JPWO2018061883A1 - 観察装置 - Google Patents

Abstract

クリーンベンチのような限られたスペースで使用する場合にも、作業の邪魔にならず作業効率を向上することを目的として、本発明の観察装置（１）は、試料（Ｘ）を収容した容器（３）が載置される照明光を透過可能なガラス窓（５ｂ）を上面に有する筐体（５）と、筐体（５）に収容され、照明光が上方から試料（Ｘ）を透過しかつガラス窓（５ｂ）を透過して筐体（５）内に入射した透過光を撮影する撮像部（９）とを備える。

Description

本発明は、観察装置に関するものである。

従来、クリーンベンチ内に設置される試料観察用の観察装置が知られている（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。

特開２００１−２５３８７号公報 特開２００９−１０６３０５号公報

しかしながら、特許文献１，２に記載の観察装置は、支持スタンドにより支持される一般的な倒立型微鏡であり、クリーンベンチ内の限られた作業スペースで使用するには、支持スタンドや撮影光学系等が作業の際に邪魔になるという不都合がある。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、クリーンベンチのような限られたスペースで使用する場合にも、作業の邪魔にならず作業効率を向上することができる観察装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、試料を収容した容器を載置可能かつ照明光を透過可能な透過窓を上面に有する筐体と、該筐体に収容され、前記照明光が上方から前記試料を透過しかつ前記透過窓を透過して前記筐体内に入射した透過光を撮影する撮像部とを備える観察装置である。

本態様によれば、筐体の上面の透過窓上に載置されている容器内の試料に上方から照明光が照射されると、試料を上から下に透過した透過光が透過窓も透過して筐体に入射され、筐体内の撮像部によって撮影される。容器を載置する筐体内に撮像部を収容することで、クリーンベンチのような限られたスペースで使用する場合にも、撮像部が作業の邪魔になるのを抑制し、作業効率を向上することができる。

上記態様においては、前記筐体に収容され、前記試料の下方から上方に向けて前記照明光を射出する光源部を備え、前記撮像部が、前記光源部から射出された前記照明光が前記試料の上方で反射されることにより前記試料および前記透過窓を透過した前記透過光を撮影することとしてもよい。

このように構成することで、容器を載置する筐体内に光源部を収容することで、光源部が作業の邪魔になるのを抑制することができる。この場合において、光源部および撮像部の両方を試料の下方に配置することにより、光源部および撮像部を試料を挟んで試料の上方と下方に分けて配置する場合と比較して、装置の高さを低く抑え、筐体を薄型化することができる。これにより、クリーンベンチ内のような限られたスペースで使用する場合においても作業効率を向上することができる。

上記態様においては、前記撮像部が、前記透過光を集光する対物レンズを備え、前記光源部が、前記対物レンズの径方向外方から前記試料の上方に前記照明光を射出することとしてもよい。

このように構成することで、試料の下方に配置された対物レンズの径方向外方に配置された光源部から試料の上方に向けて射出された照明光が、試料の上方においては反射されて、対物レンズの光軸に対して斜め上方から試料に入射し、試料を透過した透過光が撮像部により撮影される。試料への入射角度を適切に設定することにより、試料の像に明暗を形成することができ、細胞等の透明な被写体についても見やすい像を取得することができる。

上記態様においては、前記光源部が、前記対物レンズの径方向に異なる位置から独立して前記照明光を射出可能であってもよい。
このように構成することで、光源部から射出される照明光の径方向位置を異ならせることで、試料の上方に配置された同一の反射面によって反射された反射光の試料への入射角度を変化させることができる。すなわち、対物レンズの径方向の近い位置から射出された照明光の反射光は、光軸に対して小さい角度をなして試料に入射する一方、対物レンズの径方向に遠い位置から射出された照明光の反射光は、光軸に対して大きな角度をなして試料に入射する。

これにより、対物レンズの取り込み角よりも小さい入射角の場合は、照明ムラの少ない明視野照明とし、また対物レンズの取り込み角よりも大きい入射角の場合は、微細構造が強調される暗視野照明とし、さらに対物レンズの取り込み角と同等の入射角の場合は、試料が立体的に見える偏斜照明とすることができる。

上記態様においては、前記光源部が、前記対物レンズの周方向に異なる位置から同時に前記照明光を射出可能であってもよい。
このように構成することで、対物レンズの周方向に複数位置から同時に照明光が照射され、照明ムラを低減することができる。

上記態様においては、前記光源部が、前記対物レンズの周囲に配列され、独立して点灯可能な複数の光源を備えることとしてもよい。
このように構成することで、複数の光源の内のいずれかを点灯させることにより、照明光の周方向位置を決定することができる。そして、点灯させる光源の周方向位置を切り替えることにより、異なる方向から照明された試料の像を撮影することができる。特に、上記偏斜照明の像においては、異なる陰影の付き方の像を撮影することができる。

上記態様においては、前記光源部が、前記試料の下方に配置される光源と、該光源からの照明光のうち、特定の径方向位置の前記照明光のみを透過させる開口部を有する遮光部材とを備えることとしてもよい。

このように構成することで、光源からの照明光が遮光部材によって遮られ、開口部を通過する照明光のみが、試料の上方において反射されて試料に入射させられる。したがって、光源の点灯位置を切り替えることなく、遮光部材の開口部の位置を調節することにより、試料に入射させる反射光の方向あるいは角度を変化させることができる。

