WO2018117106A1 - 試料観察装置 - Google Patents

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義浩 横前
義一 兼田
信将 田中
宏樹 網野
紀彦 尾崎
小林 有二
孝徳 高橋
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00Apparatus for enzymology or microbiology
    • C12M1/34Measuring or testing with condition measuring or sensing means, e.g. colony counters

Definitions

  • a drive unit that includes a drive mechanism that freely moves an observation unit including an imaging observation optical system and an imaging device in a plane parallel to the XY plane, and automatically provides an entire image of a sample such as a cell in an incubator.
  • a drive mechanism that freely moves an observation unit including an imaging observation optical system and an imaging device in a plane parallel to the XY plane, and automatically provides an entire image of a sample such as a cell in an incubator.
  • sample observation devices configured to be able to scan automatically and to arbitrarily observe a desired portion of a sample such as a cell in the same incubator .
  • the drive unit 20 includes an observation unit 21, a driven unit 30, a drive unit (28, 29), a main frame 31, a control unit 32, and the like.
  • the observation unit 21 is a structural unit that includes an imaging observation optical system 41, an imaging element 45, and the like in order to observe a sample such as a cell in the culture vessel 2.
  • the observation unit 21 is driven in the X-axis direction or the Y-axis direction in the XY plane by being driven by the drive unit (28, 29) of the drive unit 20 via the X drive shaft 22 and the Y drive shaft 25. Is configured to move.
  • the other X drive shaft guide member 23b has holes 23d (two places) in which the other ends of the two X drive shafts 22 are fitted. Yes.
  • the other ends of the two X drive shafts 22 are fixed to the X drive shaft guide member 23b by fixing screws 35 in a state of being fitted and disposed in the holes 23d (two places).
  • the driving mechanism of the moving frame 46 includes a lens driving motor 49, a lead screw 50, a nut member 51, and the like.
  • the image pickup observation optical system 41 and the image pickup element 45 are appropriately moved forward and backward in the Z-axis direction (that is, the direction along the optical axis O) by the drive mechanism, thereby forming an image on the light receiving surface of the image pickup element 45.
  • the focal position of the optical image of the observed object to be observed can be adjusted.
  • a relief valve that is a pressure adjusting valve for eliminating a pressure difference between the inside and outside of the apparatus body 10 caused by a large change in the temperature of the gas inside the apparatus body 10 (Relief valve) 61a and 61b are provided (see FIGS. 8 and 9).
  • the relief valves 61a and 61b will be described below mainly using FIG. 8 and FIG. In FIG. 9, only the pressure regulating valve as a main part and the constituent parts related thereto are shown, and the other constituent members provided in the housing case are not shown.
  • the other relief valve 61b is configured to remove the device body 10 that has been outside the thermostat 101 when the temperature of the gas (air) in the internal space of the device body 10 is lower than the outside air temperature (for example, before the start of use or transportation).
  • This is a valve having a function of automatically taking the gas outside the apparatus (gas in the thermostat 101) into the apparatus main body 10 when it is placed in the thermostat 101 and started to use.
  • the relief valves 61a and 61b are in a normal state. That is, the relief valves 61a and 61b cover the through holes 11d and maintain the sealed state of the apparatus body 10.
  • the gas inside the apparatus main body 10 when the gas temperature inside the apparatus main body 10 becomes higher than the gas temperature outside the apparatus, the atmospheric pressure inside the apparatus main body 10 increases. Then, in the relief valve 61a, the gas inside the apparatus main body 10 pushes down the valve body 62 in the direction opposite to the arrow A in FIG. 9 (the same direction as the arrow B) against the urging force of the urging member 63. . As a result, a gap is generated between the valve element 62 and the valve seat 11f on the relief valve 61a side. Therefore, the gas inside the apparatus main body 10 flows out from the through hole 11c on the relief valve 61a side to the outside through the through hole 11d through the valve housing 11e.
  • the gas outside the apparatus main body 10 moves the valve body 62 in the direction indicated by the arrow A in FIG. 9 (the same direction as the urging force of the urging member 63). Push up. Thereby, the contact state of the valve body 62 and the valve seat 11f is maintained on the relief valve 61a side. Accordingly, this eliminates the pressure difference between the inside and the outside of the apparatus main body 10.
  • the other stopper member 71b acts on the Y drive shaft guide member 26b on which the Y drive shaft 25 is fixedly supported, and restricts the Y drive shaft 25 and the observation unit 21 from moving in the direction along the X axis.
  • a member that holds a predetermined position on the X axis of the Y drive shaft 25 and the observation unit 21 for example, the position of one end of a movable region along the X axis direction).
  • the O-ring 73 is fitted and arranged in the middle part of the stopper pin 72 inserted and arranged in the pin fixing member 74.
  • the O-ring 73 is a sealing member provided to maintain water tightness between the stopper pin 72 and a through hole 11k (described later; see FIG. 10) of the stopper housing 11h on the bottom surface of the storage housing 11. It is.
  • the tip of the stopper pin 72 is formed on each of the X drive shaft guide member 23b and the Y drive shaft guide member 26b.
  • the engagement holes 23g and 26g are fitted.
  • the tip of the stopper pin 72 is fitted into the locking holes 23g and 26g of the X drive shaft guide member 23b and the Y drive shaft guide member 26b, respectively, thereby moving the X drive shaft guide member 23b and the Y drive shaft guide member 26b.
  • the movement of the X drive shaft 22 and the Y drive shaft 25 is restricted, the movement of the observation unit 21 in the XY plane is also restricted, and the observation unit 21 is held at a predetermined position inside the apparatus main body 10. Is done.
  • the X-axis direction guide shaft 27 and the Y-axis direction guide shaft 24 (at least a predetermined part thereof) are made of a magnetic material, and the back surfaces of the X drive shaft guide member 23a and the Y drive shaft guide member 26a serve as backlash absorbing portions.
  • a magnet unit 34 is provided.
  • the power supply from the external control device 102 to the sample observation apparatus 1A is not limited to the power supply means via the external control device 102, but is a commercial power supply provided outside the thermostat 101 using a power cable (not shown) or the like. You may make it supply electric power from (not shown). Further, power may be supplied to the sample observation apparatus 1A from a storage battery or the like (not shown) installed in the thermostat 101 or outside.
  • the culture vessel 2 when the culture vessel 2 is placed at a position facing the light transmission window 15a on the top surface of the top panel unit 16A, the culture vessel 2 is on the side facing the light transmission window 15a, that is, the culture surface.
  • the bottom surface of the container 2 is formed in a flat plate shape, and the flat plate-shaped bottom surface is formed in a transparent thin plate shape.
  • the other surface other than the bottom surface of the culture vessel 2 has a flat surface and a plurality of reflective surfaces that can reflect light are formed inward. These reflecting surfaces are emitted from an illumination light source (see FIG. 20 described later) included in the observation unit 21 provided inside the housing 11 of the sample observation apparatus 1A, pass through the light transmission window 15a, and are described above. The illumination light incident on the culture vessel 2 is reflected.
  • an illumination light source see FIG. 20 described later
  • region of the adhesive agent between the said transparent thin plate member 17 and the said sheet metal member 15 is an area
  • the drive unit 20A is described as a form including the observation unit 21.
  • the observation unit 21 is a constituent unit that moves in the X-axis direction and the Y-axis direction in the XY plane by being mounted on the driven unit 30.
  • a through hole is formed in the X drive shaft guide member 23a, and one Y-axis direction guide shaft 24 is loosely inserted through the through hole.
  • the X drive shaft guide member 23b is formed with a through groove having a U-shaped cross section, and the other Y-axis direction guide shaft 24 is inserted into the through groove.
  • the Y-axis direction drive unit 29 drives the X drive shaft 22 by driving at least one of the X drive shaft guide members 23a and 23b (X drive shaft guide member 23a in the present embodiment) in the Y axis direction. Drive in the Y-axis direction. Thereby, the observation unit 21 is moved in the same Y-axis direction.
  • the nut member 51 is a driven member that moves in the Z-axis direction by receiving the rotation output of the lens driving motor 49 through the lead screw 50.
  • the nut member 51 is engaged with an engaging portion 46 c that is a predetermined part of the moving frame 46 in a state of being screwed to the lead screw 50.
  • the diffusion plate 43 diffuses the illumination light emitted from the light source member 52 and then transmitted through the illumination lens 44 and emits the light toward the upper light transmission window 15a to illuminate the inside of the culture vessel 2.
  • the diffusion plate 43 is formed of, for example, a milky white resin thin plate having light permeability and light diffusibility. Instead of the diffusion plate 43, a Fresnel lens may be used.
  • this makes it possible to improve the inclination error of the optical axis O of the imaging observation optical system 41 of the observation unit 21 with respect to the plane of the top panel unit 16A and the integration error with respect to the position of the observation unit 21.
  • the movement accuracy can be ensured with high accuracy, and therefore the performance of the sample observation apparatus 1A as a precision machine can be ensured with higher accuracy.
  • the top plate unit is configured by adhering a flat transparent thin plate member and a flat plate-like rigid sheet metal member,
  • the said sheet metal member is a sample observation apparatus as described in (1) which has a substantially rectangular-shaped light transmission window in the approximate center part.
  • the sample observation apparatus control method is a sample observation apparatus control method including an imaging unit that images a sample, and includes information on a use environment in which the sample observation apparatus is disposed. Obtaining heat generation possibility information indicating the possibility of heat generation of the sample observation device, measuring the device temperature of the sample observation device, information on the use environment, and the device temperature And performing a first determination as to whether or not condensation may occur on the observation optical path based on the heat generation possibility information.
  • the measurement object is, for example, the cell 324, but this may be an adhesive cell or a floating cell.
  • the cell 324 may be a spheroid or a tissue.
  • the cell 324 may be derived from any organism, and may be a fungus or the like.
  • the sample 300 includes a biological sample that is a living organism or a sample derived from a living organism.
  • the reflection plate 360 is used to illuminate the cells 324 by reflecting the illumination light incident on the sample 300 via the transparent plate 107, and is disposed on the upper surface of the container 310.
  • the observation side control circuit 110 controls the operation of each unit provided in the observation apparatus 1B.
  • the observation-side control circuit 110 acquires various information related to the operation of the observation apparatus 1B, performs various determinations related to the operation of the observation apparatus 1B, and notifies / warns the user based on the determination result. Etc. If the function-specific power information is recorded in the observation-side recording circuit 130 in a database format, the heat generation possibility information acquisition unit included in the observation-side control circuit 110 refers to this appropriately when using the function, and performs various types (lighting, imaging) , Mechanism drive, etc.) and the possibility of heat generation can be obtained based on the function and the function use time. As shown in FIG.
  • the sensor unit 171 further includes a strain sensor, and in this step, it is possible to determine whether or not the deformation of the observation apparatus 1B is detected by the strain sensor.
  • the observation device control process proceeds to step S112 when it is determined that the pressure difference is equal to or greater than the threshold (distortion is detected) or the pressure difference can be equal to or greater than the threshold, and to step S113 when it is not determined.
  • an observation system includes an observation device and a controller that acquires a user operation result, outputs the operation result to the observation device, and acquires the observation result of the observation device.
  • the elastic member 182 (a, b) is deformed by a stress corresponding to the pressure difference between the internal environment and the external environment transmitted from the partition plate 183 (a, b). Moreover, when the said pressure difference becomes more than a 1st pressure difference, a clearance gap arises between the partition plate 183 (a, b) and the O-ring 184 (a, b).
  • the first pressure difference is, for example, a pressure difference that causes the casing 108 or the transparent plate 107 to be deformed beyond the first threshold value.
  • step S603 the controller-side control circuit 210 causes the controller-side communication device 240 to transmit a control signal for instructing execution of the operation confirmation process to the observation device 1C.
  • step S604 the controller-side control circuit 210 determines whether or not the result of the operation confirmation process has been received from the observation apparatus 1C. The controller control process repeats the process until the result is received, and proceeds to step S605 after receiving the result.
  • the operation piece 188 included in the second pressure valve may be configured to be pushed up by the operation piece 166 and to operate the partition plate 183 (a, b).
  • a focus determination unit that acquires a shift amount of the focus position in the imaging and performs focus determination
  • the deformation information acquisition unit acquires the shift amount of the in-focus position as the deformation information
  • the deformation determination unit determines that there is a possibility that the transparent plate or the housing may be deformed by the first threshold or more when the shift amount of the in-focus position is a predetermined shift amount or more.
  • the deformation control unit operates the deformation control mechanism when it is determined that there is a possibility that the transparent plate or the housing is deformed beyond the first threshold value (5) to (7)
  • the sample observation apparatus according to any one of the above.
  • a first pressure contact part 111d is formed so as to protrude toward the lateral outside (in the direction of arrow H in FIG. 49).
  • the first pressure contact portion 111d is formed over the entire outer peripheral surface of the action portion 111f.
  • peripheral ring 112 (annular member) is formed of an inclined surface having an upward slope from the annular outer peripheral edge portion toward the inner peripheral edge portion, and this inclined surface and the action portion of the operation button 18a.
  • the upper surface of 111f is formed by a substantially continuous surface. That is, the outer surface of the peripheral ring 112 and the outer surface of the action part 111f of the button rubber 111 are formed to be a continuous surface without a step.
  • the button plate 111A and the peripheral ring 112 may be formed as a single part.
  • [Appendix] (1) a storage housing having an opening on one surface; A top plate unit, which is a lid body having a flat portion on the upper surface side and attached to cover the opening of the storage housing and the storage housing as a sealed box; An operation member attached to a part of the top plate unit; Comprising The operation member is fitted and disposed in a hole in the flat surface portion of the top plate unit, fills a gap formed between the operation member and the vicinity of the operation member installation site to the inside of the housing case.
  • a sample observation apparatus provided with a plurality of liquid dampening portions in a liquid flow path.
  • the sample observation apparatus 1A is normally installed and used in the thermostat 101 as described above.
  • the temperature in the thermostat 101 becomes a high temperature environment of, for example, about 37 degrees Celsius.
  • the urging member 63 in one relief valve 61a urges the valve body 62 in the direction indicated by the arrow A in FIG. Further, the urging member 63 in the other relief valve 61b urges the valve body 62 in the arrow B direction in FIG. Thus, the urging force of the urging member 63 urges the valve body 62 toward the valve seat 11f.
  • a wall by providing a wall, a plurality of moisture-absorbing desiccants and the like are arranged, a surface area having a moisture-absorbing effect can be obtained, and moisture-absorbing performance can be improved. In addition, dust and the like are prevented from being scattered in the device when the hygroscopic desiccant is replaced.
  • FIG. 10 is an external perspective view showing a state in which constituent elements (a drive unit including an imaging unit for observation, a housing case) in the lower half of the apparatus main body in the sample observation apparatus according to the ninth embodiment of the present invention are assembled. It is.
  • the main frame 31 constituted by the four wall portions (each pair of the long side wall 31b and the short side wall 31b) has upper and lower surfaces in the Z-axis direction, that is, surfaces parallel to the top plate unit 16A both on the upper surface and the lower surface. It is formed in an open form. That is, the main frame 31 is formed by only the four wall portions (31a, 31b).
  • the upper surface of the main frame 31 is integrally attached to a predetermined portion on the lower surface side of the sheet metal member 15 of the top plate unit 16A.
  • illustration of the top panel unit 16A is omitted.
  • the internal space 11x is a small room space surrounded by one of the pair of short side walls 31a of the main frame 31, the inner wall surface and the bottom surface of the storage housing 11, and a part of the top panel unit 16A. is there.
  • one of the pair of short side walls 31a of the main frame 31 is an internal space of the storage housing 11, that is, a partition wall separating the first internal space 11x and the second internal space 31x. It has become.
  • Drive units 28 and 29, a control unit 32, and the like are disposed in the first internal space 11x.
  • the second internal space 31x has a second heat source (observation unit 21) that moves inside.
  • the heat generated from the observation unit 21 is radiated to the air in the second internal space 31x, then conducted to the sheet metal member 15 of the top plate unit 16A on the upper surface side, and then radiated to the outside.
  • sheet metal member 15 By providing a highly heat-conductive member (sheet metal member 15) so as to cover the moving region of the moving second heat source, efficient heat radiation can be performed also in the second internal space 31x. Can do.

Abstract

本発明の試料観察装置1は、試料を観察する観察ユニット21と、観察ユニットを収納し試料観察装置の内部環境を密閉状態とするように構成する筐体11を備え、筐体は観察ユニットの観察光路上に設けられる試料を配置するための透明板17を有する。

Description

試料観察装置
 この発明は、培養容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。
 従来、撮像観察光学系及び撮像素子等を含む観察ユニットをXY平面に平行な面内で自在に移動させる駆動機構を含む駆動ユニット等を備え、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、同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が、種々提案され、また実用化されている。
 この種の試料観察装置において適用される駆動ユニットは、撮像観察光学系及び撮像素子等を含む観察用撮像ユニット(以下、単に観察ユニットという)をXY平面に平行な面内で互いに直交するX軸及びY軸の二方向のそれぞれに直線的に移動させることによって、当該観察ユニットをXY平面内で自在に移動させ得るように構成されている。
 この種の駆動ユニットにおける一般的な構成としては、例えば日本国特許公開平2-246472号公報,日本国特許公開2011-141407号公報,日本国特許4498279号公報等によって開示されている。
 従来の駆動ユニットの概略構成は、例えば、移動させる対象物としての観察ユニットと、この観察ユニットと一体に構成されX軸方向又はY軸方向への駆動の一方に関与する駆動機構(例えばX駆動機構)を含む駆動用ステージ(例えばX軸駆動用ステージ)と、上記一方の駆動用ステージ(例;X駆動用ステージ)を搭載しX軸方向又はY軸方向への駆動の他方に関与する駆動機構(例えばY駆動機構)を含む駆動用ステージ(例えばY軸駆動用ステージ)と、によって構成されているのが普通である。
 ところが、上記従来構成の駆動ユニットにおいては、観察ユニット及び一方の駆動用ステージが他方の駆動用ステージ上に搭載される構成であることから、観察ユニットの移動面(即ちXY平面)に対して垂直方向に各構成ユニットが積層される形態となる。したがって、当該構成を採用する場合、観察ユニットの移動面であるXY平面に対して垂直方向の装置の大型化が避けられないという問題点がある。
 また、上記従来構成の駆動ユニットでは、観察ユニット及び一方の駆動用ステージが他方の駆動用ステージ上に搭載される構成であるために、一方の駆動用ステージの駆動機構にかかる負荷に対して、他方の駆動用ステージの駆動機構にかかる負荷が大きくなってしまうという問題点もある。
 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、装置の小型化、特に観察ユニットの移動面であるXY平面に対して垂直方向における小型化を実現することのできる構成の駆動ユニットを備えた試料観察装置を提供することである。
  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、試料を観察する観察ユニットと、該観察ユニットを収納し、該試料観察装置の内部環境を密閉状態とするように構成する筐体を備え、該筐体は、前記観察ユニットの観察光路上に設けられる前記試料を配置するための透明板を有する。
 本発明によれば、装置の小型化、特に観察ユニットの移動面であるXY平面に対して垂直方向における小型化を実現することのできる構成の駆動ユニットを備えた試料観察装置を提供することができる。
