JP7058897B1

JP7058897B1 - 試料検査装置

Info

Publication number: JP7058897B1
Application number: JP2021181838A
Authority: JP
Inventors: 裕美待田
Original assignee: 株式会社総合水研究所
Priority date: 2021-11-08
Filing date: 2021-11-08
Publication date: 2022-04-25
Anticipated expiration: 2041-11-08
Also published as: JP2023069739A

Abstract

【課題】小型化し易い試料検査装置を提供する。【解決手段】試料検査装置１０は、試料を収納する試料収納器１５を複数個保持可能なホルダ２０と、複数のホルダ２０を、水平方向に出し入れ可能に、上下方向に間隔をおいて支持するキャリア３０と、キャリア３０を昇降させるキャリア昇降手段４０と、所定の高さ位置にあるホルダ２０をキャリア３０に対して水平方向へ出し入れするホルダ移動手段６０と、キャリア３０から引き出されたホルダ２０に保持された試料収納器１５を撮像する撮像部８０と、撮像部８０をホルダ２０の出し入れ方向と直交する水平方向に移動させる撮像部移動手段９０と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、培養された微生物又は細胞（以下「微生物等」という。）がコロニーを形成した試料を検査する試料検査装置に関する。

試料検査装置として、様々なものが提案されている。例えば、特許文献１に開示されている試料検査装置は、トレイ（３１～３６）上に載置された試料を培養する複数の培養室（１１～１６）と、培養により形成されたコロニーを計測する検査室（１０）と、トレイ搬送装置（４１～４６）とを備える試料検査装置であって、複数の培養室（１１～１６）は、温度，湿度，酸素濃度，二酸化炭素濃度の内の少なくともいずれか一つの室内環境条件を独立的に制御可能な構成を備え、検査室（１０）は、前記コロニーを撮像する撮像装置（６１）を備える。撮像装置（６１）は、上下方向に移動する撮像装置駆動部（５１）と、水平方向に移動する撮像装置駆動部（５２）と、により、３次元的に移動可能となっている。さらに、複数の培養室（１１～１６）の各部屋の周囲側面は断熱材で覆われている。

特開２００５－２６１２６０号公報

複数の培養室（１１～１６）の室内環境条件を独立的に制御するためには、特許文献１の図面には示されていないが、各培養室に温度制御装置（１）等の環境調整装置をそれぞれ設ける必要がある。さらに、複数の培養室（１１～１６）の各部屋の周囲側面は断熱材で覆われている。これにより、当該試料検査装置は、大型のものとなる。

本発明は、上記の実情に鑑みて創案されたものであり、小型化し易い試料検査装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に係る試料検査装置は、試料を収納する試料収納器を複数個保持可能なホルダと、複数の前記ホルダを、水平方向に出し入れ可能に、上下方向に間隔をおいて支持するキャリアと、前記ホルダを前記キャリアに対して水平方向へ出し入れするホルダ移動手段と、前記キャリアから引き出された前記ホルダに保持された前記試料収納器を撮像する撮像部と、を備える。

さらに、本発明の第２の態様に係る試料検査装置は、試料を収納する試料収納器を複数個保持可能なホルダと、複数の前記ホルダを、水平方向に出し入れ可能に、上下方向に間隔をおいて支持するキャリアと、前記キャリアを昇降させるキャリア昇降手段と、所定の高さ位置にある前記ホルダを前記キャリアに対して水平方向へ出し入れするホルダ移動手段と、前記キャリアから引き出された前記ホルダに保持された前記試料収納器を撮像する撮像部と、前記撮像部を前記ホルダの出し入れ方向と直交する水平方向に移動させる撮像部移動手段と、を備える。

かかる構成を備える試料検査装置によれば、キャリアが昇降することによって、撮像部は上下方向の移動を必要としないので、撮像部の下方に環境調整装置を配置することができ、キャリアの下方に環境調整装置を配置する場合に比べて、試料検査装置全体の高さを小さくすることができる。

本発明の第３の態様に係る試料検査装置は、前記第１の態様に係る試料検査装置であって、前記ホルダ移動手段は、前記ホルダの出し入れ方向と直交する左右方向の両側に位置する左右一対の第１揺動アームと、前記左右一対の第１揺動アームのそれぞれの先端側に取り付けられ、前記キャリアに格納された前記ホルダを左右両側から挟持可能な左右一対の第１ローラと、前記左右一対の第１ローラをそれぞれ回転させる左右一対の第１出入モータと、前記ホルダの出し入れ方向において前記キャリアから離れた位置に配置された左右一対の第２揺動アームと、前記左右一対の第２揺動アームのそれぞれの先端側に取り付けられ、前記キャリアから引き出された前記ホルダを左右両側から挟持可能な左右一対の第２ローラと、前記左右一対の第２ローラをそれぞれ回転させる左右一対の第２出入モータと、を有する。

本発明の第４の態様に係る試料検査装置は、前記第１の態様または前記第２の態様に係る試料検査装置であって、試料に含まれる微生物又は細胞が増殖可能な培養室を更に備え、複数の前記ホルダ、前記キャリアおよび前記撮像部は、同じ培養室内に設けられている。