上記態様においては、前記撮像部が、前記対物レンズにより集光された前記照明光を受光し前記試料の像を取得するカメラ部と、前記照明光の波長のみを透過する光学フィルタとを備え、前記対物レンズが、前記透過窓を挟んで前記試料と対向して配置され、前記光学フィルタが、前記透過窓と前記対物レンズとの間、前記対物レンズ内部、前記対物レンズと前記カメラ部との間のいずれかに配置されていることとしてもよい。

このように構成することで、光学フィルタにより、カメラ部に入射しようとする照明光以外の光が遮断されるので、照明光以外の光の影響による画質の劣化を低減することができる。

上記態様においては、前記光源部が、前記照明光を拡散させる拡散板を備えることとしてもよい。
このように構成することで、拡散板によって均一に拡散された照明光を試料に照射させることができる。

上記態様においては、前記照明光が前記容器の天板内面によって反射されることとしてもよい。
このように構成することで、内部に試料を収容した天板を有する容器を光源部および撮像部の上方に配置するだけで、光源部から射出された照明光を容器の天板内面において反射させ、容器内の試料に照射させることができる。

上記態様においては、前記照明光が、前記試料の上方に配置された反射部材によって反射されることとしてもよい。
このように構成することで、シャーレのように天板を取り外した状態で観察する可能性のある容器や細胞培養バッグ内に収容された試料を観察する場合において、試料の上方に反射部材を配置することにより、光源部から射出された照明光を反射部材において反射させ、容器内の試料に照射させることができる。

上記態様においては、前記試料が溶液内に浸されており、前記照明光が前記溶液の上方の液面によって反射されることとしてもよい。
このように構成することで、天板を有しない容器や、反射部材を配置できない容器内に収容された試料を観察する場合において、光源部から射出された照明光を溶液の液面において反射させ、容器内の試料に照射させることができる。

上記態様においては、前記撮像部が、前記筐体外に配置されている光源から射出された前記照明光が上方から前記試料に照射されることにより該試料および前記透過窓を透過した前記透過光を撮影することとしてもよい。
このように構成することで、筐体内に光源を収容しない分だけ筐体を薄型化および小型化することができる。

上記態様においては、前記撮像部が、前記透過光を集光する対物レンズと、前記対物レンズにより集光された前記照明光を受光し前記試料の像を取得するカメラ部と、前記照明光の波長のみを透過する光学フィルタとを備え、前記対物レンズが、前記透過窓を挟んで前記試料と対向して配置され、光学フィルタが、前記透過窓と前記対物レンズとの間、前記対物レンズ内部、前記対物レンズと前記カメラ部との間のいずれかに配置されていることとしてもよい。

このように構成することで、光学フィルタにより、カメラ部に入射しようとする照明光以外の光が遮断されるので、照明光以外の光の影響による画質の劣化を低減することができる。

上記態様においては、前記撮像部により取得された前記試料の画像を表示する表示部を備えることとしてもよい。
このように構成することで、ユーザは表示部により表示される画像を見て試料を観察することができる。

上記態様においては、前記表示部が前記筐体の一表面に配置されていることとしてもよい。
このように構成することで、筐体とは別に表示部を配置するスペースを省くことができる。

上記態様においては、前記表示部が前記画像を投影するプロジェクタであってもよい。
このように構成することで、筐体とは別に表示部を配置するスペースを省くことができるとともに、プロジェクタにより、作業をしながらの姿勢で見やすい位置に画像を投影して作業効率を向上することができる。

上記態様においては、前記試料に対する前記撮像部の合焦状態を調整するフォーカス調整部と、前記撮像部の焦点を前記試料に一致させるように前記フォーカス調整部を制御する制御部とを備えることとしてもよい。

このように構成することで、制御部によりフォーカス調整部を介して自動的に対物レンズの焦点を合わせることができる。手動による作業を省くことで、クリーンベンチ内のような限られたスペースで使用する場合により有効となる。

上記態様においては、前記制御部の少なくとも一部が前記筐体に内包されていることとしてもよい。
このように構成することで、制御部が筐体に内包される分だけ、筐体外のスペースを確保することができる。

上記態様においては、前記制御部に送る指示をユーザに入力させる操作部を備えることとしてもよい。
このように構成することで、ユーザは操作部に指示を入力するだけで、所望の操作を実行することができる。

上記態様においては、前記操作部がフットスイッチであってもよい。
このように構成することで、ユーザは手で他の作業をしながら操作部に指示を入力することができ、作業効率を向上することができる。

上記態様においては、前記操作部が前記筐体の一表面に配置されていることとしてもよい。
このように構成することで、筐体とは別に操作部を配置するスペースを省略することができる。

上記態様においては、前記筐体の前記上面が略水平に配置されることとしてもよい。
このように構成することで、非観察時に筐体の上面を作業台として使用でき、作業スペースを有効に確保することができる。

上記態様においては、前記撮像部により取得された前記試料の画像を他の観察装置において取得された画像とともに集約して外部の記録媒体に保存させる画像集約部を備えることとしてもよい。

このように構成することで、画像集約部により、撮像部により取得された試料の画像と他の観察装置により取得された画像と一緒に外部の記録媒体において容易に管理することができる。したがって、外部の記録媒体からこれらの画像を読み出せば、この観察装置により観察しようとする試料を他の観察装置の試料と一緒に比較しながら観察することができる。

