の第1位置検出センサ31Xと、第1遮光羽根32Xとによって構成されている。一対の第1位置検出センサ31Xは、第2の側壁11bの内壁面にX軸方向に所定の間隔をおいて配置されている。本実施形態においては、上記一対の第1位置検出センサ31Xとして、例えばいわゆる透過型フォトインタラプタ等の検出素子を適用した例を示している。第1遮光羽根32Xは、第1テーブル29X上に配設されている。この場合において、上記第1遮光羽根32Xは、第1テーブル29XがX軸方向に移動したときに上記一対の第1位置検出センサ31Xのそれぞれに対応する位置に配設されている(図4等参照)。
The first position detection means is a component provided to detect both end positions of the movement range of the first table 29X in the X-axis direction and to control the movement range of the first table 29X in the X-axis direction. The first position detection means is constituted by a pair of first
第1位置規制手段33Xは、第1テーブル29XのX軸方向の移動を所定の範囲内となるように規制するために設けられる部材である。第1位置規制手段33Xは、第1テーブル29XがX軸方向に移動したときに当接する位置に設けられる。つまり、第1テーブル29XがX軸方向において一方向の移動時に当接する位置と、他方向の移動時に当接する位置との二箇所に設けられる。これにより、第1テーブル29XのX軸方向の移動範囲が規制される。本実施形態においては、第1位置規制手段33Xの具体的な形態として、例えば筐体11の底面から当該筐体11の内方(即ち上方)に向けて突設される突起状部材を設けた例を示している(図4等参照)。
The first position restricting means 33X is a member provided for restricting movement of the first table 29X in the X-axis direction to be within a predetermined range. The first position regulating means 33X is provided at a position where the first table 29X contacts when the first table 29X moves in the X-axis direction. That is, the first table 29X is provided at two locations, a position where the first table 29X contacts when moving in one direction in the X-axis direction and a position where the first table 29X contacts when moving in the other direction. Thereby, the movement range in the X-axis direction of the first table 29X is restricted. In the present embodiment, as a specific form of the first position restricting means 33X, for example, a protruding member that protrudes from the bottom surface of the
第2位置検出手段は、第3テーブル27YのY軸方向における移動範囲の両端位置を検出し、当該第3テーブル27YのY軸方向における移動範囲を制御するために設けられる構成部である。この第2位置検出手段は、一対の第2位置検出センサ31Yと、第2遮光羽根32Yとによって構成されている。一対の第2位置検出センサ31Yは、筐体11の底面において、第3ガイドレール28Yの近傍位置に当該第3ガイドレール28Yに沿うY軸方向に所定の間隔をおいて配置されている。本実施形態においては、上記一対の第2位置検出センサ31Yとして、例えばいわゆる透過型フォトインタラプタ等の検出素子を適用した例を示している。第2遮光羽根32Yは、第3テーブル27Y上に配設されている。この場合において、上記第2遮光羽根32Yは、第3テーブル27YがY軸方向に移動したときに上記一対の第2位置検出センサ31Yのそれぞれに対応する位置に配設されている(図4等参照)。
The second position detection means is a component provided to detect both end positions of the movement range of the third table 27Y in the Y-axis direction and to control the movement range of the third table 27Y in the Y-axis direction. This second position detection means is constituted by a pair of second