本発明によれば、小型化し易い試料検査装置を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る試料検査装置を示す斜視図である。本発明の実施の形態に係る試料検査装置に用いられるホルダを示す斜視図である。図２のホルダに保持された試料収納器を示す斜視図である。本発明の実施の形態に係る試料検査装置に用いられるキャリアを示す斜視図である。図４のキャリアに図３の試料収納器およびホルダが格納された状態を示す斜視図である。本発明の実施の形態に係る試料検査装置のキャリア昇降手段を示す斜視図である。本発明の実施の形態に係る試料検査装置のキャリア昇降手段の右側の構成を示す右側面図である。本発明の実施の形態に係る試料検査装置のホルダ移動手段を示す斜視図である。本発明の実施の形態に係る試料検査装置のホルダ移動手段の右側の構成を示す平面図である。本発明の実施の形態に係る試料検査装置のホルダ移動手段の右側の構成を示す右側面図である。本発明の実施の形態に係る試料検査装置のホルダ移動手段がキャリアからホルダを引き出す前の状態を示す斜視図である。本発明の実施の形態に係る試料検査装置のホルダ移動手段がキャリアからホルダを引き出した後の状態を示す斜視図である。本発明の実施の形態に係る試料検査装置の撮像部移動手段を示す右前方から見た斜視図である。本発明の実施の形態に係る試料検査装置の撮像部移動手段を示す右後方から見た斜視図である。本発明の実施の形態に係る試料検査装置の制御装置を示すブロック図である。本発明の実施の形態に係る試料検査装置により行われる検査開始から検査終了までの工程を示した図である。本発明の実施の形態に係る試料検査装置の入出力装置に表示される初期画面を示す図である。本発明の実施の形態に係る試料検査装置の入出力装置に表示される検査日時を選択するための画面を示す図である。本発明の実施の形態に係る試料検査装置の入出力装置に表示される試料収納器の画像と検出された微生物等の数を表示する画面を示す図である。

以下、本発明の実施の形態に係る試料検査装置について、図面を参照しつつ説明する。なお、本明細書において、方向を次のように定義する。キャリアが扉から培養室に格納される向きを後向きとし、キャリアが培養室から出される向きを前向きとする。上下方向および左右方向については、培養室を手前側から見た状態で定義する。さらに、前後方向および左右方向を含む方向を水平方向とする。

試料検査装置１０は、試料収納器１５に収納される試料に形成された所定の大きさを有するコロニーの個数を計測することにより、試料収納器１５内に存在する微生物等の数を検出する装置である。本実施の形態に係る試料検査装置１０は、筐体となる培養室１、試料収納器１５、ホルダ２０、キャリア３０、キャリア昇降手段４０、ホルダ移動手段６０、撮像部８０、撮像部移動手段９０、環境調整装置１００、制御装置２００および入出力装置３００を備える。

培養室１は、本実施の形態では、インキュベーターであり、その内部において試料収納器１５に収納される試料に含まれる微生物等が増殖可能となるよう、温度、湿度、二酸化炭素濃度等の環境条件を調整することができる。培養室１は、図１に示すように、略立方体の形状を有し、天部、底部および四方を覆うアクリル板と、天部と底部との間に配設されていて天部を支持する複数の支柱（後述する第１支柱４１Ｌ，４１Ｒおよび第２支柱４２Ｌ，４２Ｒを含む）とにより構成されている。培養室１は、手前側のアクリル板に扉１ｄを備える。培養室１の左隣には、制御装置２００および入出力装置３００が設けられている。培養室１の内部の手前側には、キャリア昇降手段４０が設けられており、奥側には、撮像部８０および撮像部移動手段９０が設けられている。培養室１の内部の左右両側には、ホルダ移動手段６０が設けられている。培養室１の内部の撮像部８０および撮像部移動手段９０の下方には、環境調整装置１００が設けられている。なお、培養室１の周囲には、断熱材が設けられていてもよい。

ホルダ２０は、図３に示すように、微生物等が付着する試料を収納する試料収納器１５を複数個保持可能とする。例えば、ホルダ２０は、前後方向に２つの試料収納器１５を保持することができ、左右方向に３つの試料収納器１５を保持することができ、計６つの試料収納器１５を保持することができる。試料収納器１５は、例えばシャーレである。試料は、例えば寒天培地であり、例えばフィルム培地である。

ホルダ２０は、図２に示すように、試料収納器１５を保持する本体部２２と、本体部２２の左右両側に設けられそれぞれ前後方向に延びている左右一対の鍔部２４と、を有する。本体部２２には、試料収納器１５を保持するための保持孔２６ｈと、空気を通すための空気孔２７ｈとがそれぞれ複数形成されている。試料収納器１５は、保持孔２６ｈに嵌入することによって、本体部２２に保持される。

図４は、キャリア３０を示している斜視図であり、図５は、試料収納器１５が載せられたホルダ２０を格納するキャリア３０を示している斜視図である。キャリア３０は、複数のホルダ２０を、水平方向（前後方向）に出し入れ可能に、上下方向に間隔をおいて支持可能とする。例えば、キャリア３０は、１０枚のホルダ２０を支持可能である。キャリア３０は、扉１ｄから培養室１に格納可能となっている。キャリア３０により、例えば図示しないクリーンルームから、複数枚のホルダ２０を支持した状態でまとめて移動させることができるとともに、複数枚のホルダ２０を培養室１内にまとめて配置することができる。なお、図５は、キャリア３０の最下位に、ホルダ２０が１枚格納されている状態を示しているが、これは、キャリア３０に格納されているホルダ２０を見やすくするためにホルダ２０を１枚だけ図示しているのであって、キャリア３０に格納されるホルダ２０の枚数が１枚に限定されることを意味するものではない。また、図４および図５はともに、キャリア３０を図１の後側から見た斜視図となっている。

キャリア３０は、図４に示すように、ホルダ２０を前後方向にスライド可能に支持する左右一対の側部３２と、左右一対の側部３２の下部に架け渡された底部３３と、左右一対の側部３２の上部に架け渡された天部３４と、を有する。

左右一対の側部３２には、前後方向に延び上下方向に間隔を空ける複数の、例えば１０個の溝３２ｇが形成されている。左右一対の側部３２の溝３２ｇにホルダ２０の左右一対の鍔部２４が挿入されて、ホルダ２０は前後方向にスライド可能となっている。上下方向に間隔をおいた複数の溝３２ｇに複数のホルダ２０がそれぞれ挿入されることで、複数のホルダ２０は、上下方向に間隔をおいた状態でキャリア３０に支持される。図５に示されているキャリア３０では、最下位の溝３２ｇにホルダ２０が挿入されている。

さらに、左右一対の側部３２には、開口３２ａがそれぞれ形成されている。開口３２ａは、後述するホルダ移動手段６０の第１ローラ６３Ｌ，６３Ｒが、撮像高さ位置にある試料収納器１５を保持するホルダ２０の鍔部２４に当接可能となるための開口である。なお、撮像高さ位置とは、撮像部８０が撮像対象物を撮像可能となる高さ位置のことである。