本発明の第1の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 本発明の第1の実施形態の試料観察装置の外観を示す外観斜視図 図2の試料観察装置において、培養容器及び容器ホルダを分離した状態を示す外観斜視図 本発明の第1の実施形態の試料観察装置のうち駆動ユニットを含む装置本体の各構成要素を示す外観斜視図 図4の駆動ユニットを分解して示す分解斜視図 図4の駆動ユニットの被駆動ユニットを取り出して分解して示す要部分解斜視図 図4の駆動ユニットに含まれる観察用撮像ユニットの縦断面を示し、図6の矢印[7]-[7]が指し示す二点鎖線で示される仮想切断面の断面図 図3の試料観察装置の収納筐体を底面から見た平面図 図3の試料観察装置の収納筐体に設けられる圧力調整弁の断面を示し、図8の[9]-[9]線に沿う断面図 図3の試料観察装置の収納筐体に設けられるガイド部材固定部の断面を示し、図8の[10]-[10]線に沿う部分断面図 図10のガイド部材固定部を取り出して拡大して示す外観斜視図 図10のガイド部材固定部を取り出して拡大して示す側面図 本発明の第2の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 図13の試料観察システムの電気的な構成の概略を示すブロック構成図 図13の試料観察システムにおける試料観察装置の外観を示す外観斜視図 図15の試料観察装置において、培養容器と容器ホルダを分離した状態を示す外観斜視図 図15の試料観察装置における装置本体のうち上半部の構成要素(天板ユニット)の分解斜視図 図15の試料観察装置における装置本体のうち下半部の構成要素(観察用撮像ユニットを含む駆動ユニット,収納筐体)の分解斜視図 図15の試料観察装置における観察用撮像ユニットを含む駆動ユニットを分解して示す要部分解斜視図 図15の試料観察装置における観察用撮像ユニットの縦断面図(図19の矢印[20]-[20]で示す二点鎖線による仮想面に沿う切断面) 図15の[21]-[21]線に沿う縦断面図 本発明の第3の実施形態に係る試料観察システムの外観の概略を示す模式図 本発明の第3の実施形態に係る試料観察システムの構成例の概略を示すブロック図 本発明の第3の実施形態に係る画像取得ユニットと試料との構成例の概略を示す模式図 本発明の第3の実施形態に係る弁の構成例の概略を示す模式図 本発明の第3の実施形態に係る弁が閉じる方向に動作する途中の様子を示す模式図 本発明の第3の実施形態に係る観察装置制御処理の一例を示すフローチャート 本発明の第3の実施形態に係る観察・測定処理の一例を示すフローチャート 本発明の第3の実施形態に係るコントローラ制御処理の一例を示すフローチャート(前半部) 本発明の第3の実施形態に係るコントローラ制御処理の一例を示すフローチャート(後半部) 本発明の第3の実施形態に係るコントローラにおける表示の一例を示す模式図 本発明の第3の実施形態に係るコントローラにおける特定観察時の表示の一例を示す模式図 本発明の第4の実施形態に係る観察装置制御処理の一例を示すフローチャート(前半部) 本発明の第4の実施形態に係る観察装置制御処理の一例を示すフローチャート(後半部) 本発明の第4の実施形態に係るコントローラにおけるその他設定時の表示の一例を示す模式図 本発明の第5の実施形態に係る試料観察システムの外観の概略の一例を示す模式図 本発明の第5の実施形態に係る試料観察システムの構成例の概略を示すブロック図 本発明の第5の実施形態に係る変形制御機構の構成の一例を示す模式図 本発明の第5の実施形態に係る変形制御機構の一部を拡大して構成の一例を示す模式図 本発明の第5の実施形態に係る観察装置制御処理の一例を示すフローチャート 本発明の第5の実施形態に係るコントローラ制御処理の一例を示すフローチャート 本発明の第5の実施形態に係る変形制御機構の構成の別の一例を示す模式図 図42の変形制御機構の構成の動作時の一例を示す模式図 本発明の第6の実施形態に係る観察システムの構成例の概略を示すブロック図 本発明の第6の実施形態に係る変形制御機構の構成の一例を示す模式図 本発明の第6の実施形態に係る変形制御機構の構成の動作時の一例を示す模式図 本発明の第6の実施形態に係る変形制御処理の一例を示すフローチャート 本発明の第7の実施形態の試料観察装置の一部を示す図であって、図15の[21]-[21]線に沿う縦断面図 図48の操作部ユニットにおける操作ボタンの詳細を示す要部拡大縦断面図(図48の符号[49]で示す部位の部分断面図) 本発明の第7の実施形態の試料観察装置における操作ボタンの変形例の詳細を示す要部拡大断面図 図15の[21]-[21]線に沿う縦断面図 図15の試料観察装置における装置本体のうち下半部の構成要素(観察用撮像ユニットを含む駆動ユニット,収納筐体)を組み立てた状態を示す外観斜視図
 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、各図面に記載された各構成要素の数量や各構成要素の形状や各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て、図示の形態のみに限定されるものではない。
 [第1の実施形態](図1~図12)
 まず、本発明の第1の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。
 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、試料観察装置1と、恒温器101と、外部制御装置102と、入力装置103と、表示装置104等によって主に構成されている。
 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。具体的には、例えば、恒温器101の内部には、水平に設置された平面板状の棚板101aが複数設けられている。試料観察装置1は、この棚板101a上に載置される。
 上記恒温器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する。そのため、恒温器101自体の詳細な構成の説明については省略する。
 外部制御装置102は、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ている。これにより、外部制御装置102は、試料観察装置1の動作を制御し、当該試料観察装置1によって取得される画像データ等を受信し、受信した画像データ等を記憶媒体に記憶し、また受信した画像データ等についての解析や分析等、各種の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。外部制御装置102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。
 なお、試料観察装置1への給電については、外部制御装置102を介した給電手段に限らず、不図示の電源ケーブル等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。また、恒温器101内若しくは外部に設置した蓄電池等から試料観察装置1への給電を行うようにしてもよい。
 上記外部制御装置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)からの指示を外部制御装置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、外部制御装置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。なお、図1においては、入力装置103の形態としてキーボードとマウスを用いた形態のものを例示している。
 表示装置104は、外部制御装置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、外部制御装置102によって受信された画像データ等に基く画像や各種の情報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。
 次に、本実施形態の試料観察装置の構成を、図2~図4を用いて以下に簡単に説明する。
 ここで、試料観察装置1は、観察用撮像ユニット21(以下、単に観察ユニットというものとする)をXY平面に平行な面内で互いに直交するX軸及びY軸の二方向のそれぞれに直線的に移動させることにより、当該観察ユニット21をXY平面内で自在に移動させ得るように構成された駆動ユニット20(図2,図3では不図示;図4参照;詳細は後述する)を備え、光透過部16aを有する載置部16bに載置した培養容器2(培養フラスコともいうが、以下、単に培養容器という)内の試料を観察するための装置である。
 なお、以下の説明においては、図示のように、試料観察装置1における装置本体10(詳細後述)の短辺に沿う方向を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、装置本体10の長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。そして、X軸及びY軸を含む平面をXY平面というものとする。さらに、このXY平面に直交する方向をZ軸というものとする(図2参照)。
 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からなる装置本体10と、この装置本体10の一面である載置部16bのうちの光透過部16aに主に載置される培養容器2と、装置本体10の載置部16bに載置され当該載置部16b上における培養容器2の位置決めを行うための容器ホルダ3とによって主に構成されている。
 装置本体10は、図4に示すように、一面に開口11aを有する収納筐体11と、この収納筐体11の開口11aを密閉状態で覆う天板ユニット16と、収納筐体11の内部に配設される本実施形態の駆動ユニット20(詳細後述)とによって主に構成されている。
 収納筐体11の一側面の外壁面には接続コネクタ12が配設されている。この接続コネクタ12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。
 この接続コネクタ12は、収納筐体11の内部に配設される電気基板(不図示)に接続されている。この電気基板(不図示)には、例えば電源回路や通信回路等が実装されている。そして、この電気基板は、上記駆動ユニット20の制御ユニット32(後述する図5等参照)との間で電気的に接続されている(不図示)。
 また、収納筐体11において、上記接続コネクタ12の配設されている一側面に対向する他側面近傍には、上記収納筐体11の開口11aに対向する底面寄りの部位に棚状部13が形成されている。この棚状部13は、例えばシリカゲル (silica gel) 等の乾燥剤等を収納するために設けられている。
 さらに、収納筐体11の底面には、当該装置本体10の内部気圧の調整を行うための圧力調整弁であるリリーフバルブ61a,61bと、ガイド部固定部であるストッパ部材71a,71b(図4では不図示;詳細後述;図8~図12参照)等が配設されている。
 そして、上記装置本体10は、密閉構造(即ち水密気密構造)を有して構成されている。そのために、上記収納筐体11には、図4等に示すように、開口11aの周縁部上面にシール部材14が設けられている。このシール部材14は、収納筐体11の開口11aの外周縁部に沿うように当該開口11aの全周に亘って形成された周溝部11b(図4,図9,図10参照)に嵌合配置されている。
 これにより、収納筐体11の開口11aを覆うように天板ユニット16を配置したときに、収納筐体11と天板ユニット16との間に上記シール部材14が介在するように配置される。そして、天板ユニット16を収納筐体11の開口11aを覆うように配置したとき、上記シール部材14は、天板ユニット16の当接面によって圧接され、収納筐体11の周溝部11b内で押し潰されるように変形して天板ユニット16に密着した状態となる。これにより、天板ユニット16と収納筐体11との間の水密気密性が確保され、当該装置本体10の内部空間を密閉状態としている。このような形態によって、上記装置本体10の密閉(水密気密)構造が構成されている。
 天板ユニット16は、光透過部16aと、培養容器2を載置するための載置部16bとを有して構成される。ここで、光透過部16aは、載置部16bの一部である。そして、天板ユニット16は、上記収納筐体11の開口11aを塞ぐように配置されることで、当該収納筐体11を密閉状態とする。
 なお、収納筐体11及び天板ユニット16は、密閉状態を確保するために、剛性の高い部材、例えばステンレス鋼(SUS)等の金属薄板部材を折り曲げ加工等によって形成したものが適用される。
 上記光透過部16aは、例えば矩形状の貫通窓部と、この窓部に嵌合配置され透明ガラス素材若しくは透明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17とによって構成されている。
 また、天板ユニット16の上面側の外周縁部近傍の所定の部位には、操作部ユニット18が設けられている。この操作部ユニット18には、複数の操作部材18a(操作ボタン)と、複数の状態表示部18b(インジケータ)等が配設されている。
 これら複数の操作部材18a及び複数の状態表示部18bは、収納筐体11の内部に配設される電気基板(不図示)と電気的に接続されている。この電気基板(不図示)には、例えば各操作部材から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(例えばLED(light emitting diode;発光ダイオード)等)の駆動回路等が実装されている。
 上記複数の操作部材18a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内の駆動ユニット20に含まれる観察ユニット21等の収納筐体11内部での位置調整等を手動操作により行うための操作部材、若しくは、培養液の交換作業や株分け作業を行う際に当該試料観察装置1の動作を一時的に停止させるための操作部材等である。なお、操作部材18aを操作することによって行うことのできる機能は、上述した例に限られることはなく、具体例は省略するが、その他の機能を割り当てることができる。
 上記複数の状態表示部18bは、例えば上記複数の操作部材18aの一つを操作した時に点灯表示等がなされることによって、どの操作部材が操作されたかの状態を表示する等のために設けられている。そのために、上記複数の状態表示部18bは、上記複数の操作部材18aの近傍に設けられている。なお、上記複数の状態表示部18bとしては、例えばLED(light emitting diode)等の発光体等が適用される。
 培養容器2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容器である。この培養容器2は、上記試料観察装置1の使用時には、収納筐体11の天板ユニット16の光透過部16a上に載置される。そして、培養容器2は、上記光透過部16a上に載置したときに、当該光透過部16aに対向する側、即ち培養容器2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。上記培養容器2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の収納筐体11の内部に設けられる観察ユニット21に含まれる照明光源(不図示;図7参照)から出射され上記光透過部16aを介して当該培養容器2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、当該培養容器2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、培養容器2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。
 なお、培養容器2の形状としては、例えば、図示のような箱型形状等のほか各種様々な形状のものがある。当該試料観察装置1においては、各種様々な形状の培養容器2に対応し得る。
 そのために、試料観察装置1は、容器ホルダ3を具備する。この容器ホルダ3は、試料観察装置1の収納筐体11の天板ユニット16の光透過部16a上に載置される培養容器2の光透過部16a上における位置決めを行うための治具である。当該容器ホルダ3は、使用される培養容器2の形状に合わせて形成されている。したがって、培養容器2の形状種類に対応する複数種類のものが用意されている。当該容器ホルダ3は、図に示す例のものでは、例えば金属若しくは樹脂成形された板状部材を用いてL字形状に形成している。この容器ホルダ3を収納筐体11の載置部16b上における所定の位置に載置した状態で固定する。この場合に、容器ホルダ3を固定するとは、例えば、容器ホルダ3の外縁部を天板ユニット16の外周縁部に形成される段差部に当接させた状態とする等である。これにより、容器ホルダ3は、載置部16b上における所定の位置に常に配置する事ができる。この状態で、容器ホルダ3を載置部16b上に配置する。この場合において、例えば、容器ホルダ3のL字形状の内縁部であって直交する長短縁部の対し、培養容器2の側壁面のうち直交する2つの側壁面を当接させる。すると、培養容器2の載置部16b上における位置が、常に同一となるように規定される。
 上記収納筐体11の内部には、図4,図5に示すように、駆動ユニット20等が配設されている。ここで、駆動ユニット20についての詳細構成を以下に説明する。
 駆動ユニット20は、XY平面に平行な面内で互いに直交するX軸及びY軸の二方向のそれぞれでの直線的な観察ユニット21の移動を案内(ガイド)する機構からなる。この駆動ユニット20は、観察ユニット21の撮像観察光学系41の光軸に対して垂直な平面と平行に位置する透明な平板(光透過部16a)を有し、密閉された箱型に形成される格納部(装置本体10の収納筐体11)に格納されている。
 駆動ユニット20は、図5に示すように、観察ユニット21と、被駆動ユニット30と、駆動部(28,29)と、メインフレーム31と、制御ユニット32等によって構成されている。
 ここで、メインフレーム31は、当該駆動ユニット20の収納筐体である。即ち、本駆動ユニット20の主な構成部材(観察ユニット21,被駆動ユニット30,駆動部(28,29),制御ユニット32等)は、当該メインフレーム31内に収納されている。
 観察ユニット21は、培養容器2内の細胞等の試料を観察するために、撮像観察光学系41や撮像素子45等を含んで構成される構成ユニットである。観察ユニット21は、駆動ユニット20の駆動部(28,29)によってX駆動軸22及びY駆動軸25を介して駆動されることにより、XY平面内においてX軸方向またはY軸方向に駆動されて移動するように構成されている。
 上記制御ユニット32は、例えば観察ユニット21や駆動部(28,29)の駆動制御を行う制御回路等が実装された電気部品である。この制御ユニット32は、観察ユニット21に対してフレキシブルプリント基板(FPC)33を介して電気的に接続されている。また、制御ユニット32は、駆動部(28,29)との間においてフレキシブルプリント基板(28d,29d)を介して電気的に接続されている(ここで制御ユニット32と駆動部(28,29)との間の接続状態は不図示)。なお、上記観察ユニット21自体の詳細構成は後述する(図7参照)。
 被駆動ユニット30は、XY平面内でX軸方向及びY軸方向の二方向のそれぞれでの直線的な上記観察ユニット21の移動をガイドするためのガイド機構である。そのために、被駆動ユニット30は、図5,図6に示すように、X駆動軸22と、X駆動軸ガイド部材23a,23bと、Y軸方向ガイド軸24と、Y駆動軸25と、Y駆動軸ガイド部材26a,26bと、X軸方向ガイド軸27等を有して構成される。
 X駆動軸22は、X軸方向に沿って配置されていると共に、上記観察ユニット21と係合して上記観察ユニット21をX軸方向に沿って支持している。
 即ち、X駆動軸22は、X軸方向に沿って配置される少なくとも1本又は複数の軸状部材からなる。本実施形態においては、X駆動軸22は、2本の軸状部材からなる構成例を示している。
 本実施形態において、2本のX駆動軸22のうち少なくとも1本は、観察ユニット21の係合部21a(図5,図6では不図示;図4参照)と係合して、当該観察ユニット21をX軸方向に沿って支持している。そのために、観察ユニット21の係合部21aは、当該観察ユニット21のX軸方向に沿う面の一方の面から、X軸方向に対して直交する方向(即ちY軸方向)に沿う方向の外方に向けて突設するように形成されている。この係合部21aには、X軸に沿う方向に貫通する貫通孔(不図示)が形成されている。そして、上記X駆動軸22の一方は、係合部21aの貫通孔に摺動自在に係合している。この構成により、観察ユニット21は、上記一方のX駆動軸22によって、X軸に沿う方向の移動がガイドされている。
 また、上記2本のX駆動軸22のうち他の1本は、上記観察ユニット21の係合部21aに対向する面に沿って略当接するように配置されている。したがって、上記2本のX駆動軸22は、観察ユニット21の四側面のうちX軸に沿う二面に沿わせて配置されている。さらに、上記2本のX駆動軸22は、上記観察ユニット21を挟むようにそれぞれがY軸方向に間隔を置いて配置されている。この構成により、観察ユニット21は、後述するY軸方向駆動部29(ベルト駆動部)の駆動力を受けて上記2本のX駆動軸22がY軸に沿う方向に移動するのに伴って、同方向(Y軸方向)に移動するように構成されている。
 X駆動軸ガイド部材23a,23bは、上記2本のX駆動軸22の各両端部をそれぞれ支持すると共に、Y軸方向ガイド軸24に沿って移動する部材である。
 即ち、X駆動軸ガイド部材23a,23bは、上記2本のX駆動軸22の各両端部を支持するために、上記2本のX駆動軸22の各両端部近傍に設けられている。ここで、X駆動軸ガイド部材23a,23bは、上記2本のX駆動軸22の各両端部を支持するものであるので、当然ながら二個設けられている。
 ここで、X駆動軸ガイド部材23a,23bのうち一方のX駆動軸ガイド部材23aは、図6に示すように、後述するY軸方向駆動部29の駆動力を受けて当該X駆動軸ガイド部材23aを介して上記2本のX駆動軸22と他方のX駆動軸ガイド部材23b及び観察ユニット21を一体としてY軸に沿う方向へとガイドし移動させる部材である。そのために、一方のX駆動軸ガイド部材23aは、2本のX駆動軸22の各一端を挿通させて配置する貫通孔23e(2箇所)を有している。ここで、上記2本のX駆動軸22の各一端は、当該貫通孔23e(2箇所)に挿通配置された状態で、固定ビス35によってX駆動軸ガイド部材23aに対して固定されている。
 一方、上記X駆動軸ガイド部材23a,23bのうち他方のX駆動軸ガイド部材23bは、2本のX駆動軸22の各他端を嵌合配置する孔部23d(2箇所)を有している。2本のX駆動軸22の各他端は、当該孔部23d(2箇所)に嵌合配置された状態で、固定ビス35によりX駆動軸ガイド部材23bに固定されている。
 そして、上記X駆動軸ガイド部材23a,23bには、それぞれにY軸に沿う方向に貫通する貫通孔23fが形成されている。各貫通孔23fには、Y軸方向ガイド軸24がそれぞれに挿通配置されている。これにより、上記X駆動軸ガイド部材23a,23bは、2本のY軸方向ガイド軸24によってY軸に沿う方向への移動がガイドされている。
 また、上記X駆動軸ガイド部材23aには、Y軸方向駆動部29の駆動ベルト29bの一部を固定するベルト固定部23cが形成されている。さらに、上記X駆動軸ガイド部材23aには、その外面側の所定の部位に磁石部34が配設されている。
 上記2本のY軸方向ガイド軸24は、メインフレーム31内においてY軸に沿って配置され、X駆動軸ガイド部材23a,23bのY軸方向への移動をガイドする軸状部材である。上記2本のY軸方向ガイド軸24は、メインフレーム31の四側面のうちY軸に沿う二面の内面側に沿わせて配置されている。その場合において、上記2本のY軸方向ガイド軸24の各両端は、メインフレーム31内の固定部37に固定支持されている。なお、上記2本のY軸方向ガイド軸24は、例えば磁性体によって形成されている。
 ここで、上述したように、上記2本のY軸方向ガイド軸24を磁性体によって形成し、X駆動軸ガイド部材23aには磁石部34を設けている。このような構成とすることにより、磁石部34は、X駆動軸ガイド部材23aと共に、X駆動軸ガイド部材23aに挿通されているY軸方向ガイド軸24に向けて磁力によって引き寄せられる。この作用によって、X駆動軸ガイド部材23aとY軸方向ガイド軸24との間に生じる嵌合ガタが吸収される。つまり、上記磁石部34は、X駆動軸ガイド部材23aとY軸方向ガイド軸24との間の嵌合ガタを吸収するためのガタ吸収部として機能している。
 なお、上記2本のY軸方向ガイド軸24は、全てが磁性体によって形成されている必要はない。例えば、Y軸方向ガイド軸24の少なくとも一部であって、上記磁石部34に対向する部位に磁性体部が形成されていればよい。この場合において、当該磁性体部は、Y軸方向ガイド軸24の軸方向に沿って、略全長に亘って設けられていればよい。または、上記磁性体部は、Y軸方向ガイド軸24の所定の部位(磁石部34に対向する部位)において軸方向には、少なくともX駆動軸ガイド部材23aがY軸方向ガイド軸24の軸方向に沿って移動する範囲内に設けられていればよい。
 Y駆動軸25は、Y軸方向に沿って配置されていると共に、上記観察ユニット21と係合して上記観察ユニット21をY軸方向に沿って支持している。
 即ち、Y駆動軸25は、Y軸方向に沿って配置される複数の軸状部材からなる。本実施形態においては、Y駆動軸25は、2本の軸状部材からなる構成例を示している。
 本実施形態において、2本のY駆動軸25は、観察ユニット21の複数の係合部21bに係合して、当該観察ユニット21をY軸方向に沿って支持している。そのために、観察ユニット21の係合部21bは、図6等に示すように、当該観察ユニット21のY軸方向に沿う二つの面から、Y軸方向に対して直交する方向(即ちX軸方向)に沿う方向の外方に向けてそれぞれ突設するように形成されている。
 本実施形態において、係合部21bは、当該観察ユニット21のY軸方向に沿う一方の面に2つ、他方の面に1つを設けた例を示している。当該係合部21bには、Y軸に沿う方向に貫通する貫通孔(図6参照)がそれぞれに形成されている。そして、上記2本のY駆動軸25は、それぞれが対応する係合部21bの貫通孔に摺動自在に係合している。
 なお、この貫通孔については、一方の面の係合部21bに設けられる貫通孔の断面を、X軸方向に長円を有する略楕円形状としている(図7参照)。このことは、各面の係合部21bにそれぞれ設けられる貫通孔のX軸方向における間隔寸法誤差を吸収するための措置である。このような構成とすることで、2本のY駆動軸25に沿う方向(即ちY軸に沿う方向)への観察ユニット21の円滑な移動が確保されている。
 また、観察ユニット21において、複数の係合部21bの配設部位は、次のように設定されている。例えば、上記複数の係合部21bが全て含まれるXY平面は、上記係合部21aが含まれるXY平面に対してZ軸方向に所定の間隔を持たせて、両XY平面がZ軸方向にズレた位置となるように設定されている。これにより、X駆動軸22とY駆動軸25とが同一の平面内に配設されないように、両者が互いに干渉しないように構成されている。
 このような構成により、観察ユニット21は、上記2本のY駆動軸25によって、Y軸に沿う方向の移動がガイドされている。したがって、上記2本のY駆動軸25は、観察ユニット21の四側面のうちY軸に沿う二面に沿わせて配置されている。さらに、上記2本のY駆動軸25は、上記観察ユニット21を挟むようにそれぞれがX軸方向に間隔を置いて配置されている。この構成により、観察ユニット21は、後述するX軸方向駆動部28(ベルト駆動部)の駆動力を受けて上記2本のY駆動軸25がX軸に沿う方向に移動するのに伴って、同方向(X軸方向)に移動するように構成されている。
 Y駆動軸ガイド部材26a,26bは、上記2本のY駆動軸25の各両端部をそれぞれ支持すると共に、X軸方向ガイド軸27に沿って移動する部材である。
 即ち、Y駆動軸ガイド部材26a,26bは、上記2本のY駆動軸25の各両端部を支持するために、上記2本のY駆動軸25の各両端部近傍に設けられている。ここで、Y駆動軸ガイド部材26a,26bは、上記2本のY駆動軸25の各両端部を支持するものであるので、当然ながら二個設けられている。
 ここで、Y駆動軸ガイド部材26a,26bのうち一方のY駆動軸ガイド部材26aは、図6に示すように、後述するX軸方向駆動部28の駆動力を受けて当該Y駆動軸ガイド部材26aを介して上記2本のY駆動軸25と他方のY駆動軸ガイド部材26b及び観察ユニット21を一体としてX軸に沿う方向へとガイドし移動させる部材である。そのために、一方のY駆動軸ガイド部材26aは、2本のY駆動軸25の各一端を挿通させて配置する貫通孔26e(2箇所)を有している。ここで、上記2本のY駆動軸25の各一端は、当該貫通孔26e(2箇所)に挿通配置された状態で、固定ビス36によってY駆動軸ガイド部材26aに対して固定されている。
 一方、上記Y駆動軸ガイド部材26a,26bのうち他方のY駆動軸ガイド部材26bは、2本のY駆動軸25の各他端を挿通させて配置する貫通孔26d(2箇所)を有している。2本のY駆動軸25の各他端は、当該貫通孔26d(2箇所)に挿通配置された状態で、固定ビス36によってY駆動軸ガイド部材26bに対して固定されている。
 そして、上記Y駆動軸ガイド部材26a,26bには、それぞれにY軸に沿う方向に貫通する貫通孔26fが形成されている。各貫通孔26fには、X軸方向ガイド軸27がそれぞれに挿通配置されている。これにより、上記Y駆動軸ガイド部材26a,26bは、2本のX軸方向ガイド軸27によってX軸に沿う方向への移動がガイドされている。
 また、上記Y駆動軸ガイド部材26aには、X軸方向駆動部28の駆動ベルト28bの一部を固定するベルト固定部26cが形成されている。さらに、上記Y駆動軸ガイド部材26aには、その外面側の所定の部位に磁石部34が配設されている。
 上記2本のX軸方向ガイド軸27は、メインフレーム31内においてX軸に沿って配置され、Y駆動軸ガイド部材26a,26bのX軸方向への移動をガイドする軸状部材である。上記2本のX軸方向ガイド軸27は、メインフレーム31内においてX軸に沿う方向に配置されている。ここで、上記2本のX軸方向ガイド軸27うちの1本は、メインフレーム31の四側面のうちX軸に沿う一面の内面側に沿わせて配置されている。その場合において、上記2本のX軸方向ガイド軸27の各両端は、メインフレーム31内の固定部37に固定支持されている。なお、上記2本のX軸方向ガイド軸27は、例えば磁性体によって形成されている。
 ここで、上述したように、上記2本のX軸方向ガイド軸27を磁性体によって形成し、Y駆動軸ガイド部材26aには磁石部34を設けている。このような構成とすることにより、磁石部34は、Y駆動軸ガイド部材26aと共に、Y駆動軸ガイド部材26aに挿通されているX軸方向ガイド軸27に向けて磁力によって引き寄せられる。この作用によって、Y駆動軸ガイド部材26aとX軸方向ガイド軸27との間に生じる嵌合ガタが吸収される。つまり、上記磁石部34は、Y駆動軸ガイド部材26aとX軸方向ガイド軸27との間の嵌合ガタを吸収するためのガタ吸収部として機能している。
 なお、上記2本のX軸方向ガイド軸27は、全てが磁性体によって形成されている必要はない。例えば、X軸方向ガイド軸27の少なくとも一部であって、上記磁石部34に対向する部位に磁性体部が形成されていればよい。この場合において、当該磁性体部は、X軸方向ガイド軸27の軸方向に沿って、略全長に亘って設けられていればよい。または、上記磁性体部は、X軸方向ガイド軸27の所定の部位(磁石部34に対向する部位)において軸方向には、少なくともY駆動軸ガイド部材26aがX軸方向ガイド軸27の軸方向に沿って移動する範囲内に設けられていればよい。
 駆動部(28,29)は、上記被駆動ユニット30をX軸方向及びY軸方向のそれぞれに独立して駆動するために設けられる構成ユニットである。駆動ユニット20における駆動部は、上記観察ユニット21のX軸に沿う方向への移動に寄与するベルト駆動部であるX軸方向駆動部28と、上記観察ユニット21のY軸に沿う方向への移動に寄与するベルト駆動部であるY軸方向駆動部29とを有する。
 上記X軸方向駆動部28は、上記Y駆動軸ガイド部材26a,26bの少なくとも一方(本実施形態ではY駆動軸ガイド部材26a)をX軸方向に駆動することにより、上記Y駆動軸25を同X軸方向へ駆動する。これにより、観察ユニット21を同X軸方向へ移動させる。
 上記Y軸方向駆動部29は、上記X駆動軸ガイド部材23a,23bの少なくとも一方(本実施形態ではX駆動軸ガイド部材23a)をY軸方向に駆動することにより、上記X駆動軸22を同Y軸方向へ駆動する。これにより、観察ユニット21を同Y軸方向へ移動させる。
 そのために、上記X軸方向駆動部28は、ステージ駆動モータ28aと、駆動ベルト28bと、プーリー28cとを有して構成されている。また、上記Y軸方向駆動部29は、ステージ駆動モータ29aと、駆動ベルト29bと、プーリー29cとを有して構成されている。なお、上記X軸方向駆動部28と、上記Y軸方向駆動部29とは、略同様の構成からなるものである。
 即ち、X軸方向駆動部28,Y軸方向駆動部29において、ステージ駆動モータ28a,29aは、駆動源であり駆動モータである。このステージ駆動モータ28a,29aの駆動軸にはプーリー28c,29cが同軸上に固設されている。このプーリー28c,29cには、駆動ベルト28b,29bがかけられている。この駆動ベルト28b,29bは、それぞれX軸又はY軸に沿う各方向に伸びるように配設されている。そして、各駆動ベルト28b,29bの一端は、上述したように、ステージ駆動モータ28a,29aの駆動軸上のプーリー28c,29cがかけられている。また、各駆動ベルト28b,29bの他端は、メインフレーム31の所定の位置に設けられた固定部38に固設されたプーリー28c,29cにかけられている。
 そして、上記駆動ベルト29bの一部が上記X駆動軸ガイド部材23aの上記ベルト固定部23cにビス止め等の固定手段により固定されており、上記駆動ベルト28bの一部が上記Y駆動軸ガイド部材26aの上記ベルト固定部26cにビス止め等の固定手段により固定されている。
 この構成により、ステージ駆動モータ28a,29aが駆動されて駆動軸が回転すると、当該駆動軸と同軸上に固設された各プーリー28c,29cが回転する。各プーリー28c,29cが回転すると、駆動ベルト28b,29bが駆動される。これにより、駆動ベルト28b,29bが駆動されると、上記X駆動軸ガイド部材23aはY軸方向に、上記Y駆動軸ガイド部材26aはX軸方向に移動する。
 上記X軸方向駆動部28,上記Y軸方向駆動部29の駆動は、上記制御ユニット32の制御回路等によって制御される。その制御によって、観察ユニット21は、XY平面内において自在に移動可能となっている。
 なお、観察ユニット21と制御ユニット32との間は、上述したように、FPC33によって接続されている。ここで、観察ユニット21は、X-Y平面内で移動する移動部材である。そして、上記FPC33は観察ユニット21から延出している。そのために、FPC33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。
 このように構成された駆動ユニット20においては、観察ユニット21は、X駆動軸22によって駆動される際には、Y駆動軸25に沿ってY軸方向に移動する。また、観察ユニット21は、Y駆動軸25によって駆動される際には、X駆動軸22に沿ってX軸方向に移動する。
 また、観察ユニット21は、X駆動軸22とY駆動軸25とが直交することによって形成される格子状の開口部内に配置されている。
 次に、観察ユニット21の構成について、主に図7を用いて以下に簡単に説明する。
 観察ユニット21は、本体固定枠40と、撮像観察光学系41と、レンズ鏡筒42と、撮像素子45と、移動枠46と、吊軸47と、回転規制軸48と、駆動機構(49~51)と、拡散板43と、照明用レンズ44と、光源部材52と、電気基板53(図7では不図示;図6参照)と、付勢部材54等を有して構成されている。
 本体固定枠40は、本観察ユニット21の主要構成部をなし、当該観察ユニット21を構成する上記各種の構成部材(41~53)等を保持し収納する構成部材である。本体固定枠40は、箱型形状に形成され、内部に各種の構成部材を収納し得ると共に、外面側にも所定の構成部材を取り付け得るように形成されている。また、本観察ユニット21において、上記係合部21a,21bは、当該本体固定枠40の外面側の所定の部位に形成されている。
 撮像観察光学系41は、観察撮像対象とする対象物からの光を集光して撮像素子45の受光面上に光学像を結像させるための複数の光学レンズによって構成されている。
 レンズ鏡筒42は、撮像観察光学系41の複数の光学レンズを所定の配列で(各光学レンズの各光軸が一致するように)保持するための略筒形状をなす保持部材である。このレンズ鏡筒42は、移動枠46と一体となるように構成されている。
 上記レンズ鏡筒42は、上記本体固定枠40の略中心部に配置されている。この場合において、レンズ鏡筒42によって保持される撮像観察光学系41の光軸Oは、Z軸と平行となるように設定されている。そして、上記レンズ鏡筒42の撮像観察光学系41の光軸Oの延長線上には、撮像素子45が配設されている。
 上記撮像素子45は、上記撮像観察光学系41によって光学的に結像される観察対象物の光学像を受けて光電変換処理を行うことによって、当該観察対象物の光学像の画像データを生成する電気部品である。撮像素子45は、その受光面が上記撮像観察光学系41の光軸Oに直交する面と平行となるように配設されている。このとき、撮像素子45は、その受光面の略中心部と上記光軸Oとが略一致する位置に配設されている。そして、撮像素子45も、移動枠46と一体となるように構成されている。
 移動枠46は、吊軸47及び回転規制軸48とによって、本体固定枠40の内部において、光軸Oに沿う方向(Z軸方向)に移動可能となるように構成されている。これにより、移動枠46の光軸Oに沿う方向(Z軸方向)への移動に伴って、上記レンズ鏡筒42及び上記撮像素子45も、同方向(光軸Oに沿う方向;Z軸方向)に一体に移動するように構成されている。
 即ち、移動枠46は、吊軸47によってZ軸方向への移動が可能となるように支持されている。ここで、上記吊軸47は、本体固定枠40内においてZ軸に沿う方向に固定配置されている。この吊軸47は、上記移動枠46の係合部46aに係合している。これにより、吊軸47は、上記移動枠46のZ軸方向(光軸Oに平行な方向)への移動をガイドするガイド軸として機能している。
 また、移動枠46は、回転規制軸48によって上記吊軸47を回転中心として回転してしまうことが規制されている。この回転規制軸48も、本体固定枠40内においてZ軸に沿う方向に固定配置されている。ここで、上記回転規制軸48は、上記吊軸47の本体固定枠40内における配設位置に対し、光軸Oに直交する方向に、光軸Oを挟んで対向する側に配置されている。この回転規制軸48は、上記移動枠46の係合部46bに係合している。これにより、回転規制軸48は、上記移動枠46が上記吊軸47を回転中心として回転するのを規制すると共に、上記移動枠46のZ軸方向(光軸Oに平行な方向)への移動の案内(ガイド)を補佐する補助ガイド軸としても機能している。このような構成により、上記移動枠46は、上記レンズ鏡筒42と共に、吊軸47及び回転規制軸48に沿って、光軸Oに沿う方向(Z軸方向)に移動自在に構成されている。
 なお、上記移動枠46は、上記本体固定枠40の底面との間に介在する付勢部材54の付勢力によって、常に所定の方向、例えば本実施形態に示す例では、図7の矢印Z1で示す方向に向けて付勢されている。上記付勢ばね54の形態として、本実施形態においては、例えばコイルばねを適用した例を示している。
 上記移動枠46の光軸Oに沿う方向(Z軸方向)への移動は、駆動機構(49~51)によって行われる。本実施形態においては、上記駆動機構(49~51)の基本的な構成は、従来のレンズ装置等において、送りねじ及び送りナットを用いて可動レンズ群(例えばフォーカスレンズ群)を光軸Oに沿う方向へと移動させるための機構と略同様の機構が適用される。したがって、駆動機構の構成の説明は、以下に示すように簡単な説明に留める。
 上記移動枠46の駆動機構は、レンズ駆動モータ49と、リードスクリュー50と、ナット部材51等によって構成される。
 レンズ駆動モータ49は、本駆動機構の駆動源である。即ち、レンズ駆動モータ49は、上記移動枠46を上記レンズ鏡筒42と共に光軸Oに沿うZ軸方向に移動させるための駆動源である。レンズ駆動モータ49は、例えば正逆回転を可能とする電動機(Electric motor)が適用される。上記レンズ駆動モータ49は、その駆動軸がZ軸方向と平行に配設されている。
 リードスクリュー50は、上記レンズ駆動モータ49からの回転力を受けてナット部材51へと出力する回転軸である。上記レンズ駆動モータ49の駆動軸は、略同軸上に一体となるように設けられ、例えば軸形状の送りねじである。
 ナット部材51は、上記レンズ駆動モータ49の回転出力を上記リードスクリュー50を介して受けることにより、Z軸方向に移動する被駆動部材である。このナット部材51は、上記リードスクリュー50に螺合した状態で、上記移動枠46の所定の一部位であり係合部46cに係合している。
 このような構成により、本駆動機構は、次のように作用する。即ち、まず、レンズ駆動モータ49が駆動されるとリードスクリュー50(送りねじ)が回転する。すると、リードスクリュー50に螺合しているナット部材51は、リードスクリュー50に沿ってZ軸方向に移動する。ここで、ナット部材51は、上記移動枠46に対し係合部46cにおいて一体的に係合している。したがって、ナット部材51がZ軸に沿う方向に移動すると、上記移動枠46も同方向に移動する。これに伴い、上記移動枠46と一体に構成されているレンズ鏡筒42(撮像観察光学系41)及び撮像素子45も同時に同じ方向に移動する。そして、この場合において、レンズ駆動モータ49の回転方向を制御することによって、ナット部材51のZ軸に沿う方向の移動方向を制御することができる。これにより、レンズ鏡筒42(撮像観察光学系41)及び撮像素子45を一体として構成される移動枠46のZ軸に沿う方向への移動を制御することができる。
 なお、ナット部材51と移動枠46の係合部46cとの間には、上記付勢部材54の一方向(Z1方向)への付勢力が常に働いている。このことから、ナット部材51と移動枠46との両者間には、隙間ガタが生じないように構成されている。
 このような構成により、上記駆動機構によって、撮像観察光学系41及び撮像素子45をZ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、撮像素子45の受光面に結像される観察対象物の光学像の焦点位置を調整することができる。
 なお、撮像観察光学系41をZ軸方向(光軸Oに沿う方)に移動させた際に、当該撮像観察光学系41の画角が一定となるように、本観察ユニット21における上記撮像観察光学系41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。
 一方、本観察ユニット21は、培養容器2内の観察対象物を照明するための照明手段を有している。この照明手段は、主に光源部材52と、拡散板43と、照明用レンズ44等によって構成される。
 光源部材52は、本体固定枠40の内部において、底面寄りの部位であって、上記レンズ鏡筒42及び上記移動枠46の外周側領域に配置されている。この光源部材52は、天板ユニット16上の所定の部位(即ち光透過部16a)に載置した培養容器2内の試料の下方(底面側)から上方に向けて照明光を射出する光源部材である。光源部材52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。
 上記光源部材52から出射される照明光は、上述したように、当該観察ユニット21の上方に向けて進む。そこで、当該観察ユニット21の上面部には、上記光源部材52からの照明光が通過する領域に照明用レンズ44と、拡散板43とが配設されている。ここで、照明用レンズ44は、光源部材52寄りの部位に配設され、拡散板43は、当該観察ユニット21の外面側に配設されている。
 照明用レンズ44は、上記光源部材52から出射された照明光を集光し、所定の方向(上方の培養容器2の底面)に向けて出射する光学部材である。
 拡散板43は、上記光源部材52から出射された後、上記照明用レンズ44を透過した照明光を拡散させると共に、上方の光透過部16a側へと出射して、培養容器2内を照明するための照明光を生成する。この拡散板43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等によって形成されている。なお、上記拡散板43に代えて、フレネルレンズを用いてもよい。
 この構成により、光源部材52から出射された照明光は、上記照明用レンズ44,上記拡散板43を介して上方へ出射され、上記光透過部16a及び培養容器2の透明な底面を透過して培養容器2内へと入射する。こうして培養容器2内に入射した照明光は、当該培養容器2内の反射面(不図示)によって反射した後、同培養容器2内の培地内に存在する試料を照明し透過した後、上記光透過部16aを介して上記撮像観察光学系41へと入射するように構成されている。
 電気基板53(図7には不図示;図6参照)は、例えば観察ユニット21の一側面に固定配置されている。この電気基板53は、複数の電気部材等を用いて形成され、上記光源部材52の駆動回路や、上記レンズ駆動モータ49の駆動回路等のほか、上記撮像素子45の駆動回路や、当該撮像素子45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。
 また、電気基板53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、レンズ駆動モータ49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。
 ところで、上記試料観察装置1における装置本体10は、上述したように、収納筐体11と天板ユニット16とによって構成されており、天板ユニット16は収納筐体11の開口11aを塞ぐように配設される。このとき、両者間(天板ユニット16と収納筐体11との間)には、シール部材14が介在することによって、装置本体10の内部空間を水密的にあるいは気密的に密閉状態とする密閉構造が実現されている。
 また、上記試料観察装置1は、通常の場合、上述したように、恒温器101内に設置されて使用されるものである。細胞等の培養を行いながら当該試料観察装置1を使用する際には、恒温器101内の温度は、例えば摂氏37度程度の高温環境なる。
 一方、恒温器101が設置してある一般的な実験室等の室内気温は、例えば摂氏20度程度が保持された環境となっているのが普通である。
 他方、上記試料観察装置1を、例えば遠隔地へと輸送する等といった場合には、上記試料観察装置1は、上記室内環境からさらに気温の低い外部環境、例えば摂氏5度程度の低温環境に晒される場合も考えられる。
 したがって、例えば摂氏5~20度程度の比較的低温の外部環境にある試料観察装置1を、使用を開始するために、恒温器101の内部に設置して加温した場合、当該試料観察装置1の装置本体10の気密状態にある内部温度は、例えば摂氏15~25度程度、上昇することになる。すると、装置本体10の内部空間の気体(空気)は、熱膨張することは周知である(例えば約1.5倍程度の膨張)。
 装置本体10の内部空間の気体(空気)が膨張した場合、例えば光透過部16aの透明薄板部材17は、十分の数ミリ程度の変形が見られる場合がある。また、装置本体10を構成する収納筐体11や天板ユニット16においても、小型化,軽量化を考慮して薄板部材で形成するような場合には、高剛性部材を用いても若干の変形が生じることもある。
 そこで、上記試料観察装置1の装置本体10においては、装置本体10内の気体の温度が外部に体して大きく変化することによって生じる内外の気圧差を解消するための圧力調整弁であるリリーフバルブ(relief valve)61a,61bを具備している(図8,図9参照)。このリリーフバルブ61a,61bについて、主に図8,図9を用いて以下に説明する。なお、図9においては、主要部となる圧力調整弁とこれに係わる構成部のみを図示し、当該収納筐体内に設けられるその他の構成部材の図示は省略している。
 上記リリーフバルブ61a,61bは、内部圧力が上昇又は下降した際に自動的に内部圧力を放出させ又は外部圧力を取り込んで内部圧力を降下又上昇させると共に、内外圧力差を解消させると自動的に閉じる構造を有する弁である。
 上記リリーフバルブ61a,61bは複数設けられている。本実施形態においては、二個のリリーフバルブ61a,61bを設けた例を示している。ここで、二個のリリーフバルブ61a,61bのうち一方のリリーフバルブ61aは、装置本体10の内部空間の気体(空気)の温度が外気温よりも高い場合(例えば恒温器101内で使用していた装置本体10を、使用終了後又は使用中断等によって恒温器101の外部に取り出した場合等)に装置本体10内の気体を外部に自動的に放出する機能を有する弁である。
 つまり、換言すると、一方のリリーフバルブ61a(圧力調整弁)は、装置本体10の収納筐体11(格納部)内の気圧が外気圧よりも高くなったときに弁を開放する。
 また、他方のリリーフバルブ61bは、装置本体10の内部空間の気体(空気)の温度が外気温よりも低い場合(例えば使用開始前又は運搬等によって恒温器101の外部にあった装置本体10を、恒温器101内に載置して使用開始した場合等)に装置外部の気体(恒温器101内の気体)を装置本体10の内部に自動的に取り込む機能を有する弁である。
 つまり、換言すると、他方のリリーフバルブ61b(圧力調整弁)は、外気圧が装置本体10の収納筐体11(格納部)内の気圧よりも高くなったときに弁を開放する。
 上記リリーフバルブ61a,61bは、図6に示すように、バルブハウジング11eと、弁座11fと、弁体62と、付勢部材63と、O(オー)リング64等から構成される。なお、当該リリーフバルブ61a,61b自体の構成は、従来の一般的なものと同様の構成である。したがって、リリーフバルブ61a,61bの構成の詳細説明は省略し、以下に簡単に説明する。
 上記リリーフバルブ61a,61bのバルブハウジング11eは、収納筐体11の底面における所定の位置に形成される2つの貫通孔11dに対応する位置に、当該収納筐体11と一体に形成されている。ここで、上記収納筐体11の2つの貫通孔11dの形成位置は、駆動ユニット20の配設されている領域であって、観察ユニット21が移動する領域以外の領域である。2つのリリーフバルブ61a,61bの各バルブハウジング11eは、上記2つの貫通孔11dのそれぞれに対応する位置に形成されている。具体的には、例えば、上記棚状部13の下側部位等に、上記2つのリリーフバルブ61a,61bは配設されている。
 また、各バルブハウジング11eには、上記2つの貫通孔11dに対向するそれぞれの部位に、略同形態の貫通孔11cが形成されている。また、各バルブハウジング11eには、弁座11fが形成されている。
 一方のリリーフバルブ61aの弁座11fは、一方の貫通孔11cの近傍に設けられている。また、他方のリリーフバルブ61bの弁座11fは、他方の貫通孔11dの近傍に設けられている。各弁座11fの近傍には、それぞれにO(オー)リング64が配設されている。
 一方、各バルブハウジング11e内には、それぞれに、付勢部材63と、弁体62とが配設されている。上記弁体62は、弁座11fに対向する位置に設けられている。また、付勢部材63は、弁体62を弁座11fに向けて付勢し得る位置に設けられている。
 この場合において、一方のリリーフバルブ61aにおける付勢部材63は、弁体62を図9の矢印符号A方向に付勢している。また、他方のリリーフバルブ61bにおける付勢部材63は、弁体62を図9の矢印符号B方向に付勢している。こうして付勢部材63の付勢力は、弁体62を弁座11fに向けて付勢している。このとき同時に、弁体62は、Oリング64に圧接している。つまり、このとき、Oリング64は、弁体62とバルブハウジング11eの内壁との間で押し潰されるように変形して、両者(弁体62とバルブハウジング11eの内壁)に密着した状態となっている。この状態がリリーフバルブ61a,61bの通常状態である。リリーフバルブ61a,61bが、この状態にあるとき、装置本体10の密閉(水密気密)構造は保持されている。
 装置本体10の内部の気体温度と、装置外部の気体温度とが、略同等であって、両者の温度差がほとんどないか、若しくは少ない場合には、リリーフバルブ61a,61bは通常状態にある。即ち、リリーフバルブ61a,61bは各貫通孔11dを覆い、装置本体10の密閉状態を保持している。
 一方、装置本体10の内部の気体温度が、装置外部の気体温度よりも高い状態となった場合には、装置本体10の内部の気圧が上昇する。すると、リリーフバルブ61aにおいては、装置本体10の内部の気体が付勢部材63の付勢力に抗して弁体62を図9の矢印符号Aとは反対方向(矢印Bと同方向)に押し下げる。これにより、リリーフバルブ61aの側では弁体62と弁座11fとの間に隙間が生じる。したがって、装置本体10の内部の気体は、リリーフバルブ61a側の貫通孔11cからバルブハウジング11eを介して貫通孔11dを通して外部へと流出する。