第2位置規制手段33Yは、第3テーブル27YのY軸方向の移動を所定の範囲内となるように規制するために設けられる部材である。第2位置規制手段33Yは、第3テーブル27YがY軸方向に移動したときに当接する位置に設けられる。つまり、第3テーブル27YがY軸方向において一方向の移動時に当接する位置と、他方向の移動時に当接する位置との二箇所に設けられる。これにより、第3テーブル27YのY軸方向の移動範囲が規制される。本実施形態においては、第2位置規制手段33Yの具体的な形態として、例えば筐体11の底面から当該筐体11の内方(即ち上方)に向けて突設される突起状部材を設けた例を示している(図4等参照)。
The second position restricting means 33Y is a member provided for restricting the movement of the third table 27Y in the Y-axis direction to be within a predetermined range. The second position restricting means 33Y is provided at a position where the third table 27Y contacts when the third table 27Y moves in the Y-axis direction. That is, the third table 27Y is provided at two locations, a position where the third table 27Y contacts when moving in one direction and a position where the third table 27Y contacts when moving in the other direction. Thereby, the movement range of the 3rd table 27Y of the Y-axis direction is controlled. In the present embodiment, as a specific form of the second position regulating means 33Y, for example, a protruding member that protrudes from the bottom surface of the
次に、上記被駆動ユニット60の詳細構成について、図10〜図15等を用いて以下に説明する。
Next, the detailed configuration of the driven
被駆動ユニット60は、上述したように、撮像ユニット40と、この撮像ユニット40を搭載する第2の移動部材である第2テーブル29Yとを含んで構成される。
As described above, the driven
撮像ユニット40は、プリズム41(光学要素)と、撮像部43を含む移動光学系(42、45)と、その駆動機構である駆動手段(46〜52、59)と、光源部44と、電気基板62等を有して構成されている。
The
上記プリズム41は、培養器13内の試料を透過してきた光を反射する反射面41aを有する光学要素である。つまり、本実施形態におけるプリズム41は、箱体10の蓋体12上の所定の部位(光透過部12a)に載置した培養器13内の試料を透過してきた光を受けて、その光路を角度90度折り曲げて、所定の方向、即ち撮像素子43aの受光面(不図示)に向けて反射させる機能を有する。このプリズム41は、光を反射するのみの機能を有し、光の屈折を伴わない部材、即ちレンズ効果を有していない部材が適用される。このプリズム41は、第2テーブル29Y上に固設されている。
The
本実施形態においては、上記反射面を有する光学要素の形態として、プリズムを使用する例を挙げているが、この形態以外にも、例えば反射ミラーを適用した構成例を考えることも可能である。 In the present embodiment, an example of using a prism is given as a form of the optical element having the reflection surface. However, besides this form, for example, a configuration example in which a reflection mirror is applied can be considered.
移動光学系(42、45、43)は、プリズム41(光学要素)からの光を撮像素子43aの受光面へと結像させるように光軸Oに沿う方向に移動可能に構成された構成ユニットである。なお、本実施形態において、移動光学系の光軸Oは、X軸に沿う方向となるように配置されている。したがって、移動光学系は、X軸方向に進退移動し得るように構成されている。
The moving optical system (42, 45, 43) is configured to be movable in the direction along the optical axis O so that the light from the prism 41 (optical element) forms an image on the light receiving surface of the
上記移動光学系は、複数の光学レンズ42と、これら複数の光学レンズ42を保持する複数のレンズ保持部材45とを一体に構成した光学部と、撮像素子43aや撮像基板43b等を含む撮像部43と、を一体に構成した構成ユニットである。