底部３３には、空気を通すための空気孔３３ｈが複数形成されている。

天部３４には、空気を通すための空気孔３４ｈが複数形成されている。また、天部３４には、キャリア３０を持ち運びしやすくするための左右一対の持ち手３５が取り付けられている。

さらに、天部３４の左右両側には、それぞれ左右方向に延びている左右一対の鍔部３６が設けられている。キャリア３０の鍔部３６は、後述するキャリア昇降手段４０の昇降板５１の上端に係止可能となっている。

（キャリア昇降手段）
次に、キャリア昇降手段４０について説明する。キャリア昇降手段４０は、図１に示すように、扉１ｄから培養室１内に収納され複数のホルダ２０を格納するキャリア３０を培養室１内で昇降させる。キャリア昇降手段４０は、撮像対象となる試料収納器１５を撮像部８０が撮像可能となるために、制御装置２００の制御に基づき、キャリア３０を昇降させて、撮像対象となる試料収納器１５の高さ位置を撮像高さ位置に合わせる。図６は、キャリア昇降手段４０を示す斜視図である。図７は、キャリア昇降手段４０の右側の構成を示す右側面図である。

キャリア昇降手段４０は、図６に示すように、第１支柱４１Ｌ，４１Ｒおよび第２支柱４２Ｌ，４２Ｒ、上側支持板４３Ｌ，４３Ｒ、下側支持板４４Ｌ，４４Ｒ、長ネジ４５Ｌ，４５Ｒ、雌ネジ部４６Ｌ，４６Ｒ、昇降用モータ４７、第１リニアベアリング４８Ｌ，４８Ｒ、第２リニアベアリング４９Ｌ，４９Ｒ、第３リニアベアリング５０Ｌ，５０Ｒ、昇降板５１Ｌ，５１Ｒ、複数の爪板５２および３つの昇降検知用フォトセンサ５３を備える。ここで、キャリア昇降手段４０は、昇降用モータ４７、複数の爪板５２および３つの昇降検知用フォトセンサ５３を除いて、培養室１内において左右対称な構成を有している。このため、キャリア昇降手段４０の構成の説明として、以下では、主に図７を用いて、右側の構成を主に説明することとする。なお、本明細書において、符号に付されている「Ｒ」は右側の構成を示しており、「Ｌ」は左側の構成を示している。

第１支柱４１Ｒおよび第２支柱４２Ｒは、培養室１内の右側かつ手前側に配置されて、培養室１の底部と天部とをつなぐ。第２支柱４２Ｒは、第１支柱４１Ｒよりも後側に所定の間隔を空けて配置されている。

上側支持板４３Ｒは、第１支柱４１Ｒおよび第２支柱４２Ｒの上側部分に固定されて前後方向に延びている。

下側支持板４４Ｒは、第２支柱４２Ｒの中間位置よりも下側に固定されて後方向に培養室１の後部まで延びている。

長ネジ４５Ｒは、その軸線方向を上下方向に一致させた状態で、第１支柱４１Ｒと第２支柱４２Ｒとの間に配置されるとともに、上側支持板４３Ｒおよび下側支持板４４Ｒをそれぞれ上下方向に貫通するように配置されている。長ネジ４５Ｒは、上側支持板４３Ｒおよび下側支持板４４Ｒに回転自在に支持されている。

雌ネジ部４６Ｒは、長ネジ４５Ｒに螺合しており、長ネジ４５Ｒの回転に伴い、上下方向に移動する。

昇降用モータ４７は、図６に示すように、長ネジ４５Ｌ，４５Ｒを回転させるモータである。昇降用モータ４７は、左側の上側支持板４３Ｌに支持されている。昇降用モータ４７は、本実施の形態では、電動モータであり、図示しない電源装置に電源線を介して接続されているとともに、キャリア昇降手段４０を制御する制御装置２００に電気的に接続されている。なお、昇降用モータ４７は、電動モータに限定されず、油圧モータや、その他の回転動力を出力するものであってもよい。以下、本明細書において、「モータ」と呼称するものは、全て同様である。

第１リニアベアリング４８Ｒは、図７に示すように、第１支柱４１Ｒを内側に嵌入させるとともに、第１支柱４１Ｒに沿って上下方向に移動自在となっている。

第２リニアベアリング４９Ｒは、第２支柱４２Ｒを内側に嵌入させるとともに、第２支柱４２Ｒに沿って上下方向に移動自在となっている。

第３リニアベアリング５０Ｒは、第１リニアベアリング４８Ｒの下方に所定の間隔をおいて配置されており、第１支柱４１Ｒを内側に嵌入させるとともに、第１支柱４１Ｒに沿って上下方向に移動自在となっている。

昇降板５１Ｒは、雌ネジ部４６Ｒ、第１リニアベアリング４８Ｒ、第２リニアベアリング４９Ｒおよび第３リニアベアリング５０Ｒの左側に固定されている。これにより、昇降板５１Ｒは、その姿勢を保ったまま、長ネジ４５Ｒの回転によって、上下方向に移動する。昇降板５１Ｒにキャリア３０の鍔部３６が係止されることにより、キャリア３０が昇降板５１Ｒに支持されるとともに、昇降板５１Ｒの上下移動に伴いキャリア３０が昇降する。

複数の爪板５２は、昇降板５１Ｒの後側かつ右側に固定されている。複数の爪板５２は、キャリア３０に格納される複数のホルダ２０の上下方向の位置にそれぞれ対応する位置に配置されている。すなわち、最上位に位置する爪板５２と、その１つ下位に位置する爪板５２との間隔は、キャリア３０において最上位に格納されるホルダ２０と、その１つ下位に格納されるホルダ２０との間隔に等しい。

