(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察システムを用いて、試料の観察像を取得する方法であって、以下の工程を具備する：
（ａ）  観察システムを用意する工程、ここで
観察システムは、観察ユニットおよびコンピュータを含み、
観察ユニットは、
試料が収容された容器が裁置される裁置台、
試料の観察像を取得することが可能な観察装置、および
試料を照明する照明装置
を具備し、
コンピュータはメモリを具備し、
（ｂ）  裁置台に、試料が収容された容器を裁置する工程、
（ｃ１）  照明装置が試料を照明しながら裁置台を移動させ、観察装置を用いて試料を探索する工程、ここで
観察装置のシャッタ速度が所定のシャッタ速度に設定されていて、観察像の輝度が所定範囲の輝度になっていなければ、観察装置のシャッタ速度は変えずに照明装置の照度を調整し、
（ｃ２）  工程（ｃ１）において探索された試料の座標をメモリに記録する工程
（ｄ１）  メモリから読み出された試料の座標に基づいて裁置台を移動させる工程、
（ｄ２）  工程（ｃ１）において照明装置に設定される照度よりも高い照度で照明装置を点灯する工程、
（ｄ３）  観察装置のオートフォーカス制御を実行する工程、
（ｄ４）  観察像の輝度が所定範囲の輝度になっていなければ、照明装置の照度は変えずに観察装置のシャッタ速度を調整する工程、
（ｄ５）  観察装置を用いて試料の観察像を取得する工程、そして
（ｅ）  所定期間経過後、工程（ｄ１）〜工程（ｄ５）を繰り返す工程。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、
工程（ｃ２）において、工程（ｃ１）において探索された試料に関するズーム倍率がメモリに記憶され、かつ
工程（ｄ５）において、メモリに記憶されたズーム倍率に基づいて試料の観察像が取得される。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、
工程（ｃ２）において、工程（ｃ１）において探索された試料に関するフォーカス位置がメモリに記憶され、かつ
工程（ｄ５）において、メモリに記憶されたフォーカス位置に基づいて試料の観察像が取得される。
【請求項４】
請求項２に記載の方法であって、
工程（ｃ２）において、工程（ｃ１）において探索された試料に関するフォーカス位置がメモリに記憶され、かつ
工程（ｄ５）において、メモリに記憶されたフォーカス位置に基づいて試料の観察像が取得される。
【請求項５】
請求項２に記載の方法であって、
工程（ｄ２）において、メモリに記憶されたズーム倍率に基づいて照明装置の照度を調整する。
【請求項６】
請求項１に記載の方法であって、
工程（ｃ１）において、観察装置のシャッタ速度が観察装置において設定可能な範囲の下限値に設定されている。
【請求項７】
試料を観察して該試料の観察像を取得する観察装置と、該観察装置による試料の観察時に該試料を照明する照明装置とを具えた観察ユニットを制御する制御装置であって、
観察装置によって観察像を取得せんとする１又は複数の試料を、該観察装置を用いて探索して決定し、決定された試料毎に変化する試料情報をメモリに記録する探索モードが前記観察ユニットに設定されたときに、前記照明装置を制御して該照明装置の照度を調整する第１制御部と、
前記メモリに記録されている前記試料情報に基づいて、前記観察像を取得せんとする１又は複数の試料を観察装置によって観察して該試料の観察像を取得する観察モードが前記観察ユニットに設定されたときに、前記照明装置を制御して該照明装置の照度を調整する第２制御部
とを具え、
前記第２制御部が照明装置の照度を調整することにより該照明装置に設定される照度が、前記第１制御部が照明装置の照度を調整することにより該照明装置に設定される照度より高く、
前記第２制御部は、設定された照度を変えることなく、観察装置のシャッタ速度を調整して、観察像の輝度を所定範囲内に調整する制御装置。
【請求項８】
観察システムを用いて、複数の試料の観察像を取得する方法であって、以下の工程を具備する：
（ａ）  観察システムを用意する工程、ここで
観察システムは、観察ユニットおよびコンピュータを含み、
観察ユニットは、
複数の試料が収容された容器が裁置される裁置台、
試料の観察像を取得することが可能な観察装置、および
複数の試料を照明する照明装置
を具備し、
コンピュータはメモリを具備し、
（ｂ）  裁置台に、複数の試料が収容された容器を裁置する工程、
（ｃ１）  照明装置が複数の試料を照明しながら裁置台を移動させ、観察装置を介して各試料を探索する工程、ここで