The moving optical system includes an optical unit that integrally includes a plurality of
なお、上記プリズム41と、上記複数の光学レンズ42及び複数のレンズ保持部材45とによって構成される構成部を撮像光学系というものとする。そして、上記プリズム41(光学要素)及び移動光学系によって構成される上記撮像光学系は、全体としてテレセントリック光学系を形成している。
A component constituted by the
上記移動光学系(42、45、43)は、上記第2テーブル29Y上において、X軸方向に移動可能に配設されている。そのために、上記第2テーブル29Y上には、上記移動光学系のX軸方向への移動をガイドするガイド手段であるフォーカスレール51が複数(本実施形態では二本)設けられている。このフォーカスレール51は、上記第2テーブル29Y上においてX軸方向に沿って延びるように配設されている。
The moving optical system (42, 45, 43) is disposed on the second table 29Y so as to be movable in the X-axis direction. For this purpose, a plurality (two in this embodiment) of focus rails 51 as guide means for guiding the movement of the moving optical system in the X-axis direction are provided on the second table 29Y. The
これに対応させて、上記移動光学系は、上記フォーカスレール51を摺動可能に保持するフォーカスレール保持部59aを有する移動光学系保持部59によって保持されている(図9、図14参照)。
Correspondingly, the moving optical system is held by a moving optical
この移動光学系保持部59は、当該移動光学系の駆動機構(詳細後述)の一部を構成する構成部材である。この移動光学系保持部59の下面側には、上記フォーカスレール保持部59aが固定配置されている。そして、上記フォーカスレール保持部59aは、フォーカスレール51の幅方向(軸方向に直交する方向)を抱え込み得る形態の溝形状部を有して形成されている。上記フォーカスレール保持部59aは、上記二本のフォーカスレール51に対応させて二個設けられている。このような構成により、上記移動光学系は、上記フォーカスレール51によってガイドされて、同フォーカスレール51に沿うX軸方向にのみ移動する。その場合において、上記移動光学系は、後述するフォーカス駆動モータ46の回転駆動力により駆動される。
The moving optical
上記移動光学系の駆動機構は、移動光学系(42、45)全体を、当該移動光学系の光軸Oに沿って移動させるための駆動手段である。 The driving mechanism of the moving optical system is a driving means for moving the entire moving optical system (42, 45) along the optical axis O of the moving optical system.
上記移動光学系の駆動機構は、フォーカス駆動モータ46と、フォーカス減速機構47と、フォーカス回転出力軸48と、フォーカスナット49と、付勢ばね51と、移動光学系保持部59等によって構成される。
The drive mechanism for the moving optical system includes a
フォーカス駆動モータ46は、上記移動光学系をX軸方向に進退移動させるための駆動源である。このフォーカス駆動モータ46は、支持部材である第2テーブル29Y上に固設されている。その場合において、当該フォーカス駆動モータ46の回転軸(不図示)は、X軸に沿う方向に配置されている。
The
フォーカス減速機構47は、フォーカス駆動モータ46の回転軸からの回転出力を受けて減速するギアー列等を内部に有する構成ユニットである。フォーカス減速機構47の構成自体は、従来一般に周知の動力減速手段と同様のものが適用されているものとして、その詳細説明は省略する。なお、このフォーカス減速機構47も、支持部材である第2テーブル29Y上に固設されている。
The
フォーカス回転出力軸48は、上記フォーカス減速機構47からの回転力を出力する回転軸であって、例えば送りねじ形状に形成されている。このフォーカス回転出力軸48は、上記フォーカス減速機構47と後述のフォーカスナット49との間を連結し、フォーカス駆動モータ46の回転駆動力をフォーカスナット49へと伝達する役目をする。
The focus
フォーカスナット49は、上記フォーカス駆動モータ46の回転出力によって、X軸方向に進退移動する被駆動部材である。このフォーカスナット49は、上記送りねじ形状のフォーカス回転出力軸48に螺合するナット部を内部に備え、上記第2テーブル29Y上に固設されている構成部である。このフォーカスナット49は、支持部材である第2テーブル29Yに対してX軸方向に移動可能に設けられている。
The