３つの昇降検知用フォトセンサ５３はそれぞれ、培養室１の天部よりやや下の位置、下側支持板４４Ｒよりやや上の位置および培養室１の底部よりやや上の位置に設けられており、各昇降検知用フォトセンサ５３は、昇降板５１の上下移動に伴って上下移動する複数の爪板５２と近接可能な位置に設けられている。昇降検知用フォトセンサ５３は、本実施の形態では、フォトインタラプタであり、コ字状の形状を有し、コ字状の内側の凹部内に爪板５２が入ることで、爪板５２を検知する。昇降検知用フォトセンサ５３は、制御装置２００に電気的に接続されており、検知信号を制御装置２００に入力する。３つの昇降検知用フォトセンサ５３からの検知信号に基づき、制御装置２００は、キャリア３０の高さ位置を認識することができる。

昇降用モータ４７と長ネジ４５Ｒと長ネジ４５Ｌとは、互いに回転動作が同期するように構成されており、本実施の形態では、公知のベルトおよびプーリを介して、同期させれている。これにより、右側の長ネジ４５Ｒの回転に伴って昇降する右側の昇降板５１Ｒの上下移動と、左側の長ネジ４５Ｌの回転に伴って昇降する左側の昇降板５１Ｌの上下移動とが同期する。

（ホルダ移動手段）
次に、ホルダ移動手段６０を説明する。ホルダ移動手段６０は、図１に示すように、キャリア昇降手段４０によって昇降させられたキャリア３０から／キャリア３０に、撮像高さ位置にある試料収納器１５を保持するホルダ２０を前後方向に出し入れする。具体的には、ホルダ移動手段６０は、撮像高さ位置にある試料収納器１５を保持するホルダ２０をキャリア３０から後ろ向きに引き出して、当該ホルダ２０に保持された撮像対象となる試料収納器１５を撮像部８０の下方の位置（撮像前後位置）に配置する。また、ホルダ移動手段６０は、撮像対象となる試料収納器１５を撮像部８０が撮像した後に当該ホルダ２０をキャリア３０に格納する（押し入れる）。なお、撮像前後位置とは、撮像部８０が撮像対象物を撮像可能となる前後方向の位置のことである。

ホルダ移動手段６０は、図８、図９および図１０に示すように、下側支持板４４Ｌ，４４Ｒ、揺動モータ６１Ｌ，６１Ｒ、第１揺動アーム６２Ｌ，６２Ｒ、第１ローラ６３Ｌ，６３Ｒ、第１出入モータ６４Ｌ，６４Ｒ、揺動検知用フォトセンサ６５Ｌ，６５Ｒ、ホルダ支持板６６Ｌ，６６Ｒ、第２揺動アーム６７Ｌ，６７Ｒ、第２ローラ６８Ｌ，６８Ｒ、第２出入モータ６９Ｌ，６９Ｒ、第２ローラ付勢バネ７０Ｌ，７０Ｒ、出入検知用第１フォトセンサ７１Ｌ，７１Ｒ、出入検知用第２フォトセンサ７２Ｌ，７２Ｒおよび出入検知用第３フォトセンサ７３Ｌ，７３Ｒを備える。ここで、ホルダ移動手段６０は、培養室１内において左右対称な構成を有している。このため、ホルダ移動手段６０の構成の説明として、以下では、主に図９および図１０を用いて、主に右側の構成を説明することとする。なお、左側の第２出入モータ６９Ｌは、図面には示されていない。

揺動モータ６１Ｒは、回転軸を上下方向に向けた状態で下側支持板４４Ｒに支持されている。揺動モータ６１Ｒの回転軸には、第１揺動アーム６２Ｒが取り付けられており、揺動モータ６１Ｒは、第１揺動アーム６２Ｒを揺動する。揺動モータ６１Ｒは、本実施の形態では、電動モータであり、図示しない電源装置に電源線を介して接続されているとともに、ホルダ移動手段６０を制御する制御装置２００に電気的に接続されている。

第１揺動アーム６２Ｒは、水平方向に揺動可能となっており、先端側（前側）が左右方向に移動可能となっている。第１揺動アーム６２Ｒの先端位置は、図１１に示すように、前後方向において、培養室１に格納されたキャリア３０の開口３２ａと略同じ位置となるように設定されている。第１揺動アーム６２Ｒの先端側には、第１ローラ６３Ｒおよび第１出入モータ６４Ｒが取り付けられている。第１揺動アーム６２Ｒの基端側には、下方に延びた爪板６２Ｒｎが設けられている。

第１ローラ６３Ｒは、図９、図１０および図１１に示すように、上下方向を軸線方向とするローラであって、第１揺動アーム６２Ｒの揺動に伴い、キャリア３０の右側の開口３２ａに出入可能となっているローラである。第１ローラ６３Ｒは、開口３２ａ内において、撮像高さ位置にある試料収納器１５を保持するホルダ２０の鍔部２４に当接し、回転することによって当該ホルダ２０を、キャリア３０から／キャリア３０に前後方向に出し入れする。

なお、左側の第１ローラ６３Ｌは、図示されていないが、左側の第１揺動アーム６２Ｌの揺動に伴い、キャリア３０の左側の開口３２ａに出入可能となっているローラである。右側の第１ローラ６３Ｒと左側の第１ローラ６３Ｌとにより、キャリア３０に格納されるホルダ２０を左右両側から挟持することが可能となっている。

第１出入モータ６４Ｒは、図１０に示すように、第１ローラ６３Ｒの下方に配置されており、回転軸が第１ローラ６３Ｒの中心に接続されている。第１出入モータ６４Ｒは、本実施の形態では、電動モータであり、図示しない電源装置に電源線を介して接続されているとともに、ホルダ移動手段６０を制御する制御装置２００に電気的に接続されている。

揺動検知用フォトセンサ６５Ｒは、図９および図１０に示すように、第１揺動アーム６２Ｒの基端側から延びた爪板６２Ｒｎと近接可能な位置に設けられている。揺動検知用フォトセンサ６５Ｒは、本実施の形態では、フォトインタラプタであり、コ字状の形状を有し、コ字状の内側の凹部内に爪板６２Ｒｎが入ることで、爪板６２Ｒｎを検知する。揺動検知用フォトセンサ６５Ｒは、制御装置２００に電気的に接続されており、検知信号を制御装置２００に入力する。