本発明に係る顕微鏡によれば、クリーンベンチのような限られたスペースで使用する場合にも、作業の邪魔にならず作業効率を向上することができるという効果を奏する。

本発明の第１実施形態に係る観察装置を示す概略構成図である。 本発明の第１実施形態の第１変形例に係る観察装置を示す概略構成図である。 円形の単一の開口部を有する遮光部材の一例を示す平面図である。 本発明の第１実施形態の第２変形例に係る観察装置を示す概略構成図である。 フットスイッチ等のユーザが足で操作する操作部の一例を示す図である。 本発明の第１実施形態の第４変形例に係る観察装置を示す概略構成図である。 本発明の第１実施形態の第５変形例に係る観察装置を示す概略構成図である。 本発明の第１実施形態の第６変形例に係る観察装置を示す概略構成図である。 本発明の第１実施形態の第７変形例に係る観察装置を示す概略構成図である。 本発明の第１実施形態の第８変形例に係る観察装置を示す概略図である。 本発明の第２実施形態に係る観察装置を示す概略構成図である。 図１１の反射部材の一例を示す図である。 本発明の第３実施形態に係る観察装置を示す概略構成図である。 本発明の第３実施形態の変形例に係る観察装置を示す概略構成図である。

〔第１実施形態〕
本実施形態に係る観察装置について図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る観察装置１は、図１に示されるように、試料Ｘを収容した容器３を上面５ａに載置可能な筐体５と、筐体５内に収容された光源部７、撮像部９およびフォーカス調整部１１と、撮像部９およびフォーカス調整部１１を制御する制御部１３と、撮像部９により取得された画像を表示する表示部１５と、制御部１３に送る指示をユーザに入力させる操作部１７とを備えている。

筐体５は、例えば、外面に凹凸が最小限の直方体に形成されている。このような外形により、筐体５の外面に対して７０％エタノール等による拭き滅菌を容易にすることができる。筐体５の上面５ａには、照明光を透過可能なガラス窓（透過窓）５ｂが光源部７および撮像部９の上方を覆うように設けられている。

また、筐体５は、ガラス窓５ｂを除き、金属等のＵＶ耐性を有する材質により形成されている。このような材質により、筐体５はクリーンベンチのＵＶ殺菌灯による滅菌が可能になる。例えば、ステンレス、アルマイト等の過酸化水素ガス耐性の材質により筐体５を形成することとしてもよい。この場合、筐体５の上面５ａにおけるガラス窓５ｂの境界の隙間や配線を通す穴等の隙間は、シリコン等の過酸化水素ガス耐性を有する材質でシーリングすることとすればよい。このようにすることで、過酸化水素ガス滅菌に対応することができる。

また、筐体５は、上面５ａが略水平に配置されるようになっている。上面５ａを略水平に配置することで、非観察時に筐体５の上面５ａを作業台として使用することができる。上面５ａに設けられているガラス窓５ｂは容器３よりも大きい面積を有しており、ガラス窓５ｂ上に容器３を載置することができるようになっている。

容器３は、例えば、天板３ａを有する細胞培養フラスコであり、全体的に光学的に透明な樹脂により構成されている。

光源部７は、撮像部９の光軸に対して交差する方向に位置をずらして、ガラス窓５ｂに対向して配置された単一のＬＥＤ光源１９を備えている。ＬＥＤ光源１９は、斜め上方に照明光を射出してガラス窓５ｂおよび容器３の底面３ｂを下から上に向かって透過させた後、容器３の天板３ａにおいて照明光を反射させて、容器３内の試料Ｘに対して斜め上方から照明光を照射するようになっている。ＬＥＤ光源１９は、例えば、赤色の波長以上の波長の照明光を射出するようになっている。このようにすることで、試料Ｘへの光毒性を低減することができる。

撮像部９は、ガラス窓５ｂの下方にガラス窓５ｂに対向して配置される対物レンズ２１と、対物レンズ２１により集光された光を撮影するカメラ（カメラ部）２３とを備えている。対物レンズ２１は、ＬＥＤ光源１９からの照明光が上方から試料Ｘに照射されることにより、試料Ｘを上から下に透過し、かつ、ガラス窓５ｂを上から下に透過して筐体５内に入射する透過光を集光するようになっている。

フォーカス調整部１１は、制御部１３の制御により、容器３内の試料Ｘに対する対物レンズ２１の合焦状態を調整することができるようになっている。

制御部１３は、対物レンズ２１の焦点を容器３内の試料Ｘに一致させるようにフォーカス調整部１１を制御したり、カメラ２３の露光時間およびゲインを自動制御したりするようになっている。ユーザが操作部１７により容器３の種類を指定すると、制御部１３によりフォーカス調整部１１が制御されて、容器３の種類に合わせて対物レンズ２１の焦点が容器３内の試料Ｘに一致させられるようになっている。

また、制御部１３は、カメラ２３により取得された画像を表示部１５に表示させたり、静止画像および動画像を保存したりすることができるようになっている。制御部１３が画像を保存することで、取得した静止画像および動画像を残しておくことができる。

また、制御部１３は、画像を処理して明るさムラを除去したりコントラストを強調したりすることができるようになっている。これにより、試料Ｘの見やすさを向上することができる。また、制御部１３は、画像を解析して試料Ｘの数を計数することができるようになっている。これにより、試料Ｘの定量解析を行うことができる。

表示部１５は、例えば液晶等のモニタである。液晶等のモニタを用いることで、試料Ｘの画像を良好な画質で表示することができる。
操作部１７は、例えば、ボタン、ダイヤル、ホイール等を有するマウスであり、ユーザが手で操作することができるようになっている。これにより、正確な操作が可能となる。