この構成により、フォーカス駆動モータ46の回転出力を受けて、上記フォーカス回転出力軸48(送りねじ)が回転すると、当該フォーカス回転出力軸48に螺合するナット部の作用により、上記フォーカスナット49は、X軸に沿う方向に移動する。ここで、フォーカスナット49(被駆動部材)は、上記移動光学系保持部59(保持部)と一体的に結合されている。これにより、上記フォーカスナット49がX軸に沿う方向に移動すると、同時に上記移動光学系保持部59(保持部)も同方向に移動する。したがって、上記移動光学系保持部59(保持部)によって一体に保持される移動光学系もまた同方向に移動する。この場合において、フォーカス駆動モータ46の回転方向を制御することにより、フォーカスナット49のナット部の回転方向を制御して、これにより移動光学系のX軸に沿う方向における進退方向を制御することができる。
With this structure, when the rotation output of the
このような構成により、上記駆動手段である駆動機構によって、移動光学系をX軸方向、即ち光軸Oに沿う方向に適宜進退移動させることで焦点位置を調整すると共に、移動光学系を光軸Oに沿う方(X軸方向)に移動させる際には、当該移動光学系の画角が一定となるように構成されている。そのために、プリズム41及び移動光学系からなる本実施形態の試料観察装置1における撮像光学系は、全体としてテレセントリック光学系が採用されている。
With such a configuration, the driving mechanism as the driving means adjusts the focal position by appropriately moving the moving optical system in the X axis direction, that is, the direction along the optical axis O, and adjusts the moving optical system to the optical axis. When moving in the direction along the O (X-axis direction), the angle of view of the moving optical system is configured to be constant. For this purpose, a telecentric optical system is employed as a whole for the imaging optical system in the
付勢ばね51は、第2テーブル29Y(固定部)に対してフォーカスナット49を一方向に付勢する付勢部材である。この付勢ばね51は、一端がフォーカスナット49に、他端が第2テーブル29Yの固定部に、それぞれ固定されている。そのために、フォーカスナット49には、付勢ばね51の一端を固定するばね係止軸50が設けられている。また、第2テーブル29Y上の固定部には、付勢ばね51の他端を固定する支軸52が植設されている。本実施形態における付勢ばね51としては、例えば緊縮性のコイルばね等を適用した例を示している。
The biasing
光源部44は、第2テーブル29Y上において、上記プリズム41の周辺に配置されている。本実施形態において、光源部44は、上記プリズム41の周辺に三つ配置した例を示している。光源部44は、蓋体12上の所定の部位(光透過部12a)に載置した培養器13内の試料の下方から上方に向けて照明光を射出する光源部材である。光源部44としては、例えばLED(light emitting diode;発光ダイオード)等の発光体等が適用される。
The
なお、光源部44の上方、即ち光源部44と上記蓋体12の光透過部12aとの間には、光拡散板53が配設されている。この光拡散板53は、例えば光透過性を有すると共に光拡散性を有する乳白色の樹脂製薄板によって形成されている。この光拡散板53は、光源部44から出射された照明光を拡散させて、上記光透過部12aを介して培養器13内を照明する役目をするものである。
A
光源部44から出射された照明光は、図15の矢印符号Lで示すように、上記光透過部12a及び培養器13の透明な底面を透過して培養器13内に入射する。培養器13内に入射した照明光は、当該培養器13内の反射面13aによって反射した後、培養器13内の培地200内に存在する試料を透過して、上記光透過部12aを介してプリズム41へと入射するように構成されている。
The illumination light emitted from the
電気基板62は、例えば光源部44の配置されている近傍において、第2テーブル29Yの下面側、即ち光源部44が設けられている側とは反対側の面に固定配置されている。この電気基板62には、複数の電気部材62a等を用いて形成され、上記光源部44の駆動回路、上記移動光学系の駆動機構の駆動回路、上記撮像部43の駆動回路及び撮像素子43aから出力される画像データの画像信号処理回路等が実装されている。
For example, in the vicinity where the
また、電気基板62には、上記以外にも、例えば外部機器との通信を行うための通信回路や、取得した画像データ及び付随する各種情報データ等を記録する記録媒体を含むデータ記録回路等のほか、フォーカス駆動モータ46を駆動するためのバッテリを含む電源回路等を含めて構成してもよい。
In addition to the above, the