ホルダ支持板６６Ｒは、図９、図１０および図１２に示すように、キャリア３０から後方に引き出されたホルダ２０を前後方向に移動可能とさせながら支持する。ホルダ支持板６６Ｒは、キャリア３０よりも後方において、前後方向に延びた態様で下側支持板４４Ｒに立設されている。ホルダ支持板６６Ｒには、図９に示すように、段差６６ｇが形成されている。段差６６ｇは、図示されていないが、撮像高さ位置にある試料収納器１５を保持するホルダ２０の鍔部２４の高さ位置と同じ高さ位置において前後方向に延びている。左右一対のホルダ支持板６６Ｌ，６６Ｒのそれぞれに形成された段差６６ｇにホルダ２０の鍔部２４が載りながら、ホルダ２０は前後方向にスライド可能となっている。

さらに、ホルダ支持板６６Ｒには、図８、図９および図１０に示すように、開口６６ａが形成されている。開口６６ａは、図１２に示すように、後述する第２ローラ６８Ｒが、撮像高さ位置にある試料収納器１５を保持するホルダ２０の鍔部２４に当接するための開口である。

第２揺動アーム６７Ｒは、図９、図１０および図１２に示すように、第１揺動アーム６２Ｒより後方であってキャリア３０より後方に離れた位置に配置されて、下側支持板４４Ｒに支持されている。第２揺動アーム６７Ｒは、水平方向に揺動可能であって先端側（後側）が左右方向に移動可能となっている。第２揺動アーム６７Ｒの先端位置は、前後方向において、ホルダ支持板６６Ｒの開口６６ａと略同じ位置となるように設定されている。第２揺動アーム６７Ｒの先端側には、第２ローラ６８Ｒおよび第２出入モータ６９Ｒが取り付けられている。

第２ローラ６８Ｒは、上下方向を軸線方向とするローラであって、第２揺動アーム６７Ｒの揺動に伴い、ホルダ支持板６６Ｒの開口６６ａに出入可能となっているローラである。第２ローラ６８Ｒは、図１１から図１２に至る過程において、第１ローラ６３Ｒの回転によってキャリア３０から引き出されたホルダ２０の鍔部２４に開口６６ａ内において当接し、回転することによって、当該ホルダ２０をキャリア３０からさらに後方に引き出す、または、撮像後に当該ホルダ２０を前方に向かってキャリア３０に押し入れる（格納する）。

なお、左側の第２ローラ６８Ｌは、図１２に示すように、左側の第２揺動アーム６７Ｌの揺動に伴い、左側のホルダ支持板６６Ｌの開口６６ａに出入可能となっているローラである。右側の第２ローラ６８Ｒと左側の第２ローラ６８Ｌとにより、キャリア３０から引き出されたホルダ２０を左右両側から挟持することが可能となっている。

第２出入モータ６９Ｒは、図１０に示すように、第２ローラ６８Ｒの下方に配置されており、回転軸が第２ローラ６８Ｒの中心に接続されている。第２出入モータ６９Ｒは、本実施の形態では、電動モータであり、図示しない電源装置に電源線を介して接続されているとともに、ホルダ移動手段６０を制御する制御装置２００に電気的に接続されている。

第２ローラ付勢バネ７０Ｒは、図９および図１０に示すように、第２揺動アーム６７Ｒの基端側に接続されており、第２揺動アーム６７Ｒの先端側に取り付けられている第２ローラ６８Ｒが左方に、すなわちホルダ２０の右側の鍔部２４に当接するように、付勢する。

出入検知用第１フォトセンサ７１Ｌ，７１Ｒ、出入検知用第２フォトセンサ７２Ｌ，７２Ｒおよび出入検知用第３フォトセンサ７３Ｌ，７３Ｒは、ホルダ２０の後端を検知する。これにより、制御装置２００が、キャリア３０から引き出されたホルダ２０の前後方向の位置を認識することが可能となる。出入検知用第１フォトセンサ７１Ｌ，７１Ｒ、出入検知用第２フォトセンサ７２Ｌ，７２Ｒおよび出入検知用第３フォトセンサ７３Ｌ，７３Ｒはそれぞれ、本実施の形態では、一方が発光器であり他方が受光器である一対の透過型光電センサである。図８等において、出入検知用第１フォトセンサ７１Ｌと出入検知用第１フォトセンサ７１Ｒとを繋いでいる線は、一方から他方に向かって放出された光線を表している。出入検知用第２フォトセンサ７２Ｌと出入検知用第２フォトセンサ７２Ｒとを繋いでいる線、出入検知用第３フォトセンサ７３Ｌと出入検知用第３フォトセンサ７３Ｒとを繋いでいる線についても、同様である。出入検知用第１フォトセンサ７１Ｌ，７１Ｒ、出入検知用第２フォトセンサ７２Ｌ，７２Ｒおよび出入検知用第３フォトセンサ７３Ｌ，７３Ｒはそれぞれ、制御装置２００に電気的に接続されており、検知信号を制御装置２００に入力する。

出入検知用第１フォトセンサ７１Ｌ，７１Ｒは、図８に示すように、ホルダ支持板６６Ｌ，６６Ｒの前側位置に設けられている。出入検知用第１フォトセンサ７１Ｌ，７１Ｒは、ホルダ２０がキャリア３０に格納されているか否かを制御装置２００が判断するためのものである。

出入検知用第２フォトセンサ７２Ｌ，７２Ｒは、ホルダ支持板６６Ｌ，６６Ｒの略中間位置に設けられている。出入検知用第２フォトセンサ７２Ｌ，７２Ｒは、ホルダ２０の後列の試料収納器１５が撮像部８０の下方の位置（撮像前後位置）に配置されているか否かを制御装置２００が判断するためのものである。

