JP4354446B2

JP4354446B2 - 顕微鏡ステージ及び顕微鏡観察用ユニット

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Publication number: JP4354446B2
Application number: JP2005299412A
Authority: JP
Inventors: 秀治土屋
Original assignee: Tokai Hit Co Ltd
Current assignee: Tokai Hit Co Ltd
Priority date: 2005-10-13
Filing date: 2005-10-13
Publication date: 2009-10-28
Anticipated expiration: 2025-10-13
Also published as: HK1124127A1; AU2006300339B2; AU2006300339A1; KR20080046732A; WO2007043561A9; US7830598B2; JP2007108445A; CN101300518B; EP1936425A4; EP1936425A1; KR101352458B1; US20090141345A1; CA2624167A1; WO2007043561A1; CN101300518A

Description

本発明は細胞や微生物等の観察対象が収容される培養容器の全体を加温できる顕微鏡ステージ及び当該顕微鏡ステージと、顕微鏡ステージ上に設置される培養装置とを備える顕微鏡観察用ユニットに関するものである。

従来、細胞や微生物の培養容器として、浅底円筒状の直径が３５ｍｍのディッシュが多用されている。また最近では培養液と細胞や微生物の収容部となるセルを多数備えたウェルプレートと呼ばれる培養容器も使用されている。このウェルプレートは例えば縦８５ｍｍ×横１１５ｍｍの大きさで、上記ディッシュよりもかなり大きなサイズとなっている。また、培養容器の深さもまちまちである。このように培養容器はその用途に応じて種々のサイズのものが使用されるようになっている。
通常、細胞等の培養を行う場合には、ディッシュやウェルプレートに収容した細胞等の温度を例えば３７℃に保つ必要があり、更には湿度やＣＯ₂濃度等の環境を保持することが必要である。

細胞等を観察するには光学顕微鏡が多用されるが、生育状態の細胞等を観察すためには顕微鏡のステージに載置した培養容器と共に細胞等を加温する必要がある。そこで顕微鏡のステージの中央に形成された開口部に嵌合するステージヒータが市販されている。この透明ヒータは透明導電膜が形成されたガラス板を備えており、透明導電膜に通電することにより発熱して、ステージに載置された培養容器が加温される。

しかしながら、上記したステージヒータはステージの中央部にのみ備えられているので、特に大型のウェルプレートを使用すると、培養容器の一部がステージヒータに対向する位置から外れてしまい、細胞等を加温することができない問題がある。

また、ウェルプレートでは多数のセルに細胞等を収容して培養し、この細胞等それぞれについて顕微鏡観察を行う。従って、多数のセル一つ一つを対物レンズの光軸上に位置するようにウェルプレートを移動させる必要があるが、ウェルプレートを手で持っていちいち移動させるのは面倒であり、しかも微細な移動を手で行うことは至難であることから、培養容器を載置するベースが二次元方向へ駆動できるタイプの顕微鏡ステージを用いることが必要不可欠である。

しかしながら、この駆動タイプの顕微鏡ステージは、顕微鏡に固定される固定ベース、左右方向（Ｘ方向）へ駆動する下側ベース及び前後方向（Ｙ方向）へ駆動する上側ベースから成る、三段構造となっているので比較的厚さ寸法が大きい。このため駆動タイプの顕微鏡ステージにヒータを単に組み込んだ場合、かなりの厚さ寸法を有することになる。従って、ステージ上の培養容器内の細胞等と対物レンズとの距離が遠くなり、高倍率の顕微鏡では対物レンズの焦点が合うまで細胞等に接近することができない問題がある。即ち、対物レンズの上下方向（Ｚ方向）の動作できる範囲は駆動タイプではない一枚構造のステージを基準に決められているため、駆動タイプの顕微鏡ステージにヒータを単に組み込むと、対物レンズをその垂直方向（Ｚ方向）における上限に位置させても細胞等の観察対象に焦点を合わせることは不可能である。

また、上記のように駆動タイプのステージの厚さ寸法が大きくなると、コンデンサも観察対象から離れて位置することになり、このため細胞等に焦点を合わせることができず十分な集光ができなくなる問題がある。
即ち、従来の駆動タイプの駆動ステージは厚さ寸法が大きいため、対物レンズと細胞等までの距離が遠くなり、またコンデンサと細胞等までの距離も遠くなってしまい、特に高倍率の顕微鏡では対物レンズ、コンデンサのいずれもが焦点が合うまで細胞等に接近することができない問題がある。