 またこのとき、リリーフバルブ61bにおいては、装置本体10の内部の気体が弁体62を図9の矢印符号B方向(付勢部材63の付勢力と同方向)に押し下げる。これにより、リリーフバルブ61bの側では弁体62と弁座11fとの密着状態は維持されている。したがって、これにより、装置本体10の内部と外部との気圧差が解消される。
 他方、装置本体10の内部の気体温度が、装置外部の気体温度よりも低い状態となった場合には、装置本体10の内部の気圧が下降する。すると、リリーフバルブ61bにおいては、装置本体10の外部の気体が付勢部材63の付勢力に抗して弁体62を図9の矢印符号Bとは反対方向(矢印Aと同方向)に押し上げる。これにより、リリーフバルブ61bの側では弁体62と弁座11fとの間に隙間が生じる。したがって、装置本体10の外部の気体が、リリーフバルブ61b側の貫通孔11dからバルブハウジング11eを介して貫通孔11cを通して内部へと流入する。
 またこのとき、リリーフバルブ61aにおいては、装置本体10の外部の気体(バルブハウジング11e内の気体)が弁体62を図9の矢印符号A方向(付勢部材63の付勢力と同方向)に押し上げる。これにより、リリーフバルブ61aの側では弁体62と弁座11fとの密着状態は維持されている。したがって、これにより、装置本体10の内部と外部との気圧差が解消される。
 なお、試料観察装置1の装置本体10を、例えば恒温器101内の棚板101a(図1参照)等の平面の上に載置したとき、装置本体10の収納筐体11の底面が平面に対して密着状態になると、上記貫通孔11dを塞いでしまうことになる。このように、貫通孔11dの閉塞状態を避けるために、上記装置本体10の収納筐体11の底面には、脚部材11gが複数設けられている。本実施形態においては、図8に示すように、4つの脚部材11gを収納筐体11の四隅部近傍に設けた例を示している。
 また、上記試料観察装置1の装置本体10は、小型化,軽量化を考慮して、より薄板部材が用いられる場合があり、その場合には、さらに、収納筐体11や天板ユニット16,透明薄板部材17等が変形し易い構造となる。このように装置本体10が変形し易い構造であればあるほど、内外温度差に起因して生じる内外気圧差をより正確に、かつ緻密に制御する必要がある。
 ところで、駆動ユニット20は、上記試料観察装置1の上記装置本体10内に収納配置され、観察ユニット21をXY平面内において自在に移動可能に構成されている。したがって、上記試料観察装置1を使用していないときには、観察ユニット21は、駆動ユニット20内において、X駆動軸22,Y駆動軸25,Y軸方向ガイド軸24,X軸方向ガイド軸27に支持されているのみである。このことから、上記試料観察装置1の移動時、例えば恒温器101内への出し入れ時や他の場所で使用するための搬送時等や非使用時若しくは非駆動時(以下、単に搬送時等という)には、上記観察ユニット21が、各軸部材(X駆動軸22,Y駆動軸25,Y軸方向ガイド軸24,X軸方向ガイド軸27)に沿って自由に移動する可能性がある。
 つまり、試料観察装置1の搬送時等には、観察ユニット21の移動の制御がなされていないことから、観察ユニット21がその稼働領域(XY平面)内で自由に移動してしまい、例えば移動領域の端部にて衝突衝撃等を受けてしまう可能性がある。
 そこで、駆動ユニット20においては、装置本体10の搬送時等に、X駆動軸22,Y駆動軸25(X駆動軸ガイド部材23b,Y駆動軸ガイド部材26b)の移動を規制することで、観察ユニット21がXY平面内で自由に移動してしまうことを規制し、当該観察ユニット21を装置本体10の内部における所定の位置に保持するガイド部固定部であるストッパ部材71a,71bが設けられている。このストッパ部材71a,71bについて、主に図8,図10~図12を用いて以下に説明する。なお、図10においては、主要部となるガイド部材固定部とこれに係わる構成部のみを図示し、当該収納筐体内に設けられるその他の構成部材の図示は省略している。
 上記ストッパ部材71a,71bは複数設けられている。本実施形態においては、二個のストッパ部材71a,71bを設けた例を示している。ここで、二個のストッパ部材71a,71bのうち一方のストッパ部材71aは、X駆動軸22が固定支持されるX駆動軸ガイド部材23bに作用して、X駆動軸22及び観察ユニット21がY軸に沿う方向に移動するのを規制し、X駆動軸22及び観察ユニット21のY軸上における所定の位置(例えばY軸方向に沿う移動可能な領域の一端部の位置)を保持する部材である。
 また、他方のストッパ部材71bは、Y駆動軸25が固定支持されるY駆動軸ガイド部材26bに作用して、Y駆動軸25及び観察ユニット21がX軸に沿う方向に移動するのを規制し、Y駆動軸25及び観察ユニット21のX軸上における所定の位置(例えばX軸方向に沿う移動可能な領域の一端部の位置)を保持する部材である。
 なお、本実施形態において、上記2つのストッパ部材71a,71bは、観察ユニット21を、当該観察ユニット21のXY平面内の移動範囲内において一方の隅部に、保持する例を示している。また、上記二個のストッパ部材71a,71bは、全く同形状同形態のものであり、配置位置及び配置方向が異なるのみである。
 上記ストッパ部材71a,71bは、図10~図12に示すように、ストッパピン72と、O(オー)リング73と、ピン固定部材74と、固定板75と、固定ビス76等から構成される。
 ストッパピン72は、後述するように、X駆動軸ガイド部材23b,Y駆動軸ガイド部材26bに作用して、X駆動軸ガイド部材23b,Y駆動軸ガイド部材26bの移動を規制することで、観察ユニット21のXY平面の移動を規制するための軸状部材である。
 ストッパピン72の基端部近傍には、周面上にネジ部(不図示)が形成されていると共に、最基端部分にドライバ等の工具に対応する溝72aが形成されている(図11参照)。上記ストッパピン72は、ピン固定部材74によって固定支持される。
 ピン固定部材74は、内部に上記ストッパピン72のネジ部(不図示)に対応する雌ネジ部(不図示)が形成されていると共に、上記ストッパピン72を挿通させる貫通孔(不図示)を有して形成されている。そして、上記ピン固定部材74は、固定板75の略中央部分に固設されている。
 固定板75は、平板状部材によって形成されている。固定板75の略中央部分には、上記ストッパピン72を挿通させる孔75aが形成されている。この孔75aは、固定板75に固設されたピン固定部材74に対してストッパピン72を挿通配置したとき、当該ストッパピン72の最基端部分の溝72aが外部に向けて露呈させる孔である。これにより、当該孔75aから溝72aに対してドライバ等の工具を用いることができるようになっている。
 Oリング73は、ピン固定部材74に挿通配置されたストッパピン72の中程の部位に嵌合配置されている。このOリング73は、上記ストッパピン72と上記収納筐体11の底面のストッパハウジング11hの貫通孔11k(後述する;図10参照)との間の水密気密性を保持するために設けられるシーリング部材である。
 固定ビス76は、上記固定板75を上記収納筐体11の底面の所定の部位に固定することで、当該ストッパ部材71a,71bを収納筐体11に対して固定するための固定手段である。
 そして、図11,図12に示すような形態に組み立てられた上記ストッパ部材71a,71bは、収納筐体11の所定の部位に対し、底面の外部側からビス止め固定される。
 この場合において、上記収納筐体11の所定の部位には、上記ストッパ部材71a,71bをそれぞれ固定するためのストッパハウジング11hが複数形成されている。
 上記ストッパハウジング11hは、収納筐体11の底面の内側面における所定の位置に、当該収納筐体11と一体に形成されている。本実施形態において、ストッパハウジング11hは、ストッパ部材71a,71bのそれぞれに対応させて二個配設されている。
 ここで、一方のストッパ部材71aのストッパハウジング11hは、X駆動軸22の一端を支持するX駆動軸ガイド部材23bがY軸方向に移動する際の移動領域内の一端部に配置された時に、当該X駆動軸ガイド部材23bの配置位置に対向する収納筐体11の底面側の位置に形成されている。
 また、他方のストッパ部材71bのストッパハウジング11hは、Y駆動軸25の一端を支持するY駆動軸ガイド部材26bがX軸方向に移動する移動領域内の一端部に配置された時に、当該Y駆動軸ガイド部材26bの配置位置に対向する収納筐体11の底面側の位置に形成されている。
 上記各ストッパハウジング11hには、それぞれに貫通孔11kが形成されている。この貫通孔11kは、ストッパピン72を挿通配置するための孔部である。
 このような構成により、上記ストッパ部材71a,71bは、収納筐体11の所定の部位(ストッパハウジング11h)に対してそれぞれ配設され、固定ビス76によって固定する。このとき、貫通孔11kにストッパピン72が挿通配置される。この状態でストッパピン72の溝72aに工具を宛がって回転させると、ストッパピン72は、ネジ部(不図示)とピン固定部材74の雌ネジ部(不図示)の作用によって、収納筐体11の底面に対して内部に向けて進退する。
 このとき、ストッパピン72を収納筐体11に対して底面から内部に向けて、ねじ込むと、ストッパピン72の先端は、やがて、X駆動軸ガイド部材23b,Y駆動軸ガイド部材26bのそれぞれに形成された係止孔23g,26gに嵌合する。ストッパピン72の先端が、X駆動軸ガイド部材23b,Y駆動軸ガイド部材26bの係止孔23g,26gにそれぞれ嵌合することにより、X駆動軸ガイド部材23b,Y駆動軸ガイド部材26bの移動は規制される。これにより、X駆動軸22,Y駆動軸25の移動が規制され、観察ユニット21のXY平面内での移動も規制されると共に、当該観察ユニット21は装置本体10の内部において所定の位置に保持される。
 以上説明したように上記第1の実施形態によれば、観察ユニット21をX駆動軸22及びY駆動軸25が直交して形成される格子状の開口部内に配置し、X駆動軸22及びY駆動軸25を一体に支持するX駆動軸ガイド部材23a,23b及びY駆動軸ガイド部材26a,26bを、ステージ駆動モータ28a,29aからの駆動力を駆動ベルト28b,29bを介して駆動することにより、上記観察ユニット21をXY平面内で移動させるように駆動ユニット20を構成している。この場合において、ステージ駆動モータ28a,29a及び駆動ベルト28b,29bを含む駆動部28,29はメインフレーム31に固定されている。また、X駆動軸22及びY駆動軸25は観察ユニット21の側面部分に配置されている。
 このような構成とすることによって、駆動ユニット20における各構成部材の配置を、観察ユニット21の移動面であるXY平面に対して垂直方向の寸法内、即ち観察ユニット21の高さ方向(Z軸方向;光軸O方向)の寸法内に収めることができる。したがって、これにより、駆動ユニット20の高さ方向(Z軸方向)における小型化を実現できる。
 また、X軸方向ガイド軸27及びY軸方向ガイド軸24(の少なくとも所定の一部)を磁性体で構成し、X駆動軸ガイド部材23a及びY駆動軸ガイド部材26aの外面にガタ吸収部として磁石部34を設けて構成している。
 このような構成とすることによって、X軸方向ガイド軸27及びY軸方向ガイド軸24とX駆動軸ガイド部材23a及びY駆動軸ガイド部材26aとの嵌合ガタを吸収することができる。したがって、これにより、X駆動軸ガイド部材23a及びY駆動軸ガイド部材26aが駆動されることにより移動する観察ユニット21を、よりスムースに移動させることが容易になる。
 また、収納筐体11と天板ユニット16とからなる装置本体10を密閉構造となるように構成し、収納筐体11に圧力調整弁であるリリーフバルブ61a,61bを複数(二個)設けて構成している。この場合において、二個のリリーフバルブ61a,61bは、それぞれが異なる機能を備えている。即ち、一方のリリーフバルブ61aは装置本体10の内部を減圧する機能を有し、他方のリリーフバルブ61bは装置本体10の内部を加圧する機能を有するように構成している。
 このような構成とすることによって、試料観察装置1の置かれた周囲環境により、装置本体10の内外温度差によって生じる装置本体10の内部と外部との気圧差を自動的に解消することができる。
 また、X駆動軸ガイド部材23b及びY駆動軸ガイド部材26bに作用して、X駆動軸22及びY駆動軸25の移動を規制することによって、観察ユニット21のXY平面内の移動を規制し、かつ当該観察ユニット21の所定の位置を保持するガイド部固定部であるストッパ部材71a,71bを備えて構成している。
 このような構成とすることによって、試料観察装置1の搬送時等に、観察ユニット21が移動してしまうことを規制し、所定の位置を保持し固定することができる。したがって、搬送時等における駆動ユニット20や観察ユニット21の損傷等を防ぐことができる。
 [第2の実施形態](図13~図21)
 ところで、従来、撮像光学系及び撮像素子等を含む観察用撮像ユニットを、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ることで、上記観察用撮像ユニットをXY平面に平行な面内で自在に移動させる駆動機構等を備え、上記XY平面に平行な面上に載置した培養容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、培養容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が、例えば日本国特許公開2005-295818号公報等によって、種々の形態のものが提案されている。
 上記日本国特許公開2005-295818号公報等によって開示されている試料観察装置は、平面に直交する方向に光軸を有し、その視野範囲が培養容器の表面より狭いカメラと、このカメラにより撮像された画像を表示する表示手段を備えて構成されている。
 ところが、上記日本国特許公開2005-295818号公報等によって開示されている試料観察装置では、培養容器内の細胞等の観察面と観察用撮像ユニットに含まれる撮像光学系との間に相対的な位置ズレが生じることや、上記観察面に対して撮像光学系の光軸に傾きが生じること等に対する考慮がなされていないという問題点がある。
 一般に、この種の試料観察装置を用いて細胞等の所望の試料を観察するのに際し、より高倍率で精密な観察を行うためには、所定の観察面上に載置した観察対象物に対して上記観察面に略平行な面内で移動する観察用撮像ユニットの撮像光学系と、上記観察面との間の相対的な位置は、常に一定であることが望ましく、この場合において、さらに撮像光学系の光軸が観察面に対して常に直交するように設定されているのが望ましい。
 また、この種の試料観察装置は、培養容器と共にインキュベータ(incubator;恒温器)内で使用されるのが一般である。その際、インキュベータ内の温度は、例えば摂氏37~8度程度の比較的高温状態が保持されるのが普通である。
 このような高温環境下において使用される試料観察装置において、各種の構成部材を形成する素材によっては、温度の影響を受けて変形することが考えられる。このような原因によって生じる構成部材の変形は、たとえ、それが微小な変形であったとしても、高倍率で精密な観察を阻害する要因になる可能性がある。
 そこで、上述した点に鑑みて、以下の第2の実施形態においては、インキュベータ等の内部等、過酷環境下で使用する場合にも、常に確実に精密な観察を行うことのできる試料観察装置を提供する。
 そのために、第2の実施形態の試料観察装置は、試料を収容する容器と、上記容器内に収容された試料を観察する観察用撮像ユニットと、天板部の一面に開口を有する収納筐体と、上記容器を載置するための透明平面部を有し、上記収納筐体の上記開口を覆うように取り付けられることで、上記収納筐体を密閉された箱体とする天板ユニットと、上記天板ユニットに一体に装着された状態で、上記収納筐体の内部に収納され、上記観察用撮像ユニットを所定のXY平面内で移動させるための駆動ユニットと、を具備する。
 これによれば、インキュベータ等の内部等、過酷環境下で使用する場合にも、常に確実に精密な観察を行うことのできる試料観察装置を提供することができる。
 以下、本発明の第2の実施形態を説明する。本発明の第2の実施形態の基本的な構成は、上述の第1の実施形態と略同様である。したがって、上述の第1の実施形態と同様の構成部材については、同じ符号を付して、その説明は簡略化し、異なる部分について、図13~図20に基づき詳述する。
 なお、図17,図18において、符号[17A],[17B]で示す一点鎖線は、各構成ユニットの関連を示している。即ち、図17の上半部の構成要素(天板ユニット)と、図18の下半部の構成要素の一部(駆動ユニット)との間は、符号[17A]同士で接続され、符号[17B]同士で接続されることを示している。
 また、図20は、本実施形態の試料観察装置のうち、特に操作部ユニットとバルブリリーフの詳細構成を示すための図である。したがって、本実施形態の試料観察装置の内部に配設される各種構成ユニットのうち、その他の構成ユニットについては、図面の煩雑化を避けるために図示を省略している。
 まず、本発明の第2の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について、主に図13,図14を用いて以下に説明する。
 本実施形態の試料観察装置1Aを含む試料観察システム100Aは、本実施形態の試料観察装置1Aと、恒温器(インキュベータ)101と、外部制御装置102と、入力装置103と、表示装置104等によって主に構成されている。
 試料観察装置1Aは、恒温器101の内部に格納載置された状態で使用される。具体的には、例えば、恒温器101の内部には、水平に設置された平面板状の棚板101a(図13参照)が複数設けられている。試料観察装置1Aは、この棚板101a上に載置される。
 上記恒温器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する。そのため、恒温器101自体の詳細な構成の説明については省略する。
 外部制御装置102は、本実施形態の試料観察装置1Aを統括的に制御すると共に、当該試料観察装置1Aによって取得した画像データ等を保存し、また各種の画像処理等を行うための構成ユニットである。
 そのために、当該外部制御装置102は、試料観察装置1Aの制御ユニット32(詳細後述;図14,図18,図19等参照)に含まれる通信部85(詳細後述;図14参照)との間で各種データ等の送受信を行うための通信部105(図13では不図示;図14参照)を有している。
 上記通信部105は、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)を用いる形態のほか、各種の無線接続手段等を用いる形態のものが適用される。なお、図13においては、上記有線接続手段としての接続ケーブルを符号105aで示している。また、図14においては、上記有線接続手段及び上記無線接続手段を符号105aによって示している。
 これにより、外部制御装置102は、試料観察装置1Aの動作を制御し、当該試料観察装置1Aによって取得される画像データ等を受信し、受信した画像データ等を記憶媒体に記憶し、また受信した画像データ等についての解析や分析等、各種の信号処理等を実行する。このほか、外部制御装置102は、図示は省略しているが、上記試料観察装置1Aへの給電を行う電源部(商用電源からの給電手段若しくは蓄電池等)を有している。
 なお、外部制御装置102から試料観察装置1Aへの給電については、外部制御装置102を介した給電手段に限らず、不図示の電源ケーブル等を用いて上記恒温器101の外部に設けられる商用電源(不図示)から給電を行うようにしてもよい。また、恒温器101内若しくは外部に設置した蓄電池等(不図示)から試料観察装置1Aへの給電を行うようにしてもよい。
 外部制御装置102としては、具体的には、例えば、広く一般に普及している各種の形態(例えば、デスクトップ型,ノートブック型,タブレット型等)の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。
 外部制御装置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)からの指示を外部制御装置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。また、入力装置103としては、表示装置104の表示面上に設けたタッチパネル等を用いてもよい。使用者(ユーザ)は、これらの入力装置103を用いて、外部制御装置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。なお、図13においては、入力装置103の形態としてキーボードとマウスを用いた形態のものを例示している。
 表示装置104は、外部制御装置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1Aによって取得され、外部制御装置102によって受信された画像データ等に基く画像や各種の情報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。
 次に、本実施形態の試料観察装置の構成を、図14~図18を用いて以下に説明する。
 本実施形態の試料観察装置1Aは、観察用撮像ユニット21(以下、単に観察ユニットと略記する)をXY平面に平行な面内で互いに直交するX軸及びY軸の二方向のそれぞれに直線的に移動させることにより、上記観察ユニット21をXY平面内で自在に移動させることができるように構成された駆動ユニット20A(図15,図17では不図示;詳細は後述)を備え、天板ユニット16A(図18では不図示;詳細後述)の上面に載置した培養容器2(図14~図16参照)内の試料を観察するための装置である。
 なお、以下の説明においては、図14,図15等のように、試料観察装置1Aにおける装置本体10A(詳細後述)の短辺に沿う方向を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、装置本体10Aの長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。そして、X軸及びY軸を含む平面をXY平面というものとする。さらに、このXY平面に直交する方向をZ軸というものとする。
 試料観察装置1Aは、図15,図16等に示すように、密閉された直方体形状の箱体からなる装置本体10Aと、装置本体10Aの上面に載置される培養容器2と、装置本体10Aの上面に載置され上記培養容器2の位置決めを行うための容器ホルダ3Aとによって主に構成されている。
 まず、培養容器2は、培地を作り細菌等の微生物、細胞等の試料を収容し、培養するための容器である。この培養容器2は、上記試料観察装置1Aの使用時には、天板ユニット16A上の所定の位置(後述する光透過窓15aに対応する位置)に載置される。
 このように培養容器2が上記天板ユニット16Aの上面の上記光透過窓15aに対向する位置に載置されたとき、培養容器2は、上記光透過窓15aに対向する側の面、即ち培養容器2の底面が平皿状に形成されており、かつその平皿状底面は透明薄板状に形成されている。
 上記培養容器2の底面以外のその他の面は、表面が平面をなし、光を反射し得るような複数の反射面が内部に向けて形成されている。これらの反射面は、当該試料観察装置1Aの収納筐体11の内部に設けられる観察ユニット21に含まれる照明光源(後述する図20参照)から出射され、上記光透過窓15aを通過して上記培養容器2内に入射する照明光を反射するものである。
 これにより、上記培養容器2の上記平皿状底面の細胞等の試料は、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1Aにおいては、培養容器2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。
 なお、培養容器2の形状としては、例えば、図示のような箱型形状等のほか各種様々な形状のものがある。当該試料観察装置1Aにおいては、各種様々な形状の培養容器2に対応し得る。
 そのために、試料観察装置1Aは容器ホルダ3Aを具備する。この容器ホルダ3Aは、試料観察装置1Aの天板ユニット16Aの上面側に載置される培養容器2を規定の位置に位置決めするための治具である。この容器ホルダ3Aは、使用される培養容器2の形状に合わせて形成されている。したがって、培養容器2の形状種類に対応する複数種類のものが用意されている。
 容器ホルダ3Aは、図に示す例のものでは、例えば金属若しくは樹脂成形された板状部材を用いてL字形状に形成している。この容器ホルダ3Aを天板ユニット16Aの上面の所定の位置に載置した状態で固定する。この状態で、例えば容器ホルダ3AのL字形状の内縁部の直交する長短縁部に対して、培養容器2の側壁面のうち直交する2つの側壁面を当接させて、当該培養容器2の底面を天板ユニット16A上に載置する。これにより、培養容器2の天板ユニット16A上における位置が、常に同一となるように位置決めできる。
 次に、装置本体10Aは、収納筐体11と、天板ユニット16Aと、上記駆動ユニット20A(図18等参照)等によって主に構成されている。
 収納筐体11は、上面側(天板部)の一面に開口11a(図18参照)を有し、全体として扁平で略直方体形状からなり、内部に駆動ユニット20A(図18参照)等を収納するケース部材である。収納筐体11は、比較的大型の構成部材となるので低コスト化のために、例えば樹脂製の素材を用いて形成されている。
 収納筐体11の一側面の外壁面には接続コネクタ12(図15,図16,図18参照)が配設されている。この接続コネクタ12は、例えば当該試料観察装置1A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1Aへの制御信号若しくは当該試料観察装置1A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(図13,図14の符号105a参照)に対応した接続部である。
 この接続コネクタ12は、収納筐体11の内部に配設される電気基板(不図示)に接続されている。この電気基板(不図示)には、例えば電源回路や通信回路等が実装されている。そして、この電気基板は、上記駆動ユニット20Aの制御ユニット32(詳細後述;図14,図18,図19等参照)との間で電気的に接続されている。
 また、図18に示すように、収納筐体11において、上記接続コネクタ12の配設されている一側面に対向する他側面近傍には、上記収納筐体11の開口11aに対向する底面寄りの部位に棚状部13が形成されている。この棚状部13は、例えばシリカゲル (silica gel) 等の乾燥剤等を収納するために設けられている。
 さらに、収納筐体11の底面には、当該装置本体10Aの内部気圧の調整を行うための圧力調整弁であるリリーフバルブ61(図14,図21等参照;詳細後述)等が配設されている。このリリーフバルブ61は、収納筐体11において上記棚状部13の近傍の底面側に設けられている。
 そして、上記装置本体10Aは、密閉構造(即ち水密気密構造)を有して構成されている。そのために、上記収納筐体11には、図18に示すように、開口11aの周縁部上面側にシール部材14が設けられている。このシール部材14は、収納筐体11の開口11aの外周縁部に沿うように当該開口11aの全周に亘って形成された周溝部11b(図18参照)に嵌合配置されている。
 これにより、収納筐体11の開口11aを覆うように天板ユニット16Aを配置したときには、収納筐体11と天板ユニット16Aとの間に、上記シール部材14が介在するように配置される。このとき、上記シール部材14は、天板ユニット16Aの下面側の当接面によって圧接され、収納筐体11の周溝部11b内で押し潰されるように変形して、かつ天板ユニット16Aに密着した状態となる。したがって、これにより、天板ユニット16Aと収納筐体11との間の水密気密性が確保され、当該装置本体10Aの内部空間を密閉状態としている。このような形態によって、上記装置本体10Aの密閉(水密気密)構造が構成されている。
 次に、天板ユニット16Aは、上記収納筐体11の開口11a(図18参照)を密閉状態で塞ぐように配置されることで、当該開口11aを覆い、収納筐体11を密閉状態とする蓋体である。この天板ユニット16Aの上面には、上記培養容器2が載置されるように、透明な平面部が形成されている。この透明平面部は、後述する透明薄板部材17の上面側の平面である。
 上記天板ユニット16Aは、図17等に示すように、板金部材15と、透明薄板部材17と、複数片のシート部材からなるスペーサシート19と、操作部ユニット18等によって構成されている。
 板金部材15は、剛性を有する平板状部材によって形成され、略中央部分に略矩形状の光透過窓15aを有して形成されている。この光透過窓15aは、収納筐体11内の観察ユニット21に含まれる照明光源(不図示;図20の光源部材52)からの照明光を透過させると共に、上面側の透明薄板部材17上に載置される培養容器2の内部を観察するための観察窓である。
 なお、板金部材15は、上記収納筐体11との間の密閉状態を確保するために、剛性の高い部材、例えばステンレス鋼(SUS)等の金属薄板部材を用いて形成したものが適用される。
 透明薄板部材17は、光透過性を有する透明素材を用いて形成される平板状部材である。この透明薄板部材17としては、例えば透明ガラス素材若しくは透明樹脂製素材(アクリル板等)等によって形成されている。そして、透明薄板部材17は、上記板金部材15の平面に対して、後述するスペーサシート19を介して重畳した形態で一体化されている。
 これにより、上記板金部材15の光透過窓15aは、当該透明薄板部材17によって覆われる形態となる。したがって、これにより、光透過窓15aに対応する部位の透明薄板部材17の上面に培養容器2を載置することができ、その状態で、当該培養容器2の内部を、下側の収納筐体11内に設けた観察ユニット21により観察することができるように構成されている。
 さらに、透明薄板部材17には、図17に示すように、操作部ユニット18の複数の操作部材である操作ボタン18aを外部に露呈し得るように、当該操作ボタン18aに対応するサイズの孔17aが設けられている。
 複数片のスペーサシート19は、上記透明薄板部材17と上記板金部材15との間に挟持されることにより、両者間の平行度を確保するために設けられるシート状部材である。このスペーサシート19は、上記透明薄板部材17と上記板金部材15とを合わせたときに、上記収納筐体11の開口11aを覆い隠さないように、かつ上記透明薄板部材17と上記板金部材15との間を接着固定するための接着剤の塗布領域を避けて、例えば上記板金部材15の各辺の周縁部近傍に沿うように配設されている。
 なお、上記透明薄板部材17と上記板金部材15との間の接着剤の塗布領域は、例えば光透過窓15aの外周縁部に沿う領域であって、上記スペーサシート19の配設位置を避けた位置となる。
 さらに、スペーサシート19の一部には、図17に示すように、操作部ユニット18の複数の操作ボタン18aと複数の状態表示部18bとに対応する位置に、これらを覆い隠さないようにして、これらを外部に露呈させるための孔19a,19bが設けられている。
 そして、上記天板ユニット16Aは、上述したように、板金部材15の上面側の周縁部に複数片のスペーサシート19を挟んだ状態で透明薄板部材17が接着剤等によって貼り付けられることによって組み立てられる。なお、天板ユニット16Aの各構成部材(板金部材15,スペーサシート19,透明薄板部材17)の一体化手段は、上述の接着による手段以外にも、例えばビス止め等の締結手段や、両面テープ等を用いた貼り付け手段でもよい。
 一方、上記天板ユニット16Aの下面側には、駆動ユニット20Aが、例えばビス等の締結部材を用いて取り付けられている。この場合において、駆動ユニット20Aの天板ユニット16Aに対する取付部位は、図17において符号[A]で示す二点鎖線の矩形状部分が相当する。なお、駆動ユニット20Aの詳細構成は後述する(図20参照)。
 操作部ユニット18は、天板ユニット16Aの外周縁部近傍の所定の部位に設けられている。本実施形態において、操作部ユニット18は、天板ユニット16Aの長手方向の一方の周縁寄りの部位であって、当該天板ユニット16の下面側(装置内側)に配設されている。
 操作部ユニット18は、複数の操作部材である複数の操作ボタン18aと、複数の状態表示部18b(インジケータ)と、これらの電気部材を実装する電気基板65(図17等では不図示;後述する図21参照)等によって主に構成されている。 電気基板65には、上記複数の操作ボタン18aからの操作入力を受けるスイッチ部材や、このスイッチ部材からの出力信号を処理する信号処理回路と、上記複数の状態表示部18bに含まれる状態表示用部材(例えばLED(light emitting diode;発光ダイオード)等の発光体)や、この状態表示用部材をオンオフ駆動する駆動回路等が実装されている。
 上記複数の操作ボタン18aは、例えば当該試料観察装置1Aを恒温器101内に設置する前に、観察ユニット21等のXY平面での移動範囲内における位置調整等を行うための操作部材、若しくは培養液の交換作業や株分け作業等を行う際に、当該試料観察装置1Aの動作を一時的に停止させるための操作部材等である。
 なお、操作ボタン18aを操作することによって行うことのできる機能は、上述した例に限られることはない。その他の具体例については、説明を省略するが、上述した機能以外の各種の機能を割り当てることができる。
 上記複数の状態表示部18bは、例えば上記複数の操作ボタン18aの一つを操作した時に点灯表示等がなされることによって、どの操作ボタンが操作されたかの状態を表示する等のために設けられている。そのために、上記複数の状態表示部18bは、上記複数の操作ボタン18aの近傍に設けられている。
 次に、駆動ユニット20Aは、観察ユニット21をXY平面に平行な面内で互いに直交するX軸及びY軸の二方向に直線的に移動させる駆動手段と、その観察ユニット21の移動を案内(ガイド)する機構とによって主に構成されている。
 即ち、駆動ユニット20Aは、図18~図19等に示すように、被駆動ユニット30と、駆動部28,29と、メインフレーム31と、制御ユニット32等によって構成されている。
 なお、以下の説明において、上記駆動ユニット20Aは、観察ユニット21を含めた形態として説明している。この観察ユニット21は、被駆動ユニット30に搭載されることによって、XY平面内でX軸方向及びY軸方向に移動する構成ユニットである。
 まず、上記駆動ユニット20Aのうちメインフレーム31は、当該駆動ユニット20Aの主な構成部材(観察ユニット21,被駆動ユニット30等)を内部に収納すると共に、外面に他の構成部材(駆動部28,29,制御ユニット32)を装着した形態で一体として構成される組立体である。そして、この組立体は、上記天板ユニット16Aの下面側の所定の部位に一体に装着されることで、密閉された箱型を形成するフレーム部材である。このメインフレーム31は、例えば樹脂製の素材等を用いて形成されている。なお、天板ユニット16Aに対して駆動ユニット20Aを一体に装着する手段としては、上述したように、ビス等の締結部材のほか、例えば接着剤等を用いた接着でもよいし、部材を組み合わせて所定の連結部位を挟み込むといった手段を用いてもよい。
 また、上記メインフレーム31の内壁面の所定の部位には、図19に示すように、湿度センサ39が設けられている。この湿度センサ39は、シート状部材からなり、湿度に応じて変色するように構成された湿度検出部材である。
 制御ユニット32は、例えば観察ユニット21や駆動部28,29の駆動制御を行う制御回路等が実装された電気部品である(図14等参照)。この制御ユニット32は、観察ユニット21に対してフレキシブルプリント基板(以下、FPCと略記する)33(図14,図16,図18等参照)を介して電気的に接続されている。
 また、制御ユニット32は、駆動部28,29との間においてフレキシブルプリント基板(28d,29d;図19参照)を介して電気的に接続されている。なお、制御ユニット32と駆動部28,29との間の接続状態は不図示。
 上記制御ユニット32は、図14に示すように、制御部81と、光源制御部82と、駆動制御部83と、画像処理部84と、通信部85と、計時部86と、温湿度計測部87と、電源部88等を有して構成されている。
 制御部81は、本実施形態の試料観察装置1Aの統括的な制御を行う制御回路である。光源制御部82は、観察ユニット21に含まれる照明光源である光源部材52(図20参照)の駆動制御を行う制御回路である。駆動制御部83は、駆動ユニット20Aの駆動部28,29の駆動制御を行う制御回路である。画像処理部84は、観察ユニット21の撮像素子45によって取得された画像データについての各種の画像処理を行う回路部である。通信部85は、上記外部制御装置102の通信部105との間で、各種データ等の送受信を行うための回路部である。計時部86は、リアルタイムクロック(Real-Time Clock;RTC)とよばれる演算回路の内部時計である。この計時部86は、例えば出力データに付随させる日時情報を出力したり、制御処理中における計時や時間制御等の際に利用される回路部である。温湿度計測部87は、温度や湿度を計測するセンサ等を含む回路部である。電源部88は、外部制御装置102から給電される電力を制御する回路部、又は蓄電池とその制御回路等からなる構成ユニットである。
 被駆動ユニット30は、XY平面内でX軸方向及びY軸方向の二方向のそれぞれでの直線的な上記観察ユニット21の移動をガイドするためのガイド機構である。そのために、被駆動ユニット30は、図18,図19等に示すように、2本のX駆動軸22と、X駆動軸ガイド部材23a,23bと、Y軸方向ガイド軸24と、2本のY駆動軸25と、Y駆動軸ガイド部材26a,26bと、X軸方向ガイド軸27等を有して構成されている。
 観察ユニット21は、上記被駆動ユニット30に搭載された状態で、Y軸方向駆動部29(ベルト駆動部)の駆動力を受けて2本のX駆動軸22がY軸に沿う方向に移動するのに伴って、同方向(Y軸方向)に移動するように構成されている。また、同様に、観察ユニット21は、X軸方向駆動部28(ベルト駆動部)の駆動力を受けて2本のY駆動軸25がX軸に沿う方向に移動するのに伴って、同方向(X軸方向)に移動するように構成されている。
 つまり、上記観察ユニット21は、メインフレーム31の内部領域において、XY平面内を移動するように構成されている。
 上記X駆動軸ガイド部材23a,23bには、それぞれにY軸に沿う方向にY軸方向ガイド軸24が挿通配置されている。これにより、上記X駆動軸ガイド部材23a,23bは、2本のY軸方向ガイド軸24によってY軸に沿う方向への移動がガイドされている。そして、上記X駆動軸ガイド部材23aには、その外面側の所定の部位に磁石部34が配設されている。なお、上記2本のY軸方向ガイド軸24は、例えば磁性体によって形成されている。
 同様に、上記Y駆動軸ガイド部材26a,26bには、それぞれにY軸に沿う方向にX軸方向ガイド軸27が挿通配置されている。これにより、上記Y駆動軸ガイド部材26a,26bは、2本のX軸方向ガイド軸27によってX軸に沿う方向への移動がガイドされている。そして、上記Y駆動軸ガイド部材26aには、その外面側の所定の部位に磁石部34が配設されている。なお、上記2本のX軸方向ガイド軸27は、例えば磁性体によって形成されている。
 ここで、上述したように、上記2本のY軸方向ガイド軸24及び上記2本のX軸方向ガイド軸27のそれぞれを磁性体によって形成し、X駆動軸ガイド部材23a及びY駆動軸ガイド部材26aのそれぞれに磁石部34を設けている。
 このような構成とすることにより、磁石部34は、X駆動軸ガイド部材23aと共にX駆動軸ガイド部材23aに挿通されているY軸方向ガイド軸24に向けて磁力によって引き寄せられる。同様に、磁石部34は、Y駆動軸ガイド部材26aと共にY駆動軸ガイド部材26aに挿通されているX軸方向ガイド軸27に向けて磁力によって引き寄せられる。
 この作用によって、X駆動軸ガイド部材23aとY軸方向ガイド軸24との間に生じる嵌合ガタが吸収される。同様に、Y駆動軸ガイド部材26aとX軸方向ガイド軸27との間に生じる嵌合ガタが吸収される。
 つまり、上記磁石部34は、X駆動軸ガイド部材23aとY軸方向ガイド軸24との間の嵌合ガタ、及びY駆動軸ガイド部材26aとX軸方向ガイド軸27との間の嵌合ガタをそれぞれ吸収するためのガタ吸収部として機能している。
 なお、上記X駆動軸ガイド部材23aには貫通孔が形成されており、この貫通孔に一方のY軸方向ガイド軸24が遊嵌して挿通している。一方、上記X駆動軸ガイド部材23bには、断面がU字形状に形成された貫通溝が形成されており、この貫通溝に他方のY軸方向ガイド軸24が挿通している。
 このような構成により、一方のY軸方向ガイド軸24は、上記X駆動軸ガイド部材23aの貫通孔に挿通して、これをガイドするガイド手段として機能する一方、他方のY軸方向ガイド軸24は、上記X駆動軸ガイド部材23bの貫通溝に挿通配置されて、当該X駆動軸ガイド部材23bが上記一方のY軸ガイド軸24の軸周りに回転するのを規制する回転規制手段として機能している。
 また、上記Y駆動軸ガイド部材26a,26bにおいても、上記X駆動軸ガイド部材23a,23bと同様に構成されている。つまり、上記Y駆動軸ガイド部材26aには、一方のX軸方向ガイド軸27を遊嵌状態で挿通させる貫通孔が形成され、上記Y駆動軸ガイド部材26bには、他方のX軸方向ガイド軸27を挿通させる断面U字状の貫通溝が形成されている。そして、上記X駆動軸ガイド部材23aの貫通孔はガイド手段として、上記X駆動軸ガイド部材23bの貫通溝は回転規制手段として、それぞれ機能している。
 なお、上記ガタ吸収部は、上記磁石部34と、磁性体で形成される複数のガイド軸(24,27)とによって構成した例を示したが、この例に限られることはない。例えば、上記複数のガイド軸(24,27)自体を磁性体で構成することなく、その表面に上記磁石部34の磁力を受けて引き寄せられる性質を備えた磁性体部を設けて構成してもよい。上記被駆動ユニット30についてのその他の構成は、本発明に直接関連しない部分であるので、その詳細な構成の説明は省略する。
 次に、駆動部28,29は、上記被駆動ユニット30をX軸方向及びY軸方向のそれぞれに独立して駆動するために設けられ、駆動源を含む構成ユニットである。本実施形態の駆動ユニット20Aにおける駆動部は、上記観察ユニット21のX軸に沿う方向への移動に寄与するベルト駆動部であるX軸方向駆動部28と、上記観察ユニット21のY軸に沿う方向への移動に寄与するベルト駆動部であるY軸方向駆動部29とを有する。
 上記X軸方向駆動部28は、上記Y駆動軸ガイド部材26a,26bの少なくとも一方(本実施形態ではY駆動軸ガイド部材26a)をX軸方向に駆動することにより、上記Y駆動軸25を同X軸方向へ駆動する。これにより、観察ユニット21を同X軸方向へ移動させる。
 上記Y軸方向駆動部29は、上記X駆動軸ガイド部材23a,23bの少なくとも一方(本実施形態ではX駆動軸ガイド部材23a)をY軸方向に駆動することにより、上記X駆動軸22を同Y軸方向へ駆動する。これにより、観察ユニット21を同Y軸方向へ移動させる。
 そのために、図19に示すように、上記X軸方向駆動部28は、ステージ駆動モータ28aと、駆動ベルト28bと、複数(2個)のプーリー28cとを有して構成されている。また、上記Y軸方向駆動部29は、ステージ駆動モータ29aと、駆動ベルト29bと、複数(2個)プーリー29cとを有して構成されている。なお、上記X軸方向駆動部28と、上記Y軸方向駆動部29とは、略同様の構成からなるものである。
 そして、駆動部28,29において、ステージ駆動モータ28a,29aが駆動されて駆動軸が回転すると、当該駆動軸と同軸上に固設された一方の各プーリー28c,29cが回転する。この一方の各プーリー28c,29cが回転すると、駆動ベルト28b,29bが駆動される。すると、上記X駆動軸ガイド部材23aはY軸方向に、上記Y駆動軸ガイド部材26aはX軸方向に移動する。
 上記X軸方向駆動部28,上記Y軸方向駆動部29の駆動は、上記制御ユニット32の制御部81の制御下において駆動制御部83によって制御される。その駆動制御によって、観察ユニット21は、XY平面内において自在に移動可能となっている。
 そして、観察ユニット21と制御ユニット32との間は、上述したように、FPC33によって電気的に接続されている。この場合において、観察ユニット21は、X-Y平面内で移動する移動部材である。そして、上記FPC33は観察ユニット21から延出している。そのために、FPC33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。
 このように構成された本実施形態の駆動ユニット20Aにおいて、観察ユニット21は、X駆動軸22によって駆動される際には、Y駆動軸25に沿ってY軸方向に移動する。また、観察ユニット21は、Y駆動軸25によって駆動される際には、X駆動軸22に沿ってX軸方向に移動する。
 なお、駆動部28,29についても、本発明に直接関連しない部分であるので、これ以上の詳細な構成の説明は省略する。
 次に、観察ユニット21の構成について、主に図20を用いて以下に簡単に説明する。
 上述したように、観察ユニット21は、培養容器2内の細胞等の試料を観察するために、撮像観察光学系41や撮像素子45等を含んで構成される構成ユニットである。観察ユニット21は、駆動ユニット20Aの駆動部(28,29)によってX駆動軸22及びY駆動軸25(図18~図20等参照)を介して駆動されることにより、XY平面内においてX軸方向またはY軸方向に駆動されて移動するように構成されている。
 観察ユニット21は、本体固定枠40と、撮像観察光学系41と、レンズ鏡筒42と、撮像素子45と、移動枠46と、吊軸47と、回転規制軸48と、駆動機構(49~51)と、拡散板43と、照明用レンズ44と、光源部材52(照明光源)と、電気基板53(図20では不図示;図14参照)と、付勢部材54等を有して構成されている。
 本体固定枠40は、本観察ユニット21の主要構成部をなし、当該観察ユニット21を構成する上記各種の構成部材(41~53)等を保持し収納する構成部材である。本体固定枠40は、箱型形状に形成され、内部に各種の構成部材を収納し得ると共に、外面側にも所定の構成部材を取り付け得るように形成されている。
 撮像観察光学系41は、観察撮像対象とする対象物からの光を集光して撮像素子45の受光面上に光学像を結像させるための複数の光学レンズによって構成されている。
 レンズ鏡筒42は、撮像観察光学系41の複数の光学レンズを所定の配列で(各光学レンズの各光軸が一致するように)保持するための略筒形状をなす保持部材である。このレンズ鏡筒42は、移動枠46と一体となるように構成されている。
 上記レンズ鏡筒42は、上記本体固定枠40の略中心部に配置されている。この場合において、レンズ鏡筒42によって保持される撮像観察光学系41の光軸Oは、Z軸と平行となるように設定されている。そして、上記レンズ鏡筒42の撮像観察光学系41の光軸Oの延長線上には、撮像素子45が配設されている。
 上記撮像素子45は、上記撮像観察光学系41によって光学的に結像される観察対象物の光学像を受けて光電変換処理を行うことによって、当該観察対象物の光学像の画像データを生成する電気部品である。撮像素子45は、その受光面が上記撮像観察光学系41の光軸Oに直交する面と平行となるように配設されている。このとき、撮像素子45は、その受光面の略中心部と上記光軸Oとが略一致する位置に配設されている。そして、撮像素子45も、移動枠46と一体となるように構成されている。
 移動枠46は、吊軸47及び回転規制軸48とによって、本体固定枠40の内部において、光軸Oに沿う方向(Z軸方向)に移動可能となるように構成されている。これにより、移動枠46の光軸Oに沿う方向(Z軸方向)への移動に伴って、上記レンズ鏡筒42及び上記撮像素子45も、同方向(光軸Oに沿う方向;Z軸方向)に一体に移動するように構成されている。
 即ち、移動枠46は、吊軸47によってZ軸方向への移動が可能となるように支持されている。ここで、上記吊軸47は、本体固定枠40内においてZ軸に沿う方向に固定配置されている。この吊軸47は、上記移動枠46の係合部46aに係合している。これにより、吊軸47は、上記移動枠46のZ軸方向(光軸Oに平行な方向)への移動をガイドするガイド軸として機能している。
 また、移動枠46は、回転規制軸48によって上記吊軸47を回転中心として回転してしまうことが規制されている。この回転規制軸48も、本体固定枠40内においてZ軸に沿う方向に固定配置されている。
 ここで、上記回転規制軸48は、上記吊軸47の本体固定枠40内における配設位置に対し、光軸Oに直交する方向に、光軸Oを挟んで対向する側に配置されている。この回転規制軸48は、上記移動枠46の係合部46bに係合している。これにより、回転規制軸48は、上記移動枠46が上記吊軸47を回転中心として回転するのを規制すると共に、上記移動枠46のZ軸方向(光軸Oに平行な方向)への移動の案内(ガイド)を補佐する補助ガイド軸としても機能している。
 このような構成により、上記移動枠46は上記レンズ鏡筒42と共に、吊軸47及び回転規制軸48に沿って、光軸Oに沿う方向(Z軸方向)に移動自在に構成されている。
 なお、上記移動枠46は、上記本体固定枠40の底面との間に介在する付勢部材54の付勢力によって、常に所定の方向、例えば本実施形態に示す例では、図20の矢印Z1で示す方向に向けて付勢されている。上記付勢ばね54の形態として、本実施形態においては、例えばコイルばねを適用した例を示している。
 上記移動枠46の光軸Oに沿う方向(Z軸方向)への移動は、駆動機構(49~51)によって行われる。本実施形態においては、上記駆動機構(49~51)の基本的な構成は、従来のレンズ装置等において、送りねじ及び送りナットを用いて可動レンズ群(例えばフォーカスレンズ群)を光軸Oに沿う方向へと移動させるための機構と略同様の機構が適用される。したがって、駆動機構の構成の説明は、以下に示すように簡単な説明に留める。
 上記移動枠46の駆動機構は、レンズ駆動モータ49と、リードスクリュー50と、ナット部材51等によって構成される。
 レンズ駆動モータ49は、本駆動機構の駆動源である。即ち、レンズ駆動モータ49は、上記移動枠46を上記レンズ鏡筒42と共に光軸Oに沿うZ軸方向に移動させるための駆動源である。レンズ駆動モータ49は、例えば正逆回転を可能とする電動機(Electric motor)が適用される。上記レンズ駆動モータ49は、その駆動軸がZ軸方向と平行に配設されている。
 リードスクリュー50は、上記レンズ駆動モータ49からの回転力を受けてナット部材51へと出力する回転軸である。上記レンズ駆動モータ49の駆動軸は、略同軸上に一体となるように設けられ、例えば軸形状の送りねじである。
 ナット部材51は、上記レンズ駆動モータ49の回転出力を上記リードスクリュー50を介して受けることにより、Z軸方向に移動する被駆動部材である。このナット部材51は、上記リードスクリュー50に螺合した状態で、上記移動枠46の所定の一部位である係合部46cに係合している。
 このような構成により、本駆動機構は、次のように作用する。即ち、まず、レンズ駆動モータ49が駆動されるとリードスクリュー50(送りねじ)が回転する。すると、リードスクリュー50に螺合しているナット部材51は、リードスクリュー50に沿ってZ軸方向に移動する。ここで、ナット部材51は、上記移動枠46に対し係合部46cにおいて一体的に係合している。したがって、ナット部材51がZ軸に沿う方向に移動すると、上記移動枠46も同方向に移動する。これに伴い、上記移動枠46と一体に構成されているレンズ鏡筒42(撮像観察光学系41)及び撮像素子45も同時に同じ方向に移動する。そして、この場合において、レンズ駆動モータ49の回転方向を制御することによって、ナット部材51のZ軸に沿う方向の移動方向を制御することができる。これにより、レンズ鏡筒42(撮像観察光学系41)及び撮像素子45を一体として構成される移動枠46のZ軸に沿う方向への移動を制御することができる。