出入検知用第３フォトセンサ７３Ｌ，７３Ｒは、ホルダ支持板６６Ｌ，６６Ｒの後側位置に設けられている。出入検知用第３フォトセンサ７３Ｌ，７３Ｒは、ホルダ２０の前列の試料収納器１５が撮像部８０の下方の位置（撮像前後位置）に配置されているか否かを制御装置２００が判断するためのものである。

（撮像部）
次に、撮像部８０を説明する。撮像部８０は、図１に示すように、キャリア３０から引き出されたホルダ２０に保持され、撮像高さ位置および撮像前後位置に配置された試料収納器１５を撮像する。撮像部８０は、図示されていない撮像素子基盤と、レンズを含む光学機構等により構成されている。撮像部８０は、培養室１内において、レンズを下方に向けた状態で、撮像部移動手段９０により左右方向に移動可能に支持されている。撮像部８０は、制御装置２００に電気的に接続されており、画像データを制御装置２００に入力する。

（撮像部移動手段）
次に、撮像部移動手段９０を説明する。撮像部移動手段９０は、図１に示すように、撮像部８０を支持しながら、撮像部８０をホルダ２０の出し入れ方向（前後方向）と直交する左右方向に移動させる。これにより、撮像部移動手段９０は、ホルダ移動手段６０によって撮像前後位置に配置されホルダ２０に保持された撮像対象となる試料収納器１５の左右方向の位置（撮像対象左右位置）に撮像部８０を配置する。なお、撮像対象左右位置とは、撮像対象物の左右方向の位置のことである。

撮像部移動手段９０は、図１３および図１４に示すように、レール９１、レールスライダ９２、撮像部支持板９３、写り込み防止部材９４、リングライト９５、撮像部移動検知用第１フォトセンサ９６、撮像部移動検知用第２フォトセンサ９７、撮像部移動検知用第３フォトセンサ９８および撮像部移動用モータ９９を備える。

レール９１は、図１４に示すように、培養室１の天部下側に設けられて左右方向に延びるように配置されたレールである。レール９１の左端は、ホルダ２０に載置された複数の試料収納器１５の内の左側の試料収納器１５の左右方向の位置よりも左方の位置となるように設定されている。同様に、レール９１の右端は、ホルダ２０に載置された複数の試料収納器１５の内の右側の試料収納器１５の左右方向の位置よりも右方の位置となるように設定されている。

レールスライダ９２は、図１４に示すように、レール９１に係合された状態で、レール９１に沿って左右方向にスライド可能となっている。

撮像部支持板９３は、図１３および図１４に示すように、その下側に撮像部８０を固定して、撮像部８０を上側から支持する。撮像部支持板９３は、レールスライダ９２にブラケットを介して接続されており、レールスライダ９２の移動とともに移動し、撮像部８０を左右方向に移動させる。撮像部支持板９３の上側には、図１３に示すように、撮像部８０の左右方向の中心位置において、上方に延びている爪板９３ｎが設けられている。

写り込み防止部材９４は、撮像部支持板９３から下方に、撮像部８０の周囲を覆うように延びている遮蔽部材である。これにより、撮像部８０が撮像する試料収納器１５の画像に、撮像部８０周辺からの光が試料収納器１５に反射して写り込むことを防止することができる。写り込み防止部材９４は、撮像高さ位置の若干上方の位置にまで、撮像部支持板９３から下方に延びている。図１３および図１４に示す写り込み防止部材９４は、左右方向にのみ遮蔽するものであるが、好ましくは、写り込み防止部材９４は、左右方向のみならず前後方向にも遮蔽することが好ましい。

リングライト９５は、写り込み防止部材９４の下部に設けられており、撮像対象となる試料収納器１５に水平方向に均一に光を当てて、試料収納器１５の画像が鮮明になるようにするためのものである。リングライト９５は、例えば、ＬＥＤを用いて構成されている。

撮像部移動検知用第１フォトセンサ９６、撮像部移動検知用第２フォトセンサ９７および撮像部移動検知用第３フォトセンサ９８は、図１３に示すように、撮像部支持板９３の上側に設けられた爪板９３ｎを検知する。これにより、制御装置２００が、撮像部支持板９３（撮像部８０）の左右方向の位置を認識することが可能となる。撮像部移動検知用第１フォトセンサ９６、撮像部移動検知用第２フォトセンサ９７および撮像部移動検知用第３フォトセンサ９８は、本実施の形態では、フォトインタラプタである。撮像部移動検知用第１フォトセンサ９６、撮像部移動検知用第２フォトセンサ９７および撮像部移動検知用第３フォトセンサ９８はそれぞれ、制御装置２００に電気的に接続されており、検知信号を制御装置２００に入力する。

撮像部移動検知用第１フォトセンサ９６は、ホルダ２０に保持された左右方向に３つの試料収納器１５のうち左側に配置された試料収納器１５と左右方向において同じ位置であって、撮像部支持板９３の爪板９３ｎと近接可能な位置に設けられている。ホルダ２０の左側に保持された試料収納器１５が撮像対象物である場合に、撮像部移動検知用第１フォトセンサ９６が爪板９３ｎを検知することによって、撮像部８０が当該試料収納器１５の左右方向の位置（撮像対象左右位置）に位置していることを制御装置２００が認識することが可能となる。

撮像部移動検知用第２フォトセンサ９７は、ホルダ２０に保持された左右方向に３つの試料収納器１５のうち中央に配置された試料収納器１５と左右方向において同じ位置であって、撮像部支持板９３の爪板９３ｎと近接可能な位置に設けられている。ホルダ２０の中央に保持された試料収納器１５が撮像対象物である場合に、撮像部移動検知用第２フォトセンサ９７が爪板９３ｎを検知することによって、撮像部８０が当該試料収納器１５の左右方向の位置（撮像対象左右位置）に位置していることを制御装置２００が認識することが可能となる。