このように構成された観察装置１の作用について説明する。
本実施形態に係る観察装置１を用いて細胞のように透明な試料Ｘを観察するには、図１に示されるように、試料Ｘを容器３内に収容し天板３ａを閉めて、容器３を底面３ｂが下側になる状態で静置し試料Ｘが底面３ｂに接着した後、筐体５の上面５ａのガラス窓５ｂ上に容器３を載置する。

次いで、ＬＥＤ光源１９を作動させて照明光を発生させる。ＬＥＤ光源１９から発せられた照明光は、対物レンズ２１の径方向外方から筐体５の上面５ａのガラス窓５ｂおよび容器３の底面３ｂを下から上に向かって透過し、容器３の天板３ａ内面において反射されて、試料Ｘに対して斜め上方から照射される。

試料Ｘに照射された照明光の内、試料Ｘを透過した透過光は、容器３の底面３ｂおよび筐体５のガラス窓５ｂを上から下に向かって透過し、筐体５内の対物レンズ２１に入射する。この際、照明光は試料Ｘの形状や屈折率によって屈折、散乱され、あるいは、試料Ｘの透過率によって減光されることで、試料Ｘの情報を載せた透過光となって対物レンズ２１により集光されてカメラ２３により撮影される。カメラ２３により取得された試料Ｘの画像は、制御部１３により表示部１５に送られて表示される。

このように、本実施形態に係る観察装置１によれば、容器３を載置する筐体５内に光源部７および撮像部９を収容することで、クリーンベンチのような限られたスペースで使用する場合にも、これら光源部７および撮像部９が作業の邪魔になるのを抑制することができる。その上、試料Ｘの下方にＬＥＤ光源１９および撮像部９を配置しているので、従来、試料を挟んだ両側に光源部と撮像部とを配置していた透過光の観察装置と比較すると、試料Ｘの片側のみにＬＥＤ光源１９および撮像部９が集約される分だけ、筐体５を薄型化することができる。これにより、限られたスペースでの作業効率を向上することができる。

本実施形態においては、光源部７が、ＬＥＤ光源１９から発せられた照明光を拡散させる拡散板（図示略）を備えることとしてもよい。拡散板は、例えばＬＥＤ光源１９と筐体５のガラス窓５ｂとの間に配置されている。このようにすることで、ＬＥＤ光源１９から発せられた照明光が拡散板により均一に拡散されるので、照明ムラの少ない均一な強度の照明光を試料Ｘに照射することができる。

本実施形態は以下のように変形することができる。
本実施形態においては、光源部７が単一のＬＥＤ光源１９を備えることとしたが、第１変形例としては、例えば図２に示すように、光源部７が、対物レンズ２１の周囲に周方向に間隔をあけて配置された複数のＬＥＤ光源１９を備えることとしてもよい。

対物レンズ２１の周方向に特定位置のＬＥＤ光源１９のみを点灯させることにより、試料Ｘに対して周方向の特定の方向からのみ照明することができる。また、対物レンズ２１の周方向に２以上の方向、特に、対物レンズ２１の光軸に対して軸対称の方向に配置されたＬＥＤ光源１９を同時に点灯させることにより、照明ムラを低減した照明光を試料に対して照射することができる。図２においては、２つのＬＥＤ光源１９を例示して説明したが、ＬＥＤ光源１９の数は３以上でもよい。

本変形例においては、対物レンズ２１の周方向だけでなく、対物レンズ２１の径方向にも間隔をあけて複数のＬＥＤ光源１９を配置することとしてもよい。この場合、制御部１３の制御により、特定のＬＥＤ光源１９を独立して点灯させることとしてもよい。例えば、対物レンズ２１の径方向に異なる位置のＬＥＤ光源１９のみを点灯させることで、斜め上方から試料Ｘに照射する照明光の角度を切り替えることができる。

第１変形例においては、複数のＬＥＤ光源１９を切り替えて照明光を射出させることとしたが、これに代えて、ＬＥＤ光源１９の上方に配置して、ＬＥＤ光源１９からの照明光を遮蔽する図３に示すような遮光部材２５を採用することとしてもよい。

遮光部材２５は、図３に示すように、周方向の一部あるいは径方向の一部に開口する開口部２５ａと、容器３の天板３ａ内面において反射されて試料Ｘを透過した透過光を透過させる透過孔２５ｂとが設けられている。開口部２５ａの位置が異なる複数の遮光部材２５を入れ替えることで、遮光部材２５ごとの開口部２５ａの位置に応じて、照明光の照射角度や照射方向を変更することができる。

この場合は、光源部７として、第１変形例と同様に複数のＬＥＤ光源１９を採用することとしてもよいが、照明光の発光位置を切り替える機能は不要であり、開口部２５ａよりも広い範囲から照明光を射出可能な光源であれば、任意の光源を備えるものを採用してもよい。

また、図３では、円形の開口部２５ａを有する遮光部材２５を例示したが、これに代えて、例えば、扇形状の開口部２５ａや円環状の開口部２５ａなど、開口部２５ａの大きさ、位置、形状および数は任意のものを採用することができる。

また、第２変形例としては、例えば、図４に示すように、筐体５のガラス窓５ｂと対物レンズ２１の先端部との間に、照明光の波長のみを透過するバンドパスフィルタのような光学フィルタ２７を配置することとしてもよい。このようにすることで、光学フィルタ２７により、クリーンベンチの蛍光灯からの光等の外部の光が対物レンズ２１に入射するのを防ぎ、外部の光の影響による画質の劣化を低減することができる。