 なお、ナット部材51と移動枠46の係合部46cとの間には、上記付勢部材54の一方向(Z1方向)への付勢力が常に働いている。このことから、ナット部材51と移動枠46との両者間には、隙間ガタが生じないように構成されている。
 このような構成により、上記駆動機構によって、撮像観察光学系41及び撮像素子45をZ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、撮像素子45の受光面に結像される観察対象物の光学像の焦点位置を調整することができる。
 また、撮像観察光学系41をZ軸方向(光軸Oに沿う方)に移動させた際に、当該撮像観察光学系41の画角が一定となるように、本観察ユニット21における上記撮像観察光学系41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。
 一方、本観察ユニット21は、培養容器2内の観察対象物を照明するための照明手段を有している。この照明手段は、主に光源部材52と、拡散板43と、照明用レンズ44等によって構成される。
 光源部材52は、本体固定枠40の内部において、底面寄りの部位であって、上記レンズ鏡筒42及び上記移動枠46の外周側領域に配置されている。この光源部材52は、天板ユニット16A上の所定の部位(光透過窓15aに対応する位置)に載置した培養容器2内の試料の下方(底面側)から上方に向けて照明光を射出する光源部材である。光源部材52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。
 上記光源部材52から出射される照明光は、上述したように、当該観察ユニット21の上方に向けて進む。そこで、当該観察ユニット21の上面部には、上記光源部材52からの照明光が通過する領域に照明用レンズ44と、拡散板43とが配設されている。ここで、照明用レンズ44は、光源部材52寄りの部位に配設され、拡散板43は、当該観察ユニット21の外面側に配設されている。
 照明用レンズ44は、上記光源部材52から出射された照明光を集光し、所定の方向(上方の培養容器2の底面)に向けて出射する光学部材である。
 拡散板43は、上記光源部材52から出射された後、上記照明用レンズ44を透過した照明光を拡散させると共に、上方の光透過窓15a側へと出射して、培養容器2内を照明するための照明光を生成する。この拡散板43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等によって形成されている。なお、上記拡散板43に代えて、フレネルレンズを用いてもよい。
 この構成により、光源部材52から出射された照明光は、上記照明用レンズ44,上記拡散板43を介して上方へ出射され、天板ユニット16Aの光透過窓15a及び培養容器2の透明な底面を透過して培養容器2内へと入射する。こうして培養容器2内に入射した照明光は、当該培養容器2内の反射面(不図示)によって反射した後、同培養容器2内の培地内に存在する試料を照明し透過した後、上記光透過窓15aを介して撮像観察光学系41へと入射するように構成されている。
 電気基板53(図20には不図示;図14参照)は、例えば観察ユニット21の一側面に固定配置されている。この電気基板53は、複数の電気部材等を用いて形成され、図14に示すように、光源駆動部56,レンズ駆動部57,撮像素子駆動部58,位置判定部59,減衰補償部60等のほか、当該撮像素子45から出力される画像データの前処理回路等が実装されている。
 光源駆動部56は上記光源部材52の駆動回路である。レンズ駆動部57は上記レンズ駆動モータ49の駆動回路である。撮像素子駆動部58は、上記撮像素子45の駆動回路である。位置判定部59は、観察ユニット21のXY平面内の所定の移動範囲内における位置を判定するためのセンサ及びその駆動回路である。減衰補償部60は、制御ユニット32からFPC33を介して電気基板53へと到達する間に生じる電圧降下や信号の減衰,電磁ノイズによる障害等を補償するためのインターフェース回路である。
 また、上記撮像素子駆動部58には、図14に示すように、AF部89,画素切換部90等を有している。
 上記AF部89は、例えば取得された画像データに基づいて合焦状態を検出し自動的に焦点調節動作を行ういわゆるオートフォーカス(AutoFoucus;AF)処理を行う処理回路である。上記画素切換部90は、撮像素子45の有する複数の画素のうちAF動作に寄与する画素と撮像動作に寄与する画素とを動作モードに応じて切り換える処理回路である。
 これらに加えて、さらに、上記電気基板53は、上記以外の回路、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、レンズ駆動モータ49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。
 以上説明したように上記第2の実施形態によれば、剛性を有する板金部材15に対し透明薄板部材17を接着して一体化させることにより天板ユニット16Aを構成している。このような構成により、透明薄板部材17の温湿度変化等に起因する変形を抑止することができる。したがって、培養容器2を載置するための天板ユニット16Aの観察ユニット21が移動する所定のXY平面に対する平行度、即ち天板平行度を確保することができる。
 さらに、上記天板ユニット16Aに対して、その下面側に観察ユニット21を含む駆動ユニット20Aを一体に装着するように構成している。このような構成とすることにより、設計時の公差積算が天板部基準となるために、透明薄板部材17(とそこに載せられる試料容器)と、観察ユニット21との組み付け積算誤差が最小化される。そのため、設計上、位置決め,位置合わせ,ピント調整などの性能が格段に向上する上に、上記天板ユニット16Aと駆動ユニット20Aとを分離した形態で構成する場合に比べて、温湿度変化等に起因する変形に基く積算誤差が大きくなることを抑止することができる。したがって、これにより、観察ユニット21の撮像観察光学系41の光軸Oの天板ユニット16Aの平面に対する傾きや、観察ユニット21の位置についての積算誤差を良くすることができるので、観察ユニット21の移動精度を高い精度で確保することができ、よって、精密機械としての試料観察装置1Aの性能をより高精度に確保することができる。
 一方、駆動ユニット20Aの主要構成部材(観察ユニット21を含めた被駆動ユニット30)は、メインフレーム31によって外面側が覆われている。そして、このメインフレーム31は、上記収納筐体11の内部に収納された形態で構成されている。
 したがって、収納筐体11は、比較的大型の構成部材となることから、低コスト化を考慮すると、樹脂等の柔軟な素材で形成するのが望ましい。ところが、収納筐体11は、天板ユニット16Aと一体となることで、内部を密閉した装置本体10A(箱体)として構成されている。
 この構成の場合、収納筐体11の内部と外部空間との間に温湿度差が生じて内外気圧差が生じると、収納筐体11が変形してしまう可能性がある。この場合、収納筐体11が樹脂等の柔軟な素材を用いて形成されていれば、変形が大きくなる可能性がある。
 しかしながら、本実施形態の構成においては、剛性を有する天板ユニット16Aに対して、駆動ユニット20Aを装着した構成としていることから、収納筐体11に変形が生じたとしても、駆動ユニット20Aの組み立て精度に対する影響は少なくてすむ。
 したがって、観察ユニットのXY平面内での移動精度が損なわれることはなく、また、天板ユニット16Aの上記XY平面に対する平行度を確保することができるので、常に確実に精密な観察を行うことのできる試料観察装置1Aとすることができる。
 さらに駆動ユニット20Aにおいては、X駆動軸ガイド部材23aとY軸方向ガイド軸24との間の嵌合ガタ、及び、Y駆動軸ガイド部材26aとX軸方向ガイド軸27との間の嵌合ガタのそれぞれを吸収するためのガタ吸収部として磁石部34を設けて構成している。このような工夫を施すことによって、観察ユニット21の移動精度を、さらに高精度なものとすることができる。
 [付記]
(1) 試料を収容する容器と、
 上記容器内に収納された試料を観察する観察用撮像ユニットと、
 天板部の一面に開口を有する収納筐体と、
 上記容器を載置するための透明平面部を有し、上記収納筐体の上記開口を覆うように取り付けられることで、上記収納筐体を密閉された箱体とする天板ユニットと、
 上記天板ユニットに一体に装着された状態で、上記収納筐体の内部に収納され、上記観察用撮像ユニットを所定のXY平面内で移動させるための駆動ユニットと、
 を具備して構成されている試料観察装置。
(2) 上記透明平面部は、上記天板ユニットに一体に装着されている(1)に記載の試料観察装置。
(3) 上記容器は、底面が平皿状で透明薄板状に形成され、細胞を培養する培養容器である(1)に記載の試料観察装置。
(4) 上記容器の上記天板ユニット上での位置決めを行う容器ホルダを、さらに具備する(1)に記載の試料観察装置。
(5) 上記観察用撮像ユニットは、上記容器内の試料を透過光で観察する(1)に記載の試料観察装置。
(6) 上記観察用撮像ユニットは、撮像光学系と撮像素子と照明光源とを有して構成されており、上記観察用撮像ユニットの上記照明光源からの照明光が上記試料を照明し、上記撮像光学系を介して上記撮像素子の受光面に試料の像を結像する(1)に記載の試料観察装置。
(7) 上記天板ユニットは、平板状の透明薄板部材と平板状で剛性を有する板金部材とを貼り付けて構成されており、
 上記板金部材は、略中央部に略矩形状の光透過窓を有している(1)に記載の試料観察装置。
(8) 上記駆動ユニットは、
 XY平面内でX軸方向及びY軸方向の二方向のそれぞれでの直線的な上記観察用撮像ユニットの移動をガイドする複数のガイド軸を有する被駆動ユニットと、
 上記被駆動ユニットをX軸方向及びY軸方向のそれぞれに独立して駆動する駆動部と、
 上記被駆動ユニットの上記複数のガイド軸をそれぞれ固定支持し、上記天板ユニットに装着されるフレームと、
 を有する(1)に記載の試料観察装置。
(9) 上記観察用撮像ユニットは、上記撮像光学系をZ軸方向に移動させることにより光学像の焦点の位置を調節する焦点調節機能を有する(6)に記載の試料観察装置。
(10) 上記被駆動ユニットは、
 上記複数のガイド軸をそれぞれ支持する複数のガイド部材と、
 上記複数のガイド部材と上記複数のガイド軸との嵌合ガタを吸収するガタ吸収部と、
 をさらに有する(8)に記載の試料観察装置。
(11) 上記ガタ吸収部は、
 上記複数のガイド軸の表面上に一体に形成された磁性体部と、
 上記磁性体部に対向するように上記複数のガイド部材のそれぞれに設けられる磁石部と、
 によって構成されている(10)に記載の試料観察装置。
 [第3の実施形態](図22~図32)
 ところで、一般に、インキュベータ内に培養容器と撮像装置とを静置し、当該培養容器内の培養細胞等の画像を得る装置が知られている。例えば細胞等の培養においてはインキュベータ内の環境を高温多湿としている場合がある。このような場合には、インキュベータの内外で温度差又は湿度差が存在する可能性が高い。そのため、インキュベータ内において使用される機器には結露が生じ得る。例えば光学計測をする場合に光路上へ発生した結露は、正確な計測の妨げとなる。
 日本国特許公開2000-21044号公報には、装着されたカセットの温度が所定温度以上低い場合はローディング禁止として、結露を原因とするテープダメージを防止できる記録再生装置に係る技術が開示されている。
 例えばインキュベータ内で光学観察を行う場合等、インキュベータ等に装置を入れる前に結露の防止、結露の発生の警告等ができる技術には需要がある。また、インキュベータ内で行われる計測は、ユーザが結露の発生を把握せずに実施されてしまう可能性がある。
 本実施形態は、インキュベータ等に装置を入れる前に結露が発生する可能性があるか否かの判定を行うことができる試料観察装置、試料観察システム及び試料観察装置の制御方法を提供することなどを想定し、ヒートショック問題の対策をも目的とする。
 本実施形態の一態様によれば、試料観察装置は、試料を撮像する撮像部を有する試料観察装置であって、前記試料観察装置が配置される使用環境に係る情報を取得する環境情報取得部と、前記試料観察装置の機器温度を計測するセンサ部と、前記使用環境に係る情報と前記機器温度とに基づいて、前記試料観察装置の準備操作時に、観察光路上に結露が発生する可能性があるか否かの第1の判定を行う判定部とを備える。
 本実施形態の一態様によれば、試料観察装置は、試料を撮像する撮像部を有する試料観察装置であって、前記試料観察装置が配置される使用環境に係る情報を取得する環境情報取得部と、前記試料観察装置の発熱の可能性を表す発熱可能性情報を取得する発熱可能性情報取得部と、前記試料観察装置の機器温度を計測するセンサ部と、前記使用環境に係る情報と前記機器温度と前記発熱可能性情報とに基づいて、観察光路上に結露が発生する可能性があるか否かの第1の判定を行う判定部とを備える。
 本実施形態の一態様によれば、観察システムは、前記試料観察装置と、ユーザの操作結果を取得して前記試料観察装置へ出力し、前記試料観察装置の観察結果を取得するコントローラとを備える。
 本実施形態の一態様によれば、試料観察装置の制御方法は、試料を撮像する撮像部を有する試料観察装置の制御方法であって、前記試料観察装置が配置される使用環境に係る情報を取得することと、前記試料観察装置の機器温度を計測することと、前記使用環境に係る情報と前記機器温度とに基づいて、前記試料観察装置の準備操作時に、観察光路上に結露が発生する可能性があるか否かの第1の判定を行うこととを含む。
 本実施形態の一態様によれば、試料観察装置の制御方法は、試料を撮像する撮像部を有する試料観察装置の制御方法であって、前記試料観察装置が配置される使用環境に係る情報を取得することと、前記試料観察装置の発熱の可能性を表す発熱可能性情報を取得することと、前記試料観察装置の機器温度を計測することと、前記使用環境に係る情報と前記機器温度と前記発熱可能性情報とに基づいて、観察光路上に結露が発生する可能性があるか否かの第1の判定を行うこととを含む。
 本実施形態によれば、インキュベータ等の装置に入れる前に結露などのヒートショック関連現象が発生する可能性があるか否かの判定を行うことができる試料観察装置、試料観察システム及び試料観察装置の制御方法を提供できる。
 本発明の第3の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態に係る試料観察システムは、培養中の細胞、細胞群、組織等を撮影し、細胞又は細胞群の個数、形態等を記録するためのシステムである。試料観察システム100Bの外観の概略を模式図として図22に、試料観察システム100Bの構成例の概略をブロック図として図23にそれぞれ示し、これらを参照して試料観察システム100Bの構成について説明する。
 図22及び図23に示すように、試料観察システム(以下、単に観察システムという)100Bは、試料観察装置(以下、単に観察装置という)1Bとコントローラ200とを備える。図22に示すように、観察装置1Bは、おおよそ平板形状をしている。観察装置1Bの上面には観察対象である試料300が配置され、観察装置1Bと試料300とは、例えばインキュベータ内に設置される。試料300は、観察装置1Bの上面に配置されたまま、例えばインキュベータ、クリーンベンチ等への出し入れが行われ得る。
 このように、観察装置1Bと観察装置1Bに配置された試料300とは、温度、湿度等が異なる複数の環境に晒され得る。そのため、観察装置1Bや試料300が配置される環境が変化する場合には、例えば、観察装置1Bの表面、観察装置1Bの内部、試料300等に結露が発生する可能性がある。例えば試料300を光学観察する場合には、発生した結露によって観察不良が起きる可能性がある。また、発生した結露によって観察装置1Bの回路等が損傷したり、金属部品へ発錆したりして、観察装置1Bが損傷する可能性がある。さらに、試料300が細胞を含む場合には、移動する前と後との環境間に存在する温度差によって、細胞がヒートショックを受ける可能性がある。さらに、観察装置1Bの備える各部が、例えば電力を消費して動作する際に、発熱する可能性がある。この発熱も結露の発生に寄与したり、細胞へヒートショックを与えたりし得る。
 そこで、本実施形態に係る観察システム100Bは、観察装置1Bや試料300に結露が生じる可能性がある場合、結露が生じている場合等に、ユーザへ結露に係る警告や通知を行う。また、本実施形態に係る観察システム100Bは、ヒートショックが起きる可能性がある場合に、ユーザへ警告や通知を行う。
 以降の説明のため、観察装置1Bの試料300が配置される面と平行な面内に互いに直交するX軸及びY軸を定義し、X軸及びY軸と直交するようにZ軸を定義する。
 観察装置1Bは、筐体108と、透明板107と、画像取得ユニット150とを備える。筐体108の上面には、透明板107が配置されている。画像取得ユニット150は、筐体108の内部に設けられており、透明板107を介して試料300を照明し、また、撮影して試料300の画像を取得する。一方、コントローラ200は、例えばインキュベータの外部に設置される。観察装置1Bとコントローラ200とは、通信する。コントローラ200は、観察装置1Bの動作を制御する。
 観察システム100Bの測定対象である試料300は、例えば次のようなものである。試料300は、例えば、容器310と、培地322と、細胞324と、反射板360とを含む。容器310内に培地322が入れられ、培地322内で細胞324が培養されている。容器310は、例えばシャーレ、培養フラスコ、マルチウェルプレート等であり得る。このように、容器310は、例えば、生体試料を培養するための培養容器である。容器310の形状、大きさ等は限定されない。培地322は、液体培地でも固体培地でもよい。測定対象は例えば細胞324であるが、これは、接着性の細胞でもよいし、浮遊性の細胞でもよい。また、細胞324は、スフェロイドや組織であってもよい。さらに、細胞324は、どのような生物に由来してもよく、菌等であってもよい。このように、試料300は、生物又は生物に由来する試料である生体試料を含む。反射板360は、透明板107を介して試料300に入射した照明光を反射させて、細胞324を照明するためのものであり、容器310の上面に配置される。
 観察装置1Bの筐体108の上面に配置されている透明板107は、例えばガラス等で形成されている。試料300は、この透明板107上に静置される。図22には、筐体108の上面の全体が透明な板で形成されている例が示されているが、観察装置1Bは、筐体108の上面の一部に透明な板が設けられ、上面のその他の部分が不透明であるように構成されてもよい。なお、ここでの透明とは、照明光の波長に対して透明であることを示す。
 また、透明板107上の試料300が配置される位置を統一し、また試料300を固定するために、透明板107の上には、固定枠が乗せられて用いられてもよい。ここで、固定枠は、例えば透明板107と同じ大きさなど、透明板107に対して特定の位置に配置されるように構成されている。観察装置1Bは、例えば筐体108と透明板107とを含む部材によってその内部が密閉された状態となっている。
 図22及び図23に示すように、筐体108の内部に設けられた画像取得ユニット150は、撮像部151と、照明部155と、支持部165とを備える。図22に示すように、試料300を照明するための照明部155が支持部165に設けられており、また、照明部155の近傍には撮像部151が設けられている。照明部155は、透明板107がある方向、すなわち、試料300が置かれている方向に照明光を放射する。また、撮像部151は、試料300の方向を撮像し、試料300の画像を取得する。撮像部151が取得する光線を観察光と称し、当該観察光の光路を観察光路と称する。図23に示すように、撮像部151は、撮像光学系152と撮像素子153とを含む。この撮像素子153の温度は、高速で画像を取得する際などに、電力消費が増加する関係から上昇することがある。このような温度上昇は培地322を含む試料300の温度を上昇させ得る。また、培地322は、加熱等によってその一部が気化し得る。このように気化した培地322の一部(例えば水蒸気)は、例えば反射板360等への結露の発生を促す可能性がある。また、試料300の温度上昇は、細胞324へヒートショック等のダメージを与え得る。例えばこのような場合に本発明に係る技術は有効である。
 本技術は、結露が発生する前に、例えば撮像素子153の温度上昇について積極的に対策しても良い。この場合は、撮像素子153の電力消費を抑える撮像モードが実行されるなどの制御が考えられる。また、上述した省電力の撮像モードを用いた制御に限らず、撮像を行わない、間欠的な撮像にするなど、様々な制御策が講じられ得る。この場合、行われる制御に係る何らかの警告やガイド表示等がないと、ユーザは何れの制御策が講じられたか分からずに戸惑うので、こうした措置(警告や表示)を撮像制御と同時に行う。なお、当該警告は、結露の可能性があること、結露が発生していること、細胞324にヒートショックが生じる可能性があること等を、制御策が講じられる前に、ユーザへ警告するために行われてもよい。
 撮像部151は、撮像光学系152を介して撮像素子153の撮像面に結像した像に基づいて、画像データを生成する。撮像光学系152は、焦点距離を変更できるズーム光学系であることが好ましい。照明部155は、照明光学系156と光源157とを備える。光源157から放射された照明光は、照明光学系156を介して試料300へと照射される。光源157は、例えばLEDを含む。なお、照明部155は支持部165に配置されていると述べたが、照明光学系156の光放射部が支持部165に配置されていればよく、例えば光源157は、観察装置1Bの何れの場所に配置されていてもよい。この照明の明るさ、例えば照明光の強度、照明光に含まれる光の波長と照明光の光路上に存在するものが有する吸収波長との関係等、によって、試料300が暖まる事があるので、必要に応じて明るさ調整を行ってもよい。撮像同様、試料300が加熱されることを防ぐために、撮像を行う瞬間のみ試料300を照明するような間欠的な照明にしたり、点灯照明数を減らしたり、照明を切ってしまうという制御方法もある。この場合、行われる制御に係る何らかの警告やガイド表示等がないと、ユーザは何が起こったか分からず混乱するので、こうした措置(警告や表示)を照明制御と同時に行う。
 図24に画像取得ユニット150と試料との構成例の概略を模式図として示す。この図に示すように、画像取得ユニット150の支持部165に設けられた照明部155の照明光学系156から放射された照明光は、容器310の上面に設けられた反射板360に向けて照射され、反射板360で反射する。反射光は、細胞324を照明して撮像部151の撮像光学系152に入射する。撮像部151は、撮像光学系152へ入射した光について撮像動作を行う。なお、以下の説明では、このように照明光学系156から放射された照明光が試料300を照明して撮像光学系152へと入射する光の光路を計測光路と称する。なお、当該計測光路は、観察光路に含まれる。観察光は、照明光学系156から放射されて試料300を照明した照明光に限らず、撮像光学系152へと入射する光線である。また、以下の説明では一例として計測光路上の結露等に着目するが、これに限定されない。本技術を利用すれば、観察光路上の結露等についても、以下の説明と同様の効果が得られる。
 このように、本実施形態に係る観察システム100Bは、撮像素子153の動作に伴う発熱や照明光を吸収した計測光路上に存在する部材の発熱を制御する。このような発熱の制御は、試料300が加熱されることを抑制できる。そのため、本実施形態に係る観察システム100Bは、観察装置1Bの発熱に伴うヒートショック等の細胞324へのダメージを低減でき、また、細胞324にヒートショック等のダメージが生じる可能性があることをユーザに警告できる。さらに、本実施形態に係る観察システム100Bは、試料300の温度上昇によって培地322の一部が気化して、例えば計測光路上の反射板360に結露が生じることを抑制でき、また、結露が発生する可能性があることをユーザに警告できる。
 図22及び図23を再び参照して、観察システム100Bの構成について説明を続ける。観察装置1Bは、移動機構160をさらに備える。移動機構160は、上述した支持部165と、支持部165をX軸方向に移動させるためのX送りねじ161と、Xアクチュエータ162とを備える。また、移動機構160は、支持部165をY軸方向に移動させるためのY送りねじ163とYアクチュエータ164とをさらに備える。
 Z軸方向の撮影位置は、撮像部151の撮像光学系152の合焦位置が変更されることで変更される。すなわち、この撮像光学系152は、合焦用レンズを光軸方向に移動させるための合焦調整機構を備えている。なお、合焦調整機構に代えて、又はこれと共に、移動機構160は支持部165をZ軸方向に移動させるためのZ送りねじ及びZアクチュエータ等を備えてもよい。また、合焦調整機構は例えば液体レンズのような焦点距離が可変のレンズであってもよい。また、合焦用には焦点の異なるレンズが複数用意されてもよい。用意されたレンズが多眼であればリフォーカス技術などを利用することが可能となる。いずれにせよ、正しく焦点を合わせるにも、例えば上述したような、光学系への環境による悪影響がないようにすることが好ましい。
 このように、観察装置1Bは、移動機構160に画像取得ユニット150の位置をX方向及びY方向に位置を変更させながら繰り返し撮影を行い、複数の画像を取得する。また、観察装置1Bは、これらの画像を合成して1つの画像を生成する。ここで生成される画像は、例えば撮像部151の光軸に垂直な面、すなわち、透明板107と平行な面を示す画像である。さらに、観察装置1Bは、厚さ方向に撮影位置を変化させながら、同様に、X方向及びY方向に位置を変更させながら繰り返し撮影を行い、それらを合成して、各々のZ方向位置における画像を順次取得する。ここで、厚さ方向とは、撮像部151の光軸方向であるZ軸方向であり、透明板107に対して垂直な方向である。このようにして、3次元の各部における画像が取得される。
 ここでは、Z方向に撮影面を変化させながら撮影を繰り返す例を示したが、Z方向には複数の画像を得ることなく、X方向及びY方向にのみ位置を変更させながら繰り返し撮影が行われてもよい。この場合、1つの平面の合成画像が得られる。なお、複数のZ方向位置における画像の取得方法については、Z軸方向の位置を固定してX方向及びY方向にスキャンし、その後、Z軸方向の位置を変更して再びX方向及びY方向にスキャンしてもよい。また、X方向及びY方向の1つの位置につきZ軸方向の位置を変更しながら複数回の撮影が行われ、この複数回の撮影がX方向及びY方向にスキャンしながら行われてもよい。スキャンをしない特定点の撮影の応用も可能である。
 観察装置1Bは、観察側記録回路130をさらに備える。観察側記録回路130は、例えば観察装置1Bの各部で用いられるプログラムや各種パラメータ、画像取得ユニット150の移動パターン及びスキャンパターン、観察装置1Bで得られたデータ等を記録する。また、観察側記録回路130は、例えば画像データ(画素データ)、記録用の画像データ、表示用の画像データ、動作時の処理データといった各種データを一時的に記録する。また、観察側記録回路130には、データベース形式で機能別電力情報が記録される。機能別電力情報は、観察側制御回路110によって適宜参照される。このようにして、観察側制御回路110の備える発熱可能性情報取得部が、各種(照明、撮像、機構駆動、その他)機能と、その機能利用時間とに基づいて、発熱可能性情報を得られるようにしている。なお、当該発熱可能性情報は、試料300の種類に応じた試料300の温度上昇予測等を含んでいてもよい。
 観察側記録回路130が記録する当該各種パラメータには、例えばユーザの入力によって取得される、観察装置1Bの状態に係る情報、インキュベータ内の環境等の観察装置1Bが配置されて使用される使用環境に係る情報(例えば温度、湿度、露点温度、圧力等)が含まれる。
 観察側記録回路130が記録する当該観察装置1Bで得られたデータは、例えば測定の計測値、測定の開始条件、取得画像、撮影位置、撮影条件、解析結果等を含む。例えば測定開始時刻等が予め決められており、当該決められた測定開始時刻で測定が開始されたとき、ユーザの操作に応じて測定が開始されたとき等に、測定開始時刻が開始条件として記録される。撮影位置は、撮影位置のX座標、Y座標及びZ座標を含む。X座標及びY座標は、移動機構160の制御で用いられる値であり、例えば位置制御部111から取得され得る。Z座標は、撮像光学系152の制御に用いられる値であり、例えば撮像制御部112から取得され得る。撮影条件は、シャッタースピードや絞り等の露出条件その他の撮影条件を含む。ここでいう撮影条件は、撮影毎に異なっていてもよいし、測定毎に異なっていてもよいし、全ての撮影で共通であってもよい。なお、Z方向に撮影面を変更しない場合には、Z位置の情報は省略されてもよい。解析結果は、例えば取得画像の解析によって測定された細胞又は細胞群の数を表す細胞数等を含む。また、解析結果には、Z位置が共通の画像を合成することで作成された平面の画像が含まれ得る。また、解析結果には、全ての取得画像を合成することで作成された3次元画像が含まれ得る。また、解析結果には、深度合成画像が含まれてもよい。
 さらに、観察側記録回路130は、図24に示すような合焦位置の範囲を、例えばピント位置範囲ΔZとして記録している。ピント位置範囲ΔZは、例えば試料300のサイズ等に応じた値が予め設定されたり、ユーザの入力によって設定されたりする。
 観察装置1Bは、例えば観察側記録回路130に記録されているスキャンパターンに従って試料300の全域をスキャンして細胞324の個数をカウントしたり、移動パターンに従って画像取得ユニット150を移動機構160に移動させながら撮像動作を繰り返し行わせて複数の画像を取得したり、取得した画像を解析して培地322の状態を取得したりする。
 また、観察装置1Bは、画像処理回路120をさらに備え、撮像部151で得られた画像データに対して、例えば上述したような各種画像処理を施す。画像処理回路120による画像処理後のデータは、例えば観察側記録回路130に記録されたり、コントローラ200に送信されたりする。また、画像処理回路120は、得られた画像に基づく各種解析を行ってもよい。例えば画像処理回路120は、得られた画像に基づいて、試料300に含まれる細胞又は細胞群の画像を抽出したり、細胞又は細胞群の数を算出したりする。このようにして得られた解析結果も、例えば観察側記録回路130に記録されたり、コントローラ200に送信されたりする。
 このようなコントローラ200との通信を行うために、観察装置1Bは、観察側通信装置140をさらに備える。この通信には、例えばWi-Fi(登録商標)又はBluetooth(登録商標)等を利用した無線通信が利用される。また、観察装置1Bとコントローラ200とは、有線によって接続されて有線によって通信が行われてもよいし、互いにインターネット等の電気通信回線に接続されてインターネット等の電気通信回線を介して通信が行われてもよい。
 インキュベータ内は例えば温度37℃、湿度95%といった高温多湿の環境である。このような高温多湿の空気によって結露が生じることを防ぎ、観察装置1Bの内部の電気回路等を保護するため、例えば筐体108と透明板107とを含む部材によって観察装置1Bの内部は密閉されており、気密性が保たれている。一方で、気密性が保たれているために、例えば観察装置1Bの内外に温度差があるときなど観察装置1Bの内圧が変化する場合、観察装置1Bが航空機によって輸送されるときなど観察装置1Bの外部の圧力(例えば気圧)が変化する場合に、筐体108の内外での圧力差に応じた応力が発生する。このような外力は、筐体108や透明板107を変形させ得る。このような変形は、特に図24を参照して説明したような本実施形態に係る観察装置1Bにおいて、正確な測定を妨げる要因となる。なお、ここではインキュベータのように、特定の温湿度を保つ場合を示したが、その他、寒冷地や高温多湿地に対応した恒温槽などを想定してもよい。
 そこで、本実施形態に係る観察装置1Bは、観察装置1Bの状態を検知するためのセンサ部171と、観察装置1Bの内外の温度差や圧力差等を低減させるための弁180とを備える。
 センサ部171は、温度センサと、湿度センサとを含む。センサ部171は、例えば測定制御部116の出力する制御信号に基づいて温度、湿度の計測を行う。なお、温度センサは、例えば観察装置1Bの筐体108の内部と、筐体108と、透明板107との温度を計測できるように複数配置されている。また、温度センサは、透明板107の表面温度と、観察装置1Bの外部の温度とをさらに計測できるように配置されていてもよい。湿度センサは、例えば観察装置1Bの内部の湿度を計測できるように配置されているが、観察装置1Bの外部の湿度をさらに計測できるように配置されていてもよい。また、例えばセンサ部171は露点温度計を備えていてもよく、観察装置1Bの内部又は外部の露点温度が直接計測されてもよい。
 また、センサ部171は、圧力センサをさらに備えて観察装置1Bの内外の圧力等を検出するようにしてもよいし、歪みセンサをさらに備えて観察装置1Bの変形を検出するようにしてもよい。
 弁180は、例えば図22に示すように、筐体108の側面に設けられている。図25に弁180の構成例の概略を模式図として示す。図25に示すように、弁180は、可動弁181と、弁送りねじ182と、弁送りガイド183と、モータ184とを備える。可動弁181は、弁送りねじ182及び弁送りガイド183の長手方向に沿って可動である。例えば、図25に示す状態から弁180が閉じる方向に動作する途中の様子を図26に模式図として示す。可動弁181は、弁送りねじ182との接触面に弁送りねじ182と噛み合う形状を備え、弁送りねじ182の回転により移動させられる。また、弁送りねじ182は、モータ184によって回転させられて動作する。弁180は、例えば、センサ部171の検出する機器温度T20(内部温度T22)の経時変化における変化量が閾値以上の場合、観察装置1Bの内部と使用環境との圧力差が閾値以上の場合、観察装置1Bの筐体108や透明板107の歪みの値が閾値以上の場合等に動作する。
 なお、弁180は、上述したようなモータ184等を備えて電力によって駆動されるものでもよいし、手動で操作されて駆動されるものでもよいし、例えば安全弁(逃し弁)が観察装置1Bの内外の双方向に設けられて観察装置1Bの内外に生じる圧力差によって駆動するものでもよい。また、観察装置1Bは、弁180の代わりに、筐体108の側面等にねじ山を有する孔を備えて、手動又は電動でねじを締め込んで観察装置1Bの内部を密閉とする仕組みでもよい。また、観察装置1Bが、あえて筐体108の一部が観察装置1Bの内外の圧力差に応じて膨張したり収縮したりと変形する構造を備えて、観察装置1Bの内圧を保てるような仕組みでもよい。
 ここで、図22及び図23を再び参照して、観察システム100Bの構成について説明を続ける。観察装置1Bは、観察側制御回路110と、時計部172と、電源190とをさらに備える。
 観察側制御回路110は、観察装置1Bの備える各部の動作を制御する。また、観察側制御回路110は、観察装置1Bの動作に係る各種情報を取得し、観察装置1Bの動作に係る各種判定を行い、また、当該判定の結果に基づいてユーザに対して通知、警告等を行う。観察側記録回路130にデータベース形式で機能別電力情報を記録しておけば、観察側制御回路110の備える発熱可能性情報取得部は、これを機能利用時に適宜参照して、各種(照明、撮像、機構駆動、その他)機能と、その機能利用時間とに基づいて、発熱可能性情報を得ることができる。図23に示すように、観察側制御回路110は、位置制御部111、撮像制御部112、照明制御部113、通信制御部114、記録制御部115、測定制御部116及び弁制御部119としての機能を備える。位置制御部111は、移動機構160の動作を制御し、画像取得ユニット150の位置を制御する。撮像制御部112は、ピント切替部と、撮像切替部とを備え、画像取得ユニット150の備える撮像部151の動作を制御し、撮像部151に試料300の画像を取得させる。ピント切替部は、例えば焦点調節を行う。撮像切替部は、例えば露出の調節、ズームの調整等を行う。照明制御部113は、画像取得ユニット150の備える照明部155の動作を制御する。通信制御部114は、観察側通信装置140を介したコントローラ200との通信を管理する。記録制御部115は、観察装置1Bで得られたデータの記録について制御する。
 測定制御部116は、測定を行うタイミングや回数など、測定全体を制御する。また、測定制御部116は、環境情報取得部と、機器情報取得部と、発熱可能性情報取得部と、判定部と、警告制御部と、通知制御部としての機能を備える。
 環境情報取得部は、例えばインキュベータ等の、観察装置1Bが配置されて使用される環境(使用環境)に係る各種情報を取得する。当該使用環境に係る各種情報は、例えば当該使用環境における温度(環境温度)、湿度(環境湿度)、露点温度(環境露点温度)、圧力(環境圧力)等を含む。なお、環境情報取得部は、当該環境露点温度を、露点温度の情報として取得してもよいし、取得した環境温度と環境湿度とに基づいて算出してもよい。これは、専用機器ならその想定環境情報を出荷時に記録してもよいし、試験前に試験名としてスイッチやタッチパネルで選択したり入力したりしてもよいし、入れる恒温槽やインキュベータに通信機能を持たせて、それと通信して取得してもよい。環境情報取得部は、撮像制御部112と連携してモニタする試料300の画像を解析して、それにふさわしい環境情報を予測してもよい。機器情報取得部は、観察装置1Bの状態に係る各種情報を取得する。観察装置1Bの状態に係る各種情報は、例えば観察装置1Bの温度(機器温度)、観察装置1Bの内部の湿度(機器湿度)、露点温度(機器露点温度)、圧力(機器圧力)等を含む。また、機器情報取得部は、例えばセンサ部171の計測値やユーザの入力結果に基づいて、観察装置1Bが使用環境に配置される前であるか、配置された後であるかの情報を取得してもよい。なお、機器情報取得部は、当該機器露点温度を、露点温度の情報として取得してもよいし、取得した機器温度と機器湿度とに基づいて算出してもよい。発熱可能性情報取得部は、例えば観察側記録回路130にデータベース形式で記録されている機能別電力情報を適宜参照して、観察装置1Bの備える各種(照明、撮像、機構駆動、その他)機能と、その機能利用時間とに基づいて、発熱可能性情報を取得する。環境情報取得部と機器情報取得部とは、各種情報として、センサ部171の計測結果を取得してもよいし、観察側記録回路130に予め設定されて記録されている情報を取得してもよい。また、環境情報取得部と機器情報取得部と発熱可能性情報取得部とは、各種情報として、コントローラ200、観察システム100Bの外部に設けられた外部センサやインキュベータ等の外部機器、ネットワークサーバ上のデータベース等の出力する情報について観察側通信装置140を介して取得してもよい。
 判定部は、観察装置1Bの動作に係る各種判定を行う。警告制御部は、例えば判定部が行う判定結果に基づいて、ユーザに対する各種警告を行う。通知制御部は、例えば判定部が行う判定結果に基づいて、ユーザに対する各種情報の通知を行う。当該通知又は当該警告は、観察装置1Bで行われても、コントローラ200で行われてもよい。弁制御部119は、例えば判定部が行う判定結果に基づいて、弁180の動作を制御する。
 時計部172は、時刻情報を生成して観察側制御回路110へ出力する。当該時刻情報は、例えば取得データの記録時、観察装置1Bの動作に係る判定に使用される。
 電源190は、観察装置1Bの備える各部に電力を供給する。電源190は、例えばリチウムイオン等のバッテリを含んでいてもよいし、外部電源と接続されて外部から電力の供給を受けるものでもよいし、外部給電とバッテリとが組み合わさって使用されるものでもよい。また、電源190は、ユーザが観察装置1Bの電源をオンとしたいときに操作する電源スイッチを備える。電源190は、例えば、当該電源スイッチが操作されたとき、観察側通信装置140を介してコントローラ200から電源をオンとする制御信号を受信したとき、などに観察装置1Bの電源をオンとする。
 なお、上述した、観察側制御回路110と、画像処理回路120と、観察側記録回路130と、観察側通信装置140とは、例えば図22に示すように、回路群106として筐体108の内部に設けられている。
 このように、筐体108の内部に、透明板107を介した撮像によって画像データを生成する画像取得ユニット150と、画像取得ユニット150を移動させる移動機構160とを設けることによって、信頼性が高く、取り扱いや洗浄が容易であり、コンタミネーション等を防止できる構造にすることができる。さらに、弁180を設けることによって、観察装置1Bの内外に生じる圧力差に伴う変形も防止できる。
 コントローラ200は、例えばパーソナルコンピュータ(PC)、タブレット型の情報端末等である。図22には、タブレット型の情報端末を図示している。
 コントローラ200には、例えば液晶ディスプレイといった表示装置272とタッチパネルといった入力装置274とを備える入出力装置270が設けられている。入力装置274は、タッチパネルの他に、スイッチ、ダイヤル、キーボード、マウス等を含んでいてもよい。
 また、コントローラ200には、コントローラ側通信装置240が設けられている。コントローラ側通信装置240は、観察側通信装置140と通信を行うための装置である。観察側通信装置140及びコントローラ側通信装置240を介して、観察装置1Bとコントローラ200とは通信を行う。
 また、コントローラ200は、コントローラ側制御回路210と、コントローラ側記録回路230とを備える。コントローラ側制御回路210は、コントローラ200の各部の動作を制御する。コントローラ側記録回路230は、例えばコントローラ側制御回路210で用いられるプログラムや各種パラメータを記録している。また、コントローラ側記録回路230は、観察装置1Bで得られ、観察装置1Bから受信したデータを記録する。
 コントローラ側制御回路210は、システム制御部211、表示制御部212、記録制御部213及び通信制御部214としての機能を有する。システム制御部211は、試料300の測定のための制御に係る各種演算を行う。表示制御部212は、表示装置272の動作を制御する。表示制御部212は、表示装置272に必要な情報等を表示させる。記録制御部213は、コントローラ側記録回路230への情報の記録を制御する。通信制御部214は、コントローラ側通信装置240を介した観察装置1Bとの通信を制御する。
 なお、観察側制御回路110、画像処理回路120及びコントローラ側制御回路210は、Central Processing Unit(CPU)、Application Specific Integrated Circuit(ASIC)、又はField Programmable Gate Array(FPGA)等の集積回路等を含む。観察側制御回路110、画像処理回路120及びコントローラ側制御回路210は、それぞれ1つの集積回路等で構成されてもよいし、複数の集積回路等が組み合わされて構成されてもよい。また、観察側制御回路110及び画像処理回路120は、1つの集積回路等で構成されてもよい。また、観察側制御回路110の位置制御部111、撮像制御部112、照明制御部113、通信制御部114、記録制御部115、測定制御部116、及び弁制御部119は、それぞれ1つの集積回路等で構成されてもよいし、複数の集積回路等が組み合わされて構成されてもよい。また、位置制御部111、撮像制御部112、照明制御部113、通信制御部114、記録制御部115、測定制御部116、及び弁制御部119のうち2つ以上が1つの集積回路等で構成されてもよい。同様に、コントローラ側制御回路210のシステム制御部211、表示制御部212、記録制御部213、及び通信制御部214は、それぞれ1つの集積回路等で構成されてもよいし、複数の集積回路等が組み合わされて構成されてもよい。また、システム制御部211、表示制御部212、記録制御部213、及び通信制御部214のうち2つ以上が1つの集積回路等で構成されてもよい。これら集積回路の動作は、例えば観察側記録回路130又はコントローラ側記録回路230や集積回路内の記録領域に記録されたプログラムに従って行われる。
 なお、観察側記録回路130、コントローラ側記録回路230又はこれらの備える各要素は、例えばフラッシュメモリのような不揮発性メモリであるが、Static Random Access Memory(SRAM)やDynamic Random Access Memory(DRAM)のような揮発性メモリをさらに有していてもよい。また、観察側記録回路130又はこれらの備える各要素と、コントローラ側記録回路230又はこれらの備える各要素とは、それぞれ1つのメモリ等で構成されてもよいし、複数のメモリ等が組み合わされて構成されてもよい。また、観察システム100Bの外部にあるデータベース等を、そのメモリの一部として利用してもよい。
 コントローラ200との間で通信して行われる観察装置制御処理の一例をフローチャートとして図27に示し、これを参照して観察システム100Bの動作について説明をする。
 以下、インキュベータ外の温度を外気温度T0と、インキュベータ内の温度を槽温度T10と、観察装置1Bの外側表面の温度を表面温度T21と、観察装置1Bの内部の温度を内部温度T22とそれぞれ記載して説明をする。また、観察装置1Bの代表温度を機器温度T20とする。なお、本実施形態では、簡単のため、観察装置1Bにおいて温度分布はないものとする。すなわち、表面温度T21と内部温度T22とは機器温度T20に等しく、また、観察装置1Bでは気体でも金属等の固体でも同一の機器温度T20であるとみなして説明を行う。
 なお、本実施形態では、インキュベータ内外の湿度と、外気温度T0と、槽温度T10とが、例えばそれぞれ予め設定されて観察装置1Bの観察側記録回路130に記録されている等、既知である場合を例として説明をする。したがって、本実施形態では、観察装置1Bの機器温度T20が実測されて動作する場合を例として説明をする。また、インキュベータ内部及び外部、観察装置1Bの内部にある気体は、それぞれある一定量の水蒸気を含む空気であり、また、インキュベータ内の環境は高温多湿である場合を例として説明をする。
 ステップS101において、観察側制御回路110は、観察装置1Bの電源がオンとされたか否かを判定する。本ステップで電源がオンとされたと判定される場合には、例えば、ユーザが電源190の備える電源スイッチを操作した場合、外部電源に接続された場合、設定された時刻になった場合等がある。また、例えばユーザの操作に応じてコントローラ200から電源をオンとする制御信号を受信した場合に電源がオンとされてもよい。観察装置制御処理は、電源がオンであると判定された場合はステップS102へ進み、電源がオンであると判定されなかった場合は電源がオンであると判定されるまで待機する。
 ステップS102において、観察側制御回路110は、弁180の状態を確認し、弁180が開いている場合には弁制御部119に弁180を動作させて観察装置1Bの内部を密閉状態とする。
 ステップS103において、観察側制御回路110は、センサ部171に観察装置1Bの機器温度T20を計測させる。測定制御部116の備える機器情報取得部は、ここで計測された機器温度T20を取得する。
 ステップS104において、観察側制御回路110は、観察装置1Bが現在の状態のままインキュベータ内に入れられた場合に、観察装置1Bの計測光路上に結露が発生する可能性があるか否かの判定(第1の判定)を行う。当該第1の判定では、ステップS103において計測された機器温度T20が所定値より低い場合に結露が発生する可能性があると判定される。当該所定値は、例えばインキュベータ内の環境(使用環境)における露点温度であり、測定制御部116の備える環境情報取得部によって取得される。当該露点温度等のインキュベータ内の環境(使用環境)に係る情報は、例えば予め設定されたりして、観察側記録回路130に記録されている。観察装置制御処理は、結露が発生する可能性があると判定された場合はステップS105へ進み、判定されなかった場合はステップS106へ進む。
 なお、本実施形態に係る第1の判定では、上述した場合に、結露が発生する可能性があると判定されるとして説明をするが、これに限定されない。例えば、機器温度T20と環境情報取得部が取得する予め記録されている槽温度T10との温度差が所定の閾値以上である場合に結露が発生する可能性があると判定される第1の判定もあり得る。また、当該所定値は、当該使用環境の露点温度に限らず、予め使用環境種別が記録されており、ユーザによって選択された使用環境種別に応じて設定されてもよい。当該使用環境種別として、例えば、高温多湿のインキュベータ、低温低湿の恒温槽、室温、加圧・減圧された恒温槽等が記録されている。例えば第1の判定では、ユーザが、インキュベータを選択した場合には予め設定された所定値より機器温度T20が低いか否かが判定され、恒温槽を選択した場合には予め設定された別の所定値より機器温度T20が高いか否かが判定される。また、観察側制御回路110は、データベース形式等で記録されている機能別電力情報を適宜参照して、各種(照明、撮像、機構駆動、その他)機能制御の都度、その機能利用時間も考慮して、特定時間後の発熱可能性を判定してもよい。これは、インキュベータの設定温度別にテーブル参照などで判定可能であるし、時間と機能を変数とした近似式の演算などで特定時間後の発熱予測を行うものでもよい。観察側制御回路110は、すぐに冷ますことが出来る時間のうちに観察システム100Bの機能制限を行って試料300の温度上昇を抑制し、計測光路上に含まれる反射板360への結露を防止する。こうした特定時間後に結露が発生しうる温度差が生じうることを、発熱可能性情報として出力すれば、冷却などの措置がとれる。
 なお、計測光路上に結露が発生する可能性があるか否かの判定における計測光路は、画像取得ユニット150(撮像部151)が移動機構160によって移動させられるのに伴って、透明板107上での位置が変化する。以下の説明において、本実施形態に係る観察装置1Bの計測光路上とは、同様に、画像取得ユニット150の移動に伴って変化する計測光路上に含まれる範囲とする。
 ステップS105において、観察側制御回路110は、結露が発生する可能性がある旨のユーザへの警告(第1の警告)を開始する。例えば観察側制御回路110は、照明部155に照明光を点滅させることで警告してもよい。警告は、ユーザに結露の可能性を通知できるものであればよく、観察装置1Bは、例えば、照明光の色を変化させて警告してもよいし、ブザー等を備えて音によって警告してもよいし、コントローラ200に警告させてもよい。コントローラ200に警告させる場合には、表示によって警告させてもよいし、音によって警告させてもよいし、コントローラ200を振動させて警告させてもよい。観察装置1Bは、警告部として、専用の光源や専用の発音素子、振動素子を備えていてもよく、当該警告がこれらを使って行われても良い。また、観察側制御回路110は、警告にとどまらず、積極的に温度制御や除湿機能発動などの結露対策を行ってもよいし、ガイドを表示してユーザにそうした対策を促しても良い。インキュベータ等の恒温槽と観察側通信装置140とが互いに通信できる場合には、観察側制御回路110は、恒温槽側に温度制御等の要求を出すようにしても良い。ただし、恒温槽内にすでに別試料が入っている場合は、そうした制御は出来ないので、観察側制御回路110は、こうした状況を考慮して総合的に判断した各種制御を行う。
 なお、ステップS105以降では、例えば、ステップS103及びステップS104と同様の処理が繰り返し行われて、照明光の点滅等によって行われる警告は、結露が発生する可能性がないと判定されるまで継続される。結露が発生する可能性がないと判定された後に、観察側制御回路110は、警告を終了して、ユーザに結露する可能性なく使用できる状態となったことを通知する。