撮像部移動検知用第３フォトセンサ９８は、ホルダ２０に保持された左右方向に３つの試料収納器１５のうち右側に配置された試料収納器１５と左右方向において同じ位置であって、撮像部支持板９３の爪板９３ｎと近接可能な位置に設けられている。ホルダ２０の右側に保持された試料収納器１５が撮像対象物である場合に、撮像部移動検知用第３フォトセンサ９８が爪板９３ｎを検知することによって、撮像部８０が当該試料収納器１５の左右方向の位置（撮像対象左右位置）に位置していることを制御装置２００が認識することが可能となる。

撮像部移動用モータ９９は、レール９１の左端近傍に設けられており、公知のベルトおよびプーリを介して、レールスライダ９２を左右方向にスライドさせる。撮像部移動用モータ９９は、本実施の形態では、電動モータであり、図示しない電源装置に電源線を介して接続されているとともに、撮像部移動手段９０を制御する制御装置２００に電気的に接続されている。

（環境調整装置）
次に、環境調整装置１００を説明する。環境調整装置１００は、図１に示すように、培養室１内の環境を調整する装置であり、例えば、温度を調整するヒーター、湿度を調整する加除湿器、酸素濃度を調整する装置、二酸化炭素濃度を調整する装置、空気を循環させるファン等である。環境調整装置１００は、培養室１内において、キャリア３０の後側かつ撮像部８０の下方に配置されている。環境調整装置１００は、制御装置２００に電気的に接続されており、制御装置２００に制御される。

（制御装置）
次に制御装置２００を説明する。制御装置２００は、図１５に示すように、キャリア昇降手段４０、ホルダ移動手段６０、撮像部８０、撮像部移動手段９０および環境調整装置１００に電気的に接続されており、それらを制御する。さらに、制御装置２００は、入出力装置３００にも電気的に接続されており、入出力装置３００から指示入力を受け付けるとともに、撮像部８０から入力された画像データを入出力装置３００に入力する。

制御装置２００は、図１５に示すように、機能的にキャリア位置制御部２１０、ホルダ位置制御部２２０、撮像部制御部２３０および環境制御部２４０を有する。

キャリア位置制御部２１０は、３つの昇降検知用フォトセンサ５３から入力された信号に基づき、キャリア３０に格納されている複数枚のホルダ２０が保持する複数の試料収納器１５のうち撮像対象となる試料収納器１５が撮像高さ位置に位置しているか否かを判断する。キャリア位置制御部２１０は、撮像対象となる試料収納器１５が撮像高さ位置に位置していない場合には、キャリア３０を昇降させるようにキャリア昇降手段４０を制御する。

ホルダ位置制御部２２０は、出入検知用第１フォトセンサ７１Ｌ，７１Ｒ、出入検知用第２フォトセンサ７２Ｌ，７２Ｒおよび出入検知用第３フォトセンサ７３Ｌ，７３Ｒから入力された信号に基づき、撮像対象となる試料収納器１５を保持するホルダ２０がキャリア３０に格納されているか否か、または、当該試料収納器１５が撮像前後位置に位置しているか否かを判断する。ホルダ位置制御部２２０は、撮像対象となる試料収納器１５が撮像される前にあっては、当該試料収納器１５が撮像前後位置に位置していない場合には、当該試料収納器１５を保持するホルダ２０を前後方向に移動させるようにホルダ移動手段６０を制御する。ホルダ位置制御部２２０は、当該試料収納器１５が撮像された後にあっては、当該試料収納器１５を保持するホルダ２０をキャリア３０に格納するようにホルダ移動手段６０を制御する。ホルダ位置制御部２２０は、撮像終了後において、出入検知用第１フォトセンサ７１Ｌおよび出入検知用第１フォトセンサ７１Ｒの間の光線をホルダ２０が遮った後、所定の時間が経過することによって、ホルダ２０がキャリア３０に格納されことを認識する。

撮像部制御部２３０は、撮像部移動検知用第１フォトセンサ９６、撮像部移動検知用第２フォトセンサ９７および撮像部移動検知用第３フォトセンサ９８から入力された信号に基づき、撮像対象となる試料収納器１５の左右方向の位置（撮像対象左右位置）に撮像部８０が位置しているか否かを判断する。撮像部制御部２３０は、撮像部８０が撮像対象左右位置に位置していない場合には、撮像部８０を左右方向に移動させるように撮像部移動手段９０を制御する。撮像部制御部２３０は、撮像対象となる試料収納器１５の左右方向の位置（撮像対象左右位置）に撮像部８０が位置していると判断した場合に、撮像部８０に試料収納器１５を撮像させるように、撮像部８０を制御する。

環境制御部２４０は、培養室１内に設けられた図示されていない環境センサ（例えば、温度センサ）から受信した信号に基づいて、培養室１内の環境が複数の試料収納器１５内の微生物等を培養するのに適した環境となっているか否かを判断する。環境制御部２４０は、培養室１内の環境が適した環境となっていない場合には、環境調整装置１００を制御する。

（入出力装置）
次に入出力装置３００を説明する。入出力装置３００は、図１に示すように、人による指示入力を受け付けて、試料検査装置１０の稼働の開始および終了を行う。また、入出力装置３００は、撮像部８０により撮像された試料収納器１５の画像データを受信し、当該画像データを解析して、当該試料収納器１５内の微生物等の数を検出し、記録し、画面に出力する。入出力装置３００は、例えば、ＰＣである。図１７は、入出力装置３００に表示された、指示入力を行うための初期画面を示す図である。図１８は、入出力装置３００に表示された、検査の開始日時、検査の終了日時および検査時間間隔を指定するための画面を示す図である。図１９は、入出力装置３００に表示された、撮像された試料収納器１５の画像と、当該試料収納器１５内に検出された微生物等の数を表示する画面である。

次に、本実施形態に係る試料検査装置１０による検査工程の一例を説明する。検査工程は、図１６に示すように、キャリア昇降工程ＳＴ１と、ホルダ移動工程ＳＴ２と、撮像部移動工程ＳＴ３と、撮像工程ＳＴ４と、カウント工程ＳＴ５と、を含む。なお、検査工程は、入出力装置３００において、開始の指示入力が行われる（図１７の「Ｓｔａｒｔ」または図１８の「開始」がクリックされる）ことにより、開始される。