光学フィルタ２７は、カメラ２３に入射しようとする外部の光を除去することができればよく、対物レンズ２１の外側ではなく、例えば、対物レンズ２１の内部に設けることとしてもよいし、対物レンズ２１とカメラ２３との間に設けることとしてもよい。

また、本実施形態においては、表示部として液晶等のモニタのような表示部１５を例示して説明したが、第３変形例としては、表示部として画像を投影するプロジェクタを採用することとしてもよい。このようにすることで、筐体５とは別に表示部を配置するスペースを省略することができる。また、プロジェクタにより、観察装置１を挟んでユーザに正対する壁など、ユーザが作業をしながらの姿勢で見やすい位置に画像を投影し、作業効率を向上することができる。

また、表示部として、ユーザの視野に画像を映し出すＨＵＤ（Ｈｅａｄ−Ｕｐ Ｄｉｓｐｌａｙ）を採用することとしてもよい。このようにすることで、ユーザがどの方向を向いている場合でも、ユーザは常に画像を確認しながら作業することができる。

また、操作部１７としてマウスを例示して説明したが、これに代えて、例えば図５に示すように、フットスイッチ等のユーザが足で操作する操作部２９を採用することとしてもよい。このようにすることで、ユーザは手で他の作業をしながら操作部２９に指示を入力することができ、作業効率を向上することができる。各構成において、マウスのような操作部１７に代えてフットスイッチのような操作部２９を採用してもよいし、操作部２９に代えて操作部１７を採用してもよい。操作部１７として、キーボードや押しボタン式リモートコントローラーなど、押しボタンによる入力インターフェースを採用してもよい。

また、第４変形例としては、制御部１３および表示部１５に代えて、例えば図６に示すように、制御部と表示部とが一体型のノート型ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）３１を採用することとしてもよい。このようにすることで、カメラ２３により取得された画像データをノート型ＰＣ３１によりそのまま高度な解析や作業に使用することができる。

また、第５変形例としては、制御部１３に代えて、例えば図７に示すように、電子基板化して筐体５内に内蔵された制御部３３を採用することとしてもよい。このようにすることで、観察装置１の構成を単純化するとともに、省電力化を図ることができる。

第６変形例としては、表示部１５および操作部１７に代えて、例えば図８に示すように、筐体５の一表面に配置された表示部３５および操作部３７を採用することとしてもよい。この場合、筐体５が上面５ａにガラス窓５ｂの他に表示部３５と操作部３７を配置するスペースを有し、表示部３５および操作部３７が筐体５の上面５ａに配置されることとしてもよい。さらに、制御部として、第５変形例の制御部３３を採用することとしてもよい。このようにすることで、制御部３３と表示部３５と操作部３７とが筐体５と一体化された最も単純な構成を実現することができる。

本変形例においては、筐体５と制御部３３、表示部３５および操作部３７の全てを一体化した構成を例示したが、例えば、一体化した筐体５と制御部３３と操作部３７と、別体の表示部１５とを採用する構成としてもよいし、あるいは、一体化した筐体５と制御部３３と表示部３５と、別体の操作部１７，２９とを採用する構成としてもよい。

第７変形例としては、図９に示すように、筐体５内に内蔵した制御部３３が、表示部１５および操作部２９とそれぞれ無線通信で送受信を行うこととしてもよい。この場合、カメラ２３、フォーカス調整部１１および制御部３３はバッテリー駆動としてもよい。また、カメラ２３により取得された静止画データや動画データを制御部３３により無線通信で別のＰＣ３９やネットワーク４１に伝送して、別のＰＣ３９上やネットワーク（Ｎｅｔｗｏｒｋ）４１上に保存することとしてもよい。このようにすることで、配線が無くなり利便性を向上することができる。

第８変形例としては、図１０に示すように、筐体５内に内蔵され撮像部９およびフォーカス調整部１１を制御する制御部３３とは別に、筐体５の外部に配置される他の制御部（画像集約部）３４を備えることとしてもよい。

他の制御部３４は、有線または無線で、一または複数の別の観察装置２、ネットワーク（外部の記録媒体）４１、任意の別のＰＣ３９等と接続することができるようになっていてもよい。また、他の制御部３４は、本実施形態に係る観察装置１や別の観察装置２において取得される静止画像や動画像の画像データをこれら観察装置１や別の観察装置２から受信してネットワーク４１に伝送し、ネットワーク４１上に保存させることができるようになっていてもよい。

本変形例によれば、他の制御部３４がハブ（集線装置）として機能して、観察装置１からの画像データを別の観察装置２からの画像データとともに集約してそれらをネットワーク４１上の保存場所にアップロードすることで、ユーザは任意の別のＰＣ３９からネットワーク４１に指示やリクエストを送ってそれらの画像データを閲覧することができる。これにより、観察装置１により観察しようとしている試料Ｘを別の観察装置２の試料と一緒に比較しながら観察することができる。

本変形例においては、操作部１７，２９を採用せず、筐体５の一表面に配置される操作部３７により、ユーザからの指示を制御部３３および他の制御部３４に送ることとしてもよいし、操作部３７と、筐体５の外部に配置される操作部１７，２９とを併用して、ユーザからの指示を制御部３３および他の制御部３４に送ることとしてもよい。図１０は操作部３７と操作部２９を併用する例を示している。操作部３７と操作部１７，２９を併用した場合は、ユーザが作業に応じて適した操作方法を選択することができる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態に係る観察装置について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る観察装置５１は、図１１に示すように、容器３の上方に配置される反射部材５３を備える点で第１実施形態に係る観察装置１と相違している。
本実施形態の説明において、上述した第１実施形態に係る観察装置１と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。