 このように、本実施形態に係る観察装置1Bは、観察装置1Bがインキュベータに入れられる等、使用環境に配置される前(準備操作時)に結露が発生し得るか否かを判定する。また、本実施形態に係る観察装置1Bは、結露の発生が見込まれる場合にはユーザに警告をすることができる。さらに、本実施形態に係る観察装置1Bは、結露する可能性なく使用できる状態となったときに警告を終了する。したがって、ユーザは、結露を生じさせることなく観察装置1Bの使用を開始することができる。
 ステップS106において、観察側制御回路110は、コントローラ200から観察装置1Bの動作、各種設定等に係る制御信号を受信するまで待機する。また、観察側制御回路110は、制御信号を受信した後、コントローラ200との間の通信を確立させる。ここで確立される通信は、例えばWi-Fi等の高速の通信である。なお、本ステップまでの処理によって、ユーザは、観察装置1Bの使用を開始できる状態か否かを把握できている。例えばユーザは、本ステップにおいて、観察装置1Bと試料300とを、インキュベータ内へ設置し、本ステップの後は、インキュベータ外に配置されるコントローラ200を操作して観察システム100Bを利用する。
 なお、本実施形態では、観察装置1Bが本ステップにおいてインキュベータ内に設置された場合(ユーザが第1の動作確認モードを選択する場合)と、観察装置1Bが本ステップにおいてインキュベータ内に設置されず、インキュベータ外にある状態で、以下のステップS108乃至ステップS113における動作確認に係る処理が行われる場合(ユーザが第2の動作確認モードを選択する場合)とを例として説明する。
 また、例えばセンサ部171の備える温度センサと湿度センサとが観察装置1Bの外部の温度と湿度とをさらに計測できるように設けられていてもよい。このような場合には、以下の処理で判定等に用いられるインキュベータ内の露点温度(環境露点温度)は、実測された温度と湿度とに基づいて算出されて取得されてもよい。また、例えばセンサ部171が露点温度計を備えていてもよく、当該環境露点温度として、実測された露点温度が取得されてもよい。また、観察装置1Bがインキュベータ内に配置された後であるか否かは、上述したセンサ部171の計測値に基づいて判定されてもよいし、観察装置1B又はコントローラ200が取得するユーザ操作の結果に基づいて判定されてもよい。
 ステップS107において、観察側制御回路110は、動作確認を行う制御信号をコントローラ200から通信によって受信したか否かの判定を行う。当該制御信号は、第1の動作確認モードの実行を指示する制御信号と、第2の動作確認モードの実行を指示する制御信号とを含む。観察装置制御処理は、動作確認を行う制御信号を受信したと判定された場合はステップS108へ進み、受信したと判定されなかった場合はステップS114へ進む。
 ステップS108において、観察側制御回路110は、コントローラ200より受信した制御信号に応じた動作を観察装置1Bの備える各部に実行させる。なお、第1の動作確認モード又は第2の動作確認モードで動作確認として実行される各部の動作は、それぞれ、予め設定されて観察側記録回路130に記録されていてもよい。また、観察側制御回路110は、弁180が閉じているか否か確認する判定をして、もし弁180が開いている場合には閉めさせる。
 ステップS109において、観察側制御回路110は、センサ部171に機器温度T20の計測を実施させる。また、第1の動作確認モードが実行されている場合には、観察側制御回路110は、得られた温度の値がインキュベータ内の環境(使用環境)における露点温度以上であるか否か(機器温度T20と槽温度T10との温度差が所定の閾値以下であるか否か)の第2の判定を行う。当該第2の判定は、実際に結露が発生しているか否かの判定とも表現できる。なお、実際に結露が発生しているか否かの判定(第2の判定)は、画像解析に基づいて行われてもよい。例えば、観察側制御回路110は、画像取得ユニット150に撮像させて画像を取得し、当該画像を画像処理回路120に解析させる。観察側制御回路110は、画像解析の結果に基づいて、結露を検出したか否かを判定する。画像解析に基づく第2の判定は、例えば、輝度値に基づいて行われてもよいし、観察装置1Bが使用環境に配置される前後に取得された画像間の比較によって行われてもよい。また、第1の動作確認モードにおける第2の判定は、発熱可能性情報に基づいた第1の判定を含んでいてもよい。例えば、特定の温度差が特定時間継続するような場合を温度の時間変化で判定すればよい。一方で、第2の動作確認モードが実行されている場合には、本ステップ(準備操作時)において、第1の判定が行われる。観察装置制御処理は、実際に結露が発生している又は結露が発生する可能性があると判定された場合はステップS110へ進み、判定されなかった場合はステップS111へ進む。
 ステップS110において、観察側制御回路110は、ステップS109において、結露が発生していると判定された場合は、コントローラ200へ結露が発生している旨の通知に係る制御信号を送信し、ユーザへ結露が発生している旨の通知(第2の警告)を行う。また、ステップS109において、結露が発生する可能性があると判定された場合は、コントローラ200へ結露が発生する可能性がある旨の通知に係る制御信号を送信し、ユーザへ第1の警告を行う。結露が発生する前であれば、特に第1の動作確認モードにおいて、発熱可能性情報に基づく結露が発生する可能性があるか否かの判定も重要である。発熱可能性情報に基づいて結露が発生する可能性があると判定された場合、撮像素子や照明など、観察に必要な回路への電力供給を制限するなどの措置が可能である。つまり、観察側制御回路110は、S109及びS110で発熱可能性情報に基づく結露の可能性判断と、その対策を行ってもよい。その際、コントローラに特定の信号を送信し、ユーザに使用制限項目が生じたことを通知した方がよい。
 なお、コントローラ200によるユーザへの第2の警告は、例えば表示によって行われてもよいし、音によって行われてもよいし、コントローラ200の振動によって行われてもよい。また、結露が発生している状態では、ユーザがコントローラ200を操作できない仕様でもよいし、ユーザが操作できる内容が制限されるような仕様でもよい。その後、観察装置制御処理はステップS109へ戻り、結露が発生していないと判定される(第3の判定)まで、ステップS109及びステップS110の処理を繰り返して通知を継続する。なお、一度、第2の判定の結果結露が発生していると判定された後に、温度測定の結果に基づいて結露が発生していないと第3の判定において判定されるのは、例えば、観察装置1Bがインキュベータ内に配置される前に機器温度T20が環境露点温度以上となっている場合、観察装置1Bがインキュベータ内に配置された後に機器温度T20が環境露点温度以上となって所定時間経過した場合、結露が発生していると判定された後に所定時間経過した場合等である。また、第3の判定は画像処理の結果に基づいて行われてもよい。
 なお、観察装置1Bが使用環境に配置される前であるか後であるかは、ユーザが何れの動作確認モードを選択したかの判定に限らず、試運転や最初の動作確認通信など、配置前に特有の準備操作や設定などによっても判定可能である。配置前に特有の準備操作や設定には、例えば、ユーザがコントローラ200や観察装置1Bに対して手動で行う電源を入れてのチェック、各種スイッチの設定や初期設定などがある。また、それに伴って起こるスキャンのリセット動作やピント合わせの初期位置出しなどがこれに相当する。観察装置1Bが前記使用環境に配置される前のこうした準備操作時には、ユーザは観察装置1Bやコントローラ200を見ているはずなので、警告を認識しやすい。さらには、温度や、その変化のパターンによって判定が可能である。例えば、機器温度T20がインキュベータ等恒温槽の温度に近づいていけば、配置された後であると考えれば良い。なお、インキュベータ等恒温槽に設置してからも、結露の問題は生じうるので、結露対策はこうした状況下においても有効である。観察装置1Bが使用環境へ配置後であるかどうかの状態も、観察操作が行われたかどうかの判定結果や、温度が一定であったのに、装置の駆動と発熱の関係で装置温度が上昇するかを温度計でモニタした結果に基づいて判定可能である。観察装置1Bが使用環境へ配置された後では、各回路への電力供給などに伴う発熱可能性情報が重要になる。これは、前述の光源、撮像素子、その他回路への電源供給状態の情報で、経時変化などを考慮してもよい。何らかの回路動作のたびに、その消費電力と消費時間の関係を把握できるようにする。これはデータベース形式で観察側記録回路130に記録しておいた機能別電力情報を参照すれば可能である。
 ステップS111において、観察側制御回路110は、例えば観察装置1Bがインキュベータ内に設置される前の機器温度T20と現在の機器温度T20との温度差に基づいて内圧の上昇を算出し、観察装置1Bの内外の圧力差が所定の閾値以上であるか否かの判定(第4の判定)を行う。なお、センサ部171が圧力センサを備える場合には、圧力センサによって観察装置1Bの内外の圧力差が検出される。当該判定の閾値は、例えば観察側記録回路130に予め設定されて記録されている。これは1℃未満であることが好ましい。なお、第2の動作確認モードにおける第4の判定は、現在の機器温度T20とインキュベータ内の槽温度T10との温度差に基づいて、観察装置1Bの内外の圧力差が所定の閾値以上になり得るか否かの判定として行われる。
 本ステップの処理は、観察装置1Bの内外に圧力差が存在する場合に、当該圧力差により生じる応力によって観察装置1Bが変形することを防ぐための処理である。例えば、当該応力によって透明板107に歪みが生じた場合、図24を参照して説明した計測光路は歪められ、正確な光学観察、計測の妨げとなる。なお、本ステップで圧力差が閾値以上と判定されるのは、例えば、機器温度T20の変化に伴い観察装置1Bの内圧が変化する場合、インキュベータ内が加圧又は減圧されて観察が行われるとき等、観察装置1Bの外圧が変化する場合等、観察装置1Bの内外に圧力差が生じる場合が想定される。このような観点から、センサ部171が歪みセンサをさらに備え、本ステップにおいて、歪みセンサによって観察装置1Bの変形を検出したか否かが判定される仕様も考えられる。観察装置制御処理は、圧力差が閾値以上である(歪みが検出された)又は圧力差が閾値以上となり得ると判定された場合はステップS112へ進み、判定されなかった場合はステップS113へ進む。
 ステップS112において、観察側制御回路110は、弁180を一時開放する許可を要求するための制御信号をコントローラ200へ送信する。当該制御信号は、観察装置1Bが変形し得る状態であることをユーザへ通知するための情報を含む。当該通知は、例えばステップS110における通知と同様にして行われる。観察側制御回路110は、コントローラ200から受信した信号に基づいてユーザが弁180を開放する許可をしたと判断したとき、弁180を一時的に開放して、観察装置1Bの内圧を調整する。なお、弁180の開放は、ユーザの判断を経ず、観察側制御回路110が判定して行われてもよい。また、ユーザに許可を要求する圧力差の閾値と、当該閾値とは異なるユーザの判断を経ずに開放する圧力差の閾値とが用意されていてもよい。その後、観察装置制御処理はステップS113へ進む。
 ステップS113において、観察側制御回路110は、観察装置1Bが使用できる状態である旨のユーザへの通知(使用可能通知)を行う。観察側制御回路110は、例えばステップS105における警告と同様にして通知してもよいし、ステップS110と同様にしてコントローラ200に通知させてもよい。その後、観察装置制御処理はステップS114へ進む。
 ステップS114において、観察側制御回路110は、例えばコントローラ200から受信するユーザの操作結果に応じて、観察・測定処理を実行する。その後、観察装置制御処理は終了する。
 ここで、観察装置制御処理のステップS114における観察・測定処理の一例をフローチャートとして図28に示し、これを参照して観察システム100Bの動作について説明をする。
 ステップS201において、観察側制御回路110は、コントローラ200から特定観察の実行を指示する制御信号を受信したか否かの判定を行う。特定観察は、ユーザがある特定の位置を指定して行う観察及び測定である。例えばユーザは、観察したい領域について、ライブビュー表示を見ながらコントローラ200を操作して指定したり、当該領域を示す位置座標をコントローラ200へ入力して指定したりする。特定観察の実行を指示する制御信号は、例えば、特定観察を行う位置へ画像取得ユニット150を移動させるための操作移動信号又は座標信号を含む。当該操作移動信号はユーザがライブビュー表示を見ながらコントローラ200を操作した結果に基づく。当該座標信号はユーザが入力した当該領域を示す位置座標に基づく。観察・測定処理は、特定観察の実行を指示する制御信号を受信したと判定された場合はステップS202へ進み、判定されなかった場合はステップS204へ進む。
 ステップS202において、観察側制御回路110は、コントローラ200から受信したユーザの操作に基づく操作移動信号又は座標信号に従って、移動機構160に画像取得ユニット150を移動させる。また、観察側制御回路110は、移動後の位置において画像取得ユニット150に撮像させ、取得した画像を観察側通信装置140にコントローラ200へ送信させる。
 ステップS203において、観察側制御回路110は、特定観察を終了するか否かの判定を行う。特定観察を終了すると判定されるのは、例えばユーザの操作に応じた終了を指示する制御信号をコントローラ200から受信した場合等である。観察・測定処理は、特定観察を終了すると判定された場合はステップS204へ進み、判定されなかった場合はステップS202へ戻る。
 ステップS204において、観察側制御回路110は、コントローラ200からカウント処理の実行を指示する制御信号を受信したか否かの判定を行う。観察・測定処理は、カウント処理の実行を指示する制御信号を受信したと判定された場合はステップS205へ進み、判定されなかった場合はステップS210へ進む。
 ステップS205において、観察側制御回路110は、カウント処理を実行する。カウント処理では、観察側制御回路110は、例えば観察側記録回路130に記録されている移動パターンに従って、移動機構160に画像取得ユニット150を移動させる。また、画像取得ユニット150は、移動させられながら所定の位置ごとに繰り返し撮像して画像を取得する。観察側制御回路110は、取得した画像等を観察側記録回路130へ記録する。さらに、観察側制御回路110は、画像取得ユニットの取得した画像を例えば画像処理回路120に解析させる。観察側制御回路110は、例えば画像を解析した結果に基づいて、細胞324の個数をカウントしたり、細胞324の状態(例えば細胞が弱っているか否か、細胞が生きているか否か等)を評価したり、培地の色を含む培地の状態を評価して培地交換が必要な状態か否かを評価したりする。また、観察側制御回路110は、発熱可能性情報に基づいて、試料300が加熱されて細胞324にダメージが生じたり、反射板360に結露が生じたりする可能性があるか否かの評価を行う。
 また、観察側制御回路110は、観察側記録回路130に記録されているスキャンパターンに従って、移動機構160に画像取得ユニット150を移動させて所定の位置ごとに撮像させ、試料300の全体又は一部を走査するスキャン処理を行ってもよい。例えばカウント処理の前にスキャン処理が実施されれば、観察側制御回路110は、画像取得ユニット150が取得する画像を解析した結果に基づいて、容器310の位置を特定したり、容器310内の細胞の分布を把握したりして、カウント処理を行う領域を限定して処理に要する時間を短縮できる。また、ユーザは、スキャン処理の実行によって試料300の状態を簡易に確認できる。
 また、観察側制御回路110は、当該画像を観察側通信装置140にコントローラ200へ送信させる。また、培地の状態は、スキャン処理で得られた画像を解析して判断されてもよい。なお、カウント処理とスキャン処理とは、例えば測定処理として一体に行われてもよい。なお、恒温槽などに設置された後では、各回路への電力供給などに伴う発熱可能性情報が重要になるが、ここではスキャン用のアクチュエータやドライバ回路の駆動状況などが対象となる。必要に応じて、電力供給を抑えて結露対策を行っても良い。
 ステップS206において、観察側制御回路110は、カウント処理を終了するか否かの判定を行う。例えば、所定の移動パターン又はスキャンパターンに従った移動が終了したとき、予め設定された回数のカウント処理又はスキャン処理が終了したとき、コントローラ200からカウント処理を終了する旨のユーザ操作に応じた制御信号を受信したとき等にカウント処理は終了すると判定される。観察・測定処理は、カウント処理を終了すると判定された場合はステップS207へ進み、判定されなかった場合はステップS205へ戻る。
 ステップS207において、観察側制御回路110は、観察側通信装置140にカウント処理の結果をコントローラ200へ送信させる。
 ステップS208において、観察側制御回路110は、ユーザへの警告を行う必要があるか否かの判定を行う。観察側制御回路110は、例えばステップS205において培地交換が必要であると評価された場合、細胞の状態が正常ではないと判定された場合等にユーザへの警告を行う必要があると判定する。観察・測定処理は、警告を行うと判定された場合はステップS209へ進み、判定されなかった場合はステップS210へ進む。
 ステップS209において、観察側制御回路110は、観察側通信装置140に、培地交換が必要である等のユーザへの警告に係る情報をコントローラ200へ送信させる。当該警告は、例えば観察装置制御処理のステップS105における警告と同様にして行われる。その後、観察・測定処理はステップS210へ進む。
 ステップS210において、観察側制御回路110は、例えばユーザ操作の結果に応じて、観察・測定処理を終了するか否かの判定を行う。本ステップにおいて終了しないと判定される場合には、例えばユーザが特定観察やカウント処理の実行を再び指示した場合が含まれる。また、ユーザ操作の結果は、電源スイッチ等の観察装置1Bが備える各部で取得されても、コントローラ200から通信を介して取得されてもよい。観察・測定処理は、観察・測定処理を終了しないと判定された場合はステップS201へ戻り、終了すると判定された場合は、観察・測定処理を終了して観察装置制御処理へ戻る。その後、観察装置制御処理は終了する。
 コントローラ200で行われるコントローラ制御処理の一例をフローチャートとして図29及び図30に示し、これらを参照して観察システム100Bの動作について説明をする。図29及び図30のフローチャートに示す処理は、例えば観察装置1Bの電源が入れられた後に開始する。
 ステップS301において、コントローラ側制御回路210は、入出力装置270の備える表示装置272に例えばユーザが観察装置1Bを操作するためのアイコン群(基本アイコン)を表示させる。図31にコントローラ200における表示の一例を模式図として示す。コントローラ200は、例えば図31に示すように、その表示装置272に、動作確認の実行を指示するための動作確認アイコンI10と、特定観察の実行を指示するための特定観察アイコンI11と、細胞カウント等を行うカウント処理の実行を指示するためのカウントアイコンI12と、その他の機能の実行又は各種設定の実行を指示するためのその他アイコンI13とを含む表示情報を表示させる。なお、図31に示す表示例では、動作確認アイコンI10が強調して表示されており、当該アイコンが選択されている状態が示されている。なお、図31には、動作確認アイコンI10が表示される表示例を示しているが、これに限定されない。例えば、動作確認アイコンI10の代わりに、第1の動作確認モードの実行を指示するアイコンと第2の動作確認モードの実行を指示するアイコンとが表示されていてもよい。また、例えば、動作確認アイコンI10が選択された後に、第1の動作確認モードの実行を指示するアイコンと第2の動作確認モードの実行を指示するアイコンとが表示される仕様でもよい。
 また、コントローラ側制御回路210は、例えば入力装置274がユーザの操作結果に応じて出力する操作信号に基づいて、ユーザがアイコンを選択したのかの判定(操作判定)を行う。コントローラ制御処理は、ユーザがアイコン選択をしたと判定された場合はステップS302へ進む。
 ステップS302において、コントローラ側制御回路210は、動作確認アイコンI10が選択されたか否かを判定する。コントローラ制御処理は、動作確認アイコンI10が選択されたと判定された場合はステップS303へ進み、判定されなかった場合はステップS310へ進む。
 ステップS303において、コントローラ側制御回路210は、観察装置1Bとの通信を確立させる。また、ここで確立される通信は、例えば観察装置1Bの電源をオンにする指示を送信するための低消費電力な通信でもよい。また、コントローラ側制御回路210は、動作確認の実行に係る制御信号を観察装置1Bへ送信する。当該制御信号は、例えば選択された動作確認が、第1の動作確認モードであるか、第2の動作確認モードであるかを示す情報を含む。動作確認における観察装置1Bの動作は、例えば入力装置274の取得するユーザの操作に応じて決定されてもよいし、予め設定されて観察側記録回路130又はコントローラ側記録回路230へ記録されていてもよい。ユーザは、例えばステップS201でその他アイコンI13を選択して、動作内容等を設定する。
 また、本ステップにおいて、コントローラ側制御回路210は、観察装置1Bの備えるセンサ部171に観察装置1Bの機器温度T20の計測を実施させるための制御信号を生成して送信する。当該制御信号は、画像取得ユニット150に画像を取得させ、当該画像を画像処理回路120に解析させるための制御信号であってもよい。これら計測等の結果は、実際に結露が発生しているか否かの判定に用いられる。なお、当該判定は、上述したように観察装置1Bで行われてもよいし、コントローラ200で行われてもよい。なお、本ステップの処理は観察装置制御処理のステップS108及びステップS109の処理に対応する。
 ステップS304において、コントローラ側制御回路210は、実際に結露が発生している旨の通知を観察装置1Bから受信したか否かの判定を行う。コントローラ制御処理は、受信したと判定された場合はステップS305へ進み、判定されなかった場合はステップS306へ進む。
 ステップS305において、コントローラ側制御回路210は、ユーザに対して、観察装置1Bで実際に結露が発生している旨の警告(第2の警告)を行う。その後、コントローラ制御処理はステップS306へ進む。なお、ステップS304及びステップS305の処理は、観察装置制御処理のステップS110の処理に対応する。
 ステップS306において、コントローラ側制御回路210は、観察装置1Bから弁180を一時開放する許可を要求する制御信号を受信したか否かを判定する。コントローラ制御処理は、受信したと判定された場合はステップS307へ進み、判定されなかった場合はステップS308へ進む。なお、本ステップの判定は、コントローラ200が観察装置1Bの測定結果を取得して行ってもよい。
 ステップS307において、コントローラ側制御回路210は、弁180を一時開放するか否かを選択するための表示情報を生成し、表示装置272へ表示させる。また、コントローラ側制御回路210は、例えばユーザの操作に応じて入力装置274が出力する制御信号を取得する。コントローラ側制御回路210は、弁180の一時開放を許可するか否かを含む当該制御信号をコントローラ側通信装置240に観察装置1Bへ送信させる。その後、コントローラ制御処理はステップS308へ進む。なお、ステップS306及びステップS307の処理は、観察装置制御処理のステップS111及びステップS112の処理に対応する。
 ステップS308において、コントローラ側制御回路210は、観察装置1Bが使用できる状態である旨の通知を観察装置1Bから受信したか否かの判定を行う。コントローラ制御処理は、受信したと判定された場合はステップS309へ進み、受信したと判定されなかった場合は例えばユーザに対して観察装置1Bが使用できる状態ではない旨の通知を行った後にステップS310へ進む。なお、コントローラ側制御回路210は、本ステップで受信したと判定されなかった場合には、ステップS308の処理を繰り返すようにしてもよい。
 ステップS309において、コントローラ側制御回路210は、ユーザに対して、観察装置1Bが使用できる状態である旨の通知を行う。その後、コントローラ制御処理はステップS310へ進む。なお、ステップS308及びステップS309の処理は、観察装置制御処理のステップS113の処理に対応する。
 ステップS310において、コントローラ側制御回路210は、特定観察アイコンI11が選択されたか否かの判定を行う。コントローラ制御処理は、特定観察アイコンI11が選択されたと判定された場合はステップS311へ進み、選択されていないと判定された場合はステップS314へ進む。
 ステップS311において、コントローラ側制御回路210は、特定観察のための表示情報を生成し、表示装置272に表示させる。コントローラ200における特定観察時の表示の一例を図32に模式図として示す。図32に示すように、特定観察時に表示装置272に表示される表示情報は、例えば移動機構160を移動させるためのアイコンI29(Y+移動アイコンI25、X+移動アイコンI26、Y-移動アイコンI27、X-移動アイコンI28)を含む。また、当該表示情報は、ピント調節を行うためのアイコンI24をさらに含む。ピント調節を行うためのアイコンI24は、例えばレンズを無限側に駆動させるためのアイコンI22と至近側に駆動させるためのアイコンI23とを含む。
 ステップS312において、コントローラ側制御回路210は、観察装置1Bより画像取得ユニット150が撮像して取得した画像を取得し、表示装置272へ表示させる。図32に示すように、特定観察時の表示情報は、コントローラ200が観察装置1Bから取得した画像取得ユニット150が撮像した画像P0をさらに含む。
 ステップS311及びステップS312において、例えばユーザは、移動アイコンI29を操作して画像取得ユニット150を所望の観察位置まで移動させ、また、移動した後にピント調節アイコンI24によってZ方向の観察位置を調節して細胞の様子等を観察できる。なお、ユーザは、例えば画像取得ユニット150が取得してライブビュー表示される画像P0を見ながら、観察位置等の操作を行う。また、例えば、特定観察において表示される表示情報は、任意の観察位置での画像の記録を指示するための撮影アイコンを含んでいてもよいし、現在の画像取得ユニット150が試料300の何れの位置を撮像しているかを示す位置情報を含んでいてもよい。なお、ステップS311及びステップS312の処理は観察・測定処理のステップS202の処理に対応する。
 ステップS313において、コントローラ側制御回路210は、特定観察を終了するか否かの判定を行う。当該判定において、例えば、図32に示すような前画面に戻ることを指示するためのアイコンI21がユーザによって選択されたときに特定観察は終了すると判定される。コントローラ制御処理は、特定観察を終了すると判定された場合は特定観察を終了させる制御信号を観察装置1Bへ送信した後にステップS314へ進み、判定されなかった場合はステップS311へ戻る。なお、本ステップの処理は観察・測定処理のステップS203の処理に対応する。
 ステップS314において、コントローラ側制御回路210は、カウントアイコンI12が選択されたか否かの判定を行う。コントローラ制御処理は、カウントアイコンI12が選択されたと判定された場合はステップS315へ進み、選択されていないと判定された場合はステップS301へ戻る。
 ステップS315において、コントローラ側制御回路210は、カウント処理の実行を指示する制御信号を観察装置1Bへ出力する。
 ステップS316において、コントローラ側制御回路210は、カウント処理中に画像取得ユニット150が撮像する画像を取得して表示装置272に表示させる。なお、ここで行われる取得画像の表示は、ライブビュー表示として行われてもよい。なお、ステップS315及びステップS316の処理は観察・測定処理のステップS205の処理に対応する。
 ステップS317において、コントローラ側制御回路210は、細胞カウント、観察等のカウント処理を終了するか否かの判定を行う。本ステップで終了すると判定されるのは、例えば入力装置274がユーザの終了する操作結果を取得した場合(例えば、表示装置272に表示される、戻るアイコンI21が選択された場合)、カウント又は観察用の移動パターンが終了した場合等である。コントローラ制御処理は、終了すると判定された場合はカウント処理を終了させる制御信号を観察装置1Bへ送信した後にステップS318へ進み、判定されなかった場合はステップS316へ戻る。なお、本ステップの処理は観察・測定処理のステップS206の処理に対応する。
 ステップS318において、コントローラ側制御回路210は、画像、カウント処理の結果等を観察装置1Bから取得して表示装置272へ表示させる。また、培地交換の必要があるか否か等の判定を行い、必要に応じて警告を表示する。なお、培地交換の必要があるか否か等の判定は、観察装置1Bで行われても、コントローラ200で行われてもよい。その後、コントローラ制御処理はステップS301へ戻る。なお、本ステップの処理は観察・測定処理のステップS208及びステップS209の処理に対応する。
 このように、本実施形態に係る観察システム100Bは、観察装置1Bがインキュベータ等の高温多湿な環境で使用される前に、結露が発生し得るか否かの判定(第1の判定)を行い、結露が発生し得る場合にユーザへの警告(第1の警告)を行うことができる。したがってユーザは、結露に起因する観察システム100Bの故障や観察不良なく観察システム100Bを使用して観察結果を取得できる。
 また、本実施形態に係る観察装置1Bは、実際に結露が発生しているか否かの判定(第2の判定)を行い、結露が生じてしまった場合には、例えばコントローラ200にユーザへの警告(第2の警告)を行わせる。さらに、観察装置1Bは、結露が無くなって観察できる状態となったか否かの判定(第3の判定)を、例えば温度計測の結果、画像解析の結果に基づいて行う。観察装置1Bは、第3の判定において観察装置1Bが使用できる状態であると判定された場合には、例えばコントローラ200にユーザへの使用可能通知を行わせる。したがってユーザは、観察装置1Bを使用して観察できる状態となったことを、インキュベータを開閉したり、観察装置1B又は試料300をインキュベータから出し入れしたりすることなく、例えばユーザの手元にあるコントローラ200から情報を得て、知ることができる。
 本実施形態に係る観察装置1Bは、筐体108の内部が密閉されており、また、その内部に透明板107を介した撮像によって画像データを生成する画像取得ユニット150と、画像取得ユニット150を移動させる移動機構160とを設けることによって、信頼性が高く、取り扱いや洗浄が容易であり、コンタミネーション等を防止できる構造にすることができる。さらに、本実施形態に係る観察システム100Bは、弁180を設けているため、例えば、加圧又は減圧環境下での観察等、観察装置1Bの内外に圧力差が生じ得る使用環境下でも、観察装置1Bの筐体108、透明板107等に歪みや変形が生じることを抑制できる。このため、本技術を適用すれば、精度良い観察が担保されることになる。
 [第4の実施形態](図33~図35)
 本発明における第4の実施形態について説明する。ここでは、第3の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
 第3の実施形態では、簡単のため、インキュベータ内の環境(使用環境)はインキュベータ外の環境と比べて高温多湿であって、当該使用環境に係る情報は予め設定されたりして観察システム100Bが記録している場合を例として説明をした。一方で、実際に観察装置1Bが使用される使用環境が高温多湿であるとは限らない。そこで本実施形態では、観察装置1Bが使用される使用環境に応じた観察システム100Bの動作について説明をする。
 本実施形態に係る観察装置1Bは、操作部をさらに備える。操作部は、例えば液晶ディスプレイといった表示部とタッチパネルといった入力部とを備える。入力部は、タッチパネルの他に、スイッチ、ダイヤル、キーボード、マウス等を含んでいてもよい。また、電源190の備える電源スイッチ等が操作部に含まれていてもよい。
 本実施形態に係る観察装置制御処理の一例をフローチャートとして図33及び図34に示し、これらを参照して本実施形態に係る観察システム100Bの動作について説明をする。
 ステップS401は図27のステップS101と、ステップS402は図27のステップS102と、それぞれ同様の処理が行われる。
 ステップS403において、観察側制御回路110は、コントローラ200から通信を確立する要求に係る制御信号を受信したか否かの判定を行う。観察装置制御処理は、受信したと判定された場合はステップS404へ進み、判定されなかった場合はステップS406へ進む。
 ステップS404において、観察側制御回路110は、コントローラ200との間の通信を確立する。ここで確立される通信は、例えばWi-Fi等の高速の通信である。
 ステップS405において、観察側制御回路110は、例えばユーザの操作結果に応じて入力装置274が出力してコントローラ200が送信する操作に係る制御信号を取得する。なお、ユーザがコントローラ200を操作する際には、例えば図31に示す表示情報を表示装置272が表示する。その後、観察装置制御処理はステップS407へ進む。
 ステップS406において、観察側制御回路110は、例えばユーザの操作結果に応じて操作部が出力する操作に係る制御信号を取得する。その後、観察装置制御処理はステップS407へ進む。
 ステップS407において、観察側制御回路110は、その他の機能の実行又は各種設定の実行を指示するためのその他アイコンI13が選択されたか否かの判定を行う。観察装置制御処理は、その他アイコンI13が選択されたと判定された場合はステップS408へ進み、判定されなかった場合はステップS411へ進む。
 ここで、例えばユーザがコントローラ200を操作してその他アイコンI13が選択された場合の、コントローラ200におけるその他設定時の表示の一例を図35に模式図として示す。図35に示すように、その他アイコンが選択された後、ユーザは、例えば、輸送モードアイコンI31と、各種設定アイコンI32とを選択できる。なお、コントローラ200における表示例を示して説明したが、観察装置1Bにおける表示も概ね同様であるとして、以下、図33及び図34を再び参照して観察システム100Bの動作の説明を続ける。
 ステップS408において、観察側制御回路110は、輸送モードアイコンI31が選択されたか否かの判定を行う。観察装置制御処理は、輸送モードアイコンI31が選択されたと判定された場合はステップS409へ進み、判定されなかった場合はステップS410へ進む。
 ステップS409において、観察側制御回路110は、観察装置1Bの備える弁180を動作させて、観察装置1Bの内部を開放状態とする。本ステップの処理は、例えば観察装置1Bが空輸されるとき等、輸送時に観察装置1Bの内外に圧力差が生じてしまい、観察装置1Bが変形することを防ぐための処理である。観察装置1Bに変形が生じることによる影響等は、図27のステップS111において上述した通りである。その後、観察装置制御処理は終了する。
 ステップS410において、観察側制御回路110は、操作部から取得した又は通信によってコントローラ200から取得した制御信号に基づき、観察システム100Bに係る各種設定を行う。ここでは、例えば撮影条件、撮影間隔、移動パターン、スキャンパターン、その他パラメータ等を含む測定の条件、測定結果の記録の方法、測定結果の送信条件等の条件設定が行われる。また、ここで設定される情報には、インキュベータ内外の湿度、外気温度T0、槽温度T10等、ユーザが観察装置1Bを使用する使用環境に係る情報が含まれる。なお、使用環境に係る情報として、例えば、高温多湿の恒温槽、低温低湿の恒温槽、室温、加圧・減圧された恒温槽等の情報が予め設定されて記録されていてもよい。この場合、ユーザは、登録されている使用環境から、これから観察装置1Bを配置する使用環境を選択するだけでよい。その後、観察装置制御処理はステップS411へ進む。
 ステップS411において、観察側制御回路110は、ステップS103と同様にして、機器温度T20を取得する。なお、ここで取得される機器温度T20は、表面温度T21と内部温度T22とを含む。
 ステップS412において、観察側制御回路110は、ステップS410において設定された槽温度T10と、ステップS411において取得した機器温度T20との温度差が所定の閾値以上であるか否かの判定を行う。観察装置制御処理は、温度差が所定の閾値以上であると判定された場合はステップS413へ進み、判定されなかった場合はステップS417へ進む。
 ステップS413において、観察側制御回路110は、例えばステップS410で取得された使用環境に係る情報に基づいて、観察装置1Bの外部の温度(周囲温度)が上昇する見込みであるか否かの判定を行う。当該判定は、使用開始後に、観察装置1Bの外部に結露が生じ得る状態であるか、内部に結露が生じ得る状態であるかの判定とも表現できる。観察装置制御処理は、周囲温度が上昇する見込みであると判定された場合はステップS414へ進み、判定されなかった場合はステップS415へ進む。
 ステップS414において、観察側制御回路110は、弁180を閉める方向に駆動させて、観察装置1Bの内部を密閉状態とする。なお、本ステップの処理は、第3の実施形態で例として説明した場合と同様である。例えば、内部温度T22が槽温度T10と比べて低い(内部温度T22がインキュベータ内の露点温度より低い)場合には、弁180を閉じなければ、インキュベータ内の高温多湿な気体が観察装置1Bの内部に入りこみ、観察装置1B内部で結露することになる。このような結露は、例えば透明板107の内部側の表面(計測光路上)に生じれば観察不良の原因となり、例えば観察装置1Bの内部に配置されている回路をショートさせたり、金属部品を腐食させたり、金属部品に発錆させたりして、観察装置1Bを劣化させる原因となる。その後、観察装置制御処理はステップS416へ進む。
 ステップS415において、観察側制御回路110は、弁180を開ける方向に駆動させて、観察装置1Bの内部を開放状態とする。例えば、槽温度T10が内部温度T22と比べて低い(槽温度T10が観察装置1Bの内部の露点温度より低い)場合には、弁180を開けなければ、内部温度T22が徐々に低下して槽温度T10に近づき、内部温度T22が観察装置1Bの内部の露点温度を下回ったときに観察装置1B内部で結露することになる。その後、観察装置制御処理はステップS416へ進む。
 ステップS416において、観察側制御回路110は、図27のステップS105と同様にして、結露が発生する可能性がある旨のユーザへの警告(第1の警告)を開始する。当該第1の警告は、例えば照明光の点滅によって行われる。その後、観察装置制御処理はステップS417へ進む。
 ステップ417乃至ステップS425における処理は、図27のステップS106乃至ステップS114における処理と同様にして行われる。ただし、結露の判定における機器温度T20と露点温度との大小関係等は、観察装置1Bが配置される使用環境によって変わり得ることは言うまでもない。
 本実施形態に係る観察システム100Bは、観察装置1Bが使用される状況に応じて結露に係る判定、弁180の動作等を行うことで、第3の実施形態で得られる利点に加えて、以下のような利点を有する。
 本実施形態に係る観察システム100Bは、例えばユーザによる輸送モードの選択に基づいて、観察装置1Bが空輸されたりして輸送される状況であるか否かを判定する。このように本実施形態に係る観察システム100Bは、センサ等を用いるだけでは検知できないユーザの使用方針に応じて、適切に動作し、観察装置1Bが輸送されるときに変形することを抑制できる。
 また、本実施形態に係る観察システム100Bは、例えばユーザによる使用環境の設定、使用環境の選択の結果に基づいて、観察装置1Bがどのような環境下に設置されて使用される状況であるかを判定する。これにより、本実施形態に係る観察システム100Bは、センサ等を用いるだけでは検知できないユーザの使用方針に応じて、適切に動作し、観察装置1Bが使用環境へ配置される前に、結露する可能性があるか否かを判定できる。
 また、本実施形態に係る観察システム100Bは、観察装置1Bが機器露点温度より低い環境温度の使用環境に配置された場合、第2の判定において、観察装置1Bの内部に結露が発生していると判定する。このとき、本実施形態に係る観察システム100Bは、弁制御部119に弁180を開かせる。これにより、弁180が動作しない場合には使用環境から取り出したり、環境温度を上昇させたりしなければ解消しない観察装置1Bの内部の結露を解消することができる。さらに、本実施形態に係る観察システム100Bは、使用環境と比較して高い観察装置1Bの機器湿度を弁180の開放によって低下させることができる。これによりユーザは、弁180が動作しない場合と比べて、より低温の環境でも観察装置1Bを使用して観察等を行うことができる。
 なお、第3の実施形態及び第4の実施形態では、インキュベータ内で観察装置1Bが利用される場合を想定し、細胞の観察に注力した用途を強調しているが、高温多湿の環境を含む過酷な使用環境に耐える、細部を拡大して確認するための観察装置として一般化できることは言うまでもない。
 また、ここまでの説明では、観察装置1Bの電源がオンとなってから、インキュベータ等へ観察装置1Bが設置されて使用されるまでの場合について注目してきたが、本技術の適用はこれに限定されない。観察装置1Bがインキュベータ等からインキュベータ等の外部へと取り出される場合であっても、観察装置1Bの周囲温度が上昇するか低下するかに応じて、観察システム100Bは、例えば第4の実施形態で説明した場合と同様に動作して、同様の効果を有する。
 また、第3の実施形態及び第4の実施形態では観察装置1Bの各部とインキュベータ内部の温度との温度差に基づいて結露が発生し得る状態か否か等、結露に着目して説明をしたが、本技術の適用はこれに限定されない。上述したように、試料300は、観察装置1Bの上面に配置されたまま、例えばインキュベータ、クリーンベンチ等への出し入れが行われ得る。このような場合、細胞324は、観察装置1Bと同様に温度変化の影響を受けることになり、ヒートショックを受ける可能性がある。さらに、出し入れ等に伴ってコンタミネーションの発生も起こり得る。本技術は、インキュベータ等への出し入れに伴って大きな温度差が生じ得る場合にユーザへ警告できる。また、本技術は、画像解析の結果に基づいた培地の状態の評価を行う。したがって、本技術を適用すれば、観察システム100Bは、ヒートショック、コンタミネーション等の温度、使用環境の変化に伴って細胞324が受けるダメージを抑制できる効果をさらに有する。
 第3の実施形態及び第4の実施形態に係る観察装置1Bは、例えば図22に示すように、筐体108の側面に弁180を備える場合を例として説明したが、これに限定されない。弁180は、観察装置1Bの内部と外部とを仕切ることができる位置であれば、何れの位置に配置されていても同様の効果が得られる。
 第3の実施形態及び第4の実施形態では、観察側制御回路110と、画像処理回路120と、観察側記録回路130と、観察側通信装置140とが回路群106として筐体108の内部に備えられている場合を例として説明したが、これに限定されない。例えば、これらのうち1つ又は複数の機能が画像取得ユニット150に備えられていてもよい。また、例えば観察側通信装置140としての機能は、画像取得ユニット150と、回路群106との両方に備えられていてもよい。また、観察側制御回路110と、画像処理回路120と、観察側記録回路130とのうち1つ又は複数の機能が、コントローラ200に備えられていてもよい。すなわち、例えば上述した各種判定、画像処理等の一部又は全てがコントローラ200で行われてもよい。
 また、観察装置1Bの備える各部のうち一部の要素がコントローラ200に含まれていてもよい。例えば、温度センサ、湿度センサ、露点温度センサ、圧力センサ等のセンサ部171の一部がコントローラ200の内部に設けられていてもよく、コントローラ200が使用環境や観察装置1Bの状態に係る情報を取得してもよい。このようにしてコントローラ200で取得された各種情報も、結露等の判定に使用され得る。また、コントローラ200の備える各部のうち、例えば入出力装置270等、一部の要素が観察装置1Bに含まれていてもよい。さらに、観察装置1Bとコントローラ200とが1つの筐体に組み込まれた構成も考えられる。観察装置1Bとコントローラ200とが一体となった観察システム100Bは、例えば恒温室等の、ユーザ自身が使用環境に立ち入る場合に使用され得る。
 また、第3の実施形態及び第4の実施形態ではインキュベータの内部及び外部の湿度又は圧力と槽温度T10と外気温度T0とは、設定された値が使用される場合を例として説明をしたが、これに限定されない。センサ部171の備える温度センサと湿度センサとは、観察装置1Bの外部の温度と湿度とを計測できるように設けられていてもよい。また、例えば第4の実施形態の第2の判定において観察装置1Bの内部に結露が発生していると判定された場合には、このようにして取得されたインキュベータ内部(使用環境)の環境露点温度が、以降の機器露点温度として使用されることになる。また、例えば温度センサ又は湿度センサは、容器310が置かれる位置に設けられていてもよく、観察システム100Bは、当該位置に配置されたセンサの出力に基づいて結露に係る警告をしてもよい。このような場合には、観察装置1Bは冷えていないが、配置された試料300が冷えている状況で発生する結露も、ユーザに警告できるようになる。なお、試料300が冷えている状況には、インキュベータから試料300のみ取り出されていた場合、培地交換したが培地の予熱が不十分であった場合等が考えられる。また、本技術は、撮像光学系152への結露の発生について判定して警告をすることもできる。
 また、第3の実施形態及び第4の実施形態では、簡単のために外気温度T0と、槽温度T10と、表面温度T21と、内部温度T22とは、それぞれの領域において温度分布はないものとして説明をしたが、実際には各々の空間内、部材内、部材間において温度分布が存在し得る。そのため、例えば、観察システム100Bの備える複数の温度センサ、湿度センサについて、各々のセンサの計測値が採用される優先度が設けられていてもよいし、1つでも閾値を超えていたら警告する仕様となっていてもよい。また、例えば、観察装置1Bの表面温度T21が、実測された透明板107の内部側の表面温度、内部温度T22等から推定されて算出されてもよい。
 観察装置1Bとコントローラ200との間、画像取得ユニット150と観察側通信装置140との間等の通信は、有線で行われても無線で行われてもよい。また、これら通信はインターネット等の電気通信回線を介して行われてもよい。さらに、観察装置1B、コントローラ200、インキュベータ、インキュベータの設置された空間の空調設備等は、各々がインターネット等に接続されたIoT機器である場合でも本技術は適用できる。例えば、観察装置1Bの備えるセンサ部171が温度や湿度等を計測する場合を例に説明をしたが、インキュベータ内やインキュベータの設置された空間の温度や湿度は、各々のIoT機器からインターネット等の電気通信回線を通じて観察装置1Bが取得する仕様であってもよい。
 また、観察システム100Bには、画像解析等の観察結果、ユーザの使用頻度等を含む観察システム100Bの使い方、インキュベータの設定やインキュベータの設置された空間の空調設備の設定等を記録して学習して、ユーザに結露の可能性を警告するような人工知能(AI)が含まれていてもよい。また、AIは、例えばDSP等に構築されて観察システム100Bの内部にあってもよいし、インターネット上に構築されて観察システム100Bの外部にあってもよい。このようなAIを含む観察システム100Bは、例えば、取得した画像について、サーバ上に用意されたデータベースを参照して細胞の様子、種類、培地の状態、異物混入の有無等を判定できる。また、様々な温湿度に設定する恒温槽などは、環境の変数が様々に変わり得る。そのため、装置内の温度上昇要因も多種多様になって、乾燥剤などを利用する用途などを考えると、結露判定も困難となる。このような場合でも、人工知能による推論を用いることで結露判定の精度アップに繋げることができる。
 また、このような観察システム100Bは、結露が発生する可能性があると判定された場合にユーザへ警告するだけでなく、インキュベータ、空調設備等の設定を行い、予め結露を起こさない環境とすることをユーザに提示できる。なお、AIがユーザの代わりにこのような判断を行って各々のIoT機器を制御してもよい。また、弁180の動作についてもAIが判断すれば、気圧差等による観察精度の低下を起こさない観察システム100Bが実現できる。
 本技術は、例えば内視鏡のように、撮像光学系とユーザとが離れた位置で使用される撮像装置に対して適用しても有効である。ユーザは、内視鏡の使用を開始する前に例えば内視鏡の撮像光学系に結露が発生する可能性があるか否かを知ることができる。
 本技術は、結露が発生する可能性と、結露の発生と、気圧差等による機器の変形とをユーザに警告又は通知し、また弁180の制御によって抑制することができる。そのため、計測光路上であるか否かに限らず、例えば、美術品や精密機器のように結露や気圧変化による変形の影響を受けやすいものを保管したり、輸送したりする際にも適用できることは言うまでもない。
 [付記]
 なお、本発明の上記実施形態には、以下の発明も含まれる。
(1) 試料を撮像する撮像部を有する試料観察装置であって、
 上記試料観察装置が配置される使用環境に係る情報を取得する環境情報取得部と、
 上記試料観察装置の機器温度を計測するセンサ部と、
 上記使用環境に係る情報と上記機器温度とに基づいて、上記試料観察装置の準備操作時に、観察光路上に結露が発生する可能性があるか否かの第1の判定を行う判定部と、
 を備える試料観察装置。
(2) 試料を撮像する撮像部を有する試料観察装置であって、
 上記試料観察装置が配置される使用環境に係る情報を取得する環境情報取得部と、
 上記試料観察装置の発熱の可能性を表す発熱可能性情報を取得する発熱可能性情報取得部と、
 上記試料観察装置の機器温度を計測するセンサ部と、
 上記使用環境に係る情報と上記機器温度と上記発熱可能性情報とに基づいて、観察光路上に結露が発生する可能性があるか否かの第1の判定を行う判定部と、
 を備える試料観察装置。
(3) 上記試料観察装置の有する機能が実行される際に、上記試料観察装置の備える各部で消費される電力に係る情報を機能別電力情報としてデータベース形式で記録する記録回路をさらに備え、
 上記発熱可能性情報取得部は、上記機能が実行されている時間を機能利用時間としてさらに取得し、上記機能別電力情報と上記機能利用時間とに基づいて、上記発熱可能性情報を取得する(2)に記載の試料観察装置。
(4) 上記試料観察装置の準備操作時は、上記試料観察装置が上記使用環境に配置される前である(1)に記載の試料観察装置。
(5) 上記判定部は、上記試料観察装置が上記使用環境に配置される前に、上記第1の判定を行う(2)又は(3)に記載の試料観察装置。
(6) 照明光を放射する照明部をさらに備え、
 上記観察光路は、上記試料を照明して上記撮像部へと入射する照明光の光路である(1)~(5)のうち何れか1つに記載の試料観察装置。
(7) 上記環境情報取得部は、上記使用環境に係る情報として上記使用環境の露点温度である環境露点温度を取得し、