キャリア昇降工程ＳＴ１は、キャリア昇降手段４０がキャリア３０を昇降させることによって、撮像対象となる試料収納器１５を撮像高さ位置まで昇降させる工程である。

ホルダ移動工程ＳＴ２は、ホルダ移動手段６０が、撮像対象となる試料収納器１５を保持するホルダ２０をキャリア３０から引き出して、当該試料収納器１５を撮像前後位置に配置する工程である。

撮像部移動工程ＳＴ３は、撮像部移動手段９０が撮像部８０を、撮像対象となる試料収納器１５の左右方向の位置（撮像対象左右位置）まで移動させる工程である。

撮像工程ＳＴ４は、撮像部８０が、撮像対象となる試料収納器１５を撮像する工程である。

カウント工程ＳＴ５は、入出力装置３００が、撮像された試料収納器１５の画像データを解析することによって、当該試料収納器１５内の微生物等の数を検出する工程である。

なお、カウント工程ＳＴ５の後は、撮像対象となる１つの試料収納器１５を一度だけ検査する（撮像する）場合には、ホルダ２０をキャリア３０に格納し、キャリア３０を降ろした後に、検査工程を終了する。カウント工程ＳＴ５の後、他の試料収納器１５を撮像する場合または複数回検査する場合には、キャリア昇降工程ＳＴ１、ホルダ移動工程ＳＴ２、撮像部移動工程ＳＴ３、撮像工程ＳＴ４およびカウント工程ＳＴ５のいずれか又は全部を繰り返し行う。

（作用効果）
試料検査装置１０によれば、キャリア３０が昇降することによって、撮像部８０は上下方向の移動を必要としないので、撮像部８０の下方に環境調整装置１００を配置することができ、キャリア３０の下方に環境調整装置を配置する場合に比べて、試料検査装置全体の高さを小さくすることができる。

さらに、試料検査装置１０によれば、左右一対の第１揺動アーム６２Ｌ，６２Ｒに取り付けられた左右一対の第１ローラ６３Ｌ，６３Ｒに、撮像高さ位置にある試料収納器１５を保持するホルダ２０が挟持された状態で、左右一対の第１ローラ６３Ｌ，６３Ｒが左右一対の第１出入モータ６４Ｌ，６４Ｒに回転させられることで、当該ホルダ２０がキャリア３０から引き出されることが可能となるとともに、引き出された当該ホルダ２０を左右一対の第２揺動アーム６７Ｌ，６７Ｒに取り付けられた左右一対の第２ローラ６８Ｌ，６８Ｒが挟持し、左右一対の第２出入モータ６９Ｌ，６９Ｒが回転することで、キャリア３０から引き出された当該ホルダ２０に保持された撮像対象となる試料収納器１５が、キャリア３０から離れた位置であって撮像部８０の前後方向の位置（撮像前後位置）にまで更に引き出されることが可能となる。

さらに、試料検査装置１０によれば、培養室１内に設けられたホルダ２０に保持された試料収納器１５内で微生物等を培養することができるとともに、培養室１から出すことなく、培養室１内でホルダ２０をキャリア３０から引き出して、撮像部８０が撮像対象となる試料収納器１５を撮像することができる。すなわち、試料検査装置１０によれば、試料収納器１５内の微生物等を培養するための空間と試料収納器１５を撮像するための空間とが培養室１内で一体となっている。

本発明は、例えば、培養された微生物等がコロニーを形成した試料を検査する試料検査装置に適用することができる。

１０試料検査装置
１５試料収納器
２０ホルダ
３０キャリア
４０キャリア昇降手段
６０ホルダ移動手段
６２Ｌ，６２Ｒ第１揺動アーム
６３Ｌ，６３Ｒ第１ローラ
６４Ｌ，６４Ｒ第１出入モータ
６７Ｌ，６７Ｒ第２揺動アーム
６８Ｌ，６８Ｒ第２ローラ
６９Ｌ，６９Ｒ第２出入モータ
８０撮像部
９０撮像部移動手段

Claims

試料を収納する試料収納器を複数個保持可能なホルダと、
複数の前記ホルダを、水平方向に出し入れ可能に、上下方向に間隔をおいて支持する、持ち運び可能なキャリアと、
前記ホルダを前記キャリアに対して水平方向へ出し入れするホルダ移動手段と、
前記キャリアから引き出された前記ホルダに保持された前記試料収納器を撮像する撮像部と、
前記キャリアを昇降させるキャリア昇降手段と、
前記撮像部を前記ホルダの出し入れ方向と直交する水平方向に移動させる撮像部移動手段と、
前記試料に含まれる微生物又は細胞が増殖可能な培養室と、
前記キャリアを培養室に格納可能な扉と、
を備え、
前記キャリアが複数の前記ホルダを支持した状態で前記扉から前記培養室内に格納されることで、試料収納器を保持した複数の前記ホルダが前記培養室内にまとめて配置される、
試料検査装置。
請求項１に記載の試料検査装置であって、
前記ホルダ移動手段は、
前記ホルダの出し入れ方向と直交する左右方向の両側に位置する左右一対の第１揺動アームと、
前記左右一対の第１揺動アームのそれぞれの先端側に取り付けられ、前記キャリアに格納された前記ホルダを左右両側から挟持可能な左右一対の第１ローラと、
前記左右一対の第１ローラをそれぞれ回転させる左右一対の第１出入モータと、
前記ホルダの出し入れ方向において前記キャリアから離れた位置に配置された左右一対の第２揺動アームと、
前記左右一対の第２揺動アームのそれぞれの先端側に取り付けられ、前記キャリアから引き出された前記ホルダを左右両側から挟持可能な左右一対の第２ローラと、
前記左右一対の第２ローラをそれぞれ回転させる左右一対の第２出入モータと、
を有する試料検査装置。
請求項１又は２に記載の試料検査装置であって、
複数の前記ホルダ、前記キャリアおよび前記撮像部は、同じ培養室内に設けられている試料検査装置。