上記電気基板62からは、接続線63やリード線64(図11参照)等が延出しており、これらリード線、フレキシブルプリント基板等の端部は、上記光源部44、上記駆動機構(のフォーカス駆動モータ46)、上記撮像部43の撮像基板43b等に接続されている。さらに、上記電気基板62からは、別の接続ケーブル若しくはフレキシブルプリント基板等の接続線61が延出している。この別の接続線61は、箱体10内における固定部に固設された上記電気基板54、55(図15参照)に接続されている。この場合において、接続線61は、X−Y平面内で移動する移動部材である被駆動ユニット60上から延出しているものである。そのために、当該接続線61は、X−Y平面内での移動を吸収し得るように余裕を持たせて、その長さ寸法が設定されている。
A connecting
なお、光源部44とプリズム41(光学要素)と上記移動光学系保持部59(保持部)との間には、所定の間隔を有するように、それぞれが配置されている。ここで、所定の間隔としては、図13の符号Dで示す間隔を規定している。この間隔Dは、移動光学系がフォーカス調整のために移動するのに必要な移動範囲である。
Each of the
なお、上述したように、第2テーブル29Y上には、光源部44と、プリズム41(光学要素)と、フォーカス駆動モータ46等からなる駆動機構とが固定配置されている。またこれと共に、第2テーブル29Y上には、フォーカスレール51が配置され、このフォーカスレール51は、上記移動光学系保持部59のフォーカスレール保持部59aによって摺動可能に保持されている。したがって、このような構成により、第2テーブル29Yは、移動光学系保持部59(によって保持される移動光学系)をX軸方向に移動可能に支持する支持部材として機能している。
As described above, the
以上説明したように上記一実施形態によれば、撮像ユニット40を互いに直交するX軸及びY軸の二方向にそれぞれ直線的に移動させ、当該撮像ユニット40をX−Y平面に平行な面内で自在に移動させ得る駆動機構を具備する試料観察装置1であって、複数(2つ)の駆動モータ(21X、21Y)の箱体10の内部における配置を工夫することによって、箱体10の小型化を実現することができると同時に、上記複数(2つ)の駆動モータ(21X、21Y)のいずれをも、箱体10の内部における固定部側に配置したので、被駆動ユニット60の重量を小さくすることができ、よって、各駆動モーター(21X、21Y)の小型化及び低消費電力化を実現し得ると共に、箱体10内の固定部と被駆動ユニット60との間に設ける接続ケーブル等を最小限に留めることができるので、被駆動ユニット60と共に移動する接続ケーブルの耐久性向上に寄与することができる。
As described above, according to the above-described embodiment, the
即ち、本実施形態の試料観察装置1においては、第1の移動部材29Xは、箱体10の内部の固定部位に固定された第1の駆動モータ21Xからの回転駆動力を受けて駆動される第1の駆動力伝達手段36(送りねじ駆動方式)を介して第1の方向であるX軸方向に移動可能に構成している。
That is, in the
一方、撮像ユニット40が搭載されている第2の移動部材29Yは、第1の移動部材29X上の第2ガイドレール30Yによって第2の方向であるY軸方向へと移動可能に構成されている。
On the other hand, the second moving
他方、上記第2の移動部材29Yと同方向(第2の方向、Y軸方向)に移動可能に構成された第3の移動部材(26Y、27Y)を設け、この第3の移動部材は、箱体10の内部の固定部位に固定された第2の駆動モータ22Xからの回転駆動力を受けて駆動される第2の駆動力伝達手段37(ベルト駆動方式)を介して第2の方向であるY軸方向に移動可能に構成している。
On the other hand, a third moving member (26Y, 27Y) configured to be movable in the same direction as the second moving
そして、上記第3の移動部材(26Y、27Y)と上記第2の移動部材29Yとは、連結部材39によって連結されている。この構成により、両者は一体に同じ方向、即ち第2の方向であるY軸方向に移動可能に構成している。
The third moving member (26Y, 27Y) and the second moving
つまり、上記第2の移動部材29Yは、第1の方向(X軸方向)に対しては、上記第1の移動部材29Xと共に移動可能であり、このとき、上記第2の移動部材29Yは連結部材39に沿って移動する。一方、上記第2の移動部材29Yは、第2の方向(Y軸方向)に対しては、上記第3の移動部材と共に一体に移動する。このような構成によって、第2の移動部材29Yは、X−Y平面内において2方向への移動が可能である。
That is, the second moving
この場合において、第1の駆動モータ21Xの負荷重量は、第1の移動部材29Xと第2の移動部材29Yとなる。
In this case, the load weight of the
しかしながら、本実施形態の構成では、従来は第2の移動部材29Y上に搭載されていた第2の駆動モータ等の構成部材を、箱体10の内部固定部に設けるように構成したことから、第2の移動部材29Yの搭載重量が軽減されている。
However, in the configuration of the present embodiment, since the configuration member such as the second drive motor that is conventionally mounted on the second moving