 上記判定部は、上記機器温度が上記環境露点温度より低い場合に、上記第1の判定において結露が発生する可能性があると判定する(1)~(6)のうち何れか1つに記載の試料観察装置。
(8) 上記センサ部は、上記試料観察装置の内部の湿度を機器湿度としてさらに計測し、
 上記環境情報取得部は、上記使用環境に係る情報として上記使用環境の温度である環境温度を取得し、
 上記試料観察装置は、上記機器温度と上記機器湿度とに基づいて上記試料観察装置の内部の露点温度を取得する機器情報取得部をさらに備え、
 上記判定部は、上記環境温度が上記試料観察装置の内部の露点温度より低い場合に、上記第1の判定において結露が発生する可能性があると判定する(1)~(6)のうち何れか1つに記載の試料観察装置。
(9) 上記第1の判定において結露が発生する可能性があると判定された場合に、結露が発生する可能性がある旨の第1の警告をユーザに対して行う警告制御部をさらに備える(1)~(8)のうち何れか1つに記載の試料観察装置。
(10) 上記第1の判定において結露が発生する可能性があると判定された場合に、結露が発生する可能性がある旨の第1の警告をユーザに対して行う警告制御部をさらに備え、
 上記警告制御部は、上記照明光を点滅させて上記第1の警告を行う(6)に記載の試料観察装置。
(11) 上記判定部は、上記試料観察装置の電源がオンとされたときに上記第1の判定を行う(1)~(10)のうち何れか1つに記載の試料観察装置。
(12) 上記環境情報取得部は、上記使用環境に係る情報として上記使用環境の露点温度を環境露点温度として取得し、
 上記判定部は、上記試料観察装置が上記使用環境に配置された後に、上記機器温度が上記環境露点温度より低い場合に上記観察光路上に結露が発生していると判定する第2の判定を行う(1)~(6)のうち何れか1つに記載の試料観察装置。
(13) 上記センサ部は、上記使用環境の湿度と温度とをさらに計測し、
 上記環境情報取得部は、上記センサ部の計測結果に基づいて上記環境露点温度を取得する(12)に記載の試料観察装置。
(14) 上記センサ部は、上記試料観察装置が上記使用環境に配置される前に、上記試料観察装置の内部の湿度を機器湿度としてさらに計測し、
 上記試料観察装置は、上記機器温度と上記機器湿度とに基づいて上記試料観察装置の内部の露点温度を取得する機器情報取得部をさらに備え、
 上記判定部は、上記試料観察装置が上記使用環境に配置された後に、上記機器温度が上記試料観察装置の内部の露点温度より低い場合に上記観察光路上に結露が発生していると判定する第2の判定を行う(1)~(6)のうち何れか1つに記載の試料観察装置。
(15) 上記観察光路上に上記試料を配置するための透明板と、
 上記透明板とともに用いられて上記試料観察装置の内部を密閉状態とする筐体と、
 上記試料観察装置の内部と上記使用環境との間を接続するように配置される弁と、
 上記弁の動作を制御する弁制御部と、
 をさらに備え、
 上記弁制御部は、上記第2の判定において上記観察光路上に結露が発生していると判定された場合に、上記弁を開くように動作させる(14)に記載の試料観察装置。
(16) 上記撮像部が撮像して得られた画像について画像処理を行う画像処理回路をさらに備え、
 上記判定部は、上記試料観察装置が上記使用環境に配置された後に、上記画像処理で得られた結果に基づいて、上記観察光路上に結露が発生しているか否かの第2の判定をさらに行う(1)(6)のうち何れか1つに記載の試料観察装置。
(17) 上記第2の判定において上記観察光路上に結露が発生していると判定された場合に、結露が発生している旨の第2の警告をユーザに対して行う警告制御部をさらに備える(12)~(16)のうち何れか1つに記載の試料観察装置。
(18) 上記判定部は、上記第2の判定において上記観察光路上に結露が発生していると判定された場合に、上記観察光路上の結露が無くなったか否かの第3の判定をさらに行い、
 上記第2の判定において上記観察光路上に結露が発生していると判定されなかった場合、又は第3の判定において結露が無くなったと判定された場合に、上記試料観察装置が使用できる状態である旨の通知をユーザに対して行う通知制御部をさらに備える(12)~(17)のうち何れか1つに記載の試料観察装置。
(19) 上記試料に対する撮影位置を変更するために上記撮像部を移動させる移動機構と、
 上記移動機構の動作を制御する位置制御部と、
 をさらに備え、
 上記位置制御部は、上記移動機構に上記撮像部を移動させながら上記撮像部に撮影させるように上記移動機構の動作を制御し、
 上記観察光路上に含まれる領域は、上記撮像部の移動に伴い変化する(1)~(18)のうち何れか1つに記載の試料観察装置。
(20)(1)~(19)のうち何れか1つに記載の試料観察装置と、
 ユーザの操作結果を取得して上記試料観察装置へ出力し、上記試料観察装置の観察結果を取得するコントローラと、
 を備える試料観察システム。
(21)(9)、(10)又は(17)のうち何れか1つに記載の試料観察装置と、
 上記使用環境の外部で使用されて、ユーザの操作結果を取得して上記試料観察装置へ出力し、上記試料観察装置の観察結果と上記警告制御部が行う警告とを取得するコントローラと、
 を備える試料観察システム。
(22) (18)に記載の試料観察装置と、
 上記使用環境の外部で使用されて、ユーザの操作結果を取得して上記試料観察装置へ出力し、上記試料観察装置の観察結果と上記通知制御部が行う通知とを取得するコントローラと、
 を備える試料観察システム。
(23) 試料を撮像する撮像部を有する試料観察装置の制御方法であって、
 上記試料観察装置が配置される使用環境に係る情報を取得することと、
 上記試料観察装置の機器温度を計測することと、
 上記使用環境に係る情報と上記機器温度とに基づいて、上記試料観察装置の準備操作時に、観察光路上に結露が発生する可能性があるか否かの第1の判定を行うことと、
 を含む試料観察装置の制御方法。
(24) 試料を撮像する撮像部を有する試料観察装置の制御方法であって、
 上記試料観察装置が配置される使用環境に係る情報を取得することと、
 上記試料観察装置の発熱の可能性を表す発熱可能性情報を取得することと、
 上記試料観察装置の機器温度を計測することと、
 上記使用環境に係る情報と上記機器温度と上記発熱可能性情報とに基づいて、観察光路上に結露が発生する可能性があるか否かの第1の判定を行うことと、
 を含む試料観察装置の制御方法。
(25) 観察装置であって、
 試料を照明する照明光を放射する照明部と、
 前記試料を撮像する撮像部と、
 前記照明光が前記試料を照明して前記撮像部へと入射する光路上に前記試料を配置するための透明板と、
 前記透明板とともに用いられて前記観察装置の内部を密閉状態とする筐体と、
 前記観察装置の状態に係る情報を取得する機器情報取得部と、
 前記観察装置の内部と外部との間を接続するように配置される弁と、
 前記観察装置の状態に係る情報に基づいて、前記透明板又は前記筐体に歪みが発生する可能性があるか否かの第1の判定を行う判定部と
 前記第1の判定において歪みが発生する可能性があると判定された場合に前記弁を開くように動作させる弁制御部と
 を備える観察装置。
(26) 前記観察装置の温度である機器温度を計測するセンサ部をさらに備え、
 前記機器情報取得部は、前記観察装置の状態に係る情報として前記観察装置が使用環境に配置される前と後との前記機器温度を取得し、
 前記判定部は、前記第1の判定において、前記観察装置が前記使用環境に配置される前と後との前記機器温度の変化量が所定の閾値以上である場合に歪みが発生する可能性があると判定する(25)に記載の観察装置。
(27) 前記観察装置の内部と外部との圧力を計測するセンサ部をさらに備え、
 前記機器情報取得部は、前記観察装置の状態に係る情報として前記観察装置の内部と外部との圧力差の情報を取得し、
 前記判定部は、前記第1の判定において、前記圧力差が所定の閾値以上である場合に歪みが発生する可能性があると判定する(25)に記載の観察装置。
(28) 前記透明板の歪みを計測するセンサ部をさらに備え、
 前記機器情報取得部は、前記観察装置の状態に係る情報として前記透明板の歪み量の情報を取得し、
 前記判定部は、前記第1の判定において、前記歪み量が所定の閾値以上である場合に歪みが発生する可能性があると判定する(25)に記載の観察装置。
 [第5の実施形態](図36~図43)
 ところで、一般に、インキュベータ内に培養容器と撮像装置とを静置し、当該培養容器内の培養細胞等の画像を得る装置が知られている。例えば細胞等の培養においてはインキュベータ内の環境を高温多湿としている場合がある。このように、当該装置の内部と外部との間に温度差や圧力差が生じ得る場合など、装置の内外に生じた温度差や圧力差を解消する技術には需要がある。例えば日本国特許公開平11-206579号公報には、開閉弁を備えて電気エネルギーを用いることなく動作する収納装置に係る技術が開示されている。
 ところが、インキュベータのように高温多湿の環境で使用される観察装置においては、当該装置の内部に高温多湿の空気が入り込んで結露、さび等の問題が生じることを抑制するために、当該装置の内部を密閉状態とすることが望ましい。一方で、観察装置の内外に圧力差が生じた場合には、観察装置の変形に起因する観察不良が発生し得る。
 本実施形態は、観察装置の変形を抑制できる観察装置、観察システム及び観察装置の制御方法を提供することを目的とする。
 本実施形態の一態様によれば、観察装置は、試料を撮像する撮像部を有する観察装置であって、前記撮像部の撮像用光路上に設けられる前記試料を配置するための透明板と、前記透明板とともに用いられて前記観察装置の内部環境を密閉状態とするように構成されている筐体と、前記透明板又は前記筐体に第1の閾値以上の変形が生じ得る場合に、前記内部環境と前記観察装置が配置される外部環境との間の圧力差を低減させるように動作する変形制御機構とを備える。
 本実施形態の一態様によれば、観察システムは、観察装置と、ユーザの操作結果を取得して前記観察装置へ出力し、前記観察装置の観察結果を取得するコントローラとを備える。
 本実施形態の一態様によれば、観察装置の制御方法は、試料を撮像する撮像部と、前記撮像部の撮像用光路上に設けられる前記試料を配置するための透明板と、筐体とを有する観察装置の制御方法であって、前記透明板と前記筐体とを用いて前記観察装置の内部環境を密閉状態とすることと、前記透明板又は前記筐体に第1の閾値以上の変形が生じ得る場合に、前記内部環境と前記観察装置が配置される外部環境との間の圧力差を低減させるように変形制御機構を動作させることとを含む。
 本実施形態によれば、観察装置の変形を抑制できる観察装置、観察システム及び観察装置の制御方法を提供できる。
 本発明の第5の実施形態について図面(図36~図43)を参照して説明する。本実施形態に係る観察システムは、培養中の細胞、細胞群、組織等を撮影し、細胞又は細胞群の個数、形態等を記録するためのシステムである。観察システム100Cの外観の概略を模式図として図36に示し、図36を参照して観察システム100Cの構成について説明する。観察システム100Cは、観察装置1Cとコントローラ200とを備える。観察装置1Cは、おおよそ平板形状をしている。観察装置1Cの上面には観察対象である試料300が配置され、観察装置1Cと試料300とは、例えばインキュベータ内に設置される。試料300は、観察装置1Cの上面に配置されたまま、例えばインキュベータ、クリーンベンチ等への出し入れが行われ得る。
 観察装置1Cは、筐体108と、透明板107と、画像取得ユニット150と、移動機構160とを備える。筐体108の上面には、透明板107が配置されている。画像取得ユニット150と移動機構160とは、筐体108の内部に設けられている。画像取得ユニット150は、移動機構160によって移動させられながら、透明板107を介して試料300を照明し、また、撮影して試料300の画像を取得する。一方、コントローラ200は、例えばインキュベータの外部に設置される。観察装置1Cとコントローラ200とは、通信する。コントローラ200は、観察装置1Cの動作を制御する。
 観察システム100Cの測定対象である試料300は、例えば次のようなものである。試料300は、例えば、容器310と、培地322と、細胞324と、反射板360とを含む。容器310内に培地322が入れられ、培地322内で細胞324が培養されている。容器310は、例えばシャーレ、培養フラスコ、マルチウェルプレート等であり得る。このように、容器310は、例えば、生体試料を培養するための培養容器である。容器310の形状、大きさ等は限定されない。培地322は、液体培地でも固体培地でもよい。測定対象は例えば細胞324であるが、これは、接着性の細胞でもよいし、浮遊性の細胞でもよい。また、細胞324は、スフェロイドや組織であってもよい。さらに、細胞324は、どのような生物に由来してもよく、菌等であってもよい。このように、試料300は、生物又は生物に由来する試料である生体試料を含む。反射板360は、透明板107を介して試料300に入射した照明光を反射させて、細胞324を照明するためのものであり、容器310の上面に配置される。
 観察装置1Cの筐体108の上面に配置されている透明板107は、例えばガラス等で形成されている。試料300は、この透明板107上に静置される。図36には、筐体108の上面の全体が透明な板で形成されている例が示されているが、観察装置1Cは、筐体108の上面の一部に透明な板が設けられ、上面のその他の部分が不透明であるように構成されてもよい。なお、ここでの透明とは、照明光の波長に対して透明であることを示す。
 観察装置1Cは、例えば筐体108と透明板107とを含む部材によってその内部が密閉された状態となっている。このように、密閉された観察装置1Cの内部に、透明板107を介した撮像によって画像データを生成する画像取得ユニット150と、画像取得ユニット150を移動させる移動機構160とを設けることによって、信頼性が高く、取り扱いや洗浄が容易であり、コンタミネーション等を防止できる構造にすることができる。さらに、当該密閉構造は、温度、湿度等が異なる複数の環境(外部環境)に晒され得る観察装置1Cの内部に、例えば温度37度、湿度95%等の高温多湿に設定されたインキュベータ内部の空気が入り込み、結露等が生じることを抑制できる。
 以降の説明のため、観察装置1Cの試料300が配置される面と平行な面内に互いに直交するX軸及びY軸を定義し、X軸及びY軸と直交するようにZ軸を定義する。
 観察装置1Cは、移動機構160をさらに備える。図36に示すように、移動機構160は、筐体108の内部に設けられている。移動機構160は、支持部165と、支持部165をX軸方向に移動させるためのX送りねじ161と、Xアクチュエータ162とを備える。また、移動機構160は、支持部165をY軸方向に移動させるためのY送りねじ163とYアクチュエータ164とをさらに備える。なお、移動機構160は支持部165をZ軸方向に移動させるためのZ送りねじ及びZアクチュエータ等を備えてもよい。
 図36に示すように、筐体108の内部に設けられた画像取得ユニット150は、撮像部151と、照明部155とを備える。試料300を照明するための照明部155が支持部165に設けられており、また、照明部155の近傍には撮像部151が設けられている。照明部155は、透明板107がある方向、すなわち、試料300が置かれている方向に照明光を放射する。当該照明光は、透明板を通過して反射板360上で反射又は散乱され、細胞324を照明する。また、撮像部151は、透明板107を介して試料300の方向を撮像し、試料300の画像を取得する。撮像部151が取得する光線を撮像用光と称し、当該撮像用光の光路を撮像用光路と称する。
 撮像部151は、例えば撮像光学系と撮像素子とを含み、撮像光学系を介して撮像素子の撮像面に結像した像に基づいて、画像データを生成する。撮像光学系152は、焦点距離を変更できるズーム光学系であることが好ましい。照明部155は、照明光学系と光源とを備える。光源から放射された照明光は、照明光学系を介して試料300へと照射される。光源は、例えばLEDを含む。なお、照明部155は支持部165に配置されていると述べたが、照明光学系の光放射端が支持部165に配置されていればよく、例えば光源は、観察装置1Cの何れの場所に配置されていてもよい。
 なお、このように試料300を照明した照明光が、透明板107を介して撮像光学系へと入射する光の光路を計測光路と称する。当該計測光路は、撮像用光路に含まれる。撮像用光は、照明光学系156から放射されて試料300を照明した照明光に限らず、撮像光学系152へと入射する光線である。例えば、撮像用光路には、観察システム100Cの外部にある照明部が放射する照明光の光路も含まれる。
 このように、観察装置1Cは、移動機構160に画像取得ユニット150の位置をX方向及びY方向に位置を変更させながら繰り返し撮影を行い、複数の画像を取得する。また、観察装置1Cは、これらの画像を合成して1つの画像を生成する。ここで生成される画像は、例えば撮像部151の光軸に垂直な面、すなわち、透明板107と平行な面を示す画像である。さらに、観察装置1Cは、厚さ方向に撮影位置を変化させながら、同様に、X方向及びY方向に位置を変更させながら繰り返し撮影を行い、それらを合成して、各々のZ方向位置における画像を順次取得する。ここで、厚さ方向とは、撮像部151の光軸方向であるZ軸方向であり、透明板107に対して垂直な方向である。このようにして、3次元の各部における画像が取得される。
 ここでは、Z方向に撮影面を変化させながら撮影を繰り返す例を示したが、Z方向には複数の画像を得ることなく、X方向及びY方向にのみ位置を変更させながら繰り返し撮影が行われてもよい。この場合、1つの平面の合成画像が得られる。なお、複数のZ方向位置における画像の取得方法については、Z軸方向の位置を固定してX方向及びY方向にスキャンし、その後、Z軸方向の位置を変更して再びX方向及びY方向にスキャンしてもよい。また、X方向及びY方向の1つの位置につきZ軸方向の位置を変更しながら複数回の撮影が行われ、この複数回の撮影がX方向及びY方向にスキャンしながら行われてもよい。スキャンをしない特定点の撮影の応用も可能である。
 Z軸方向の撮影位置は、撮像部151の撮像光学系の合焦位置が変更されることで変更される。すなわち、この撮像光学系は、合焦用レンズを光軸方向に移動させるための合焦調整機構を備えている。また、合焦調整機構は例えば液体レンズのような焦点距離が可変のレンズであってもよい。また、合焦用には焦点の異なるレンズが複数用意されてもよい。用意されたレンズが多眼であればリフォーカス技術などを利用することが可能となる。
 ところが、画像取得ユニット150が移動機構160によって移動させられながら繰り返し撮像を行う際の、撮影の状況及び継続時間等によっては、例えば撮像部151、照明部155、Xアクチュエータ162、Yアクチュエータ164等が発熱する問題がある。また、本実施形態に係る観察装置1Cは、温度、湿度、圧力等が観察装置1Cの内部の温度、湿度、圧力等の環境(内部環境)とは異なる複数の環境(外部環境)に晒され得る。なお、当該外部環境には、上述したような高温多湿のインキュベータ内の環境、観察装置1Cが輸送される際に晒される例えば低温低圧の環境が含まれる。
 上述したように、本実施形態に係る観察装置1Cは、例えば高温多湿のインキュベータ内の空気が観察装置1Cの内部へ入り込むことを防ぐために、その内部が密閉された状態となっている。一方で、観察装置1Cの内部が密閉された状態であることから、例えば、内部環境と使用環境との間に圧力差、温度差が存在する又は生じた場合、筐体108、透明板107等が変形し得る。なお、温度差に起因する変形は、例えば内部環境の空気(気体)が当該温度差に起因する温度変化により膨張又は収縮して生じる内部環境の圧力変化、筐体108や透明板107等の部材が内部環境と使用環境との異なる温度の両方に晒されて生じたり各々の部材の熱容量や熱膨張率の違いによって生じたりする熱ひずみ等に基づく。
 このような筐体108や透明板107の変形は、観察装置1Cを損傷し得る。また、観察装置1Cにおける撮像用光路上に位置する透明板107の変形は、観測不良を起こし得る。さらに、筐体108が変形しても、傾き等の本来の測定条件からの乖離が生じ、同様に観察不良が起こることがある。そこで、本実施形態に係る観察装置1Cは、変形制御機構をさらに備える。なお、本実施形態では、変形制御機構が圧力弁180(a,b)である場合を例として説明する。
 ここで、図38に本実施形態に係る変形制御機構の構成の一例を模式図として示し、これを参照して本実施形態に係る圧力弁180(a,b)について説明をする。図38に示す模式図は、図36に示す切断線における観察装置1Cの構成の一例を示す断面図である。図38に示すように、本実施形態に係る圧力弁180(a,b)は、押さえ板181(a,b)と、弾性部材182(a,b)と、仕切り板183(a,b)と、Oリング184(a,b)とを備える。押さえ板181(a,b)は、例えば筐体108に固定されている。なお、押さえ板181(a,b)として、筐体108の一部が用いられてもよい。押さえ板181(a,b)の一部には、押さえ板181の平面に概ね垂直な方向に押さえ板181(a,b)を貫通するように穴が設けられている。弾性部材182(a,b)は、少なくとも1つの方向に弾性力を有する材料、又は形状によって構成される。弾性部材182(a,b)は、コイル状ばね、板ばね等のように形状によって弾性力を有するように構成されていてもよいし、ゴムのように弾性力を有する高分子化合物で構成されていてもよい。弾性部材182(a,b)は、その弾性力の方向(弾性軸方向)の一端が押さえ板181(a,b)に固定されている。また、弾性部材182(a,b)の弾性軸方向の他端には、仕切り板183(a,b)が固定されている。仕切り板183(a,b)は、弾性部材182(a,b)の有する弾性力によって、筐体108の一部に設けられた穴を塞ぐようにOリング184(a,b)を介して筐体108へと押し付けられて(圧接されて)いる。以下、本実施形態では、例えば図38に示すように、弾性部材182(a,b)がコイル状ばねである場合を例として説明をする。
 本実施形態に係る圧力弁180(a,b)は、内部環境の圧力が外部環境の圧力より高いときに動作する第1の圧力弁180aと、内部環境の圧力が外部環境の圧力より低いときに動作する第2の圧力弁180bとを備える。第1の圧力弁180aと第2の圧力弁180bとは、弾性部材182(a,b)の有する弾性力によって、所定の圧力差未満である場合には動作せず、ともに閉じた状態となっている。また、弾性部材182(a,b)の有する弾性力によって、第1の圧力弁180aと第2の圧力弁180bとは同時に動作しないように構成されている。なお、本実施形態における説明では、例えば圧力弁180(a,b)と記載する場合は、第1の圧力弁180aと第2の圧力弁180bとを区別しない場合である。また、圧力弁180(a,b)の備える各部についても同様に記載する。
 ここで、第2の圧力弁180bを例に、圧力弁の一部を拡大した模式図を図39に示す。図39では、筐体108と、弾性部材182bと、仕切り板183bと、Oリング184bとの位置関係が示されている。図39に示すように、仕切り板183bは、内部環境の圧力(内圧Pi)に基づく応力Fpiと弾性部材から伝達される応力Fkとの合力と、外部環境の圧力(外圧Po)に基づく応力Fpoとの釣り合いによって、弾性軸方向の位置が決定される。また、Oリング184bは、図39に示すような内圧Piと外圧Poとの間に圧力差がない(圧力弁180(a,b)が動作していない)状態では、仕切り板183bと筐体108とによって押しつぶされている。このように、Oリング184bが押しつぶされる程度に、仕切り板183bが筐体108側に押し付けられることで、例えばインキュベータ内の高温多湿の空気が観察装置1Cの内部に入り込むことを防ぐ。
 本実施形態に係る弾性部材182(a,b)は、仕切り板183(a,b)から伝達される内部環境と外部環境との圧力差に応じた応力によって変形する。また、当該圧力差が第1の圧力差以上となったときに、仕切り板183(a,b)とOリング184(a,b)との間に隙間が生じる。なお、第1の圧力差は、例えば筐体108又は透明板107に第1の閾値以上の変形が生じる圧力差である。また、上述したように、例えば筐体108又は透明板107に生じる第1の閾値以上の変形は、本実施形態に係る観察装置1Cにおいて、筐体108又は透明板107の変形に起因した観察不良が生じる変形である。観察不良としては、ピント位置の変化や、傾きにより均一な画質が乱される事等が挙げられる。観察不良を起こす変形は、さらには機器本体、部品等の劣化にもつながる。なお、筐体108の変形に起因して観察不良が生じ得る第1の閾値と透明板107の変形に起因して観察不良が生じ得る第1の閾値とは異なり得る。この場合には、筐体108又は透明板107の何れか一方でも第1の閾値以上の変形が生じ得る場合に圧力弁180(a,b)が動作するように弾性部材182(a,b)の弾性力等を調整すればよい。
 このように、本実施形態に係る圧力弁180(a,b)は、仕切り板183(a,b)が圧力差に起因する応力によって弾性軸方向に変位することによって、内部環境と外部環境との間を空間的に接続し、当該圧力差を低減させるように動作する。
 なお、押さえ板181(a,b)と弾性部材182(a,b)との間、弾性部材182(a,b)と仕切り板183(a,b)との間は、必ずしも固定されている必要はない。例えば、筐体108が、押さえ板181(a,b)、弾性部材182(a,b)、仕切り板183(a,b)等のガイドとなるような形状を有していれば、上述したような圧力弁180(a,b)の動作は実現される。
 また、図38及び図39に示すように、本実施形態に係る観察装置1Cは、吸湿部400を備える。吸湿部400は、例えば圧力弁180(a,b)の動作に伴って観察装置1Cの内部へ入り込んだインキュベータ内の高温多湿の空気から水蒸気を取り除く。吸湿部400は、例えばシリカゲルのような吸湿部材であってもよいし、吸湿部400の内部で凝縮させて内部環境の水蒸気量を低下させる凝縮器であってもよい。さらに、除湿器を特別に設けてもよい。また、圧力弁180(a,b)を開閉する際に、空気の流れで異物が出入りしないように圧力弁180(a,b)の空気の流路に多孔質フィルムのようなフィルタを設けてもよいし、当該フィルタに抗菌、滅菌の部材を併設して、インキュベータ外の環境からインキュベータ内へ持ち込まれた観察装置1Cの内部の空気がインキュベータ内を汚染することを抑制し、インキュベータ内の環境がクリーンに保たれるようにしてもよい。なお、多孔質フィルムを圧力弁180(a,b)の代わりに使うと、常に、湿度を含む空気の出入りが観察装置1Cの内外に存在することになり、本願の目的を達成することが出来ない。
 観察装置1Cは、図36に示すように、回路群106をさらに備える。回路群106は、例えば筐体108の内部に設けられており、観察側制御回路110と、画像処理回路120と、観察側記録回路130と、観察側通信装置140とを含む。
 観察側制御回路110は、観察装置1Cの備える各部の動作を制御する。また、観察側制御回路110は、観察装置1Cの動作に係る各種情報を取得し、観察装置1Cの動作に係る各種判定を行い、また、当該判定の結果に基づいてユーザに対して通知、警告等を行う。なお、観察側制御回路110は、当該通知、警告を行う通知制御部、警告制御部としての機能を備えていてもよい。図37に示すように、観察側制御回路110は、位置制御部111、撮像制御部112、照明制御部113、通信制御部114、記録制御部115、測定制御部116及び変形情報処理部119としての機能を備える。位置制御部111は、移動機構160の動作を制御し、画像取得ユニット150の位置を制御する。撮像制御部112は、画像取得ユニット150の備える撮像部151の動作を制御し、撮像部151に試料300の画像を取得させる。撮像制御部112は、ピント・露出切替部を備える。撮像制御部112は、例えば撮像光学系152に含まれる合焦用レンズを光軸方向に移動させてピント調節を行う。当該合焦用レンズは、例えば液体レンズのような焦点距離が可変のレンズであってもよい。また、合焦用には焦点の異なるレンズが複数用意されてもよい。用意されたレンズが多眼であればリフォーカス技術などを利用することが可能となる。また、ピント・露出切替部は、例えば絞りの動作を制御して露出の調節をしたり、レンズの光軸方向の動作を制御してズームの調整をしたりする。照明制御部113は、画像取得ユニット150の備える照明部155の動作を制御する。通信制御部114は、観察側通信装置140を介したコントローラ200との通信を管理する。記録制御部115は、観察装置1Cで得られたデータの記録について制御する。測定制御部116は、測定を行うタイミングや回数など、測定全体を制御する。
 変形情報処理部119は、変形情報取得部と変形判定部としての機能を備える。変形情報取得部119は、例えば筐体108又は透明板107に変形を生じさせ得る要因である、観察装置1Cの内部環境の圧力、温度等の計測値をセンサ部171から取得する。また、観察装置1Cが配置される環境等、外部環境の圧力、温度等の値を取得する。これら外部環境に係る値は、センサ部171から取得されてもよいし、予め設定されて記録されている情報が観察側記録回路130から取得されてもよいし、観察側通信装置140を介して、コントローラ200、インターネット上に構築されたサーバ等の観察システム100Cの外部のデータベースから取得されてもよい。変形情報取得部は、これら取得した内部環境と外部環境との情報から、筐体108又は透明板107の変形の要因となる温度差、圧力差を変形情報として取得する。
 なお、変形情報取得部は、撮像部151が取得した画像を画像処理回路120に解析させた結果に基づいて変形情報を取得してもよいし、例えば撮像制御部112の備える合焦判定部が行う合焦判定の結果に基づいて合焦位置の変化量を変形情報として取得してもよい。また、観察装置1Cが歪みセンサを備える場合には、当該歪みセンサの計測値が変形情報として取得されてもよいし、観察装置1Cがフォトインタラプタとフォトリフレクタとを備える場合には、これらの計測値の変化量が変形情報として取得されてもよい。
 変形判定部は、当該変形情報に基づいて、例えば、筐体108又は透明板107に観察不良を生じさせる第1の閾値以上の変形が生じ得るか否か、筐体108又は透明板107に第1の閾値以上の変形が生じているか否か等、観察装置1Cの変形に係る判定を行う。
 画像処理回路120は、撮像部151で得られた画像データに対して各種画像処理を施す。画像処理回路120による画像処理後のデータは、例えば観察側記録回路130に記録されたり、コントローラ200に送信されたりする。また、画像処理回路120は、得られた画像に基づく各種解析を行ってもよい。例えば画像処理回路120は、得られた画像に基づいて、試料300に含まれる細胞324又は細胞群の画像を抽出したり、細胞又は細胞群の数を算出したりする。このようにして得られた解析結果も、例えば観察側記録回路130に記録されたり、コントローラ200に送信されたりする。
 観察側記録回路130は、観察装置1Cの備える各部で用いられるプログラムや各種パラメータ、観察装置1Cで得られたデータを記録する。また、観察側記録回路130は、例えば画像データ(画素データ)、記録用の画像データ、表示用の画像データ、動作時の処理データといった各種データを一時的に記録する。
 観察装置1Cは、観察側通信装置140を介して、例えばコントローラ200と通信を行う。通信には、例えばWi-Fi(登録商標)又はBluetooth(登録商標)等を利用した無線通信が利用される。また、観察装置1Cとコントローラ200とは、有線によって接続されて有線によって通信が行われてもよいし、互いにインターネット等の電気通信回線に接続されてインターネット等の電気通信回線を介して通信が行われてもよい。
 観察装置1Cは、センサ部171と、電源190とをさらに備える。センサ部171は、例えば、温度センサ、湿度センサ、圧力センサ等を含む。センサ部171は、例えば、観察装置1Cの内部の温度、湿度、圧力等を計測し、観察側制御回路110へ出力する。なお、センサ部171は、観察装置1Cの外部の温度、湿度、圧力等をさらに計測できるように配置されていてもよい。前述したように、センサ部171は、筐体108又は透明板107等の変形を検出できるように歪みセンサ、圧電素子等を備えていてもよい。また、センサ部171は、フォトインタラプタとフォトリフレクタとを備えて筐体108又は透明板107等の変形を検出してもよい。この場合には、例えば筐体108の一部が変形検出用に透明であってもよい。電源190は、観察装置1Cの備える各部に電源を供給する。電源190は、ユーザの操作結果を取得する操作部を備えていてもよい。操作部は、例えばボタン、スイッチ、ダイヤル、レバー、タッチパネル等を含む。ユーザは、例えば観察装置1Cの電源をオン/オフとしたいとき、待機状態としたいとき等に当該操作部を操作したりする。
 コントローラ200は、例えばパーソナルコンピュータ(PC)、タブレット型の情報端末等である。図36には、タブレット型の情報端末を図示している。
 コントローラ200には、例えば液晶ディスプレイといった表示装置272とタッチパネルといった入力装置274とを備える入出力装置270が設けられている。入力装置274は、タッチパネルの他に、スイッチ、ダイヤル、キーボード、マウス等を含んでいてもよい。
 また、コントローラ200には、コントローラ側通信装置240が設けられている。コントローラ側通信装置240は、観察側通信装置140と通信を行うための装置である。観察側通信装置140及びコントローラ側通信装置240を介して、観察装置1Cとコントローラ200とは通信を行う。
 また、コントローラ200は、コントローラ側制御回路210と、コントローラ側記録回路230とを備える。コントローラ側制御回路210は、コントローラ200の各部の動作を制御する。コントローラ側記録回路230は、例えばコントローラ側制御回路210で用いられるプログラムや各種パラメータ、観察装置1Cから受信したデータを記録する。
 コントローラ側制御回路210は、システム制御部211、表示制御部212、記録制御部213及び通信制御部214としての機能を有する。システム制御部211は、試料300の測定のための制御に係る各種演算を行う。表示制御部212は、表示装置272の動作を制御する。表示制御部212は、表示装置272に必要な情報等を表示させる。記録制御部213は、コントローラ側記録回路230への情報の記録を制御する。通信制御部214は、コントローラ側通信装置240を介した観察装置1Cとの通信を制御する。なお、通信制御部214は、インターネット等の電気通信回線上に設けられたクラウド等との通信を制御する。観察システム100Cの外部に設けられているネットワークサーバの有する画像処理回路等に観察結果に基づいた細胞カウント、奥行き情報の算出等の処理を行わせてもよい。また、通信制御部214は、インターネットに接続されたインキュベータ、空調設備、照明設備等のIoT機器から情報を取得したり、当該IoT機器を制御したりする通信を制御する。
 なお、観察側制御回路110、画像処理回路120及びコントローラ側制御回路210は、Central Processing Unit(CPU)、Application Specific Integrated Circuit(ASIC)、又はField Programmable Gate Array(FPGA)等の集積回路等を含む。観察側制御回路110、画像処理回路120及びコントローラ側制御回路210は、それぞれ1つの集積回路等で構成されてもよいし、複数の集積回路等が組み合わされて構成されてもよい。また、観察側制御回路110及び画像処理回路120は、1つの集積回路等で構成されてもよい。また、観察側制御回路110の位置制御部111、撮像制御部112、照明制御部113、通信制御部114、記録制御部115、測定制御部116及び変形情報処理部119は、それぞれ1つの集積回路等で構成されてもよいし、複数の集積回路等が組み合わされて構成されてもよい。また、位置制御部111、撮像制御部112、照明制御部113、通信制御部114、記録制御部115、測定制御部116及び変形情報処理部119のうち2つ以上が1つの集積回路等で構成されてもよい。同様に、コントローラ側制御回路210のシステム制御部211、表示制御部212、記録制御部213及び通信制御部214は、それぞれ1つの集積回路等で構成されてもよいし、複数の集積回路等が組み合わされて構成されてもよい。また、システム制御部211、表示制御部212、記録制御部213及び通信制御部214のうち2つ以上が1つの集積回路等で構成されてもよい。これら集積回路の動作は、例えば観察側記録回路130又はコントローラ側記録回路230や集積回路内の記録領域に記録されたプログラムに従って行われる。
 なお、観察側記録回路130、コントローラ側記録回路230又はこれらの備える各要素は、例えばフラッシュメモリのような不揮発性メモリであるが、Static Random Access Memory(SRAM)やDynamic Random Access Memory(DRAM)のような揮発性メモリをさらに有していてもよい。また、観察側記録回路130又はこれらの備える各要素と、コントローラ側記録回路230又はこれらの備える各要素とは、それぞれ1つのメモリ等で構成されてもよいし、複数のメモリ等が組み合わされて構成されてもよい。また、観察システム100Cの外部にあるデータベース等を、そのメモリの一部として利用してもよい。
 コントローラ200との間で通信して観察装置1Cで行われる観察装置制御処理の一例をフローチャートとして図40に示し、これを参照して観察システム100Cの動作について説明をする。
 ステップS501において、観察側制御回路110は、観察装置1Cの電源がオンとされたか否かを判定する。本ステップで電源がオンとされたと判定される場合には、例えば、ユーザが電源190の備える電源スイッチを操作した場合、外部電源に接続された場合、設定された時刻になった場合等がある。また、例えばユーザの操作に応じてコントローラ200から電源をオンとする制御信号を受信した場合に電源がオンとされてもよい。観察装置制御処理は、電源がオンであると判定された場合はステップS502へ進み、電源がオンであると判定されなかった場合は電源がオンであると判定されるまで待機する。
 ステップS502において、観察側制御回路110は、例えばコントローラ200からユーザの操作に応じて出力される信号を受信するまで待機する。ここで使用される通信は、例えば観察装置1Cが制御信号等の送受信用に備えるBluetooth Low Energy(BLE)等の省待機電力の通信規格を使用したものである。受信した場合、観察側制御回路110は、コントローラ200との通信を確立する。ここで確立される通信は、例えば、データの送受信用に観察装置1Cが備えるWi-Fi等の高速の通信規格を使用したものである。
 ステップS503において、観察側制御回路110は、例えばコントローラ200から動作確認処理の実行を指示する制御信号を受信したか否かを判定する。観察装置制御処理は、当該制御信号を受信したと判定された場合はステップS504へ進み、判定されなかった場合はステップS505へ進む。
 ステップS504において、観察側制御回路110は、動作確認処理を実行する。本実施形態に係る動作確認処理において、観察側制御回路110は、例えば、観察装置1Cの備える各部の動作を確認する。動作確認処理は、観察装置1Cがインキュベータ内に配置される前(配置前)に行われてもよいし、観察装置1Cがインキュベータ内に配置された後(配置後)に行われてもよい。なお、観察装置1Cがインキュベータ内に配置されているか否かの判定は、ユーザ操作に基づいて行われてもよいし、センサ部171の計測する温度、圧力等の計測値に基づいて行われてもよい。
 観察側制御回路110は、変形情報処理部119の取得する内部環境と外部環境(インキュベータ内の環境)との温度差、圧力差等の変形情報に基づいて、現在の状態のまま観察装置1Cがインキュベータ内に配置された場合に、筐体108又は撮像用光路上の透明板107に変形が生じ得るか否かを判定する。インキュベータ内の温度や湿度等はほぼ一定である。このため、インキュベータ内の温度や湿度等の情報は、予め観察システム100Cの内部に設定されて記録されていてもよい。勿論、インキュベータ内の温度や湿度等の情報は、観察装置1Cの使用のたびに観察装置1Cによって計測又は通信が行われて取得されてもよい。観察側制御回路110は、変形が発生する可能性があると判定された場合には、ユーザに対して観察不良が生じる可能性がある旨の警告を行う。
 観察側制御回路110は、変形情報処理部119の取得する内部環境と外部環境(インキュベータ内の環境)との温度差、圧力差等の変形情報に基づいて、筐体108又は撮像用光路上の透明板107に変形が生じているか否かを判定する。これらの判定は、例えば画像取得ユニット150に取得させた画像を画像処理回路120に解析させて行われるか、又は例えばセンサ部171の出力する内部環境の温度、圧力等の計測値に基づいて行われる。観察側制御回路110は、観察不良が生じていると判定された場合は、ユーザに対して観察不良が生じている旨の警告を行う。
 また、動作確認処理において、観察装置1Cは、例えば、撮像用光路上に結露が発生する可能性があるか否か、撮像用光路上に結露が発生したか否かの判定を行い、結露に起因する観察不良が生じているか否かを判定してもよい。また、当該結露に係る判定の結果に応じて、ユーザに警告を行ってもよい。
 また、本実施形態に係る動作確認処理は、観察装置1Cの動作不良や観察不良がなく、観察装置1Cが正常に使用できる場合には、ユーザへ使用可能通知を行ってもよい。
 なお、これらの警告や通知は、観察装置1Cの照明部155の放射する照明光を点滅させて行われてもよいし、コントローラ200へ警告を表示させて行われてもよい。また、コントローラ200が音声データを出力したり、振動したりして当該警告や通知が行われてもよい。一方で、問題なく観察装置1Cが使用できる状態であれば、ユーザに対して使用可能通知を行ってもよい。
 なお、筐体108又は透明板107等の変形は、センサ部171の出力による検出、画像解析による検出に限らず、例えば透明板107が撮像用光路上にあることを利用して、筐体108又は透明板107の変形に伴う合焦位置のずれ量に基づいて検出されてもよい。
 また、ユーザへの警告は、筐体108又は透明板107に観察不良が生じる第1の閾値以上の変形が生じる前に行われる。
 ステップS505において、観察側制御回路110は、例えばコントローラ200から観察・測定処理の実行を指示する制御信号を受信したか否かを判定する。観察装置制御処理は、当該制御信号を受信したと判定された場合はステップS506へ進み、判定されなかった場合はステップS507へ進む。
 ステップS506において、観察側制御回路110は、観察・測定処理を実行する。本実施形態に係る観察・測定処理において、観察側制御回路110は、例えば、ユーザが指定する特定の位置に対して観察及び測定を行う特定観察を実行する。特定観察において、例えばユーザは、観察したい領域について、コントローラ200を操作して画像取得ユニット150の位置を移動機構160に移動させて得られるライブビュー表示を見ながら指定したり、当該領域を示す位置座標をコントローラ200へ入力して指定したりする。
 また、本実施形態に係る観察・測定処理において、観察側制御回路110は、例えば、予め設定されて観察側記録回路130に記録されている移動パターンに従って、画像取得ユニット150を移動機構160に移動させながら撮像させて、観察及び測定を行うカウントスキャン処理を実行する。カウントスキャン処理において複数の撮像位置で取得された複数の画像は、例えば画像処理回路120において、広範囲の高画素画像として合成される。また、観察側制御回路110は、例えば当該合成画像に基づいて、画像処理回路120に試料300に含まれる細胞324の数をカウントさせる。
 観察側制御回路110は、このようにして取得された画像データ、カウント結果等の観察・測定結果を、例えばコントローラ200へ送信させる。なお、これらの結果は、観察側記録回路130に記録されてもよいし、観察システム100Cの外部にあるクラウド等のネットワークサーバへ送信されてもよい。その後、観察装置制御処理はステップS507へ進む。
 なお、図38及び図39を参照して上述したように、本実施形態に係る圧力弁180(a,b)は、筐体108又は透明板107に所定の閾値(第1の閾値)以上の変形が生じる場合に随時動作する。そのため、このような観察・測定処理が行われている際に内部環境、外部環境における圧力、温度等が変化しても観察不良は生じない。また、観察・測定処理の実行中に、圧力弁180(a,b)が動作しても筐体108又は透明板107の変形が収まらない場合には、観察側制御回路110は、ユーザに警告を行ってもよい。このように圧力弁180(a,b)の動作によっても筐体108又は透明板107の変形が第1の閾値未満にならない場合には、例えば撮像部151や照明部155の発熱等によって生じた熱ひずみに起因する変形である可能性もあり得る。このような警告によって、ユーザは、圧力弁180(a,b)では対処できない観察不良が生じている場合に、すぐに対処可能となる。また、このような熱ひずみに起因する観察不良が生じた場合、本実施形態に係る変形制御機構は、照明部155の放射する照明光の光量、放射する頻度等を制限したり、撮像素子153の動作を制限したりして、観察装置1Cの内部での発熱を抑制する。
 ステップS507において、観察側制御回路110は、コントローラ200から観察装置1Cの使用を終了する旨の制御信号を受信したか否かを判定する。観察装置制御処理は、当該制御信号を受信したと判定された場合はステップS508へ進み、判定されなかった場合はステップS502へ戻る。
 ステップS508において、観察側制御回路110は、観察装置1Cの電源をオフとする。このとき、観察側制御回路110は、例えばBLE等の省待機電力の制御信号の送受信のための通信機能はオンのままとする。その後、観察装置制御処理はステップS501へ戻る。
 コントローラ200で行われるコントローラ制御処理の一例をフローチャートとして図41に示し、これらを参照して観察システム100Cの動作について説明をする。図41のフローチャートに示す処理は、例えば観察装置1Cの電源が入れられた後に開始する。なお、例えばユーザがコントローラ200を操作して観察装置1Cの電源をオンとする場合には、以下の処理に先立ち、ユーザ操作に応じて観察装置1Cの電源をオンとするための制御信号が送信されてもよい。
 ステップS601において、コントローラ側制御回路210は、表示装置272に、例えばユーザが観察装置1Cを操作するための、アイコン群(使用可能な機能の一覧)を表示させる。本実施形態に係るコントローラ200は、例えばタブレットPC、スマートフォン等であり、ユーザは、通話、メール等のアプリを選択して使用する場合と同様にして、観察装置1Cの操作を行うためのアプリ(検査アプリ)を選択して使用できる。なお、当該表示はアイコンに限らず、文字列等で行われてもよい。また、観察装置1Cの操作を開始するためのボタン、スイッチ等が設けられていてもよい。コントローラ側制御回路210は、例えば入力装置274がユーザの操作結果に応じて出力する操作信号を受信するまで待機し、受信後は当該操作信号に基づいてユーザが何れのアイコンを選択したかの判定(操作判定)を行う。また、コントローラ側制御回路210は、当該操作判定の結果に応じて、観察装置1Cとの、例えばWi-Fi等の高速の通信規格を用いた、通信を確立する。本ステップの処理は、例えば観察装置制御処理のステップS502に対応する。
 ステップS602において、コントローラ側制御回路210は、選択されたアイコン(機能)が動作確認であるか否かを判定する。コントローラ制御処理は、動作確認が選択されたと判定された場合はステップS603へ進み、判定されなかった場合はステップS606へ進む。
 ステップS603において、コントローラ側制御回路210は、動作確認処理の実行を指示するための制御信号をコントローラ側通信装置240に観察装置1Cへ送信させる。ステップS604において、コントローラ側制御回路210は、動作確認処理の結果を観察装置1Cから受信したか否かを判定する。コントローラ制御処理は、当該結果を受信するまで処理を繰り返し、受信した後にステップS605へ進む。
 ステップS605において、コントローラ側制御回路210は、動作確認処理の結果に応じて、動作確認処理の結果を表示装置272に表示させる。このとき、コントローラ側制御回路210は、例えば、観察装置1Cの内部環境における温度、圧力、湿度等の計測値が所定の閾値以上である場合、筐体108又は撮像用光路上の透明板107が変形していたり、撮像用光路上に結露が発生していたりするなどして観察不良が生じていると判定された場合等に、ユーザに対して警告を行う。また、コントローラ側制御回路210は、動作確認処理の結果に応じて、観察装置1Cが使用可能な状態である旨をユーザに通知する。その後、コントローラ制御処理はステップS606へ進む。ステップS602乃至ステップS605の処理は、観察装置制御処理のステップS503及びステップS504に対応する。
 このように動作確認処理の結果に応じて警告や通知が行われることで、ユーザが観察不良に気付かないまま観察・測定処理を実行してしまうことを防ぐことができる。さらに、このような警告等によってユーザに対処を促すことで、例えば圧力弁180(a,b)では対処できない状態のまま放置されたりして、観察装置1Cが故障したり損傷したりすることを防ぐことができる。
 ステップS606において、コントローラ側制御回路210は、選択されたアイコン(機能)が観察・測定処理であるか否かを判定する。コントローラ制御処理は、観察・測定処理が選択されたと判定された場合はステップS607へ進み、判定されなかった場合はステップS610へ進む。
 ステップS607において、コントローラ側制御回路210は、観察・測定処理の実行を指示するための制御信号をコントローラ側通信装置240に観察装置1Cへ送信させる。ステップS608において、コントローラ側制御回路210は、観察・測定処理の結果を観察装置1Cから取得し、当該結果を表示させる。なお、当該結果に基づいてステップS605のような警告、通知等が行われてもよい。ここで、観察装置1Cで実行された観察・測定処理で得られた結果は、観察装置1Cで取得される毎に受信してもよいし、スキャン処理等が終了したときに受信してもよい。また、画像処理を含む解析は、観察装置1Cで行われもよいし、コントローラ200で行われてもよいし、観察システム100Cの外部に設けられた画像処理回路で行われてもよい。
 ステップS609において、コントローラ側制御回路210は、例えばユーザの操作結果に応じて入力装置274が出力する制御信号に基づいて、観察・測定処理を終了するか否かを判定する。なお、当該判定は、例えば予め設定された領域のスキャンが終了したか否かに基づいて行われてもよい。観察・測定処理は、終了すると判定された場合はステップS610に進み、判定されなかった場合はステップS607へ戻る。ステップS606乃至ステップS609の処理は、観察装置制御処理のステップS505及びステップS506に対応する。
 ステップS610において、コントローラ側制御回路210は例えばユーザの操作結果に応じて入力装置274が出力する制御信号に基づいて、観察装置1Cを用いた各種処理を終了するか否かを判定する。コントローラ制御処理は、終了しないと判定された場合はステップS601へ戻り、終了すると判定された場合は観察装置制御処理を終了して観察装置1Cの電源をオフとすることを指示する制御信号を観察装置1Cへ送信する。その後、コントローラ制御処理は終了する。
 本実施形態に係る観察装置1Cは、例えばインキュベータ内の高温多湿の環境等の、外部環境に配置され、画像取得ユニット150を移動機構160に移動させながら繰り返し撮像を行い、試料300の観察画像、試料300に含まれる細胞数等を取得する。