反射部材５３は、例えば、ガラス窓５ｂに対向してガラス窓５ｂ上の容器３を覆うように配置され、光源部７からガラス窓５ｂを下から上に向かって透過してきた照明光を容器３内の試料Ｘに向けて反射するようになっている。反射部材５３としては、例えば、ガラス、樹脂またはミラー等が用いられる。

この反射部材５３は、図１２に示すように、容器３の上方から退避可能に構成されている。観察時は反射部材５３を容器３の上方に配置する一方、観察後は反射部材５３を容器３の上方から退避させることにより、筐体５の上面５ａを作業台として使用する場合に反射部材５３が作業の妨げになるのを防ぐことができる。
容器３は、シャーレのように取り外し可能な天板３ｃを有する容器を採用し、天板３ｃを外した状態で観察できることとしてもよい。

このように構成された観察装置５１の作用について説明する。
本実施形態に係る観察装置５１を用いて細胞のように透明な試料Ｘを観察する場合は、まず、試料Ｘを収容した容器３を筐体５のガラス窓５ｂ上に載置した後、容器３の上方に反射部材５３を配置する。そして、ＬＥＤ光源１９から照明光を発生させる。

ＬＥＤ光源１９から発せられた照明光は、筐体５の上面５ａのガラス窓５ｂ、容器３の底面３ｂおよび天板３ｃを下から上に向かって透過した後、反射部材５３において反射されて容器３の天板３ｃを透過し、試料Ｘに対して斜め上方から照射される。試料Ｘを透過した透過光は、容器３の底面３ｂおよび筐体５のガラス窓５ｂを上から下に向かって透過して筐体５に入射し、対物レンズ２１に集光されてカメラ２３により撮影される。

本実施形態に係る観察装置５１によれば、ＬＥＤ光源１９からの照明光を容器３の天板３ｃではなく反射部材５３により反射して試料Ｘに照射することで、容器３の種類によって照明条件が変化せず、画質を安定させることができる。

本実施形態においては、反射部材５３を採用することとしたが、容器３内に溶液（例えば、培養培地やリン酸緩衝液等）を入れて試料Ｘを溶液内に浸し、底面３ｂを下から上に向かって透過した照明光を溶液上方の液面によって反射することにしてもよい。

本実施形態においても、第１実施形態およびその変形例のように、制御部１３，３３、表示部１５，３５、操作部１７，２９，３７、ノート型ＰＣ３１および他の制御部３４を適宜組み合わせて採用することとすればよい。

〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態に係る観察装置について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る観察装置６１は、図１３に示すように、筐体５がクリーンベンチ６３の作業フロア６３ａに埋め込まれて作業フロア６３ａと一体型に形成されている点で第１実施形態に係る観察装置１および第２実施形態に係る観察装置５１と相違している。
本実施形態の説明において、上述した第１実施形態に係る観察装置１および第２実施形態に係る観察装置５１と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。

筐体５は、上面５ａが作業フロア６３ａと面一となるように配置されていることとしてもよい。このようにすることで、非観察時に筐体５が作業の邪魔にならず、筐体５の上面５ａを作業フロア６３ａの一部として使用することができる。

このように構成された観察装置６１を用いた試料Ｘの観察方法は、クリーンベンチ６３内で操作する以外は第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
本実施形態に係る観察装置６１によれば、クリーンベンチ６３内の作業スペースを犠牲にすることなく、クリーンベンチ６３に観察機能を追加することができる。

本実施形態においては、第２実施形態のように反射部材５３を採用し、光源部７からの照明光を反射部材５３により上方から試料Ｘに照射することとしてもよい。この場合、反射部材５３を試料Ｘの上方から退避可能に構成すれば、クリーンベンチ６３内の作業スペースを犠牲にしなくて済む。

本実施形態においては、ＬＥＤ光源１９からの照明光に代えて、図１４に示すように、クリーンベンチ６３のベンチ照明（光源）６５からの照明光を利用して試料Ｘを観察することとしてもよい。この場合、制御部１３により、カメラ２３から送られてくる画像における蛍光灯由来のちらつき（フリッカー）を画像処理により除去することが望ましい。このようにすることで、撮影環境によって照明条件が変化せず、画質を安定させることができる。

この場合も、ガラス窓５ｂと対物レンズ２１との間、対物レンズ２１内部、対物レンズ２１とカメラ２３との間のいずれかの位置に、照明光の波長のみを透過する光学フィルタ２７を配置することとしてもよい。

本実施形態においては、作業フロア６３ａに筐体５を埋め込む構成を例示して説明したが、これに代えて、作業フロア６３ａ上に筐体５を載置する構成としてもよい。このようにした場合も、容器３を載置する筐体５内に光源部７および撮像部９が収容されているので、クリーンベンチ６３の限られた作業スペースにおいても、光源部７および撮像部９が作業の邪魔になるのを抑制し、作業効率を向上することができる。

本実施形態においても、第１実施形態およびその変形例のように、制御部１３，３３、表示部１５，３５、操作部１７，２９，３７、ノート型ＰＣ３１および他の制御部３４を適宜組み合わせて採用することとすればよい。