本発明は上記従来の問題点を踏まえてなされたものであって、ウェルプレートを含めた種々の形状及び大きさの培養容器全体を常に加温することができて、更に高倍率の顕微鏡でも対物レンズ及びコンデンサの焦点が合うまで細胞等の観察対象に接近することが可能で焦点を合わせることができる顕微鏡ステージ、及び顕微鏡ステージの駆動ベースと協働して閉鎖空間を形成し、この閉鎖空間内の温度、湿度等の環境を制御することができる顕微鏡観察用ユニットを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、固定ベースと、前記固定ベースに対し対物レンズの光軸に直交する平面内で二次元方向に移動可能に設けられ細胞等の観察対象が入れられた培養容器が設置される駆動ベースと、前記駆動ベースを前記二次元方向へ駆動させる駆動手段と、前記駆動ベースに形成され培養容器の観察対象が収容される部分に対応するサイズの透光部と、前記固定ベースに備えられ駆動ベースが二次元方向へ駆動しても培養容器全体を加温できるステージヒータと、前記ステージヒータに形成され対物レンズに対向する透光部とを具備することを特徴とする顕微鏡ステージである。

請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した顕微鏡ステージにおいて、前記ステージヒータに設けられる透光部は顕微鏡のコンデンサに対向する部分に備えられていることを特徴とする顕微鏡ステージである。

請求項３に記載した発明は、請求項１または２に記載した顕微鏡ステージにおいて、前記駆動ベースに形成される透光部は開口部であることを特徴とする顕微鏡ステージである。

請求項４に記載した発明は、請求項３に記載した顕微鏡ステージにおいて、駆動ベースに形成された開口部は、使用する培養容器のうち二次元方向の最大サイズのものに対応可能なサイズに設定されていることを特徴とする顕微鏡ステージである。

請求項５に記載した発明は、請求項４に記載した顕微鏡ステージにおいて、駆動ベースに形成された開口部に装着され、最大サイズの培養容器以外に使用する他の培養容器の二次元方向のサイズに対応する開口部が形成されたアダプタを備えたことを特徴とする顕微鏡ステージである。

請求項６に記載した発明は、請求項５に記載した顕微鏡ステージにおいて、前記駆動ベースには最大サイズの培養容器またはアダプタを駆動ベースの開口部に装着した状態で固定する固定手段を備えたことを特徴とする顕微鏡ステージである。

請求項７に記載した発明は、請求項１から６のいずれかに記載した顕微鏡ステージにおいて、ステージヒータに設けられる透光部は貫通穴であることを特徴とする顕微鏡ステージである。

請求項８に記載した発明は、請求項１から６のいずれかに記載した顕微鏡ステージにおいて、前記ステージヒータの発熱部は透明ベース板と、前記透明ベース板に形成された透明導電膜とによって構成されていることを特徴とする顕微鏡ステージである。

請求項９に記載した発明は、請求項１から８のいずれかに記載した顕微鏡ステージにおいて、駆動ベースは下側ベースと上側ベースとを有し、前記下側ベースは固定ベースに対し第１の方向へ直線移動自在であり、前記上側ベースは下側ベースに対し第１の方向に直交する第２の方向へ直線移動自在であることを特徴とする顕微鏡ステージである。

請求項１０に記載した発明は、請求項９に記載した顕微鏡ステージにおいて、下側ベースの上面には上面側凹部が形成され、前記上面側凹部に上側ベースが収容されており、前記下側ベースの下面には下面側凹部が形成され、前記下面側凹部に固定ベースが収容されていることを特徴とする顕微鏡ステージである。

請求項１１に記載した発明は、請求項１から１０のいずれかに記載した顕微鏡ステージと、駆動ベースに設置され前記駆動ベースと協働して閉鎖空間を形成する培養装置とから成る顕微鏡観察用ユニットにおいて、前記培養装置には前記閉鎖空間の温度、湿度等の環境を制御する環境制御手段が備えられていることを特徴とする顕微鏡観察用ユニットである。

請求項１２に記載した発明は、請求項１１に記載した顕微鏡観察用ユニットにおいて、培養装置は駆動ベースに載置されるハウジングと、前記ハウジングに載置されるトップヒータとを備え、前記トップヒータにはハウジングの上面開口部を覆う発熱部を有し、前記発熱部は透明ベース板と前記透明ベース板に形成された透明導電膜とによって構成されていることを特徴とする顕微鏡観察用ユニットである。

請求項１３に記載した発明は、請求項１２に記載した顕微鏡観察用ユニットにおいて、使用される培養容器の高さ寸法に応じてトップヒータとハウジングとの間に介装されるスペーサ枠を備えたことを特徴とする顕微鏡観察用ユニットである。