 ところが、外部環境の状態、撮像部151や照明部155等の内部環境での発熱等によっては、外部環境と内部環境との間に圧力差や温度差が生じ得る。このような圧力差や温度差は、筐体108、撮像用光路上に配置される透明板107等に変形を生じさせ得る。さらに、変形の程度が大きくなれば、観察装置1Cの損傷もあり得る。
 そのような中、本実施形態に係る変形制御機構は、内部環境と外部環境との圧力差に応じて、かつ、観察装置1Cの各種動作とは独立して随時動作し、内部環境と外部環境との間の圧力差を低減させる。そのため、ユーザは、本実施形態に係る観察装置1Cを使用すれば、筐体108又は透明板107に第1の閾値以上の変形が生じて観察不良が生じることなく、観察等を実施できる。
 また、本実施形態に係る変形制御機構は、内部環境と外部環境との間の圧力差によって駆動するため、内圧調整に際して電源を必要としない。そのため、ユーザは、本実施形態に係る観察装置1Cを利用すれば、様々な外部環境を経て行われる輸送時、保管時などの観察装置1Cが電源に接続されていない状況であっても、観察装置1Cを破損することなく輸送、保管等ができる。
 また、例えば動作確認処理が、観察装置1Cがインキュベータ内に配置される前に行われる場合には、ユーザは、観察装置1Cを用いた観察等を開始する前に、変形や結露等の観察不良が生じ得るか否かを知ることができる。また、本実施形態に係る観察装置1Cは、インキュベータ内に配置された後に、変形や結露が生じた場合、圧力弁180(a,b)では対処できない変形が生じてしまった場合にもユーザへ警告を行う。なお、圧力弁180(a,b)では対処できない変形は、急激な圧力変動が生じた場合、圧力弁180(a,b)が動作不良を起こしている場合、温度差に基づいた熱ひずみが生じている場合等に生じ得る。このような警告があるため、ユーザは、随時、必要に応じた対策を講じることができる。
 なお、本実施形態に係る変形制御機構が、筐体108又は撮像用光路上に配置される透明板107に観察不良の原因となる第1の閾値以上の変形が生じ得る場合に動作する圧力弁180(a,b)である場合を例として説明したが、これに限定されない。例えば、観察装置1Cの輸送時等、筐体108又は透明板107の変形が、観察不良を起こし得る第1の閾値より大きくても、観察装置1Cが破壊し得る第2の閾値より小さければ良いといった場合もあり得る。また、必要以上に変形制御機構が動作した場合には、観察装置1Cの内部に高温多湿の空気、不純物を含んだ空気等が流入することによる観察装置1Cへの影響が考えられる。このような対策として、本実施形態に係る変形制御機構は、例えば計測不良が生じ得る第1の圧力差によって駆動する圧力弁と、観察装置1Cの破壊が起こり得る第2の圧力差によって駆動する圧力弁とを切り替える弁切り替え機構を備えていてもよい。この場合、例えばユーザは、観察不良を抑制したい場合には圧力弁180(a,b)が第1の圧力差によって駆動するように弁切り替え機構を操作し、輸送前、保管前等の精緻な内圧制御が不要な場合には、圧力弁180(a,b)が第2の圧力差によって駆動するように弁切り替え機構を操作する。なお、例えば、第1の圧力差は、筐体108又は透明板107に第1の閾値の変形が生じ得る圧力差であり、第2の圧力差は、筐体108又は透明板107に第2の閾値の変形が生じ得る圧力差である。
 なお、本実施形態に係る圧力弁180(a,b)は、図38及び図39に示す構成に限定されない。例えば、図42及び図43に変形制御機構の構成の別の一例を模式図として示す。図42及び図43に示す模式図は、図36に示す切断線における観察装置1Cの構成の一例を示す断面図である。図42及び図43に示す構成例では、圧力弁180(c,d)は、内部環境の圧力が外部環境の圧力と比較して低い場合に動作する第3の圧力弁180cと、内部環境の圧力が外部環境の圧力と比較して高い場合に動作する第4の圧力弁180dとを備える。第3の圧力弁180cと第4の圧力弁180dとは、仕切り板183(c,d)が動作する際の支点185をさらに備える。また、第3の圧力弁180cと第4の圧力弁180dとは、弾性部材182(a,b)に代わり、仕切り板183(c,d)と押さえ板181(c,d)とを接続し、仕切り板183(c,d)の一端がOリング184(c,d)に押し付けられるように動作させる弾性力を有する第1の弾性部材186(c,d)と、押さえ板181(c,d)に設けられた貫通穴の位置で固定されており、内部環境と外部環境との圧力差によって変形する第2の弾性部材187(c,d)とをさらに備える。図43に示すように、第2の弾性部材187(c,d)は、当該圧力差によって変形した場合に仕切り板183(c,d)と接触して、仕切り板183(c,d)を開放側に動作するように構成されている。このような第3の圧力弁180cと第4の圧力弁180dとでは、第1の弾性部材186(c,d)と第2の弾性部材187(c,d)との弾性力の大きさ、仕切り板183(c,d)と支点185(c,d)との位置関係によって駆動する圧力差が調整できる。また、このように駆動する圧力差が調整されることで、第1の圧力弁180aと第2の圧力弁180bとの場合と同様に、第3の圧力弁180cと第4の圧力弁180dとは、所定の圧力差未満である場合には動作せず、ともに閉じた状態となっている。また、第3の圧力弁180cと第4の圧力弁180dとは同時に動作しないように構成されている。
 なお、図42及び図43に示すような第3の圧力弁180cと第4の圧力弁180dとを使用しても、図38及び図39に示すような第1の圧力弁180aと第2の圧力弁180bとを使用した場合と同様の効果が得られ得る。
 なお、本実施形態では、内部環境の圧力と外部環境の圧力との大小関係に応じて内圧調整が可能なように、圧力弁180(c,d)が、例えば第1の圧力弁180aと第2の圧力弁180b又は第3の圧力弁180cと第4の圧力弁180dとのように、双方向に設けられている場合を例として説明したが、これに限定されない。観察装置1Cの配置される外部環境に応じて、何れか一方向の圧力弁のみを備える構成も考えられる。この場合には、部品点数の低減、観察装置1Cの小型化等の効果が得られ得る。
 なお、本実施形態に係る変形制御機構として、弾性部材の弾性力によって仕切り板183(a~d)が動作する圧力弁180(a~d)を例に説明したが、これに限定されない。例えば、仕切り板183(a~d)と筐体108との間に磁力による引力又は斥力が働いており、応力Fpiと、応力Fpoと、磁力との釣り合いによって圧力弁180(a~d)が動作するように構成されていてもよい。
 また、本実施形態に係る変形制御機構が圧力弁180(a~d)である場合を例として説明をしたが、これに限定されない。例えば、変形制御機構として、観察装置1Cの筐体108又は透明板107のうち、観察に影響を与えない場所に、圧力差に応じて変形する変形部が設けられる仕様もあり得る。変形部は、圧力差に応じて膨張したり、収縮したりして、観察装置1Cの内部の体積を変動させることができる。このような変形制御機構であれば、本実施形態に係る圧力弁180(a~d)と同様にして、観察装置1Cの気密性を維持したまま、電源を使用しなくても、筐体108又は透明板107の変形に伴い生じる観察不良を抑制できる。
 [第6の実施形態](図44~図47)
 本発明における第6の実施形態について説明する。ここでは、第5の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
 第5の実施形態では、変形制御機構が、内部環境と外部環境との圧力差が所定の圧力差以上となった場合に弾性部材182が当該圧力差に応じて変形することで動作する圧力弁180である場合について説明した。このような圧力弁180を使用する場合、観察不良の原因となる筐体108又は撮像用光路上の透明板107の変形を抑制するためには、小さな圧力差で頻繁に動作することが好ましい。一方で、結露が生じないようにするためには、圧力弁180を必要以上に動作させずにインキュベータ内の高温多湿の空気が観察装置1Cの内部に入り込まないようにすることが好ましい。さらに、インキュベータの扉の開け閉めや、その他の作業で生じる、短時間の温度変化では、これら圧力弁180が動作しないように、弾性部材182の弾性力を決めている。
 このような、相反する要求を実現するために、本実施形態に係る観察装置1Cの備える変形制御機構は、第5の実施形態で上述したような圧力差で駆動する圧力弁180が、電気的な制御によっても駆動されるように構成されている。本実施形態に係る圧力弁180は、筐体108又は透明板107の変形が第1の閾値以上となる場合には電気的な制御によって動作し、筐体108又は透明板107の変形が第2の閾値以上となる場合には圧力差によって動作する。なお、筐体108又は透明板107の変形が第1の閾値以上となる場合には観察不良が生じる可能性があり、さらに第2の閾値以上となる場合には観察装置1Cが損傷する可能性があるものとする。
 本実施形態に係る観察装置1Cの観察側制御回路110は、変形制御部118をさらに備える。本実施形態に係る変形制御部118は、例えば圧力弁180を制御する弁制御部である。弁制御部は、例えばセンサ部171の出力、合焦位置のずれ量等に基づいて、筐体108又は透明板107に観察不良が生じ得る第1の閾値以上の変形が生じていると判定された場合に、圧力弁180を電気的な制御によって動作させる。
 ここで、図45及び図46に本実施形態に係る変形制御機構の構成の一例を模式図として示し、これを参照して本実施形態に係る変形制御機構について説明をする。
 図45及び図46に示すように、本実施形態に係る変形制御機構は、被操作片188をさらに備える。本実施形態に係る移動機構160は、操作片166をさらに備える。操作片166は、例えば支持部165に設けられており、支持部165が所定の位置(弁開放位置)へ移動機構160によって移動させられたときに、被操作片188と接触するように構成されている。被操作片188は、操作片166によって、例えば図46に示すように押し下げられ、仕切り板183(a,b)を動作させる。
 なお、図45及び図46には、内部環境の圧力が外部環境の圧力と比較して高い場合に動作する第1の圧力弁が移動機構160によっても動作する場合を例として示しているが、これに限定されない。例えば、第2の圧力弁の備える被操作片188は、操作片166によって押し上げられ、仕切り板183(a,b)が動作するように構成されていてもよい。
 観察装置制御処理のステップS504における動作確認処理、ステップS506における観察・測定処理等、観察装置1Cが画像取得等を行う間に観察装置1Cで行われる変形制御処理の一例をフローチャートとして図47に示し、これを参照して観察システム100Cの動作について説明をする。
 ステップS701において、観察側制御回路110は、変形情報を取得する。当該変形情報には、例えば、筐体108又は透明板107が変形しているか否か、筐体108又は透明板107の変形量、筐体108又は透明板107の変形を生じさせる要因に係る情報(内部環境と外部環境の温度差、圧力差)等の情報が含まれる。
 ステップS702において、観察側制御回路110は、ステップS701で取得した変形情報に基づいて、筐体108又は透明板107の変形が第1の閾値以上であるか否かの判定を行う。変形制御処理は、変形していると判定された場合にはステップS703へ進み、判定されなかった場合にはステップS701へ戻る。
 ステップS703において、観察側制御回路110は、筐体108又は透明板107に変形が生じており、観察不良が生じている旨の警告を行うための制御信号を生成し、当該制御信号を観察側通信装置140にコントローラ200へ送信させる。
 ステップS704において、観察側制御回路110は、移動機構160に画像取得ユニット150を所定の位置(弁開放位置)まで移動させて、圧力弁180を動作させる。その後、観察側制御回路110は、移動機構160に画像取得ユニット150を当該所定の位置から移動させて、圧力弁180の開放を終了する。その後、変形制御処理はステップS701へ戻る。
 本実施形態に係る観察システム100Cは、第5の実施形態で得られる利点に加え、以下のような利点を有する。
 本実施形態に係る観察装置1Cは、観察装置1Cの破壊等の損傷が発生し得る第2の閾値以上の変形が筐体108又は透明板107に生じる場合には随時動作し観察装置1Cの破壊を防ぎ、かつ、画像取得中には観察不良が生じ得る第1の閾値以上の変形が筐体108又は透明板107に生じる場合には操作片166によって圧力弁180を電気的に制御して動作させて観察装置1Cでの観察不良を防ぐことができる。
 また、本実施形態に係る観察装置1Cは、画像取得中には精緻な変形制御が可能な一方で、輸送中、保管中等の電源の供給がない状態であっても、変形制御機構が動作することによって、観察装置1Cが破壊することを防ぐことができる。
 また、画像取得中に電源供給を受けて行われる変形制御が可能なことにより、結露の原因となる高温多湿の空気が入り込まないように観察装置1Cの気密度を高めた場合であっても、筐体108又は透明板107の変形に基づく観察不良を防ぐことができる。
 なお、本実施形態では、内部環境と外部環境との圧力差に応じて動作する圧力弁180が、弁制御部の制御によっても動作するとした変形制御機構について説明したが、これに限定されない。例えば、変形制御機構は、圧力差そのものによって駆動せず、弁制御部によって動作する電磁弁であってもよい。このような場合であっても、第6の実施形態と同様に、筐体108又は透明板107の変形を抑制する効果が得られ得る。また、この場合には、輸送時や保管時のために、例えば手動で開の状態とするバルブを備えていてもよい。
 また、変形制御機構は、第2の閾値に応じて動作する圧力弁180と、第1の閾値に基づいて動作する電磁弁とのそれぞれを別に備えていてもよい。
 なお、第5の実施形態及び第6の実施形態において、圧力弁180は例えば観察装置1Cの下方に設けられている場合を例として説明したが、これに限定されない。圧力弁180は、筐体108や透明板107の何れかの場所に設けられていればよい。ただし、観察不良の原因となり得る結露等の対策から、画像取得ユニット150の可動範囲から離れた位置であることが望ましい。
 また、本実施形態に係る変形制御機構として、例えば、加熱部又は冷却部が設けられる仕様もあり得る。内部環境の圧力が低下して内部環境と外部環境との圧力差が所定の閾値以上となった場合には、加熱部は、内部環境の温度を上昇させて、内部環境の圧力を上昇させる。また、内部環境の圧力が上昇して当該圧力差が所定の閾値以上となった場合には、冷却部は、内部環境の温度を低下させて、内部環境の圧力を低下させる。このような変形制御機構であれば、観察装置1Cの気密性を維持したまま、本実施形態に係る圧力弁180と同様に、筐体108又は透明板107の変形に伴い生じる観察不良を抑制できる。さらに、このように変形制御機構として加熱部又は冷却部が設けられている場合には、圧力差が第1の閾値未満であっても温度差に起因して生じ得る、筐体108又は透明板107の圧力差に起因しない熱ひずみも抑制できる。
 第5の実施形態及び第6の実施形態では、観察側制御回路110と、画像処理回路120と、観察側記録回路130と、観察側通信装置140とが回路群106として筐体108の内部に備えられている場合を例として説明したが、これに限定されない。例えば、これらのうち1つ又は複数の機能が画像取得ユニット150に備えられていてもよい。また、例えば観察側通信装置140としての機能は、画像取得ユニット150と、回路群106との両方に備えられていてもよい。また、観察側制御回路110と、画像処理回路120と、観察側記録回路130とのうち1つ又は複数の機能が、コントローラ200に備えられていてもよい。すなわち、例えば上述した各種判定、画像処理等の一部又は全てがコントローラ200で行われてもよい。
 また、コントローラ200の備える各部のうち、例えば入出力装置270等、一部の要素が観察装置1Cに含まれていてもよい。さらに、観察装置1Cとコントローラ200とが1つの筐体に組み込まれた構成も考えられる。観察装置1Cとコントローラ200とが一体となった観察システム100Cは、例えば恒温室等の、ユーザ自身が使用環境に立ち入る場合に使用され得る。
 また、観察装置1Cとコントローラ200とは、それぞれ、観察側通信装置140とコントローラ側通信装置240とを介して、インターネット等の電気通信回線に接続されたIoT機器であってもよい。例えば観察装置1Cが配置されるインキュベータ等がIoT機器である場合には、インターネット回線を通じて外部環境に係る情報が取得できるようになるため、観察装置1Cは、より精緻に観察装置1Cの変形を抑制できる。さらに、観察時に限らず、観察装置1Cの輸送ルートに応じた変形制御も可能となる。
 また、観察システム100Cには、画像解析等の観察結果、ユーザの使用頻度等を含む観察システム100Cの使い方、インキュベータの設定等を記録して学習して、ユーザに、ユーザが設定する各種条件、パラメータ等を提示するような人工知能(AI)が含まれていてもよい。また、AIは、例えばDSP等に構築されて観察システム100Cの内部にあってもよいし、インターネット上に構築されて観察システム100Cの外部にあってもよい。このようなAIを含む観察システム100Cは、例えば、取得した画像について、サーバ上に用意されたデータベースを参照して細胞の様子、種類、培地の状態、異物混入の有無等を判定できる。また、例えば過去の観察装置1Cの使用状況や圧力弁180の動作状況を学習させることによって、より適切な筐体108又は透明板107の変形制御が可能となることは言うまでもない。
 本技術は、例えば監視カメラや内視鏡のように、撮像部と観察対象との間に透明なカバー等が存在して、多様な環境に配置され得る撮像装置に対しても有効である。本技術は、例えば当該カバーの変形に伴う観察不良について、ユーザへの警告を行ったり、当該カバーの変形を抑制したりできる。したがってユーザは、本技術を適用した撮像装置を使用すれば、例えば圧力差や温度差に起因する観察装置の変形に基づく観察不良なく、画像等の観察結果を取得できる。変形が繰り返されると各部位の劣化等が起こるが、これも本技術を利用すれば防止できる。
 [付記]
(1) 試料を撮像する撮像部を有する試料観察装置であって、
 上記撮像部の撮像用光路上に設けられる上記試料を配置するための透明板と、
 上記透明板とともに用いられて上記試料観察装置の内部環境を密閉状態とするように構成されている筐体と、
 上記透明板又は上記筐体に第1の閾値以上の変形が生じ得る場合に、上記内部環境と上記試料観察装置が配置される外部環境との間の圧力差を低減させるように動作する変形制御機構と、
 を備える試料観察装置。
(2) 上記変形制御機構は、
 上記筐体に固定された押さえ板と、
 上記押さえ板から離れる方向に弾性力を有し、かつ、一端が上記押さえ板と接触している弾性部材と、
 上記弾性部材の上記方向の上記押さえ板と接触していない一端と接触し、上記弾性力によって、上記筐体に設けられた穴を塞ぐように上記筐体に圧接される仕切り板と、
 をさらに備え、
 上記仕切り板は、上記内部環境と上記外部環境との間の圧力差に基づく応力を上記弾性部材に伝達し、
 上記弾性部材は、上記応力が上記透明板又は上記筐体に第1の閾値以上の変形が生じ得る第1の圧力差に基づく応力以上の場合に、上記方向へ変位することで上記仕切り板を動作させて上記内部環境と上記外部環境との間を空間的に接続する(1)に記載の試料観察装置。
(3) 上記内部環境の圧力が上記外部環境の圧力より高い場合に動作する第1の変形制御機構と、
 上記内部環境の圧力が上記外部環境の圧力より低い場合に動作する第2の変形制御機構とを備える(2)に記載の試料観察装置。
(4) 上記弾性力は、上記第1の変形制御機構と、上記第2の変形制御機構とが、同時に動作しない力の大きさである(3)に記載の試料観察装置。
(5) 上記変形に係る情報を変形情報として取得する変形情報取得部と、
 上記変形情報に基づいて上記透明板又は上記筐体に上記第1の閾値以上の変形が生じ得るか否かの判定を行う変形判定部と、
 上記判定の結果に基づいて上記変形制御機構の動作を制御する変形制御部と、
 をさらに備える(1)~(4)のうち何れか1つに記載の試料観察装置。
(6) 上記試料に対する撮影位置を変更するために上記撮像部を移動させる移動機構と、
 上記移動機構の動作を制御する位置制御部と、
 上記移動機構が所定の位置に移動したときに上記変形制御機構と接触可能なように上記移動機構に設けられる操作片と、
 をさらに備え、
 上記変形制御部は、上記位置制御部に上記移動機構を所定の位置へ移動させて上記操作片と上記変形制御機構とを接触させ、
 上記変形制御機構は、上記操作片との接触により動作する(5)に記載の試料観察装置。
(7) 上記変形制御機構は、
 上記透明板又は上記筐体の変形に伴う観察不良の抑制が要求される場合には、上記透明板又は上記筐体に上記第1の閾値以上の変形が生じ得ると判定された場合に上記変形制御部によって動作させられ、
 上記観察不良の抑制が要求されない場合には、上記透明板又は上記筐体に上記第1の閾値より大きく、上記試料観察装置の損傷が生じる第2の閾値以上の変形が生じ得る場合に上記内部環境と上記外部環境との間の圧力差に応じて動作する(5)又は(6)に記載の試料観察装置。
(8) 上記内部環境と上記外部環境との間の圧力差を計測する圧力センサをさらに備え、
 上記変形情報取得部は、上記圧力差を上記変形情報として取得し、
 上記変形判定部は、上記圧力差が所定の圧力差以上である場合に上記透明板又は上記筐体に上記第1の閾値以上の変形が生じる可能性があると判定し、
 上記変形制御部は、上記透明板又は上記筐体に上記第1の閾値以上の変形が生じる可能性があると判定された場合に上記変形制御機構を動作させることを特徴とする請求項48~請求項7のうち何れか1項に記載の試料観察装置。
(9) 上記内部環境と上記外部環境との間の温度差を計測する温度センサをさらに備え、
 上記変形情報取得部は、上記温度差を上記変形情報として取得し、
 上記変形判定部は、上記温度差が所定の温度差以上である場合に上記透明板又は上記筐体に上記第1の閾値以上の変形が生じる可能性があると判定し、
 上記変形制御部は、上記透明板又は上記筐体に上記第1の閾値以上の変形が生じる可能性があると判定された場合に上記変形制御機構を動作させる(5)~(7)のうち何れか1つに記載の試料観察装置。
(10) 上記透明板又は上記筐体の歪み量を計測する歪みセンサをさらに備え、
 上記変形情報取得部は、上記歪み量を上記変形情報として取得し、
 上記変形判定部は、上記歪み量が所定の歪み量以上である場合に上記透明板又は上記筐体に上記第1の閾値以上の変形が生じる可能性があると判定し、
 上記変形制御部は、上記透明板又は上記筐体に上記第1の閾値以上の変形が生じる可能性があると判定された場合に上記変形制御機構を動作させる(5)~(7)のうち何れか1つに記載の試料観察装置。
(11) 上記撮像における合焦位置のずれ量を取得して合焦判定を行う合焦判定部をさらに備え、
 上記変形情報取得部は、上記合焦位置のずれ量を上記変形情報として取得し、
 上記変形判定部は、上記合焦位置のずれ量が所定のずれ量以上である場合に上記透明板又は上記筐体に上記第1の閾値以上の変形が生じる可能性があると判定し、
 上記変形制御部は、上記透明板又は上記筐体に上記第1の閾値以上の変形が生じる可能性があると判定された場合に上記変形制御機構を動作させる(5)~(7)のうち何れか1つに記載の試料観察装置。
(12) 上記透明板又は上記筐体に上記第1の閾値以上の変形が生じ得る場合にユーザへ警告する警告制御部をさらに備える(1)~(11)のうち何れか1つに記載の試料観察装置。
(13)(1)~(12)のうち何れか1つに記載の試料観察装置と、
 ユーザの操作結果を取得して上記試料観察装置へ出力し、上記試料観察装置の観察結果を取得するコントローラと、
 を備える試料観察システム。
(14) 試料を撮像する撮像部と、上記撮像部の撮像用光路上に設けられる上記試料を配置するための透明板と、筐体とを有する試料観察装置の制御方法であって、
 上記透明板と上記筐体とを用いて上記試料観察装置の内部環境を密閉状態とすることと、
 上記透明板又は上記筐体に第1の閾値以上の変形が生じ得る場合に、上記内部環境と上記試料観察装置が配置される外部環境との間の圧力差を低減させるように変形制御機構を動作させることと、
 を含む試料観察装置の制御方法。
 [第7の実施形態](図48~図50)
 ところで、一般に、この種の試料観察装置は、培養容器と共にインキュベータ(incubator;恒温器)内で使用されるのが一般であることは上述した通りである。この場合において、例えば当該試料観察装置を恒温器内に設置する際には、前もって当該試料観察装置の初期設定等の操作が行われる。ここで、当該試料観察装置の初期設定としては、例えば観察ユニット等のXY平面での移動範囲内における位置調整等である。
 また、当該試料観察装置を恒温器内に設置した後においても、定期的に若しくは任意のタイミングで、培養液の補充若しくは交換作業や株分け作業等を行うことがある。そのような場合には、試料観察装置の動作を一時的に停止させるといった操作が要求される。そこで、これらの手作業を行う場合には、当該試料観察装置を、外部装置による操作とは別に、直接的に操作する操作部材が装置に設けられていれば至便である。
 しかしながら、当該試料観察装置の外表面、例えば上面や側面等に操作部材を設ける場合、試料観察装置の外装部材(固定部)と当該操作部材(可動部)との間には必ず隙間が生じる構成となる。すると、上記のような手作業を行う際に、例えば、上記隙間から装置内部に向けて培養液等や高湿な外気が浸入してしまう等といった事態も考えられる。
 上記日本国特許公開2005-295818号公報等によって開示されている従来の試料観察装置では、各種の操作は、基本的に外部装置からの遠隔操作によるものとなっており、上述のような手作業を行う際の考慮はなされていない。そればかりか、装置内部への培養液等や高湿な外気の浸入の可能性についても言及されていない。
 そこで、上述した点に鑑みて、以下の第7の実施形態においては、試料観察装置の外装部材に操作部材を設けた構成において、外装部材と操作部材との間に生じる隙間から装置内部への培養液等や高湿な外気の浸入を抑止することのできる操作部材周りの水密構造及び防湿構造を備えた試料観察装置及び操作部材を提供する。
 そのために、第7の実施形態の一態様の試料観察装置は、一面に開口を有する収納筐体と、上面側に平面部を有し上記収納筐体の上記開口を覆うように取り付けられて上記収納筐体を密閉された箱体とする蓋体である天板ユニットと、上記天板ユニットの一部に取り付けられる操作部材とを具備し、上記操作部材は、上記天板ユニットの上記平面部における孔に嵌合配置され、上記孔との間に生ずる隙間を埋めると共に、上記操作部材の配設部位近傍から上記収納筐体の内部への液体流路に複数箇所の液体せき止め部を設けた。
 本実施形態の一態様の操作部材は、平板状部材に取り付けられる操作部材において、上記平板状部材における上記操作部材の配設部位近傍に生じる隙間を埋めると共に、上記操作部材の配設部位近傍から培養液や高湿な外気の内部への浸入を阻止する円環状部材と、上記円環状部材の略中央部分の孔に嵌入され、一部が外部に露呈するようにして配設された作用部材とを有し、上記作用部材は、一部位が上記円環状部材の一部に密着し、他の一部位は上記天板ユニットの一部に密着することで水密構造及び防湿構造を構成する。
 本実施形態によれば、試料観察装置の外装部材に操作部材を設けた構成において、外装部材と操作部材との間に生じる隙間から装置内部への培養液等や高湿な外気の浸入を抑止することのできる試料観察装置及び操作部材を提供することができる。
 以下、本発明の第7の実施形態を説明する。本実施形態の試料観察装置は、基本的には、上述の第2の実施形態で説明した試料観察装置と同様である。したがって、本実施形態の試料観察装置の主な構成については、上述の第2の実施形態における説明及び図13~図20を参照し、それらの説明及び図示を省略する。そして、本実施形態においては、当該試料観察装置における複数の操作部材(操作部ユニット18の操作ボタン18a)の構成について以下に詳述する。
 図48は、本発明の第7の実施形態の試料観察装置の一部を示す図であって、図15の[21]-[21]線に沿う縦断面図である。なお、図48は、本実施形態の試料観察装置のうち、特に操作部ユニットとバルブリリーフの詳細構成を示すための図である。したがって、本実施形態の試料観察装置の内部に配設される各種構成ユニットのうちその他の構成ユニットについては、図面の煩雑化を避けるために図示を省略している。図48は、上述の第2の実施形態における図21に相当する図である。また、図49は、図48の操作部ユニットにおける操作ボタンの詳細を示す要部拡大縦断面図である。なお、図49は、図48の符号[49]で示す部位の部分断面図である。
 本実施形態において、複数の操作ボタン18aは、押圧式の操作部材を適用した例を示している。この操作ボタン18aを押圧操作することにより、その押圧力は、電気基板65上に実装されたスイッチ部品113(図48,図49参照)に作用して、当該スイッチ部品113のオンオフが行われるように構成している。
 上述したように、天板ユニット16Aに設けられる操作部ユニット18は、板金部材15の下面側(装置内側)に設けられている。そのために、天板ユニット16Aにおいて上記操作部ユニット18が配設されている部分であって、上記複数の操作ボタン18aに対応する部位には、上記板金部材15と上記スペーサシート19と上記透明板部材17のそれぞれに、孔15b,19a,17a設けられている。そして、これらの孔15b,19a,17aを介して上記複数の操作ボタン18aが押圧操作を行ない得る状態で一部が外部に露呈されている。
 このような構成により、上記複数の操作ボタン18aの周縁部と、天板ユニット16Aの孔15b,19a,17aとの間に隙間が生じることになる。この隙間は、上記複数の操作ボタン18aの押圧方向の作用を許容する上で必要なものである。
 しかしながら、上述したように、上記天板ユニット16Aの上面には、培養容器2が載置され、当該培養容器2に対しては、培養液の補充若しくは交換作業や株分け作業等を行うことがある。そのような作業を行う際には、例えば培養容器2等や補充器(不図示)等からこぼれたりした培養液等や高湿な外気が上記天板ユニット16Aの透明板部材17の上面を伝って操作ボタン18aの近傍に到達し、上記隙間を介して装置内部へと浸入してしまう可能性が考えられる。
 そこで、本実施形態の試料観察装置1Aにおける複数の操作ボタン18aは、各操作ボタン18aの周縁部と天板ユニット16Aの孔15b,19a,17aとの間の隙間から、培養液等や高湿な外気が装置内部へ浸入するのを抑止する水密構造及び防湿構造を構成している。
 即ち、本実施形態の試料観察装置1Aにおいて、複数の操作ボタン18aは、図48,図49に示すように、操作部ユニット18に含まれる電気基板65上に実装されたスイッチ部品113に作用して、当該スイッチ部品113のオンオフを行うための操作部材である。この場合において、上記複数の操作ボタン18aは、スイッチ部品113に対し、図49に示す矢印Vに沿う方向において上面から下面に向けた押圧力を受けるように構成されている。
 上記複数の操作ボタン18aのそれぞれは、当該透明板部材17の孔17aと操作ボタン18aとの間の隙間を埋めると同時に、操作ボタン18aの配設部位近傍から収納筐体11の内部への液体流路に複数箇所の液体せき止め部を設けることにより、培養液等や高湿な外気が上記収納筐体11の内部へと浸入するのを阻止することができるように構成されている。
 そのために、上記各操作ボタン18aは、ボタンゴム111(ボタン作用部材)と、周縁リング112(円環状部材)とを有して構成されている。そして、上記液体せき止め部は、嵌合する二つの部材、即ち上記周縁リング112(円環状部材)と上記ボタンゴム111(ボタン作用部材)とのいずれかに設けた凸部である。
 つまり、上記液体せき止め部は、上記周縁リング112(円環状部材)と上記ボタンゴム111(ボタン作用部材)とが嵌合する部位において、上記周縁リング112(円環状部材)と上記ボタンゴム111(ボタン作用部材)とのいずれか一方から他方に向けて突出するように形成された凸部(詳細後述)である。詳細は後述するが、上記凸部は、上記周縁リング112と上記ボタンゴム111とのいずれに形成してもよい。本実施形態では、ボタンゴム111の側に凸部を設けた例を示している(詳細後述;第1圧接部111d,第2圧接部111e参照)。
 ボタンゴム111は、電気基板65上において、上記スイッチ部品113を覆うように配設され、例えば柔軟で伸縮自在なシリコン系ゴムまたはフッ素系ゴム等のゴム素材を用いて形成されている。ここで、上記シリコン系ゴムまたはフッ素系ゴム等は、防湿性能が高く、かつ伸縮の性能が高い素材であって、復元力や弾性に優れている素材である。
 このボタンゴム111は、図49に示すように、内部にスイッチ部品113を収容する内部空間部111aを有し、その内部空間部111aの天井部分に上記スイッチ部品113のスイッチ113aに作用して、これを押圧する押圧凸部111bが形成されている。
 なお、ここで、ボタンゴム111において、上記押圧凸部111b及び内部空間部111aが形成されている部位を、作用部111fというものとする。この作用部111fの上面側の一部は、上記透明板部材17の孔17a(実際には周縁リング112の孔)から外部に向けて露呈している。そして、上記作用部111fにおいて、上記孔17aから外部に露呈している部分の略中央部分は、使用者が当該操作ボタン18aを押圧操作する際の押圧点となっている。
 また、当該ボタンゴム111の作用部111fの上記内部空間部111aの基端側の外周縁部には、全周に亘って脚部111cが形成されている。この脚部111cは、上記電気基板65上において、上記スイッチ部品113の外周縁を取り囲むように配置され、上記電気基板65に対して接着等の固定手段により固定されている。
 また、ボタンゴム111の脚部111cの上面側には、上方外部(図49の矢印V方向のうちの上向き矢印)に向けて突出するように第2圧接部111eが形成されている。この第2圧接部111eは上記脚部111cの上面全周に亘って形成されている。
 さらに、ボタンゴム111の作用部111fの外周面上には、側方外部(図49の矢印H方向)に向けて突出するように第1圧接部111dが形成されている。この第1圧接部111dは上記作用部111fの外周面の全周に亘って形成されている。
 一方、周縁リング112は、透明板部材17の孔17aに嵌合配置される円環状部材である。この周縁リング112の略中央部分には孔112aが形成されている。この孔112aには、上記ボタンゴム111の作用部111fが、その一部を外部に露呈するようにして配設されている。
 そのために、上記周縁リング112は、上記透明板部材17の孔17aの内周縁部を全周に亘って覆うように円環形状に形成されている。また、この周縁リング112は、透明板部材17の上表面から上側外部に向けて若干突出するように形成されている。この場合において、当該周縁リング112は、円環形状の外周縁部から内周縁部に向けて延びる面が上り勾配を有する傾斜面で形成されている。
 ここで、上記傾斜面は、換言すると、天板ユニット16Aの上面側の平面部(周縁リング112の外周縁部)から操作ボタン18aの略中心軸が通る押圧点(周縁リング112の内周縁部)に向けて延びる面といえる。
 つまり、周縁リング112の周縁は、天板ユニット16Aの上面側の平面部から外方に突出するように傾斜面で形成されている。このような形状とすることで、天板ユニット16Aの上面側の平面部にある液体は、当該平面部より上方に向けて突出する周縁リング112の傾斜面を伝って上方に移動することはない。なお、上記周縁リング112は、例えば樹脂素材等を用いて形成される成型部品である。
 上記周縁リング112は、透明板部材17の孔17aの内周縁部に対して、例えば接着材等の固定手段を用いて接着固定されている。ここで、上記接着剤は、例えば透明板部材17と周縁リング112の外周面との間に形成される隙間空間120(図49参照)を充填するように塗布される。なお、ここで、透明板部材17の孔17aの上面側内縁部は、上記隙間空間120の容積を確保するために、面取り加工が施されている。
 そして、天板ユニット16Aの板金部材15の下面側に操作部ユニット18の電気基板65が組み込まれたとき、ボタンゴム111の作用部111fは、上記透明板部材17の孔17aを介して一部が外部に露呈し、かつ透明板部材17の上表面から上側外部に向けて若干突出するように配置される。このとき、上記ボタンゴム111の作用部111fは、上記周縁リング112の内側空間に配設される。ここで、周縁リング112の外表面と、ボタンゴム111の作用部111fの外表面とは、段差の無い連続した表面となるように形成されている。なお、周縁リング112とボタンゴム111との接合部分には、当然ながら僅かな隙間は存在している。
 そして、この状態とされたとき、第1圧接部111dは、周縁リング112の内周面に対して圧接されることによって潰された形態で密着する。
 一方、同時に、上記第2圧接部111eは、上記天板ユニット16Aの板金部材15の下面側において孔15bの周縁部近傍の平面に対して圧接されることによって潰された形態で密着する。
 なお、図49においては、第1圧接部111d,第2圧接部111eは、通常状態(無負荷状態)時の形状を示すのみであり、潰れた状態は図示していない。つまり、図49においては、第1圧接部111dは周縁リング112と、第2圧接部111eは板金部材15と、それぞれ重複するように図示されている。しかし、実際には、第1圧接部111d,第2圧接部111eは、組み立てた状態では、いずれもが潰れた状態になる。
 このように、天板ユニット16Aにおいて、操作部ユニット18を組み込んだ状態としたときには、透明板部材17と周縁リング112の外周面との隙間空間120に接着剤等が充填されることにより、透明板部材17の孔17aの内周縁と周縁リング112との間は接着剤等によって封止される。
 また、ボタンゴム111の作用部111fの外周面と周縁リング112の内周面との間は、第1圧接部111dと周縁リング112の内周面とが密着した状態となることにより水密性が確保されている。
 さらに、ボタンゴム111の脚部111cと板金部材15の孔15bの近傍との間は、第2圧接部111eと板金部材15の孔15bの周縁近傍の下面側平面とが密着した状態となることにより水密性が確保されている。
 これらの構成に加えて、さらに、透明板部材17と板金部材15との間は、上述したように、スペーサシート19を介して接着剤等を用いて張り付けられているので、この部位においても外部に対して封止されている。
 このように、天板ユニット16Aに対して操作ボタン18aは、外部からの操作を受け入れることができるように外部に露呈させて配設されてありながら、培養液等や高湿な外気が装置内部へ浸入するのを確実に抑止する水密構造及び防湿構造を構成している。この場合において、ボタンゴム111は、柔軟で伸縮自在なゴム等の素材を用いて形成されているので、例えば、第1圧接部111dと第2圧接部111eとが対応する固定部(周縁リング112,板金部材15)に対して密着固定された状態となっていても、作用部111fは、押圧操作を受けると、電気基板65上の対応する所定のスイッチ部品113に作用することができ、これをオンオフすることができるように構成されている。
 このような構成によって、本実施形態の試料観察装置1Aにおいては、天板ユニット16Aの操作部ユニット18における複数の操作ボタン18aは、押圧操作を受け入れて支障なく所定のスイッチ部品113に作用し得る状態を維持しつつ、当該操作ボタン18aを取り付けることによって必然的に形成されてしまう複数の隙間部分を封止して、当該複数の隙間部分からの培養液等や高湿な外気の浸入を抑止することができる。
 なお、本実施形態においては、上記操作部ユニット18における操作ボタン18aの形態を、複数の押圧式の操作部材を適用した例を示すものであるが、操作ボタン18aの形態は、これに限られることはない。
 例えば、上記押圧式の操作ボタン18aに代えて、操作部ユニット18における操作部材としてタッチパネルを適用することもできる。この場合には、天板ユニット16Aの透明板部材17には、操作ボタン18aを操作可能とするために外部に露呈させるための孔17aが不要となる。したがって、これにより、上述したような、水密構造及び防湿構造も不要とすることができる。
 その他の構成は、上述の第2の実施形態の試料観察装置1Aと同様である。
 以上説明したように上記第7の実施形態によれば、天板ユニット16Aの一部として取り付けられる操作部ユニット18における複数の操作部材18aは、天板ユニット16Aの平面部における孔(17a,19a,15b)に嵌合配置され、これらの孔(17a,19a,15b)との間に生ずる隙間を埋めると共に、各操作部材18aの配設部位近傍から培養液等や高湿な外気が収納筐体11の内部へと浸入するのを阻止する周縁リング112(円環状部材)と、周縁リング112(円環状部材)の略中央部分の孔に嵌入され、一部が外部に露呈するように配設される作用部111fとによって構成され、上記作用部111fは、第1圧接部111dと第2圧接部111eとを有して形成され、上記第1圧接部111dは、上記周縁リング112(円環状部材)の内周面に密着し、上記第2圧接部111eは、天板ユニット16Aの板金部材15の下面の一部に密着することで水密構造及び防湿構造を備えている。
 また、天板ユニット16Aの透明板部材17の孔17aと、上記周縁リング112(円環状部材)との間を接着剤によって固定し、両者の間に生じる隙間に接着剤を充填することによって、当該隙間を接着封止している。
 さらに、透明板部材17と板金部材15との間は、スペーサシート19を挟んで接着固定するようにしている。これにより、透明板部材17とスペーサシート19と板金部材15との間も接着封止されている。
 このような構成により、天板ユニット16Aと操作ボタン18a(操作部材)との間に生じる隙間から装置内部への培養液等や高湿な外気の浸入を確実に抑止することができる。
 さらにまた、周縁リング112(円環状部材)は、円環形状の外周縁部から内周縁部に向けて延びる面が上り勾配を有する傾斜面で形成され、この傾斜面と操作ボタン18aの作用部111fの上面とは、略連続した面で形成されている。つまり、周縁リング112の外表面と、ボタンゴム111の作用部111fの外表面とは、段差の無い連続した表面となるように形成されている。
 このような構成とすることにより、周縁リング112とボタンゴム111との接合部分(僅かな隙間)を、天板ユニット16Aの平面部よりも高い位置に配置することができるので、例えば天板ユニット16Aの平面部にこぼれた培養液等や高湿な外気は、容易に上記隙間へと浸入することがない。また、たとえ、上記隙間から培養液等や高湿な外気が浸入したとしても、当該隙間には、上記第1圧接部111dが周縁リング112の内周面に密着していることによって、それ以上の培養液等や高湿な外気の浸入は阻止される。
 したがって、さらに確実に、隙間から装置内部への培養液等や高湿な外気の浸入を抑止することができる。
 また、操作ボタン18aの外表面、即ち天板ユニット16Aの平面部から突出する外部露呈部分を、略連続した面で形成し段差をなくしているので、上記天板ユニット16Aの平面部にこぼれた培養液等や高湿な外気を、例えばウエス等を用いて拭き取るような場合にも、操作ボタン18aの突出部位において引っ掛かるようなこともなく、スムースに拭き取り操作を行うことができる。
 [変形例]
 上述の第7の実施形態においては、操作ボタン18aは、ボタンゴム111(ボタン作用部材)と周縁リング112(円環状部材)とによって構成した例を示しているが、これとは異なる構成例について、以下に、変形例として簡単に説明する。
 図50は、本発明の第7の実施形態の試料観察装置における操作ボタンの変形例の詳細を示す要部拡大断面図である。図50は、図49に相当する図である。
 本変形例における操作部ユニット18Aの操作ボタン18Aaの構成は、上述の第7の実施形態の操作ボタン18aの構成と基本的には略同様である。したがって、以下の説明では、上述の第7の実施形態と異なる部分についてのみ異なる符号を付して説明し、同様の構成については、同じ符号を付して、その説明を省略する。
 本変形例における操作部ユニット18Aの操作ボタン18Aaは、ボタン板111Aと、周縁リング112(円環状部材)とによって構成されている。即ち、本変形例においては、上述の第7の実施形態におけるボタン作用部材としてボタンゴム111に代えてボタン板111Aを用いて構成している点が異なる。ここで、周縁リング112は、上述の第7の実施形態と同様構成である。
 上記ボタン板111Aは、例えば樹脂製素材(例えばポリエステル製等)の薄板状部材によって形成されており、その上面の作用部111Afは、上記天板ユニット16Aの透明板部材17の平面と略平行な平面に形成されている。そして、この作用部111Afの平面の周縁部は、上記周縁リング112の傾斜面と連続する面となるように形成されている。
 また、ボタン板111Aの内面側、即ち内部空間部111Aaの天井部分には、押圧凸部111Abが形成されている。この押圧凸部111Abは、スイッチ部品113のスイッチ113aに作用して、これを押圧する部位である。
 そして、上記ボタン板111Aの外周面は、周縁リング112の内周面に対して接着固定されている。これにより、上記ボタン板111Aの外周面と周縁リング112の内周面との接合部分に生じる隙間空間121が埋められて接着封止されている。
 このように、本変形例においては、上述の第7の実施形態のボタンゴム111に代えてボタン板111Aを適用したので、上記ボタンゴム111における第1圧接部111d,第2圧接部111eを不要とし、隙間空間120,121の接着封止のみで水密構造及び防湿構造を実現している。
 このような構成により、本変形例によれば、より簡単な構成で、上記第7の実施形態と同様の効果を得ることができる。
 なお、上記変形例で示す構成とは別に、上記ボタン板111Aと周縁リング112とを一体に形成した一部品で構成してもよい。
 そのような構成とすれば、両者間に隙間空間が生じることもないので、透明板部材17と周縁リング112の外周面との間の隙間空間120のみを接着封止することにより、確実かつ簡単な構成で水密構造及び防湿構造を実現できる。
 [付記]
(1) 一面に開口を有する収納筐体と、
 上面側に平面部を有し上記収納筐体の上記開口を覆うように取り付けられて上記収納筐体を密閉された箱体とする蓋体である天板ユニットと、
 上記天板ユニットの一部に取り付けられる操作部材と、
 を具備し、
 上記操作部材は、上記天板ユニットの上記平面部における孔に嵌合配置され、上記孔との間に生ずる隙間を埋めると共に、上記操作部材の配設部位近傍から上記収納筐体の内部への液体流路に複数箇所の液体せき止め部を設けた試料観察装置。
(2) 上記操作部材は、上記天板ユニットの上記平面部における孔に嵌合配置される円環状部材と、上記円環状部材の略中央部分の孔に嵌入され一部が外部に露呈するように配設される作用部材とを有して構成される(1)に記載の試料観察装置。
(3) 上記液体せき止め部は、上記円環状部材と上記作用部材とが嵌合する部位において、上記円環状部材と上記作用部材とのいずれか一方から他方に向けて突出するように形成された凸部からなる(2)に記載の試料観察装置。
(4) 上記作用部材は、一部位が上記円環状部材の一部に密着するように設けられ、他の一部位は上記天板ユニットの一部に密着するように配設されることで水密構造及び防湿構造を構成する(2)に記載の試料観察装置。
(5) 上記円環状部材は、上記天板ユニットに形成された上記孔に嵌合配置され、樹脂素材によって成型される部品であり、
 上記作用部材は、電気基板上に実装されたスイッチ部品を覆うように同電気基板上に配設され、柔軟で伸縮自在なシリコン系ゴムまたはフッ素系ゴムを用いて形成されている(2)に記載の試料観察装置。
(6) 上記円環状部材は、円環形状の外周縁部から内周縁部に向けて延びる面が上り勾配を有する傾斜面で形成されている(2)に記載の試料観察装置。
(7) 上記円環状部材は、天板ユニットの上面側の平面部から上記操作部材の押圧点に向けて延びる上り傾斜面を有して形成されている(2)に記載の試料観察装置。
(8) 上記作用部材は、
スイッチ部品を収容する内部空間部と、
上記内部空間部の天井部分に形成され、上記スイッチ部品のスイッチに作用してこれを押圧する押圧凸部と、
上記内部空間部の外周面上に全周に亘って側方に向けて突設される第1圧接部と、
上記内部空間部の基端側の外周縁部に全周に亘って形成される脚部と、
上記脚部の上面に全周に亘って上方に向けて突設される第2圧接部と、
を有し、
上記第1圧接部は、上記円環状部材の内周面に圧接され密着し、
上記第2圧接部は、上記天板ユニットの下面側の平面に圧接され密着することによって水密構造及び防湿構造を構成する(2)に記載の試料観察装置。
(9) 上記円環状部材は、さらに、上記天板ユニットに対して接着固定される(8)に記載の試料観察装置。
(10) 上記円環状部材の傾斜面と上記作用部材の上面とは、略連続した面で形成されている(2)に記載の試料観察装置。
(11) 平板状部材に取り付けられる操作部材において、
 上記平板状部材における上記操作部材の配設部位近傍に生じる隙間を埋めると共に、上記操作部材の配設部位近傍から培養液や高湿な外気の内部への浸入を阻止する円環状部材と、
 上記円環状部材の略中央部分の孔に嵌入され、一部が外部に露呈するようにして配設された作用部材とを有し、
 上記作用部材は、一部位が上記円環状部材の一部に密着し、他の一部位は上記天板ユニットの一部に密着することで水密構造及び防湿構造を構成する操作部材。
 [第8の実施形態](図51)
 ところで、撮像光学系や電気部品等を内部に備えて構成される試料観察装置においては、高温高湿度環境等に晒されることは望ましいことではない。このことから、この種の試料観察装置においては、内部に設けられる撮像光学系を含む観察用撮像ユニットや、その他の電気部品等を含む各種の構成ユニットを、装置の使用される過酷環境、例えばインキュベータ内部の使用環境等から保護するために、外装部材に密閉構造(気密水密構造)を備えて構成する等の工夫が考えられる。
 ところが、上記日本国特許公開2005-295818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、インキュベータ内で使用されることが記載されているが、当該装置を密閉構造(気密水密構造)とする等、高温高湿環境等の過酷環境内で使用するのに際しての構成については特に言及がない。
 しかしながら、この種の試料観察装置において、例えばインキュベータ内部の使用環境等から保護するための構成として、単に外装部材を密閉構造(気密水密構造)とするだけでは、次に述べるような問題点が生じる可能性がある。
 上述したように、試料観察装置を使用する際のインキュベータ内の温度は、例えば摂氏37度程度の高温環境となる。一方、そのインキュベータを設置する一般的な実験室等の室内気温は、例えば摂氏20度程度が保持されているような環境となっているのが普通である。
 したがって、例えば摂氏20度程度の実験室内環境にある試料観察装置を、使用を開始するために、インキュベータの内部に設置して加温した場合、当該試料観察装置の内部温度も上昇し、その結果、当該試料観察装置の内部の気体(空気)は熱膨張する。このような熱膨張は、当該試料観察装置の外装部材に歪み等の変形を生じさせる原因になる。
 そこで、このような変形を抑止するためには、内外気圧差を平準化する等の対策が必要になる。例えば、試料観察装置の密閉構造を一時的に開放して内部気圧を減圧するといった手段が考えられ、そのための構造的な工夫が必要となる。さらに、その場合においても、例えば高湿な外気が装置内部に入り込む可能性もあり、そのための対策も考慮しなければならない。