したがって、第2の移動部材29Yを含む被駆動ユニット60を所望の方向に進退移動させるためには、従来構成のものに比べて本実施形態の装置では、より小さい駆動トルクで充分となる。これにより、本実施形態の構成によれば、第2の駆動モータ21Yの小型化及び低消費電力化を容易に実現することができる。
Therefore, in order to move the driven
さらに、上述したように、第1の駆動モータ21Yを箱体10の内部の固定部位に固定して構成したので、移動する接続ケーブル等を減らすことができ、よって接続ケーブル等に対する屈曲負荷を減少させることができる。
Further, as described above, the
なお、上述の一実施形態においては、一方の駆動モータ(第1の駆動モータ21X)の駆動力伝達機構をベルト駆動方式とし、他方の駆動モータ(第2の駆動モータ21Y)の駆動力伝達機構を送りねじ駆動方式とした構成例を示しているが、この形態に限られることはない。
In the above-described embodiment, the drive force transmission mechanism of one drive motor (
例えば、2つの駆動モータの駆動力伝達機構を共に送りねじ駆動方式によって構成することもできる。その場合には、例えば一方の回転軸の駆動出力については傘歯車等を用いて駆動力の出力方向を変換する手段を用いる工夫を施せば、上述の一実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。 For example, the drive force transmission mechanisms of the two drive motors can both be configured by a feed screw drive system. In that case, for example, if a device for changing the output direction of the driving force using a bevel gear or the like is applied to the driving output of one of the rotating shafts, the same operation and effect as in the above-described embodiment can be obtained. be able to.
したがって、2つの駆動モータの回転駆動力を伝達する駆動力伝達機構の駆動方式に関わらず、2つの駆動モータの各回転軸を平行となるように配置することが、主な要旨である。 Therefore, regardless of the driving method of the driving force transmission mechanism that transmits the rotational driving force of the two driving motors, the main point is to arrange the rotating shafts of the two driving motors in parallel.
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用を実施し得ることが可能であることは勿論である。さらに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせによって、種々の発明が抽出され得る。例えば、上記一実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題が解決でき、発明の効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。この発明は、添付のクレームによって限定される以外にはそれの特定の実施態様によって制約されない。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and applications can of course be implemented without departing from the spirit of the invention. Further, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if several constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the above-described embodiment, if the problem to be solved by the invention can be solved and the effect of the invention can be obtained, this constituent requirement is deleted. The configured structure can be extracted as an invention. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined. The invention is not limited by the specific embodiments thereof, except as limited by the appended claims.