本発明の顕微鏡ステージによれば、ウェルプレートを含めた種々の形状及び大きさの培養容器に対応でき、培養容器全体を常に加温することができる。
また、更に培養容器を二次元方向へ移動させる構造をもち、しかも高倍率の顕微鏡でも対物レンズ及びコンデンサの焦点が合うまで、対物レンズ及びコンデンサが細胞等に接近することができる。
更に、顕微鏡観察用ユニットによれば顕微鏡ステージ、及び顕微鏡ステージの駆動ベースと協働して閉鎖空間を形成し、この閉鎖空間内の温度、湿度等の環境を制御することができる。

以下、本発明の顕微鏡ステージ及び顕微鏡観察用ユニットを実施するための最良の形態を説明する。
以下の説明では倒立顕微鏡を例に採り、最初に本発明の適用対象である顕微鏡の概要と当該顕微鏡による観察に使用される観察対象を収容する容器について簡単に説明し、次いで当該顕微鏡に適用される本発明の顕微鏡ステージと当該顕微鏡ステージを備える本発明の顕微鏡観察用ユニットについて具体的に説明する。

顕微鏡１は本発明の顕微鏡ステージ２５を備え、更にこの顕微鏡ステージ２５の下方には鏡筒６に保持された対物レンズ５が備えられている。それぞれ倍率の異なる対物レンズ５を保持する３つの鏡筒６は回転ベース８に支持されている。
更に、顕微鏡１は、その本体７に傾斜姿勢で設けられる鏡筒９、鏡筒９に取り付けられる接眼レンズ１１、本体７の前面下部に設けられるカメラポート１３を有している。
また、本体７の後面上部には透過照明支柱１５が設けられており、透過照明支柱１５にはコンデンサ３が支持され、このコンデンサ３は顕微鏡ステージ２５の上方に位置している。
顕微鏡ステージ２５と顕微鏡ステージ２５上に設置される培養装置２９とによって本発明の顕微鏡観察用ユニット３１が構成される。

培養容器を図２（ａ）〜（ｄ）に示す。
図２（ａ）に示すディッシュ３３は透明プラスチックで、上面が開放された浅底円筒状の本体３３ａと、蓋体３３ｂとによって構成されている。本体の直径が３５ｍｍ、深さが１０ｍｍ程度であり、細胞等を一検体ずつ収容する。

図２（ｂ）に示すウェルプレート３５はスイドガラス３５ａ上に透明プラスチック製の仕切り部材３５ｂが設けられて構成されている。スライドガラス３５ａは幅７５ｍｍ、奥行き２５ｍｍ、厚さ１ｍｍ程度である、仕切り部材３５ｂは幅１０ｍｍ、奥行き８ｍｍ、深さ１１．５ｍｍ程度の大きさで、細胞等のセル３５ｃが８つ設けられている。

図２（ｃ）に示すウェルプレート３７は透明プラスチック製で、本体３７ａと蓋体３７ｂとから構成されている。本体３７ａは浅底の容器で、直径６．５ｍｍ、深さ１０．５ｍｍ程度の円筒状のセル３７ｃが幅方向に１２個、奥行き方向に８個の計９６個配列されている。この本体３７ａの開放された上面には蓋体３７ｂが被せられる。ウェルプレート３７の外形寸法は幅１２７ｍｍ、奥行き８５ｍｍ、高さ１６ｍｍ程度に設定されている。

図２（ｄ）に示すウェルプレート３９は透明プラスチック製で、本体３９ａと蓋体３９ｂとから構成されている。本体３９ａは直径１６ｍｍ、深さ１７ｍｍ程度の円筒状のセル３９ｃが幅方向に６個、奥行き方向に４個の計２４個配列されている。この本体３９ａの開放された上面には蓋体３９ｂが被せられる。ウェルプレート３９の外形寸法は幅１２７ｍｍ、奥行き８５ｍｍ、高さ２２．５ｍｍ程度に設定されている。
図２（ｃ）、（ｄ）に示すウェルプレート３７、３９が幅方向、奥行き方向、即ち二次元方向における最大サイズとなり、ディッシュ３３、３５が後述するアダプタ９９Ａ、９９Ｂを使用する他の培養容器となる。またウェルプレート３９が高さ方向における最大サイズとなっている。

本発明の顕微鏡ステージ２５について説明する。
図３、図４に示すように顕微鏡ステージ２５は固定ベース４７と、固定ベース４７に対し対物レンズ５の光軸Ｌに直交する平面内で二次元方向に移動可能に設けられる駆動ベース４９と、駆動ベース４９を二次元方向に駆動させる駆動手段と、駆動ベース４９に形成される開口部５３と、固定ベース４７の下面に取り付けられるステージヒータ５５とを備えている。