 このように、インキュベータ内部等の過酷環境下で使用される試料観察装置においては、装置自体を密閉構造とするのみでなく、さらなる構成の工夫が多々必要となる。
 そこで、上述した点に鑑みて以下の第8の実施形態においては、試料観察装置の密閉構造を構成しつつ、装置内部と外部との温度差や気圧差が生じたときには内外気温差,気圧差の平準化を行うことのできる構成を備え、かつ内部に高湿な外気が入り込んだ場合を考慮して、内部の湿度を所定の範囲内に保持することができるような構成を備えた試料観察装置を提供する。
 そのために、第8の実施形態の一態様の試料観察装置は、試料を収容する容器と、上記容器内に収納された試料を観察する観察用撮像ユニットと、全体として扁平な略直方体形状を成し、一面に開口を有する収納筐体と、上記容器を載置するための透明な平面部を有し、上記収納筐体の上記開口を覆うように取り付けられることで上記収納筐体を密閉された箱体とする天板ユニットと、上記収納筐体に設けられ上記収納筐体と上記天板ユニットとによって形成される密閉空間の内部気圧の調整を行う圧力調整弁と、上記収納筐体に設けられ上記収納筐体と上記天板ユニットとによって形成される密閉空間の内部の気体湿度を低減させる吸湿乾燥剤とを具備する。
 本実施形態によれば、試料観察装置の密閉構造を構成しつつ、装置内部と外部との温度差や気圧差が生じたときには内外気温差,気圧差の平準化を行うことのできる構成を備え、かつ内部に高湿な外気が入り込んだ場合を考慮して、内部の湿度を所定の範囲内に保持することができるような構成を備えた試料観察装置を提供することができる。
 以下、本発明の第8の実施形態を説明する。本実施形態の試料観察装置は、基本的には、上述の第2の実施形態で説明した試料観察装置と同様である。したがって、本実施形態の試料観察装置の主な構成については、上述の第2の実施形態における説明及び図13~図20を参照し、それらの説明及び図示を省略する。そして、本実施形態においては、当該試料観察装置における吸湿乾燥剤等を配設する棚状部の構成について以下に詳述する。
 図51は、本発明の第8の実施形態の試料観察装置の一部を示す図であって、図15の[21]-[21]線に沿う縦断面図である。なお、図51は、本実施形態の試料観察装置のうち、特に操作部ユニットとバルブリリーフと吸湿乾燥剤等を配設する棚状部の詳細構成を示すための図である。したがって、本実施形態の試料観察装置の内部に配設される各種構成ユニットのうちその他の構成ユニットについては、図面の煩雑化を避けるために図示を省略している。図51は、上述の第2の実施形態における図21に相当する図である。
 本実施形態における試料観察装置1Aの収納筐体11において、上記接続コネクタ12の配設されている一側面に対向する他側面近傍には、上記収納筐体11の開口11aに対向する底面寄りの部位に棚状部13が形成されている(図18,図51参照)。この棚状部13は、例えばシリカゲル(silica gel),ゼオライト(zeolite;沸石),酸化アルミ等の吸湿乾燥剤若しくは防湿剤等(図51の符号115参照;以下、吸湿乾燥剤等と略記する)を収納するために設けられている。
 さらに、収納筐体11の底面には、当該装置本体10の内部気圧の調整を行うための圧力調整弁であるリリーフバルブ61(図14,図51等参照;詳細後述)等が配設されている。このリリーフバルブ61は、収納筐体11において上記棚状部13の近傍の底面側に設けられている。なお、上記棚状部13の床面部には、当該棚状部13の底面側に設けられているリリーフバルブ61に対向する部位に貫通孔13aが形成されている。この貫通孔13aは、詳細は後述するが、リリーフバルブ61を介して外部と連通する孔部となっている。
 棚状部13が底面側に設けられていると、貫通孔に近く、なおかつ安定して吸湿乾燥剤等を置くことが可能となる。観察ユニット21など、可動部を有する構成であれば、吸湿乾燥剤等は、例えば、壁部材等によって囲われて空気の流れが抑制されるような構造のいわゆる小部屋構造部の内部に、上記リリーフバルブ61a,61b(圧力調整弁)と共に配置されている。このように、小部屋構造部の内部に吸湿乾燥剤等を設けた構成の方が、当該吸湿乾燥剤等を開放された空間に配置するよりも信頼性が高くなる。
 また、ここで、図示したように、例えば電気回路(制御ユニット32;後述)やモーター(駆動部28,29;後述)等の発熱部材が多く配置された近傍に、吸湿乾燥剤を内部に配設した小部屋構造部を設けたので、吸湿乾燥効果を高めることができる。小部屋の天井部にフッ素多孔質シートをかぶせて、気体の動きを制約して、湿度の機器内拡散を防止してもよい。
 ところで、上記試料観察装置1Aにおける装置本体10Aは、上述したように、収納筐体11と天板ユニット16Aとによって構成されており、天板ユニット16Aは収納筐体11の開口11aを塞ぐように配設される。このとき、両者間(天板ユニット16Aと収納筐体11との間)には、シール部材14が介在することによって、装置本体10Aの内部空間を水密的にあるいは気密的に密閉状態とする密閉構造が実現されている。
 また、上記試料観察装置1Aは、通常の場合、上述したように、恒温器101内に設置されて使用されるものである。細胞等の培養を行いながら当該試料観察装置1Aを使用する際には、恒温器101内の温度は、例えば摂氏37度程度の高温環境になる。
 一方、恒温器101が設置してある一般的な実験室等の室内気温は、例えば摂氏20度程度が保持された環境となっているのが普通である。
 他方、上記試料観察装置1Aを、例えば遠隔地へと輸送する等といった場合には、上記試料観察装置1Aは、上記室内環境からさらに気温の低い外部環境、例えば摂氏5度程度の低温環境に晒される場合も考えられる。
 したがって、例えば摂氏5~20度程度の比較的低温の外部環境にある試料観察装置1Aを、使用を開始するために、恒温器101の内部に設置して加温した場合、当該試料観察装置1Aの装置本体10Aの気密状態にある内部温度は、例えば摂氏15~25度程度、上昇することになる。すると、装置本体10Aの内部空間の気体(空気)は、熱膨張することは周知である(例えば約1.5倍程度の膨張)。
 装置本体10Aの内部空間の気体(空気)が膨張した場合、例えば光透過部16aの透明薄板部材17は、十分の数ミリ程度の変形が見られる場合がある。また、装置本体10Aを構成する収納筐体11や天板ユニット16Aにおいても、小型化,軽量化を考慮して薄板部材で形成するような場合には、高剛性部材を用いても若干の変形が生じることもある。
 そこで、上記試料観察装置1Aの装置本体10Aにおいては、装置本体10A内の気体の温度が外部に体して大きく変化することによって生じる内外の気圧差を解消するための圧力調整弁であるリリーフバルブ(relief valve)61a,61bを具備している(図9参照)。このリリーフバルブ61a,61bについて、主に図9を用いて以下に説明する。
 上記リリーフバルブ61a,61bは、内部圧力が上昇又は下降した際に自動的に内部圧力を放出させ又は外部圧力を取り込んで内部圧力を降下又上昇させると共に、内外圧力差を解消させると自動的に閉じる構造を有する弁である。
 上記リリーフバルブ61a,61bは複数設けられている。本実施形態においては、例えば吸気用及び排気用として一対(二個)のリリーフバルブ61a,61bを設けた例を示している。
 ここで、上記一対のリリーフバルブ61a,61bのうち一方のリリーフバルブ61aは、装置本体10Aの内部空間の気体(空気)の温度が外気温よりも高い場合(例えば恒温器101内で使用していた装置本体10Aを、使用終了後又は使用中断等によって恒温器101の外部に取り出した場合等)に装置本体10A内の気体を外部に自動的に放出する機能を有する弁である。
 つまり、換言すると、一方のリリーフバルブ61a(圧力調整弁)は、装置本体10Aの収納筐体11(格納部)内の気圧が外気圧よりも高くなったときに弁を開放する。
 また、他方のリリーフバルブ61bは、装置本体10Aの内部空間の気体(空気)の温度が外気温よりも低い場合(例えば使用開始前又は運搬等によって恒温器101の外部にあった装置本体10Aを、恒温器101内に載置して使用開始した場合等)に装置外部の気体(恒温器101内の気体)を装置本体10Aの内部に自動的に取り込む機能を有する弁である。
 つまり、換言すると、他方のリリーフバルブ61b(圧力調整弁)は、外気圧が装置本体10Aの収納筐体11(格納部)内の気圧よりも高くなったときに弁を開放する。
 上記リリーフバルブ61a,61bは、図9に示すように、バルブハウジング11eと、弁座11fと、弁体62と、付勢部材63と、O(オー)リング64等から構成される。
 なお、当該リリーフバルブ61a,61b自体の構成は、従来の一般的なものと同様の構成である。したがって、リリーフバルブ61a,61bの構成の詳細説明は省略し、以下に簡単に説明する。
 上記リリーフバルブ61a,61bのバルブハウジング11eは、収納筐体11の底面における所定の位置に形成される2つの貫通孔11dに対応する位置に、当該収納筐体11と一体に形成されている。
 ここで、上記収納筐体11の2つの貫通孔11dの形成位置は、上記観察ユニット21が移動する領域以外の領域としている。
 2つのリリーフバルブ61a,61bの各バルブハウジング11eは、上記2つの貫通孔11dのそれぞれに対応する位置に形成されている。具体的には、例えば、上記棚状部13の下側部位等に、上記2つのリリーフバルブ61a,61bは配設されている。
 また、各バルブハウジング11eには、上記2つの貫通孔11dに対向するそれぞれの部位に、略同形態の貫通孔11cが形成されている。また、各バルブハウジング11eには、弁座11fが形成されている。
 一方のリリーフバルブ61aの弁座11fは、一方の貫通孔11cの近傍に設けられている。また、他方のリリーフバルブ61bの弁座11fは、他方の貫通孔11dの近傍に設けられている。各弁座11fの近傍には、それぞれにO(オー)リング64が配設されている。
 一方、各バルブハウジング11e内には、それぞれに、付勢部材63と、弁体62とが配設されている。上記弁体62は、弁座11fに対向する位置に設けられている。また、付勢部材63は、弁体62を弁座11fに向けて付勢し得る位置に設けられている。
 この場合において、一方のリリーフバルブ61aにおける付勢部材63は、弁体62を図9の矢印符号A方向に付勢している。また、他方のリリーフバルブ61bにおける付勢部材63は、弁体62を図9の矢印符号B方向に付勢している。こうして付勢部材63の付勢力は、弁体62を弁座11fに向けて付勢している。
 このとき同時に、弁体62は、Oリング64に圧接している。つまり、このとき、Oリング64は、弁体62とバルブハウジング11eの内壁との間で押し潰されるように変形して、両者(弁体62とバルブハウジング11eの内壁)に密着した状態となっている。この状態がリリーフバルブ61a,61bの通常状態である。リリーフバルブ61a,61bが、この状態にあるとき、装置本体10Aの密閉(水密気密)構造は保持されている。
 装置本体10Aの内部の気体温度と、装置外部の気体温度とが、略同等であって、両者の温度差がほとんどないか、若しくは少ない場合には、リリーフバルブ61a,61bは通常状態にある。即ち、リリーフバルブ61a,61bは各貫通孔11dを覆い、装置本体10Aの密閉状態を保持している。
 一方、装置本体10Aの内部の気体温度が、装置外部の気体温度よりも高い状態となった場合には、装置本体10Aの内部の気圧が上昇する。すると、リリーフバルブ61aにおいては、装置本体10Aの内部の気体が付勢部材63の付勢力に抗して弁体62を図9の矢印符号Aとは反対方向(矢印Bと同方向)に押し下げる。これにより、リリーフバルブ61aの側では弁体62と弁座11fとの間に隙間が生じる。したがって、装置本体10Aの内部の気体は、リリーフバルブ61a側の貫通孔11cからバルブハウジング11eを介して貫通孔11dを通して外部へと流出する。
 またこのとき、リリーフバルブ61bにおいては、装置本体10Aの内部の気体が弁体62を図9の矢印符号B方向(付勢部材63の付勢力と同方向)に押し下げる。これにより、リリーフバルブ61bの側では弁体62と弁座11fとの密着状態は維持されている。したがって、これにより、装置本体10Aの内部と外部との気圧差が解消される。
 他方、装置本体10Aの内部の気体温度が、装置外部の気体温度よりも低い状態となった場合には、装置本体10Aの内部の気圧が下降する。すると、リリーフバルブ61bにおいては、装置本体10Aの外部の気体が付勢部材63の付勢力に抗して弁体62を図9の矢印符号Bとは反対方向(矢印Aと同方向)に押し上げる。これにより、リリーフバルブ61bの側では弁体62と弁座11fとの間に隙間が生じる。したがって、装置本体10Aの外部の気体が、リリーフバルブ61b側の貫通孔11dからバルブハウジング11eを介して貫通孔11cを通して装置内部へと流入する。
 またこのとき、リリーフバルブ61aにおいては、装置本体10Aの外部の気体(バルブハウジング11e内の気体)が弁体62を図9の矢印符号A方向(付勢部材63の付勢力と同方向)に押し上げる。これにより、リリーフバルブ61aの側では弁体62と弁座11fとの密着状態は維持されている。したがって、これにより、装置本体10Aの内部と外部との気圧差が解消される。
 このとき、上述したように、装置本体10Aの外部の気体、即ち恒温器101内の高温高湿な気体が、リリーフバルブ61bの貫通孔11d,貫通孔11cを介して通して装置内部へと流入すると、装置内部が高湿環境になってしまう。
 そこで、本実施形態の試料観察装置1Aにおいては、リリーフバルブ61a,61bの貫通孔11cの近傍に吸湿乾燥剤等を配設することによって、内部に流入した高湿気体から即座に吸湿するように構成している。ここで、吸湿乾燥剤等は、収納筐体11と天板ユニット16Aとによって形成される装置本体10Aの密閉空間の内部の気体湿度を低減させるものである。
 また、壁を設けることによって、複数の吸湿乾燥剤等が並べられ、吸湿効果を持つ表面積を稼ぐことができ、吸湿性能を向上させることができる。また、吸湿乾燥剤交換時等に、機器内に埃等が散布されることを防止している。
 天板ユニットは、ガラス,金属板などで平面度を向上させている関係から、筐体のモールド部材よりも熱伝導率が高く、湿度の影響で結露を生じやすい。しかしながら、このような構成にすることによって、吸湿乾燥剤等を天板ユニット方向に近づけて、湿度の影響を軽減させる効果も有する。
 さらに、この吸湿乾燥剤等の上から、気体の動きを制限しながら気体を通す多孔質フッ素シートをかぶせる等で、湿度や埃等の影響が軽減できる。
 詳しくは、リリーフバルブ61a,61bの貫通孔11cの近傍に、上記棚状部13の貫通孔13aが対向配置されている。これにより、リリーフバルブ61が所定の作用によって開状態とされたとき、外部と連通するように構成されている。そして、上記棚状部13の上面側には、例えばシリカゲル,ゼオライト,酸化アルミ等の吸湿乾燥剤等を、図9に示すように、透湿性の袋部材に梱包した吸湿乾燥剤袋115が配設されている。なお、上記吸湿乾燥剤袋115は、例えば両面テープ等を用いて上記棚状部13の床面若しくは側壁面等に接着固定されている。
 このような構成により、リリーフバルブ61a,61bが作用することによって、外部から装置内部に高湿気体が流入しても、吸湿乾燥剤等によって、即座に吸湿されることになるので、装置内部の湿度は、所定の範囲内に保持することができるように構成されている。
 なお、このような物質に限る必要はなく、電気的に除湿する装置や素子を代用させてもよい。また、その他の場所に、吸湿乾燥剤等を併設すれば、なお効果を高めることが出来る。
 なお、試料観察装置1Aの装置本体10Aを、例えば恒温器101内の棚板101a(図1参照)等の平面の上に載置したとき、装置本体10Aの収納筐体11の底面が平面に対して密着状態になると、上記貫通孔11dを塞いでしまうことになる。このときの、貫通孔11dの閉塞状態を避けるために、上記装置本体10Aの収納筐体11の底面には、いわゆるゴム足部材等と呼ばれる脚部材(不図示)が複数設けられている。この脚部材としては、例えば収納筐体11の底面側の四隅部近傍であって、上記貫通孔11dに干渉しない部位のそれぞれに設けるようにすればよい。
 また、上記試料観察装置1Aの装置本体10Aは、小型化,軽量化を考慮して、より薄板部材が用いられる場合があり、その場合には、さらに、収納筐体11や天板ユニット16A,透明薄板部材17等が変形し易い構造となる。このように装置本体10Aが変形し易い構造であればあるほど、内外温度差に起因して生じる内外気圧差をより正確に、かつ緻密に制御する必要がある。
 さらに、装置本体10Aの内部の湿度が所定の範囲内で正常に保持されているかどうかの目安は、上記湿度センサ39等を用いて確認することができる。
 以上説明したように上記一実施形態によれば、剛性を有する板金部材15に対し透明板部材17を接着して一体化させることにより天板ユニット16Aを構成している。このような構成により、透明板部材17の温湿度変化等に起因する変形を抑止することができる。
 さらに、天板ユニット16Aと装置本体10Aとによって、内部を封止した密閉構造を構成すると共に、内外気圧差が生じた場合に、その内外気圧差を自動的に平準化するために、一対のリリーフバルブ61a,61bを設けて構成している。
 そして、さらに、上記一対のリリーフバルブ61a,61bの近傍に、吸湿乾燥剤等を配設するための棚状部13を設けて構成している。この場合において、棚状部13の床面には、上記一対のリリーフバルブ61a,61bに対応する貫通孔を形成している。
 このような構成とすることにより、試料観察装置1Aを密閉構造としながら、内外気圧差が生じた場合には、一対のリリーフバルブ61a,61bの作用によって、自動的に気圧差を平準化すると共に、内部へ高湿気体が流入した場合には、吸湿乾燥剤等によって、内部湿度を保持することができる。したがって、装置内部への高湿気体の流入に起因して、例えば観察窓としての光透過窓15aに対応する部位の透明板部材17を曇らせるようなこともなく、常に、クリアな状態で観察対象物の観察を行うことができる。
 さらに、湿度センサ39を設けることによって、内部湿度の状態を常に監視することができ、例えば異常発生時には、即座に状態を把握することができる。
 [付記]
(1) 試料を収容する容器と、
 上記容器内に収納された試料を観察する観察用撮像ユニットと、
 全体として扁平な略直方体形状を成し、一面に開口を有する収納筐体と、
 上記容器を載置するための透明な平面部を有し、上記収納筐体の上記開口を覆うように取り付けられることで上記収納筐体を密閉された箱体とする天板ユニットと、
 上記収納筐体に設けられ、上記収納筐体と上記天板ユニットとによって形成される密閉空間の内部気圧の調整を行う圧力調整弁と、
 上記収納筐体に設けられ、上記収納筐体と上記天板ユニットとによって形成される密閉空間の内部の気体湿度を低減させる吸湿乾燥剤と、
 を具備して構成されている試料観察装置。
(2) 上記吸湿乾燥剤は、上記収納筐体と上記天板ユニットとによって形成される密閉空間の内部において、上記圧力調整弁の近傍に配設されている(1)に記載の試料観察装置。
(3) 上記吸湿乾燥剤は、空気の流れを抑制する小部屋構造内に上記圧力調整弁と共に配置されている(1)に記載の試料観察装置。
(4) 上記吸湿乾燥剤は、上記圧力調整弁と共に発熱部材の近傍に配置されている(1)に記載の試料観察装置。
(5) 上記収納筐体は、上記吸湿乾燥剤を載置する棚状部を、さらに有する(1)~(4)のいずれか一つに記載の試料観察装置。
(6) 上記圧力調整弁は二個設けられており、
 一方の圧力調整弁は、上記収納筐体と上記天板ユニットとによって形成される密閉空間の内部気圧が外気圧よりも高くなったときに弁を開放し、
 他方の圧力調整弁は、上記収納筐体と上記天板ユニットとによって形成される密閉空間の内部気圧よりも外気圧が高いときに弁を開放する(1)~(5)のいずれか一つに記載の試料観察装置。
 [第9の実施形態](図52)
 ところで、試料観察装置においては、上記撮像素子等を駆動する駆動回路や、照明光源を駆動する照明回路及びその駆動回路,当該撮像素子等によって取得された画像データに関する各種の信号処理等を行う画像信号処理回路等のほか、観察用撮像ユニットをXY平面上において移動させる駆動源の駆動回路等、各種の電気回路等を実装した制御部を備えて構成されているのが一般である。そして、上記各種の回路を実装した制御部は、上記試料観察装置の稼働中には、常に動作している状態にあることから発熱に対する工夫が必要であることは周知である。
 特に、上記試料観察装置等においては、上述したように、高温環境等、過酷環境下での使用が前提となるので、上記制御部を含む電気的な構成物(即ち電気基板等)は、例えば当該試料観察装置内における密閉された空間内に配設される構成となるのが一般である。
 したがって、そのような密閉空間内に配設された発熱源からの熱が、観察対象物の収納されている培養容器へと伝導することを抑止すると共に、外部へと効率よく放熱させる等、発熱に対する構成上の工夫が必要となる。
 ところが、上記日本国特許公開2005-295818号公報等によって開示されている試料観察装置では、装置に設けられる電気回路等の発熱源から発生する熱を放熱するといった熱対策についての考慮がなされていないという問題点がある。
 そこで、上述した点に鑑みて以下の第9の実施形態においては、電気回路を含む電気基板や各種構成ユニット等の発熱源からの熱が、装置内部の構成部材や観察対象物(培養容器)に対して悪影響を及ぼさないようすると共に、発生した熱を装置外部に向けて効率的に発散放熱させることのできる構成を備えた試料観察装置を提供する。
 そのために、第9の実施形態の一態様の試料観察装置は、試料を収容する容器と、上記容器内に収納された試料を観察する観察用撮像ユニットと、全体として扁平な略直方体形状を成し一面に開口を有して形成され内部に上記観察用撮像ユニットを搭載する被駆動ユニットを備えた収納筐体と、上記容器を載置する透明な平面部を有し上記収納筐体の上記開口を覆うように取り付けられることで上記収納筐体を密閉された箱体とする天板ユニットと、上記収納筐体の内部空間を隔てる隔壁とを具備した。
 本実施形態によれば、電気回路を含む電気基板や各種構成ユニット等の発熱源からの熱が、装置内部の構成部材や観察対象物(培養容器)に対して悪影響を及ぼさないようすると共に、発生した熱を装置外部に向けて効率的に発散放熱させることのできる構成を備えた試料観察装置を提供することができる。
 以下、本発明の第9の実施形態を説明する。本実施形態の試料観察装置は、基本的には、上述の第2の実施形態で説明した試料観察装置と同様である。したがって、本実施形態の試料観察装置の主な構成については、上述の第2の実施形態における説明及び図13~図20を参照し、それらの説明及び図示を省略する。そして、本実施形態においては、当該試料観察装置における装置本体のうちの一部の構成について以下に詳述する。
 図10は、本発明の第9の実施形態の試料観察装置における装置本体のうち下半部の構成要素(観察用撮像ユニットを含む駆動ユニット,収納筐体)を組み立てた状態を示す外観斜視図である。
 上述の第2の実施形態等の各実施形態において既に説明したように、駆動ユニット20Aは、観察ユニット21をXY平面に平行な面内で互いに直交するX軸及びY軸の二方向に直線的に移動させる駆動手段と、その観察ユニット21の移動を案内(ガイド)する機構とによって主に構成されている。
 即ち、駆動ユニット20Aは、図18~図19等に示すように、被駆動ユニット30と、駆動部28,29と、メインフレーム31と、制御ユニット32等によって構成されている。
 なお、以下の説明において、上記駆動ユニット20Aは、観察ユニット21を含めた形態として説明している。この観察ユニット21は、被駆動ユニット30に搭載されることによって、XY平面内でX軸方向及びY軸方向に移動する構成ユニットである。
 まず、上記駆動ユニット20Aのうちメインフレーム31は、当該駆動ユニット20Aの主な構成部材(観察ユニット21,被駆動ユニット30等)を内部に収納すると共に、外面に他の構成部材(駆動部28,29,制御ユニット32等)を装着した組立体である。そして、この組立体は、上記天板ユニット16Aの下面側の所定の部位に一体に装着されるフレーム部材である。このメインフレーム31は、例えば樹脂製の素材等を用いて形成されている。
 詳述すると、上記メインフレーム31は、Z方向に沿って延びる四つの壁部によって構成されている。図6,図7に示すように、この四つの壁部は、
 上記収納筐体11の長辺に沿う方向(Y軸方向)に延設され、同収納筐体11の短辺方向に所定の間隔を置いて対向配置される一対の長辺側壁31bと、
 上記収納筐体11の短辺に沿う方向(X軸方向)に延設され、同収納筐体11の長辺方向に所定の間隔を置いて対向配置される一対の短辺側壁31aと
がある。
 この場合において、上記一対の長辺側壁31bは、上記収納筐体11の長辺方向の内寸法よりも充分に小となるように設定されている。これにより、当該メインフレーム31が収納筐体11の内部に配置された時、収納筐体11の内部において長辺方向に所定の容積を持つ内部空間が形成されるように設定されている。
 一方、上記一対の短辺側壁31aは、上記収納筐体11の短辺方向の内寸法と略同等で、若干小となるように設定されている。これにより、当該メインフレーム31が収納筐体11の内部に配置された時、メインフレーム31の短辺側壁31aは、収納筐体11の内部において短辺方向に、略同寸でガタなく収まるように形成されている。
 上記四つの壁部(各一対の長辺側壁31bと短辺側壁31b)によって構成される上記メインフレーム31は、Z軸方向の上下端面、即ち天板ユニット16Aに平行な面が上面及び下面ともに開口した形態に形成されている。即ち、上記メインフレーム31は、上記四つの壁部(31a,31b)のみで形成されている。
 そして、上記メインフレーム31の上面は、上記天板ユニット16Aの板金部材15の下面側の所定の部位に一体に装着されている。なお、図10においては、天板ユニット16Aの図示は省略している。
 上記メインフレーム31は、上記収納筐体11内において当該収納筐体11の長辺方向(Y軸方向)の一端部に寄せて配設されている。そのために、上述したように、上記一対の長辺側壁31bは、収納筐体11の長辺方向の内寸法よりも充分に小とされている。したがってこれにより、内部に観察ユニット21,被駆動ユニット30等を組み込んだ状態で上面に天板ユニット16A(図52では不図示)を装着したメインフレーム31を、収納筐体11の内部に収納した状態とすると、上記収納筐体11の内部には、図10において符号11xで指し示される二点鎖線で表す領域に、所定の内部空間が形成される。この内部空間を、第1の内部空間というものとし、符号11xを付して示すものとする。
 上記内部空間11xは、上記メインフレーム31の一対の短辺側壁31aのうちの一方と、収納筐体11の内壁面及び底面と、天板ユニット16Aの一部とによって囲まれた小部屋空間である。これにより、上記メインフレーム31の一対の短辺側壁31aのうちの一方は、上記収納筐体11の内部空間、即ち第1の内部空間11xと第2の内部空間31xとの間を隔てる隔壁となっている。この第1の内部空間11xの内部には、駆動部28,29と制御ユニット32等が配設される。
 ここで、駆動部28,29と制御ユニット32等は、一対の短辺側壁31aのうちの一方の短辺側壁31aに取り付けられている(詳細後述;図2,図6参照)。
 また、この状態、即ち、内部に観察ユニット21,被駆動ユニット30等を組み込み済みで、かつ上面に天板ユニット16Aを装着したメインフレーム31を、収納筐体11に取り付けた時、上記メインフレーム31の下面は、収納筐体11の床面に当接する。したがって、メインフレーム31と、天板ユニット16A(下面)と、収納筐体11(床面)とによって、所定の容積を有する内部空間(図10の矢印符号31xで指し示す領域)が形成される。この内部空間を第2の内部空間というものとし、符号31xを付して示すものとする。この第2の内部空間31x内には、観察ユニット21を搭載した被駆動ユニット30等が収納されている。
 本実施形態の試料観察装置1Aは、上述のように構成されている。その他の構成については、上述の第2の実施形態で既に説明しているので、詳細な説明を省略する。
 このように構成された本実施形態の試料観察装置1Aにおいては、観察ユニット21を搭載した被駆動ユニット30を組み付けた状態のメインフレーム31の上面側に天板ユニット16Aが装着され、この天板ユニット16Aの下面側に、収納筐体11を、上記メインフレーム31を内部に収納する形態で取り付ける。
 このようにして、当該試料観察装置1Aを組み立てた状態とした時、収納筐体11の内部においては、メインフレーム31が、長辺方向において一端部に寄った位置に配設される。このメインフレーム31は、自身の側壁31a,31bと、天板ユニット16A(下面)と、収納筐体11(床面)とによって第2の内部空間31x(図10参照)が形成される。そして、この第2の内部空間31x内には、観察ユニット21が被駆動ユニット30によって移動自在に配設されている。
 ここで、上記観察ユニット21は、撮像素子45や光源部材52等を備えると共に、これらの駆動回路(58,56,57等)を実装した電気基板53を有して構成されている。これら撮像素子45,光源部材52,電気基板53等は、当該試料観察装置1Aの稼働時には大きな熱源となる。以下、第2の内部空間31x内にある熱源としての観察ユニット21を、第2の熱源というものとする。
 一方、上記収納筐体11の内部において、上記メインフレーム31の占有領域以外の部位には、第1の内部空間11x(図10参照)が形成されている。この第1の内部空間11xには、駆動部28,29や制御ユニット32等が配設されている。
 ここで、駆動部28,29は、上記観察ユニット21をXY平面において移動させるための駆動源としての駆動モータを含む構成ユニットである。したがって、当該駆動部28,29は、稼働時には大きな熱源となる。
 また、上記制御ユニット32は、当該試料観察装置1Aにおける主たる制御部71を含む各種の電気回路を実装して構成されている。したがって、この制御ユニット32もまた稼働時には大きな熱源となる。以下、第1の内部空間11x内にある熱源としての駆動部28,29及び制御ユニット32を、第1の熱源というものとする。
 上述したように、本実施形態の試料観察装置1Aにおいては、主な熱源となる構成ユニットのうち第1の熱源(駆動部28,29及び制御ユニット32)と、第2の熱源(観察ユニット21)とを、分離して配置すると共に、両者を互いに離れた位置に配置するようにしている。
 さらに、本実施形態においては、第1の熱源と第2の熱源との間に、メインフレーム31の一つの側壁(短辺側壁31a)を隔壁として配設している。このような構成とすることにより、第1の熱源を第1の内部空間11x内に配設し、第2の熱源を第2の内部空間31x内に配設して、熱源を分離配置すると共に、両者間に隔壁を設けて熱伝導を遮断している。したがって、第1の内部空間11xと第2の内部空間31xとを隔壁によって隔てることによって、第1の熱源からの発熱と第2の熱源からの発熱とが合流することを阻止し、よって、第1の熱源からの発熱と第2の熱源からの発熱との合流によるさらなる高温化が抑止される。
 この場合において、第1の内部空間11xと第2の内部空間31xとの間の隔壁として、メインフレーム31の短辺側壁31aを用いている。上述したように、メインフレーム31は、例えば樹脂製の素材等を用いて形成されている。このことから、隔壁としてのメインフレーム31の短辺側壁31aの熱伝導率は、空気の熱伝導率よりも高いものである。したがって、第1の内部空間11xや第2の内部空間31xで発生した熱は、当該隔壁(短辺側壁31a)を介して、これに連設される別の部位へと伝導し、やがて外部に放熱されることになる。これにより、第1の内部空間11x,第2の内部空間31xの内部の温度上昇は抑止される。
 また、第1の内部空間11x内において、第1の熱源は、メインフレーム31の短辺側壁31aに直接取り付けられている。上述したように、メインフレーム31は、金属部材等に比べて熱伝導率の低い樹脂製素材で構成されているものであるが、第1の熱源が短辺側壁31aに直接取り付けられていることから、当該短辺側壁31aを介して上面側の天板ユニット16Aへと熱伝導する。
 上述したように、天板ユニット16Aの下面側には、熱伝導性の良好な金属製等の板金部材15が設けられている。したがって、第1の内部空間11x内から短辺側壁31aを介して上面側に伝導した熱は、板金部材15に伝導される。板金部材15は、広い面積を有して形成され、透明板部材17を介して外面に露呈している。したがって、当該板金部材15に伝導された熱は、効率よく外部に放熱される。
 なお、板金部材15には、開口としての光透過窓15aが形成されているので、この部分には、熱は伝導しない。当該光透過窓15aに相当する部分の上面側(透明板部材17の上面)には、培養容器2が載置されるが、上述したように、板金部材15を伝導してきた熱は、光透過窓15aの部位には伝導しない。したがって、第1の内部空間11xから短辺側壁31a及び板金部材15を介して伝導されてきた熱は、培養容器2へ影響を与えることなく、外部に放熱されるように構成されている。
 さらに、光透過窓15aは、第1の熱源から離れた位置に配置されているので、板金部材15を伝ってくる熱は、光透過窓15a近傍に到達する前に、外部に放熱されるか、若しくは冷却されることになる。したがって、このことからも、第1の内部空間11xからの培養容器2への熱伝導が抑制される。
 また、第2の内部空間31xにおいては、内部に第2の熱源(観察ユニット21)を有する。ここで、観察ユニット21は、当該試料観察装置1Aの稼働中には、XY平面上を移動する構成ユニットである。したがって、他の構成ユニットには、直接接触しているものではなく、このことから、当該観察ユニット21からの発熱は、例えば第2の内部空間31x内の空気を介して放熱されることになる。この場合においても、観察ユニット21の移動する領域の上面側には、天板ユニット16Aの板金部材15が設けられている。したがって、これにより、観察ユニット21の発熱は、空気を介して上昇し、板金部材15に伝導された後、外部に放熱される。
 以上説明したように上記第9の実施形態によれば、収納筐体11の内部空間に対し、メインフレーム31の一方の短辺側壁31aを隔壁として2つの空間を形成するように構成する。ここで、収納筐体11の内部に形成される2つの空間のうち一方は、第1の熱源(駆動部28,29及び制御ユニット32)を内部に設けた第1の内部空間11xと、第2の熱源(観察ユニット21)を内部に設けた第2の内部空間31xとである。このように、当該試料観察装置1Aにおいては、主な熱源となる構成ユニットのうち第1の熱源と第2の熱源とを分離して配置し、かつ、両者を互いに離れた位置に配置している。
 これにより、発熱の集中を避け、分散させることにより、放熱効果を高めることに寄与することができる。
 また、第1の内部空間11x(第1の熱源)と第2の内部空間31x(第2の熱源)との間は、空気の熱伝導率よりも熱伝導性の高い素材、例えば樹脂素材で形成したメインフレーム31の一つの側壁(短辺側壁31a)を隔壁として配設している。
 この構成により、第1の内部空間11x(第1の熱源)と第2の内部空間31x(第2の熱源)とで発生した熱は、当該隔壁(短辺側壁31a)を介して、これに連設される別の部位へと伝導し、やがて外部に放熱されることになる。これにより、第1の内部空間11x,第2の内部空間31xの内部の温度上昇を抑止することができる。
 さらに、第1の熱源と第2の熱源との間にメインフレーム31の一つの側壁(短辺側壁31a)を配設したことにより、両者間の熱伝導を遮断して、第1の熱源からの発熱と第2の熱源からの発熱とが合流することを阻止している。よって、第1の熱源からの発熱と第2の熱源からの発熱との合流によるさらなる高温化を抑止することができる。
 また、第1の内部空間11x内においては、第1の熱源がメインフレーム31の短辺側壁31aに直接取り付けられ、当該短辺側壁31aは、上面側の天板ユニット16の板金部材15に取り付けられている。したがって、第1の熱源からの発熱は、短辺側壁31aから板金部材15へと熱伝導する。
 この構成により、板金部材15へ伝導された熱は、良好な熱伝導性のゆえに、外部へ向けて効率的に放熱される。この場合において、板金部材15の光透過窓15aには、熱伝導が遮断されるので、この部分の上面側に載置される培養容器2へと熱伝導することもない。したがって、第1の熱源からの熱が培養容器2内の細胞等に影響を与えることはない。
 さらに、光透過窓15aは、第1の熱源から離れた位置に配置されているので、第1の内部空間11xから培養容器2への熱伝導を抑制することができる。
 そして、第1の内部空間11xにおいては、内部で固定される第1の熱源(駆動部28,29及び制御ユニット32)を有している。この第1の熱源の構成ユニットは、移動制御をする必要が無いので、隔壁によって囲い込むように形成した狭い空間に配置することができる。そうした構成を採ったとしても、隔壁には、別の構成部材が連なっていることから、第1の熱源から発生した熱は、最終的に外部へと効率的に放熱することができる。
 また、第2の内部空間31xにおいては、内部で移動する第2の熱源(観察ユニット21)を有している。当該観察ユニット21からの発熱は、第2の内部空間31x内の空気へと放熱された後、上面側の天板ユニット16Aの板金部材15へと伝導され、その後、外部に放熱される。このように、移動する第2の熱源の移動領域を覆うように、熱伝導性の高い部材(板金部材15)を設けることによって、第2の内部空間31xにおいても、効率的な放熱を行うことができる。
 なお、上述の構成に加えて、第2の内部空間31x内を冷却する手段として、例えば冷却用ファンを、メインフレーム31の側壁に設ける構成も考えられる。冷却用ファンは、外気を気密空間内に取り入れて、熱と共に外部に排出するために、強制的に気流を生じさせる構成ユニットである。したがって、この構成を採用する場合には、収納筐体11の気密性を確保する工夫が必要となる。
 例えば、冷却用ファンをメインフレーム31の一方の側壁に設けると共に、第2の熱源を挟んで上記冷却ファンの対向する壁面に、導電性の良好な金属板等を設けて構成する。この場合において、上記金属板の一面はメインフレーム31の内側に露呈させ、他面はメインフレーム31の外面に露呈させるように配設する。
 このような構成とすることにより、冷却ファンからの気流は、第2の熱源に吹き付けられることによって、当該第2の熱源の熱を含んで、対向面の金属板へと吹き付けられる。これにより、金属板に熱が伝導した後、メインフレーム31の外部に放熱される。これにより、収納筐体11の気密性を維持しながら、効果的な放熱を行うことができる。
 また、上述の第9の実施形態においては、収納筐体11の内部空間に対して、樹脂製のメインフレーム31を用いて2つの内部空間を形成している。即ち、収納筐体11においてメインフレーム31の一方の短辺側壁31aを隔壁として、第1の内部空間11xを形成し、この第1の内部空間11x内に第1の熱源を設けるように構成している。
 このような構成とは別の構成として、次のような構成も考えられる。
 即ち、上述の第1の内部空間11xと第2の内部空間31xとを、分離した個別の筐体として構成し、この2つの筐体を組み合わせることによって、装置本体10を構成するようにしてもよい。
 [付記]
(1) 試料を収容する容器と、
 上記容器内に収納された試料を観察する観察用撮像ユニットと、
 全体として扁平な略直方体形状を成し一面に開口を有して形成され内部に上記観察用撮像ユニットを搭載する被駆動ユニットを備えた収納筐体と、
 上記容器を載置する透明な平面部を有し上記収納筐体の上記開口を覆うように取り付けられることで上記収納筐体を密閉された箱体とする天板ユニットと、
 上記収納筐体の内部空間を隔てる隔壁と、
 を具備した試料観察装置。
(2) 上記隔壁は、上記収納筐体の内部空間を第1の内部空間と第2の内部空間とに隔て、
 上記第1の内部空間には、第1の熱源が配設され、
 上記第2の内部空間には、第2の熱源が配設されている(1)に記載の試料観察装置。
(3) 熱源を複数の場所に分離して配置し、
 移動制御を行わなくてもよい熱源を隔壁で囲い込むことによって、
 上記隔壁で囲われた熱源から発生した熱を、上記隔壁を介して効率的に放熱する(1)に記載の試料観察装置。
(4) 上記第1の内部空間において、上記第1の熱源は、上記隔壁に接して取り付けられ、
 上記第2の内部空間において、上記第2の熱源は、移動可能に配設されている(2)に記載の試料観察装置。
(5) 上記第1の熱源は、駆動源及び制御部を含む構成ユニットであり、
 上記第2の熱源は、撮像素子及び照明光源とそれらの駆動回路を含む上記観察用撮像ユニットである(2)に記載の試料観察装置。
 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。
 本出願は、
2016年12月21日に日本国に出願された特許出願2016-247747号と、
2017年 3月10日に日本国に出願された特許出願2017-046501号と、
2017年 3月 6日に日本国に出願された特許出願2017-042007号と、
2017年 3月 6日に日本国に出願された特許出願2017-042008号と、
2017年 3月10日に日本国に出願された特許出願2017-046502号と、
2017年 3月10日に日本国に出願された特許出願2017-046503号と、
2017年 3月10日に日本国に出願された特許出願2017-046504号と、
を優先権主張の基礎として出願するものである。
 上記各号の基礎出願により開示された内容は、本願の明細書と請求の範囲と図面に引用されているものである。
 本発明は、試料観察装置に限られることはなく、対象物に対して所定の間隔を保持しながら観察用撮像ユニットを所定方向に移動させることによって所望の対象物の表面を走査する形態の装置、例えばフラットベッド型スキャナやフイルムスキャナ等のイメージスキャナのほか、立体物の表面を走査する3Dスキャナ等の走査装置に対しても、全く同様にかつ容易に適用することができる。

Claims (22)

  1.  試料を観察する観察ユニットと、
     該観察ユニットを収納し、該試料観察装置の内部環境を密閉状態とするように構成する筐体を備え、
     該筐体は、前記観察ユニットの観察光路上に設けられる前記試料を配置するための透明板を有す試料観察装置。
  2.  請求項1に記載の試料観察装置において、
     X軸方向またはY軸方向に駆動される観察ユニットと、
     X軸方向に沿って配置されていると共に上記観察ユニットと係合して上記観察ユニットをX軸方向に沿って支持するX駆動軸と、
     上記X駆動軸の両端部をそれぞれ支持すると共にY軸方向ガイド軸に沿って移動するX駆動軸ガイド部材と、
     上記X駆動軸ガイド部材の少なくとも一方をY軸方向に駆動することにより上記X駆動軸をY軸方向へ駆動するY軸方向駆動部と、
     Y軸方向に沿って配置されていると共に上記観察ユニットと係合して上記観察ユニットをY軸方向に沿って支持するY駆動軸と、
     上記Y駆動軸の両端部をそれぞれ支持すると共にX軸方向ガイド軸に沿って移動するY駆動軸ガイド部材と、
     上記Y駆動軸ガイド部材の少なくとも一方をX軸方向に駆動することにより上記Y駆動軸をX軸方向へ駆動するX軸方向駆動部と、
     を具備し、
     上記観察ユニットは、上記X駆動軸によって駆動される際には上記Y駆動軸に沿ってY軸方向に移動し、上記Y駆動軸によって駆動される際には上記X駆動軸に沿ってX軸方向に移動することを特徴とする駆動ユニットを備えた試料観察装置。
  3.  請求項2に記載の試料観察装置において、
     上記X駆動軸と上記Y駆動軸とはそれぞれ複数の軸部材から構成され、
     上記観察ユニットは、上記X駆動軸と上記Y駆動軸とが直交することによって形成される格子状の開口部内に配置されていることを特徴とする試料観察装置。
  4.  請求項3に記載の試料観察装置において、
     上記X駆動軸ガイド部材に支持されている上記Y軸方向ガイド軸と、上記Y駆動軸ガイド部材に支持されている上記X軸方向ガイド軸とのガタを吸収するガタ吸収部を、
     さらに有することを特徴とする試料観察装置。
  5.  請求項1に記載の試料観察装置において、
     前記透明板を有し、前記筐体に取り付けられることで、前記筐体を密閉された箱体とする天板ユニットと、
     該天板ユニットに一体に装着された状態で、前記筐体の内部に収納され、前記観察ユニットを所定のXY平面内で移動させるための駆動ユニットと、を備える
     ことを特徴とする試料観察装置。
  6.  請求項5に記載の試料観察装置において、
     前記透明板は、前記天板ユニットに一体に装着される
     ことを特徴とする試料観察装置。
  7.  請求項5に記載の試料観察装置において、
     試料を収容可能な容器の前記天板ユニット上での位置決めを行う容器ホルダをさらに具備する
     ことを特徴とする試料観察装置。
  8.  請求項1に記載の試料観察装置において、
     前記筐体は、全体と扁平な略直方体形状と成し一面に開口を有して形成され、内部に前記観察ユニットを搭載する被駆動ユニットを備え、
     前記筐体の内部空間を隔てる隔壁と、
     を具備したことを特徴とする試料観察装置。
  9.  請求項8に記載の試料観察装置において、
     前記隔壁は、前記隔壁の内部空間を第1の内部空間と前記第2の内部空間とに隔て、
     前記第1の内部空間には、第1の熱源が配設され、
     前記第2の内部空間には、第2の熱源が配設される
     ことを特徴とする試料観察装置。
  10.  請求項9に記載の試料観察装置において、
     前記第1の熱源は、駆動源及び制御部を含む構成ユニットであり、
     前記第2の熱源は、撮像素子及び照明光源とそれらの駆動回路を含む前記観察ユニットである
     ことを特徴とする試料観察装置。
  11.  請求項1に記載の試料観察装置において、
     前記筐体は、該筐体または前記透明板に変形が生じる場合に、該筐体の内部環境と外部環境との差を解消するように動作する変形制御機構を、
     さらに有することを特徴とする試料観察装置。
  12.  請求項11に記載の試料観察装置において、
     前記筐体の内部環境の圧力が前記筐体の外部環境の圧力よりも高い場合に動作する第1の変形制御機構と、
     前記筐体の内部環境の圧力が前記筐体の外部環境の圧力よりも高い場合に動作する第2の変形制御機構と、を備える
     ことを特徴とする試料観察装置。
  13.  請求項11に記載の試料観察装置において、
     前記変形制御機構は、前記筐体または前記透明板に第1の閾値以上の変形が生じ得る場合に、前記筐体の内部環境と前記筐体が配置される外部環境との間の圧力差を低減させるように動作し、
     前記変形に係る情報を変形情報として取得する変形情報取得部と、
     前記変形情報に基づいて前記透明板又は前記筐体に前記第1の閾値以上の変形が生じ得るか否かの判定を行う変形判定部と、
     前記判定の結果に基づいて前記変形制御機構の動作を制御する変形制御部と、をさらに備える、
     ことを特徴とする試料観察装置。
  14.  請求項11に記載の試料観察装置において、
     前記変形制御機構は、前記筐体または前記透明板に第1の閾値以上の変形が生じ得る場合に、前記筐体の内部環境と前記筐体が配置される外部環境との間の圧力差を低減させるように動作し、
     前記内部環境と前記外部環境との間の温度差を計測する温度センサをさらに備え、
     前記変形情報取得部は、前記温度差を前記変形情報として取得し、
     前記変形判定部は、前記温度差が所定の温度差以上である場合に前記透明板又は前記筐体に前記第1の閾値以上の変形が生じる可能性があると判定し、
     前記変形制御部は、前記透明板又は前記筐体に前記第1の閾値以上の変形が生じる可能性があると判定された場合に前記変形制御機構を動作させる
     ことを特徴とする試料観察装置。
  15.  請求項13に記載の試料観察装置において、
     前記透明板又は前記筐体の歪み量を計測する歪みセンサをさらに備え、
     前記変形情報取得部は、前記歪み量を前記変形情報として取得し、
     前記変形判定部は、前記歪み量が所定の歪み量以上である場合に前記透明板又は前記筐体に前記第1の閾値以上の変形が生じる可能性があると判定し、
     前記変形制御部は、前記透明板又は前記筐体に前記第1の閾値以上の変形が生じる可能性があると判定された場合に前記変形制御機構を動作させる
     ことを特徴とする試料観察装置。
  16.  請求項1に記載の試料観察装置において、
     前記筐体に設けられ、該筐体と前記透明板によって形成される密閉空間の内部の気体湿度を低減させる吸湿乾燥剤と、を具備して構成される
     ことを特徴とする試料観察装置。
  17.  請求項16に記載の試料観察装置において、
     前記筐体は、該筐体または前記透明板に変形が生じる場合に、該筐体の内部環境と外部環境との差を解消するように動作する変形制御機構と、を備え
     前記吸湿乾燥剤は、前記筐体と前記透明板によって形成される密閉空間の内部において、前記変形制御機構の近傍に配設されている
     ことを特徴とする試料観察装置。
  18.  請求項1に記載の試料観察装置において、
     該試料観察装置が配置される使用環境に係る情報を取得する環境情報取得部と、
     該試料観察装置の機器温度を計測するセンサ部と、
     前記試料環境に係る情報と前記機器温度とに基づいて、該試料観察装置の準備操作時に、観察光路上に結露が発生する可能性があるか否かの第1の判定を行う判定部と、を備える
     ことを特徴とする試料観察装置。
  19.  請求項18に記載の試料観察装置において、
     前記環境情報取得部は、前記使用環境に係る情報として前記使用環境の露点温度を環境露点温度として取得し、
     前記判定部は、該試料観察装置が前記使用環境に配置された後に、前記機器温度が前記環境露点温度より低い場合に前記観察光路上に結露が発生していると判定する第2の判定を行う
     ことを特徴とする試料観察装置。
  20.  請求項18に記載の試料観察装置において、
     前記観察ユニットが観察して得られた画像について画像処理を行う画像処理回路をさらに備え、
     前記判定部は、該試料観察装置が前記使用環境に配置された後に、前記画像処置で得られた結果に基づいて、前記観察光路上に結露が発生しているか否かの第2の判定をされに行う
     ことを特徴とする試料観察装置。
  21.  請求項1に記載の試料観察装置において、
     前記筐体の上面側に平面部と前記透明板を有し、前記筐体に取り付けられることで、前記筐体を密閉された箱体とする天板ユニットと、
     該天板ユニットの一部に取り付けられる操作部材と、を具備し、
     該操作部材は、前記天板ユニットの前期平面部における孔に嵌合配置され、該孔との間に生ずる隙間を埋めると共に、前記操作部材の配置部位付近から前記筐体の内部への液体の流路に複数個所の液体せき止め部を設けた
     ことを特徴とする試料観察装置。
  22.  請求項21に記載の試料観察装置において、
     前記操作部材は、前記天板ユニットの前記平面部における孔に嵌合配置される円環状部材と、
     該円環状部材の略中央部分の孔に嵌入され、一部が外部に露呈するように配設される作用部材と、を有して構成される
     ことを特徴とする試料観察装置。
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