観察装置のシャッタ速度が所定のシャッタ速度に設定されていて、観察像の輝度が所定範囲の輝度になっていなければ、観察装置のシャッタ速度は変えずに照明装置の照度を調整し、
（ｃ２）  各試料の座標をメモリに記録する工程
（ｄ１）  メモリから読み出された１つの試料の座標に基づいて裁置台を移動させる工程、
（ｄ２）  工程（ｃ１）において照明装置に設定される照度よりも高い照度で照明装置を点灯する工程、
（ｄ３）  観察装置のオートフォーカス制御を実行する工程、
（ｄ４）  観察像の輝度が所定範囲の輝度になっていなければ、照明装置の照度は変えずに観察装置のシャッタ速度を調整する工程、
（ｄ５）  観察装置を用いて１つの試料の観察像を取得する工程、
（ｄ６）  各試料について、工程（ｄ１）〜工程（ｄ５）を繰り返す工程、そして
（ｅ）  所定期間経過後、工程（ｄ１）〜工程（ｄ６）を繰り返す工程。
【請求項９】
請求項８に記載の方法であって、
工程（ｃ２）において、工程（ｃ１）において探索された各試料に関するズーム倍率がメモリに記憶され、かつ
工程（ｄ５）において、メモリに記憶されたズーム倍率に基づいて各試料の観察像が取得される。
【請求項１０】
請求項８に記載の方法であって、
工程（ｃ２）において、工程（ｃ１）において探索された各試料に関するフォーカス位置がメモリに記憶され、かつ
工程（ｄ５）において、メモリに記憶されたフォーカス位置に基づいて各試料の観察像が取得される。
【請求項１１】
請求項９に記載の方法であって、
工程（ｃ２）において、工程（ｃ１）において探索された各試料に関するフォーカス位置がメモリに記憶され、かつ
工程（ｄ５）において、メモリに記憶されたフォーカス位置に基づいて各試料の観察像が取得される。
【請求項１２】
請求項９に記載の方法であって、
工程（ｄ２）において、メモリに記憶されたズーム倍率に基づいて照明装置の照度を調整する。
【請求項１３】
請求項８に記載の方法であって、
工程（ｃ１）において、観察装置のシャッタ速度が観察装置において設定可能な範囲の下限値に設定されている。
【請求項１４】
試料を観察するための観察ユニットと、該観察ユニットを制御する制御装置とを具え、前記観察ユニットには、試料を観察して該試料の観察像を取得する観察装置と、該観察装置による試料の観察時に該試料を照明する照明装置とが含まれている観察システムであって、前記制御装置は、
観察装置によって観察像を取得せんとする１又は複数の試料を、該観察装置を用いて探索して決定し、決定された試料毎に変化する試料情報をメモリに記録する探索モードが前記観察ユニットに設定されたときに、前記照明装置を制御して該照明装置の照度を調整する第１制御部と、
前記メモリに記録されている前記試料情報に基づいて、前記観察像を取得せんとする１又は複数の試料を観察装置によって観察して該試料の観察像を取得する観察モードが前記観察ユニットに設定されたときに、前記照明装置を制御して該照明装置の照度を調整する第２制御部
とを具え、
前記第２制御部が照明装置の照度を調整することにより該照明装置に設定される照度が、前記第１制御部が照明装置の照度を調整することにより該照明装置に設定される照度より高く、
前記第２制御部は、設定された照度を変えることなく、観察装置のシャッタ速度を調整して、観察像の輝度を所定範囲内に調整する観察システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞等の試料を観察するための観察ユニットを制御する制御装置、制御プログラム及び制御方法、並びに観察システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の観察ユニットは、試料を観察して該試料の観察像を取得することが可能な観察装置と、該観察装置による試料の観察時に該試料を照明する照明装置とを具えている（例えば、特許文献１参照）。又、観察ユニットには、観察装置によって観察像を取得せんとする１又は複数の試料を探索する探索モードと、観察像を取得せんとする１又は複数の試料を観察装置によって繰り返し観察すると共に観察毎に該試料の観察像を取得する観察モード（以下、タイムラプスモードという）とを選択的に設定することが可能である。
ここで、探索モードでは、観察装置によって観察像を取得せんとする１又は複数の試料を、使用者が該観察装置を用いて探索して決定し、決定された試料毎に変化する試料情報（例えば、試料の位置、ズーム倍率、及びフォーカス位置等）がメモリに記録される。又、タイムラプスモードでは、メモリに記録されている試料情報に基づいて、観察像を取得せんとする１又は複数の試料の観察が実行される。