上記各実施形態において、制御部１３および他の制御部３４として、ＰＣを採用することができる。制御部３３として、制御回路を採用することができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、本発明を上記各実施形態および変形例に適用したものに限定されることなく、これらの実施形態および変形例を適宜組み合わせた実施形態に適用してもよく、特に限定されるものではない。

１，５１，６１ 観察装置
２ 他の観察装置
３ 容器
３ａ 天板
５ 筐体
５ｂ ガラス窓（透過窓）
７ 光源部
９ 撮像部
１１ フォーカス調整部
１３，３３ 制御部
１５，３５ 表示部
１７，２９，３７ 操作部
１９ ＬＥＤ光源（光源）
２３ カメラ（カメラ部）
２１ 対物レンズ
２７ 光学フィルタ
３１ ノート型ＰＣ（制御部、表示部）
３４ 他の制御部（画像集約部）
４１ ネットワーク（外部の記録媒体）
Ｘ 試料

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、試料を収容した容器を載置可能かつ照明光を透過可能な透過窓を上面に有する筐体と、該筐体に収容され、前記試料を透過しかつ前記透過窓を透過して前記筐体内に入射した透過光を集光する対物レンズを有し、前記透過光を撮影する撮像部と、前記筐体に収容され、前記対物レンズの径方向外方から前記試料下方から上方に向けて前記照明光を射出する光源部とを備え、前記撮像部が、前記光源部から射出された前記照明光が前記試料の上方で反射されることにより前記試料および前記透過窓を透過した前記透過光を撮影する観察装置である。

本発明の他の態様としては、試料を収容した容器を載置可能かつ照明光を透過可能な透過窓を上面に有する筐体と、該筐体に収容され、前記試料の下方から上方に向けて前記照明光を射出する光源部と、前記筐体に収容され、前記光源部から射出された前記照明光が前記試料の上方に配置された前記容器の天板内面で反射し、前記試料を透過しかつ前記透過窓を透過して前記筐体内に入射した透過光を撮影する撮像部とを備える観察装置である。

本態様によれば、容器を載置する筐体内に光源部を収容することで、光源部が作業の邪魔になるのを抑制することができる。この場合において、光源部および撮像部の両方を試料の下方に配置することにより、光源部および撮像部を試料を挟んで試料の上方と下方に分けて配置する場合と比較して、装置の高さを低く抑え、筐体を薄型化することができる。これにより、クリーンベンチ内のような限られたスペースで使用する場合においても作業効率を向上することができる。
また、本発明の他の態様としては、試料を収容した容器を載置可能かつ照明光を透過可能な透過窓を上面に有する筐体と、該筐体に収容され、前記試料の下方から上方に向けて前記照明光を射出する光源部と、前記筐体に収容され、前記光源部から射出された前記照明光が前記試料の上方に配置された前記試料を浸す溶液の上方の液面で反射し、前記試料を透過しかつ前記透過窓を透過して前記筐体内に入射した透過光を撮影する撮像部とを備える観察装置である。

上記態様においては、前記光源部が、前記対物レンズの径方向に異なる位置から前記照明光を射出可能であってもよい。
このように構成することで、光源部から射出される照明光の径方向位置を異ならせることで、試料の上方に配置された同一の反射面によって反射された反射光の試料への入射角度を変化させることができる。すなわち、対物レンズの径方向の近い位置から射出された照明光の反射光は、光軸に対して小さい角度をなして試料に入射する一方、対物レンズの径方向に遠い位置から射出された照明光の反射光は、光軸に対して大きな角度をなして試料に入射する。

上記態様においては、前記光源部が、前記対物レンズの周方向に異なる位置から前記照明光を射出可能であってもよい。
このように構成することで、対物レンズの周方向に複数位置から同時に照明光が照射され、照明ムラを低減することができる。

上記態様においては、前記光源部が、前記対物レンズの周囲に配列され、点灯可能な複数の光源を備えることとしてもよい。
このように構成することで、複数の光源の内のいずれかを点灯させることにより、照明光の周方向位置を決定することができる。そして、点灯させる光源の周方向位置を切り替えることにより、異なる方向から照明された試料の像を撮影することができる。特に、上記偏斜照明の像においては、異なる陰影の付き方の像を撮影することができる。

上記態様においては、前記容器が光学的に透明な材質で構成され、前記照明光が前記容器の天板内面によって反射されることとしてもよい。
このように構成することで、内部に試料を収容した天板を有する容器を光源部および撮像部の上方に配置するだけで、光源部から射出された照明光を容器の天板内面において反射させ、容器内の試料に照射させることができる。

上記態様においては、前記試料が溶液内に浸されており、前記照明光が前記溶液の上方の液面によって反射されることとしてもよい。
このように構成することで、天板を有しない容器や、反射部材を配置できない容器内に収容された試料を観察する場合において、光源部から射出された照明光を溶液の液面において反射させ、容器内の試料に照射させることができる。

上記態様においては、前記試料の上方に反射部材を備えていてもよい。
このように構成することで、シャーレのように天板を取り外した状態で観察する可能性のある容器や細胞培養バッグ内に収容された試料を観察する場合において、試料の上方に反射部材を配置することにより、光源部から射出された照明光を反射部材において反射させ、容器内の試料に照射させることができる。

上記態様においては、前記制御部に送る指示をユーザに入力させる操作部を備えることとしてもよい。
このように構成することで、ユーザは操作部に指示を入力するだけで、所望の操作を実行することができる。
上記態様においては、前記操作部が押しボタン式であってもよい。