固定ベース４７及びステージヒータ５５の構成について説明する。
固定ベース４７は矩形平板状の部材で矩形状に大きく開口した窓部６１が設けられている。ステージヒータ５５には上方に僅かに突出する矩形の発熱部５８が設けられ、この発熱部５８には通電することにより発熱する図示しない電熱線が内蔵されている。発熱部５８には円形の透光部としての貫通孔６９が形成されている。この貫通孔６９は後述するように対物レンズ５とコンデンサ３に対向する部分に備えられている。
固定ベース４７の下面には発熱部５８を受け入れる図示しない凹部が形成されており、この凹部に発熱部５８が受け入れられて、ステージヒータ５５が固定ベース４７の下面に取り付けられている。この発熱部５８の中央部分は窓部６１から露出している。発熱部５８は後述するように顕微鏡ステージ２５の駆動ベース４９がどの位置に駆動しても、駆動ベース４９上のウェルプレート３７、３９が対向する大きさ及び形状となっており、ウェルプレート３７、３９の全体を常に加温できるようになっている。

駆動ベース４９の構成について説明する。
駆動ベース４９は下側ベース７１と上側ベース７３とを有し、下側ベース７１の上面には上面側凹部７７が形成されており、この上面側凹部７７に上側ベース７３が収容される。また下側ベース７１の下面には下面側凹部７９が形成されており、この下面側凹部７９に固定ベース４７が収容される。従って、この顕微鏡ステージ２５は従来の駆動タイプの顕微鏡ステージに比べて厚さ寸法がかなり小さくなる。
図６に示すように下側ベース７１は固定ベース４７に対しリニアガイド８１を介して取り付けられており、第１の方向としての左右方向（以下、Ｘ方向という。）へ直線移動することができる。図５に示すように上側ベース７３は下側ベース７１に対しリニアガイド８３を介して取り付けられており、Ｘ方向に直交する第２の方向としての前後方向（以下Ｙ方向という。）へ直線移動することができる。

下側ベース７１と上側ベース７３には透光部としての開口部５３が形成されている。
下側ベース７１の下面にはラック８５が固定され、上側ベース７３の下面にはラック８７が固定されている。
上側ベース７３にはピニオン機構８９が取り付けられており、このピニオン機構はピニオン９２、９４を備えている。ピニオン９２は下側ベース７１のラック８５に噛み合っており、ピニオン９４はラック８７に噛み合っている。操作ノブ９５を回すとピニオン９２が回転し、操作ノブ９７を回すとピニオン９４が回転する。これらピニオン機構８９、ラック８５、８７によって駆動ベース４９を二次元方向へ駆動する駆動手段が構成されている。

駆動ベース４９は容器保持枠７４を有しており、この容器保持枠７４は開口部５３に装着される。この容器保持枠７４の構成について説明する。
符号７６は枠状体を示し、この枠状体７６には透光部としての矩形の開口部７８が形成されている。後述するように開口部７８はウェルプレート３７を嵌め込むと９６個のセル３７ｃの全てが対向するサイズとなっている。また、開口部７８はウェルプレート３９を嵌め込んだ場合においても２４個のセル３９ｃの全てが対向するサイズとなっている。この枠状体７６の開口部７８の内周面の下端には張り出し部８０が形成されている。

１つの角部には枠状体固定手段１３５が備えられている。枠状体固定手段１３５は角ブロック１０３、この角ブロック１０３に収容されたコイルバネ１４１、角ブロック１０３に収容され一部分が外側に向かって突出する突出片１３７及び突出片１３７の図示しない抜け止め手段によって構成されている。コイルバネ１４１は突出片１３７を突出方向へ付勢しており、突出片１３７は抜け止め手段によって抜け止めされている。
角ブロック１０３の内側には切り欠き１０４が形成されている。

枠状体７６の枠状体固定手段１３５と対角にある角部にはウェルプレート３７、３９を固定するための固定手段１０１が備えられている。ウェルプレート固定手段１０１は角ブロック１０２、この角ブロック１０２に収容されたコイルバネ１０６、角ブロック１０２に収容され一部分が内側に向かって突出する突出片１０５及び図示しない突出片１０５の抜け止め手段によって構成されている。コイルバネ１０６は突出片１０５を突出方向へ付勢しており、突出片１０５は抜け止め手段によって抜け止めされている。突出片１０５の先端部には凹部１０５ａが形成されている。角ブロック１０２の内側には切り欠き１０６が形成され、この切り欠き１０６内に突出片１０５の先端部が突出している。
尚、ウェルプレート固定手段１０１は後述するアダプタ９９Ａ、９９Ｂの固定手段を兼ねている。