【０００３】
上記観察ユニットの一例（特許文献１）では、該観察ユニットが先ず探索モードに設定されて、試料全体を低倍率で観察したときの観察像であるマクロ画像が取得される。使用者は、該マクロ画像を用いて、観察像を取得せんとする１又は複数の試料を探索して決定する。これにより、決定された試料の試料情報がメモリに記録される。
その後、観察ユニットはタイムラプスモードに設定され、メモリに記録されている試料情報に基づいて、使用者によって決定された試料が周期的に観察装置によって繰り返し観察されると共に、該試料の観察像が取得される。
【０００４】
この様にして取得された試料の観察像を利用することにより、試料の培養状態を観察・分析することが出来る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００７／１４２３３９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記観察ユニットが探索モードとタイムラプスモードの何れのモードに設定されている場合であっても、試料の観察時には、該観察を可能にするべく照明装置によって該試料が照明される。このため、照明装置からの輻射によって試料には熱が伝達され、その結果、試料の温度が上昇する虞がある。又、上記観察ユニットには、照明装置の他に、熱源となるカメラやモータ等が搭載されている。このため、照明装置、及びこれら熱源からの伝導熱により試料の温度が上昇する虞がある。試料の温度が上昇すると、試料には死滅等の影響が及び易くなる。
【０００７】
従来、細胞等の試料の光退色や、光毒性による試料への影響を低減するべく、試料の観察期間の内、カメラの撮像動作が実行される期間のみ、照明装置の照明動作を実行させることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この様な制御は、探索モード設定時にマクロ画像を取得する観察ユニット（特許文献１）への適用に限れば、試料の温度上昇を抑制したい場合にも有効であるかもしれない。
【０００８】
しかしながら、上記制御は適用可能な場面が限定的であり、該制御を様々な場面で使用した場合、照明装置からの熱により試料の温度が上昇する虞がある。又、上記制御では、熱源からの伝導熱に対応することが出来ない。
【０００９】
そこで本発明の目的は、観察ユニットにおいて照明装置等の熱源から伝達される熱による試料への影響を小さくすることが可能な制御装置、制御プログラム及び制御方法、並びに観察システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る制御装置は、試料を観察して該試料の観察像を取得する観察装置(５)と、該観察装置(５)による試料の観察時に該試料を照明する照明装置(６)とを具えた観察ユニット(100)を制御する制御装置(７)であって、観察装置(５)によって観察像を取得せんとする１又は複数の試料を、該観察装置(５)を用いて探索して決定し、決定された試料毎に変化する試料情報をメモリ(70)に記録する探索モードが前記観察ユニット(100)に設定されたときに、前記照明装置(６)を制御して該照明装置(６)の照度を調整する第１制御部(71)と、前記メモリ(70)に記録されている前記試料情報に基づいて、前記観察像を取得せんとする１又は複数の試料を観察装置(５)によって観察して該試料の観察像を取得する観察モードが前記観察ユニット(100)に設定されたときに、前記照明装置(６)を制御して該照明装置(６)の照度を調整する第２制御部(72)とを具えている。ここで、前記第１制御部(71)が照明装置(６)の照度を調整することにより該照明装置(６)に設定される照度は、前記第２制御部(72)が照明装置(６)の照度を調整することにより該照明装置(６)に設定される照度より低い。
【００１１】
上記制御装置によって観察ユニット(100)を制御することにより、探索モード設定時の試料探索が、観察モード設定時に照明装置(６)に設定される照度より低い照度で実行されることになる。このため、照明装置(６)の照明動作に伴う照明装置(６)からの輻射量及び熱伝導量が、試料探索時において減少することになる。従って、少なくとも試料探索時においては、照明装置(６)から試料に伝達される熱量が減少し、これに伴って試料の温度上昇が抑制され、その結果、試料への熱の影響が小さくなる。
【００１２】