このように構成することで、画像集約部により、撮像部により取得された試料の画像と他の観察装置により取得された画像と一緒に外部の記録媒体において容易に管理することができる。したがって、外部の記録媒体からこれらの画像を読み出せば、この観察装置により観察しようとする試料を他の観察装置の試料と一緒に比較しながら観察することができる。
上記態様においては、前記制御部が、無線通信により情報の送受信を行ってもよい。
上記態様においては、前記筐体は、バッテリーを備え、前記制御部は、該バッテリーにより駆動してもよい。
上記態様においては、前記筐体が作業スペースに配置されてもよい。
上記態様においては、前記筐体が作業スペースに埋め込まれてもよい。
上記態様においては、前記作業スペースがクリーンベンチであってもよい。

Claims (24)

1. 試料を収容した容器を載置可能かつ照明光を透過可能な透過窓を上面に有する筐体と、
   該筐体に収容され、前記照明光が上方から前記試料を透過しかつ前記透過窓を透過して前記筐体内に入射した透過光を撮影する撮像部とを備える観察装置。
2. 前記筐体に収容され、前記試料の下方から上方に向けて前記照明光を射出する光源部を備え、
   前記撮像部が、前記光源部から射出された前記照明光が前記試料の上方で反射されることにより前記試料および前記透過窓を透過した前記透過光を撮影する請求項１に記載の観察装置。
3. 前記撮像部が、前記透過光を集光する対物レンズを備え、
   前記光源部が、前記対物レンズの径方向外方から前記試料の上方に前記照明光を射出する請求項２に記載の観察装置。
4. 前記光源部が、前記対物レンズの径方向に異なる位置から独立して前記照明光を射出可能である請求項３に記載の観察装置。
5. 前記光源部が、前記対物レンズの周方向に異なる位置から同時に前記照明光を射出可能である請求項３に記載の観察装置。
6. 前記光源部が、前記対物レンズの周囲に配列され、独立して点灯可能な複数の光源を備える請求項４または請求項５に記載の観察装置。
7. 前記光源部が、前記試料の下方に配置される光源と、該光源からの照明光のうち、特定の径方向位置の前記照明光のみを透過させる開口部を有する遮光部材とを備える請求項３に記載の観察装置。
8. 前記撮像部が、前記対物レンズにより集光された前記照明光を受光し前記試料の像を取得するカメラ部と、前記照明光の波長のみを透過する光学フィルタとを備え、
   前記対物レンズが、前記透過窓を挟んで前記試料と対向して配置され、
   前記光学フィルタが、前記透過窓と前記対物レンズとの間、前記対物レンズ内部、前記対物レンズと前記カメラ部との間のいずれかに配置されている請求項３から請求項７のいずれかに記載の観察装置。
9. 前記光源部が、前記照明光を拡散させる拡散板を備える請求項２から請求項８のいずれかに記載の観察装置。
10. 前記照明光が前記容器の天板内面によって反射される請求項２から請求項９のいずれかに記載の観察装置。
11. 前記照明光が、前記試料の上方に配置された反射部材によって反射される請求項２から請求項９のいずれかに記載の観察装置。
12. 前記試料が溶液内に浸されており、
    前記照明光が前記溶液の上方の液面によって反射される請求項２から請求項９のいずれかに記載の観察装置。
13. 前記撮像部が、前記筐体外に配置されている光源から射出された前記照明光が上方から前記試料に照射されることにより該試料および前記透過窓を透過した前記透過光を撮影する請求項１に記載の観察装置。
14. 前記撮像部が、前記透過光を集光する対物レンズと、前記対物レンズにより集光された前記照明光を受光し前記試料の像を取得するカメラ部と、前記照明光の波長のみを透過する光学フィルタとを備え、
    前記対物レンズが、前記透過窓を挟んで前記試料と対向して配置され、
    前記光学フィルタが、前記透過窓と前記対物レンズとの間、前記対物レンズ内部、前記対物レンズと前記カメラ部との間のいずれかに配置されている請求項１３に記載の観察装置。
15. 前記撮像部により取得された前記試料の画像を表示する表示部を備える請求項１から請求項１４のいずれかに記載の観察装置。
16. 前記表示部が前記筐体の一表面に配置されている請求項１５に記載の観察装置。
17. 前記表示部が前記画像を投影するプロジェクタである請求項１５に記載の観察装置。
18. 前記試料に対する前記撮像部の合焦状態を調整するフォーカス調整部と、
    前記撮像部の焦点を前記試料に一致させるように前記フォーカス調整部を制御する制御部とを備える請求項１から請求項１７のいずれかに記載の観察装置。
19. 前記制御部の少なくとも一部が前記筐体に内包されている請求項１８に記載の観察装置。
20. 前記制御部に送る指示をユーザに入力させる操作部を備える請求項１８または請求項１９に記載の観察装置。
21. 前記操作部がフットスイッチである請求項２０に記載の観察装置。
22. 前記操作部が前記筐体の一表面に配置されている請求項２０に記載の観察装置。
23. 前記筐体の前記上面が略水平に配置される請求項１から請求項２２のいずれかに記載の観察装置。
24. 前記撮像部により取得された前記試料の画像を他の観察装置において取得された画像とともに集約して外部の記録媒体に保存させる画像集約部を備える請求項１から請求項２３のいずれかに記載の観察装置。

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