顕微鏡ステージ２５には培養装置２９が設置され、顕微鏡ステージ２５と培養装置２９とによって本発明の顕微鏡観察用ユニット３１が構成される。
培養装置２９の構成について説明する。
符号１０９は枠状のハウジング１０９を示し、このハウジング１０９の上面には凹部１０９ａが形成されている。またハウジング１０９の内側には水槽１１１が設けられている。図８に示すようにハウジング１０９には水供給管１１２、ガス供給管１１４が設けられており、水供給管１１２、水供給管１１２の一端部は水槽１１１内へ突出しており、他端部はハウジング１０９の外側面から突出している。水供給管１１２の他端部には給水ホース１１９が接続され、ガス供給管１１４の他端部にはガスホース１２１が接続されている。

符号１１３はトップヒータを示し、このトップヒータ１１３はハウジング１０９に載置される。トップヒータ１１３は保持枠６３と、この保持枠６３に保持された透明ヒータ６４とによって構成されている。この透明ヒータ６４はシリコーンによって貼り合わされた二枚のベース板としてのガラス板と、一方のガラス板に形成された透明導電膜とによって構成されている。この透明導電膜に通電することにより発熱する。

ステージヒータ５５、トップヒータ１１３、ガス供給管１１４、ガスホース１２１、水供給管１１２、給水ホース１１９及び図示しない温度センサによって閉鎖空間１１５の温度、湿度等の環境を制御する環境制御手段が構成されている。

図１５、図１６にディッシュ３３用のアダプタ９９Ａを示す。
アダプタ９９Ａの本体１２０はウェルプレート３７、３９と幅寸法と奥行き寸法がほぼ同一で厚さが３ｍｍ程度の矩形平板状の部材である。本体１２０の中央には開口部１２２が形成され、この開口部１２２はディッシュ３３の本体３３ａがちょうど嵌まり込む大きさの円形部とこの円形部のＸ方向の両側に連続して形成された矩形部とから成る。また、本体１２０には、上方へ突出する一対の支柱１２８が設けられ、一対の支柱１２８には板バネから成る押さ片１２９が回動自在にそれぞれ支持されている。

図１７にウェルプレート３５用のアダプタ９９Ｂを示す。
アダプタ９９Ｂの本体１４０はウェルプレート３７、３９と幅寸法と奥行き寸法がほぼ同一で厚さが３ｍｍ程度の矩形平板状の部材である。本体１４０の中央には開口部１４２が形成され、この開口部１４２はウェルプレート３５のスライドガラス３５ａがちょうど嵌まり込む大きさの矩形部とこの矩形部のＹ方向の両側に連続して形成された半円形部とから成る。また、本体１４０には、上方へ突出する支柱１２８が設けられ、この支柱１２８には押さ片１２９が回動自在に支持されている。

図１８、図１９にスペーサ枠１３１を示す。
このスペーサ枠１３１はウェルプレート３９のように高さ寸法の大きい培養容器を用いる場合に使用するものである。
スペーサ枠１３１の本体１３１ａの下面には嵌合凸部１３１ｂが形成され、上面には嵌合凹部１３１ｃが形成されている。

次にこの顕微鏡ステージ２５、顕微鏡観察ユニット３１の使用方法について説明する。
前述のように固定ベース４７をボルトＢによって顕微鏡１の本体７に取り付け、顕微鏡ステージ２５を顕微鏡１に装着する。そして、容器保持枠７４を駆動ベース４９の開口部５３に装着する。このとき容器保持枠７４の突出片１３７を開口部５３の周面に押し付けコイルバネ１４１の付勢力に抗して、角ブロック１０３内へ押し込み、その状態のまま枠状体７６を開口部５３に嵌める。突出片１３７は開口部５３の周面に弾接して、容器保持枠７４がガタのない状態に固定される。

次いで、培養液Ｓと観察対象である細胞Ａがセル４５に収容されたウェルプレート３７を容器保持枠７４の開口部７８に嵌めて、ウェルプレート３７の下面の周縁部を張り出し部８０に設置する。このときウェルプレート３７の本体３７ａの一つの角部をウェルプレート固定手段１０１の突出片１０５の凹部１０５ａに嵌め込んで、突出片１０５を角ブロック１０２へ押し込み、その状態のままウェルプレート３７の本体３７ａを開口部７８に嵌める。本体３７ａの一つの角部は角ブロック１０２の切り欠き１０６に嵌り、当該角部と対角にある角部は角ブロック１０３の切り欠き１０４に嵌まる。突出片１０５はウェルプレート３７の本体３７ａに弾接して、本体３７ａを切り欠き１０４の側面に押し付けている。これによりウェルプレート３７は容器保持枠７４にガタのない状態に固定される。