上記制御装置の具体的構成において、前記メモリ(70)には、前記観察ユニット(100)に前記観察モードが設定されたときに照明装置(６)に設定されるべき所定の照度が記録されており、前記観察ユニット(100)に前記観察モードが設定されたとき、前記第２制御部(72)は、前記照明装置(６)の照度を調整することにより、該照明装置(６)の照度を前記メモリ(70)に記録されている前記所定の照度に設定する。
【００１３】
上記具体的構成を有する制御装置によって観察ユニット(100)を制御することにより、照明装置(６)の照度が所定の照度に設定されることになる。従って、シャッタ速度が可変である撮像部(54)が観察装置(５)に設けられている構成においては、照度とシャッタ速度の内、シャッタ速度のみを調整して、撮像部(54)によって取得される試料の観察像の輝度を所定範囲内の輝度に調整することが出来る。
【００１４】
よって、特に撮像部(54)のシャッタ速度の調整に要する時間が、照明装置(６)の照度の調整に要する時間より短い場合、撮像部(54)によって取得される試料の観察像の輝度の調整に要する時間が短縮される。このため、観察モード設定時の試料観察時において、照明装置(６)によって試料を照明する時間及び撮像部(54)への通電期間が短縮されることになる。従って、照明装置(６)及び撮像部(54)から試料に伝達される熱量が減少し、これに伴って試料の温度上昇が抑制され、その結果、試料への熱の影響が小さくなる。
【００１５】
上記制御装置の他の具体的構成において、前記メモリ(70)には、前記観察ユニット(100)に前記探索モードが設定されていたときに照明装置(６)に設定されていた照度が記録されており、前記観察ユニット(100)に前記観察モードが設定されたとき、前記第２制御部(72)は、前記メモリ(70)に記録されている前記照度に１より大きい所定数を乗算する算出動作を実行し、その後、前記照明装置(６)の照度を調整することにより、該照明装置(６)の照度を前記算出動作の実行により算出した照度に設定する。
【００１６】
試料が細胞や微生物である場合、試料が培養されることにより、試料が成長して大きくなり、或いは試料が増殖することになる。このため、探索モード設定時に照明装置(６)に設定されていた照度と同じ照度で観察モード設定時の試料観察を実行した場合、観察像の輝度が低下する虞がある。
【００１７】
これに対し、上記具体的構成を有する制御装置によって観察ユニット(100)を制御することにより、観察モード設定時に照明装置(６)に設定される照度が、探索モード設定時に照明装置(６)に設定されていた照度より高くなる。よって、探索モード設定時の試料探索が実行された後、観察モード設定時の試料観察が実行される迄の間に、試料が成長し、或いは試料が増殖した場合でも、観察像の輝度の低下が防止されることになる。
【００１８】
又、上記具体的構成を有する制御装置によれば、観察モード設定時の試料観察において、照明装置(６)の照度を必要最小限の照度に抑えることが出来る。よって、照明装置(６)から試料に伝達される輻射熱及び伝導熱が増大することを抑制することが出来る。
【００１９】
上記制御装置の他の具体的構成において、前記観察装置(５)には、試料の観察像を拡大するためのズーム部(53)が含まれており、前記メモリ(70)には、前記観察ユニット(100)に前記観察モードが設定されたときに前記ズーム部(53)に設定されるべきズーム倍率が前記試料情報として記録されており、前記観察ユニット(100)に前記観察モードが設定されたとき、前記第２制御部(72)は、前記メモリ(70)に記録されている前記ズーム倍率に基づいて照明装置(６)に設定されるべき照度を算出する算出動作を実行し、その後、前記照明装置(６)の照度を調整することにより、該照明装置(６)の照度を前記算出動作の実行により算出した照度に設定する。
【００２０】
同じ照度ではあるが異なるズーム倍率で試料を観察した場合、ズーム倍率の大きい観察像の方が、ズーム倍率の小さい観察像よりも輝度が低くなり、その結果、観察像の輝度にバラツキが生じることになる。
【００２１】
これに対し、上記具体的構成を有する制御装置によって観察ユニット(100)を制御することにより、観察モード設定時の照度が、ズーム倍率に基づいて算出された照度に設定される。従って、観察せんとする試料毎にズーム倍率が異なる場合でも、観察像の輝度のバラツキを小さくすることが出来る。
【００２２】
又、上記具体的構成を有する制御装置によれば、観察モード設定時の試料観察において、照明装置(６)の照度を必要最小限の照度に抑えることが出来る。よって、照明装置(６)から試料に伝達される輻射熱及び伝導熱が増大することを抑制することが出来る。
【００２３】