1……試料観察装置
10……箱体
11……筐体
11a……第1の側壁
11b……第2の側壁
12……蓋体
12a……光透過部
13……培養器
13a……反射面
14……操作部材
15……状態表示部
16、17……接続コネクタ
18……シール部材
21X……第1の駆動モータ
21Xa……第1の回転軸
21Y……第2の駆動モータ
21Ya……第2の回転軸
22X……第1減速手段
22Y……第2減速手段
22Ya……第2の回転軸
23Y……駆動ベルト
24X……送りナット
24Y、25Y……プーリ
26Y……ベルト保持部
26Ya……固定部位
27Y……第3テーブル
27Ya……第3レール保持部
28Y……第3ガイドレール
29X……第1テーブル
29Xa……第1レール保持部
29Y……第2テーブル
29Ya……第2レール保持部
30X……第1ガイドレール
30Y……第2ガイドレール
31X……第1位置検出センサ
31Y……第2位置検出センサ
32X……第1遮光羽根
32Y……第2遮光羽根
33X……第1位置規制手段
33Y……第2位置規制手段
35……伝達機構
36……第1の駆動力伝達手段
37……第2の駆動力伝達手段
39……連結部材
40……撮像ユニット
41……プリズム
41a……反射面
42……光学レンズ
43……撮像部
43a……撮像素子
43b……撮像基板
44……光源部
45……レンズ保持部材
46……フォーカス駆動モータ
47……フォーカス減速機構
48……フォーカス回転出力軸
49……フォーカスナット
50……ばね係止軸
51……フォーカスレール
52……支軸
53……光拡散板
54、55……電気基板
59……移動光学系保持部
59a……フォーカスレール保持部
60……被駆動ユニット
61、63……接続線
62……電気基板
62a……電気部材
64……リード線
100……試料観察システム
101……恒温器
102……制御装置
103……入力装置
104……表示装置
200……培地
DESCRIPTION OF
Claims (3)
第1のガイド手段に沿ってX軸方向に移動する第1の移動部材と、
上記第1の移動部材を駆動するための回転力を出力する第1の駆動モータと、
上記第1の駆動モータからの回転出力を上記第1の移動部材に伝達する第1の駆動力伝達手段と、
上記第1の移動部材に設けられた第2のガイド手段と、
撮像部を有し、上記第2のガイド手段に沿って上記X軸方向と垂直なY軸方向に移動する第2の移動部材と、
上記第2の移動部材を駆動するための回転力を出力する第2の駆動モータと、
上記第2の駆動モータからの回転出力を上記撮像部に伝達する第2の駆動力伝達手段と、
を具備し、
上記第2の駆動力伝達手段は、
上記第2の駆動モータからの回転力で上記Y軸方向に移動する第3の移動部材と、
上記第3の移動部材と上記撮像部とを連結する連結部材と、
を含み、
上記第2の移動部材は、上記第3の移動部材の移動に連動して上記Y軸方向に移動することを特徴とする試料観察装置。 A sample observation device consisting of a box with a watertight structure,
A first moving member that moves in the X-axis direction along the first guide means;
A first drive motor that outputs a rotational force for driving the first moving member;
First driving force transmission means for transmitting rotational output from the first driving motor to the first moving member;
Second guide means provided on the first moving member;
A second moving member having an imaging unit and moving in the Y-axis direction perpendicular to the X-axis direction along the second guide means;
A second drive motor that outputs a rotational force for driving the second moving member;
Second driving force transmitting means for transmitting the rotational output from the second driving motor to the imaging unit;
Comprising
The second driving force transmission means is
A third moving member that moves in the Y-axis direction by the rotational force from the second drive motor;
A connecting member that connects the third moving member and the imaging unit;
Including
The sample observation apparatus, wherein the second moving member moves in the Y-axis direction in conjunction with the movement of the third moving member.
上記第2のガイド手段に平行な第3のガイド手段を有し、
上記第3の移動部材は、上記第3のガイド手段に沿って移動することを特徴とする請求項1記載の試料観察装置。 The second driving force transmission means is
Having third guide means parallel to the second guide means,
The sample observation apparatus according to claim 1, wherein the third moving member moves along the third guide means.
上記第2の駆動モータは、上記箱体の上記第1の側壁に対向する第2の側壁に隣接して配置されると共に、上記第1の回転軸と平行な第2の回転軸を有することを特徴とする請求項1記載の試料観察装置。 The first drive motor is disposed adjacent to the first side wall of the box and has a first rotating shaft parallel to the first guide means,
The second drive motor is disposed adjacent to the second side wall facing the first side wall of the box and has a second rotation axis parallel to the first rotation axis. The sample observation apparatus according to claim 1.
Priority Applications (1)
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