次に、培養容器２９のハウジング１０９を上側ベース７３に設置する。ハウジング１０９はウェルプレート３７を囲む位置に備える。そして、ハウジング１０９にトップヒータ１１３を載せて、上側ベース７３とハウジング１０９とトップヒータ１１３とによって閉鎖空間１１５を形成する。
ステージヒータ５５のスイッチをオンにして発熱部５８から発熱させ、またトップヒータ１１３のスイッチをオンにして透明ヒータ６４から発熱させる。これにより閉鎖空間１１５が加温される。図示しない温度センサの検知情報に基づいて発熱部５５、透明ヒータ６４の発熱が制御されて、閉鎖空間１１５の温度が所定値になるように調節される。

図示しない給水装置から給水ホース１１９と水供給管１１２とを介して水が水槽１１１へ供給されて、水槽１１１に水が貯留される。水槽１１１内の水はステージヒータ５５とトップヒータ１１３によって加温され蒸発して閉鎖空間１１５が所定の湿度となる。
また、図示しないＣＯ₂ボンベからガスホース１２１とガス供給管１１４とを介してＣＯ₂が閉鎖空間１１５に供給されて閉鎖空間１１５がＣＯ₂で満たされる。
このように、閉鎖空間１１５の温度、湿度及びＣＯ₂濃度の環境が所定の値になるように制御される。

ウェルプレート３７内の細胞Ａを観察する場合には、操作ノブ９５、９７を回して駆動ベース４９をＸ方向及びＹ方向へ動かし、ウェルプレート３７内の観察対象となる細胞Ａを対物レンズ５の光軸Ｌ上に位置させて顕微鏡観察を行う。
即ち、例えば図９に示す状態から操作ノブ９５を回してピニオン９２を回転させてラック８５を動かし、これにより上側ベース７３と共に下側ベース７１をＸ方向へ駆動させて、図１３に示す状態へ上側ベース７３上のウェルプレート３７をＸ方向へ移動させる。また、図１０に示す状態から操作ノブ９７を回してピニオン９４を回転させてラック８７を動かし、これにより上側ベース７３をＹ方向へ駆動させて、図１４に示す状態へ上側ベース７３上のウェルプレート３７をＹ方向へ移動させる。

図９、図１３、図１０、図１４に示した状態を含めて、駆動ベース４９が二次元方向のどの位置に駆動しても、発熱部５８は駆動ベース４９上のウェルプレート３７に対向する大きさ及び形状となっているので、ウェルプレート３７のセル４５に収容された細胞Ａの全てが常に加温される。
また、顕微鏡ステージ２５は従来の駆動タイプの顕微鏡ステージに比べて厚さ寸法がかなり小さいので、対物レンズ５は従来の駆動タイプの顕微鏡ステージも用いた場合に比べて細胞Ａの近傍まで接近することができる。従って、高倍率の対物レンズでも細胞Ａに焦点を合わせることが可能である。また、コンデンサ３も同様に細胞Ａの近傍まで接近することができる。従って、細胞Ａに焦点を合わせることが可能であり、細胞Ａに対して適切に集光することができる。

図１５、図１６に示すようにディッシュ３３を使用する場合には、ウェルプレート３７の代わりにアダプタ９９Ａを容器保持枠７４に装着する。即ち、アダプタ９９Ａを開口部７８に嵌めて張り出し部８０に設置し、アダプタ９９Ａの角部に突出片１０６を弾接させる。そして、本体３３ａに細胞Ａが培養液Ｓと共に収容されたディッシュ３３をアダプタ９９Ａの開口部１２２に嵌めてから、一対の押さえ片１２９を回動させディッシュ３３の蓋３３ｂに弾接させて、ディッシュ３３を固定する。
駆動ステージ４９の駆動や細胞Ａの観察方法等は上記したウェルプレート３７を用いた場合と同様である。

図１７に示すようにウェルプレート３５を使用する場合にはアダプタ９９Ｂを上記アダプタ９９Ａと同様にして容器保持枠７４に装着する。そして、開口部１４２にウェルプレート３５を嵌めて押さえ片１２９をスライドガラス３５ｂに弾接させてウェルプレート３５を固定する。

図１９に示すようにウェルプレート３９を使用する場合にはスペーサ枠１３１をハウジング１０９とトップヒータ１１３との間に介装させる。この際スペーサ枠１３１の凸部１３１ｂをハウジング凹部１０９ａに嵌合させ、スペーサ枠１３１がハウジング１０９から脱落するのを防止する。ハウジング１０９にスペーサ枠１３１を載せることにより閉鎖空間１１５の高さ寸法が大きくなり、ウェルプレート３９を閉鎖空間１１５に収容することができる。