上記制御装置の更なる他の具体的構成において、前記観察装置(５)には、シャッタ速度が可変である撮像部(54)が含まれており、該制御装置(７)は、前記撮像部(54)を制御して該撮像部(54)のシャッタ速度を調整する第３制御部を更に具えている。ここで、前記メモリ(70)には、前記観察ユニット(100)にて前記探索モードが設定されたときに撮像部(54)に設定されるべき所定のシャッタ速度が記録されており、前記第３制御部は、前記観察ユニット(100)に前記探索モードが設定されたとき、前記撮像部(54)のシャッタ速度を調整することにより、該撮像部(54)のシャッタ速度を前記メモリ(70)に記録されている前記所定のシャッタ速度に設定する。
【００２４】
本発明に係る観察システムは、試料を観察するための観察ユニット(100)と、該観察ユニット(100)を制御する制御装置(７)とを具え、前記観察ユニット(100)には、試料を観察して該試料の観察像を取得する観察装置(５)と、該観察装置(５)による試料の観察時に該試料を照明する照明装置(６)とが含まれている。前記制御装置(７)は、観察装置(５)によって観察像を取得せんとする１又は複数の試料を、該観察装置(５)を用いて探索して決定し、決定された試料毎に変化する試料情報をメモリ(70)に記録する探索モードが前記観察ユニット(100)に設定されたときに、前記照明装置(６)を制御して該照明装置(６)の照度を調整する第１制御部(71)と、前記メモリ(70)に記録されている前記試料情報に基づいて、前記観察像を取得せんとする１又は複数の試料を観察装置(５)によって観察して該試料の観察像を取得する観察モードが前記観察ユニット(100)に設定されたときに、前記照明装置(６)を制御して該照明装置(６)の照度を調整する第２制御部(72)とを具えている。ここで、前記第１制御部(71)が照明装置(６)の照度を調整することにより該照明装置(６)に設定される照度は、前記第２制御部(72)が照明装置(６)の照度を調整することにより該照明装置(６)に設定される照度より低い。
【００２５】
本発明に係る制御プログラムは、試料を観察して該試料の観察像を取得する観察装置(５)と、該観察装置(５)による試料の観察時に該試料を照明する照明装置(６)とを具えた観察ユニット(100)を制御するためのプログラムであって、コンピュータ(103)に、観察装置(５)によって観察像を取得せんとする１又は複数の試料を、該観察装置(５)を用いて探索して決定し、決定された試料毎に変化する試料情報をメモリ(70)に記録する探索モードが前記観察ユニット(100)に設定されたときに、前記照明装置(６)を制御して該照明装置(６)の照度を調整する第１制御ステップ（ステップＳ４４及びＳ４５）を実行させ、前記メモリ(70)に記録されている前記試料情報に基づいて、前記観察像を取得せんとする１又は複数の試料を観察装置(５)によって観察して該試料の観察像を取得する観察モードが前記観察ユニット(100)に設定されたときに、前記照明装置(６)を制御して該照明装置(６)の照度を調整する第２制御ステップ（ステップＳ２１及びＳ２２）を実行させ、前記第１制御ステップにて照明装置(６)の照度を調整することにより該照明装置(６)に設定される照度を、前記第２制御ステップにて照明装置(６)の照度を調整することにより該照明装置(６)に設定される照度より低くする。
【００２６】
本発明に係る制御方法は、試料を観察して該試料の観察像を取得する観察装置(５)と、該観察装置(５)による試料の観察時に該試料を照明する照明装置(６)とを具えた観察ユニット(100)を制御する方法であって、観察装置(５)によって観察像を取得せんとする１又は複数の試料を、該観察装置(５)を用いて探索して決定し、決定された試料毎に変化する試料情報をメモリ(70)に記録する探索モードが前記観察ユニット(100)に設定されたときに、前記照明装置(６)を制御して該照明装置(６)の照度を調整する第１制御ステップ（ステップＳ４４及びＳ４５）と、前記メモリ(70)に記録されている前記試料情報に基づいて、前記観察像を取得せんとする１又は複数の試料を観察装置(５)によって観察して該試料の観察像を取得する観察モードが前記観察ユニット(100)に設定されたときに、前記照明装置(６)を制御して該照明装置(６)の照度を調整する第２制御ステップ（ステップＳ２１及びＳ２２）とを有し、前記第１制御ステップにて照明装置(６)の照度を調整することにより該照明装置(６)に設定される照度を、前記第２制御ステップにて照明装置(６)の照度を調整することにより該照明装置(６)に設定される照度より低くする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係る制御装置、制御プログラム及び制御方法、並びに観察システムは、観察ユニットにおいて、照明装置等の熱源から伝達される熱による試料への影響を小さくすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る観察システムを示す図である。