ウェルプレート３９より高さ寸法の大きい培養容器を使用する場合には、スペーサ枠１３１を二段以上に積み上げて用いる。この場合、上段のスペーサ枠１３１の嵌合凸部１３１ｂが下段のスペーサ枠１３１の嵌合凹部１３１ｃに嵌合させる。これによりスペーサ枠１３１を多段に積み上げても、スペーサ枠１３１がずれたり、脱落したりするのを防止することができる。

以上、本発明の実施の形態について詳述してきたが、本発明の具体的構成はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨から外れない範囲での設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、本発明の適用対象となる顕微鏡１は上述した倒立顕微鏡に限らず、観察対象Ａの上方に対物レンズ５、下方にコンデンサ３が配置された実体顕微鏡や正立顕微鏡であってもよい。

また駆動ベース４９に形成される開口部５３とステージヒータ５５に形成される透光部は貫通穴６９に限らず、光を透過する性質を有する透明ガラス等によって構成することも可能である。この場合において透明ガラスをトップヒータ２９と同様の透明ヒータによって構成してもよい。即ち、ステージヒータの発熱部を透明ヒータによって構成してもよい。
また駆動ベース４９に形成される開口部５３、容器保持枠７４の開口部７８、及びステージヒータ５５の発熱部５８の形状と大きさは前述したウェルプレート３７、３９の形状と大きさを基準にしたが、これより大型の培養容器を用いる場合には当該培養容器の形状と大きさを基準にして設定される。
同様にアダプタの形状も培養容器の形状や大きさに対応して適宜改変することが可能である。

また駆動ベース４９を駆動する駆動手段の駆動源としては前述した操作ノブ９５、９７を手で回す手動による構成の他、サーボモータやステッピングモータ等を使用した電動式のものを採用することも可能である。また駆動伝達手段として採用したラック、ピニオン機構に代えてボールネジ機構等を採用することも可能である。

本発明の適用対象である顕微鏡を示す斜視図である。観察対象を収容する種々の容器（ａ）〜（ｄ）を示す斜視図である。本発明の実施の形態に係る顕微鏡ステージと該顕微鏡ステージに培養装置を設置した顕微鏡観察用ユニットを示す分解斜視図である。本発明の実施の形態に係る顕微鏡ステージの分解斜視図である。図４の顕微鏡ステージの正面図である。図４の顕微鏡ステージの側面図である。図４の顕微鏡ステージの平面図である。図４の顕微鏡ステージに培養装置を設置した状態の顕微鏡観察用ユニットを示す平面図である。図８のＡ−Ａ断面図である。図８のＢ−Ｂ断面図である。容器保持枠に設けられた枠状体固定手段の斜視図である。容器保持枠に設けられたウェルプレート固定手段の斜視図である。図９に示す状態から駆動ベースをＸ方向へ駆動させた状態の図である。図１０に示す状態から駆動ベースをＹ方向へ駆動させた状態の図である。容器保持枠とアダプタの斜視図である。図４の顕微鏡ステージに図１５のディッシュ用のアダプタを適用して培養装置を設置した状態の顕微鏡観察用ユニットを示す平面図である。図４の顕微鏡ステージに図（ｂ）のウェルプレート用のアダプタを適用して培養装置を設置した状態の顕微鏡観察用ユニットを示す平面図である。スペーサの斜視図である。図１８のスペーサを用いて閉鎖空間の高さ寸法を大きくして図２（ｄ）のウェルプレートを培養装置に収容した場合の図９に対応する断面図である。

符号の説明

１顕微鏡３コンデンサ５対物レンズ６鏡筒
７本体８回転ベース
９鏡筒１１接眼レンズ１３カメラポート
１５透過照明支柱２５顕微鏡ステージ２７カメラ
２９培養装置３１顕微鏡観察用ユニット３３ディッシュ
３３ａディッシュの本体３３ｂディッシュの蓋体
３５ウェルプレート３５ａスライドガラス
３５ｂ仕切り部材３５ｃセル３７ウェルプレート
３７ａウェルプレートの本体３７ｂウェルプレートの蓋
３９ウェルプレート３９ａウェルプレートの本体
３９ｂウェルプレートの本体４７固定ベース
４９駆動ベース５３開口部５５ステージヒータ
５７透光部５８発熱部６１窓部６３支持枠
６６透明ヒータ６７透明導電膜
６９ステージヒータの貫通穴７１下側ベース７３上側ベース
７４容器保持枠７６枠状体７８開口部
８０張り出し部７７上面側凹部７９下面側凹部
８１リニアガイド８３リニアガイド
８７ラック８９ピニオン機構９２、９４ピニオン
９５操作ノブ９７操作ノブ９９Ａアダプタ
９９Ｂアダプタ１４０アダプタの本体１４２アダプタの開口部
１０１アダプタ等固定手段１０２角ブロック
１０３角ブロック１０４切り欠き
１０６コイルバネ１０９ハウジング１０９ａ凹部
１１１水槽１１３トップヒータ１１２水供給管
１１４ガス供給管１１５閉鎖空間
１１９給水ホース１２０アダプタの本体
１２２アダプタの開口部１２１ガスホース
１２８支柱１２９押さえ片
１３１スペーサ枠１３１ａスペーサ枠の本体
１３１ｂ嵌合凸部１３１ｃ嵌合凹部
１３３容器固定手段１３７突出片
Ａ観察対象Ｓ培養液Ｌ光軸Ｂ固定ボルト

Claims

固定ベースと、前記固定ベースに対し対物レンズの光軸に直交する平面内で二次元方向に移動可能に設けられ細胞等の観察対象が入れられた培養容器が設置される駆動ベースと、前記駆動ベースを前記二次元方向へ駆動させる駆動手段と、前記駆動ベースに形成され培養容器の観察対象が収容される部分に対応するサイズの透光部と、前記固定ベースに備えられ駆動ベースが二次元方向へ駆動しても培養容器全体を加温できるステージヒータと、前記ステージヒータに形成され対物レンズに対向する透光部とを具備することを特徴とする顕微鏡ステージ。
請求項１に記載した顕微鏡ステージにおいて、前記ステージヒータに設けられる透光部は顕微鏡のコンデンサに対向する部分に備えられていることを特徴とする顕微鏡ステージ。
請求項１または２に記載した顕微鏡ステージにおいて、前記駆動ベースに形成される透光部は開口部であることを特徴とする顕微鏡ステージ。
請求項３に記載した顕微鏡ステージにおいて、駆動ベースに形成された開口部は、使用する培養容器のうち二次元方向の最大サイズのものに対応可能なサイズに設定されていることを特徴とする顕微鏡ステージ。
請求項４に記載した顕微鏡ステージにおいて、駆動ベースに形成された開口部に装着され、最大サイズの培養容器以外に使用する他の培養容器の二次元方向のサイズに対応する開口部が形成されたアダプタを備えたことを特徴とする顕微鏡ステージ。
請求項５に記載した顕微鏡ステージにおいて、前記駆動ベースには最大サイズの培養容器またはアダプタを駆動ベースの開口部に装着した状態で固定する固定手段を備えたことを特徴とする顕微鏡ステージ。
請求項１から６のいずれかに記載した顕微鏡ステージにおいて、ステージヒータに設けられる透光部は貫通穴であることを特徴とする顕微鏡ステージ。
請求項１から６のいずれかに記載した顕微鏡ステージにおいて、前記ステージヒータの発熱部は透明ベース板と、前記透明ベース板に形成された透明導電膜とによって構成されていることを特徴とする顕微鏡ステージ。
請求項１から８のいずれかに記載した顕微鏡ステージにおいて、駆動ベースは下側ベースと上側ベースとを有し、前記下側ベースは固定ベースに対し第１の方向へ直線移動自在であり、前記上側ベースは下側ベースに対し第１の方向に直交する第２の方向へ直線移動自在であることを特徴とする顕微鏡ステージ。
請求項９に記載した顕微鏡ステージにおいて、下側ベースの上面には上面側凹部が形成され、前記上面側凹部に上側ベースが収容されており、前記下側ベースの下面には下面側凹部が形成され、前記下面側凹部に固定ベースが収容されていることを特徴とする顕微鏡ステージ。
請求項１から１０のいずれかに記載した顕微鏡ステージと、駆動ベースに設置され前記駆動ベースと協働して閉鎖空間を形成する培養装置とから成る顕微鏡観察用ユニットにおいて、前記培養装置には前記閉鎖空間の温度、湿度等の環境を制御する環境制御手段が備えられていることを特徴とする顕微鏡観察用ユニット。
請求項１１に記載した顕微鏡観察用ユニットにおいて、培養装置は駆動ベースに載置されるハウジングと、前記ハウジングに載置されるトップヒータとを備え、前記トップヒータにはハウジングの上面開口部を覆う発熱部を有し、前記発熱部は透明ベース板と前記透明ベース板に形成された透明導電膜とによって構成されていることを特徴とする顕微鏡観察用ユニット。
請求項１２に記載した顕微鏡観察用ユニットにおいて、使用される培養容器の高さ寸法に応じてトップヒータとハウジングとの間に介装されるスペーサ枠を備えたことを特徴とする顕微鏡観察用ユニット。