【図２】図２は、該観察システムに含まれている観察ユニットの外観を示す斜視図である。
【図３】図３は、該観察ユニットの側面図である。
【図４】図４は、該観察ユニットの正面図である。
【図５】図５は、図４に示されるVI−VI線に沿う断面図である。
【図６】図６は、該観察ユニットが具えるＸ軸駆動部及びＹ軸駆動部を示す斜視図である。
【図７】図７は、筐体の背面壁を省略して示された上記観察ユニットの背面図である。
【図８】図８は、上記観察システムに含まれている観察ユニットと中継制御部の構成を示すブロック図である。
【図９】図９は、上記観察システムに含まれているパーソナルコンピュータの構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、上記観察システムにて実行される観察動作手続きを示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、該観察動作手続きに含まれている第１輝度制御スレッドを示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、該観察動作手続きに含まれている探索動作制御手続きを示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、該観察動作手続きに含まれているタイムラプス動作制御手続きを示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、該タイムラプス動作制御手続きに含まれている第２輝度制御手続きを示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、該タイムラプス動作制御手続きに含まれている第３輝度制御手続きを示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、上記探索動作制御手続きの変形例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態につき、図面に沿って具体的に説明する。
１．観察システム
図１は、本発明の一実施形態に係る観察システムを示す図である。図１に示す様に、観察システムは、観察ユニット(100)、中継制御部(102)、及びパーソナルコンピュータ(103)を具えている。
【００３０】
観察ユニット(100)は、細胞等の試料を培養又は保存するための保存庫(101)内に設置することが可能である。ここで、保存庫(101)には、該保存庫(101)内の環境を試料の培養に適した環境に設定することが可能なインキュベータや、該保存庫(101)内の環境を無菌状態で維持することが可能なアイソレータ等を採用することが出来る。観察ユニット(100)の詳細については後述する。
【００３１】
保存庫(101)の内部には棚(104)が配備されており、観察ユニット(100)は棚(104)上に設置して使用される。尚、図１に示される保存庫(101)では棚(104)が１つ設けられているに過ぎないが、保存庫(101)内に複数の棚が配備されていてもよい。この保存庫(101)においては、複数の棚に複数の容器を置き、各容器内に試料を収容して該試料を培養又は保存することが出来る。
【００３２】
観察ユニット(100)は、該観察ユニット(100)から引き出されたケーブル(105)によって、保存庫(101)の外部に設置されている中継制御部(102)に接続されている。又、中継制御部(102)は、該中継制御部(102)から引き出されたケーブル(106)によって、保存庫(101)の外部に設置されているパーソナルコンピュータ(103)に接続されている。中継制御部(102)及びパーソナルコンピュータ(103)の詳細については後述する。
【００３３】
２．観察ユニット
２−１．観察ユニットの構成
図２は、観察ユニット(100)の外観を示す斜視図である。図３及び図４はそれぞれ、該観察ユニット(100)を示す側面図及び正面図である。又、図５は、図４に示されるVI−VI線に沿う断面図である。
【００３４】
図２〜図５に示す様に、観察ユニット(100)は、試料が収容された容器Ａが載置されるべき載置台(４)と、載置台(４)をＸ軸方向に沿って移動させるＸ軸駆動部(２)と、載置台(４)をＹ軸方向に沿って移動させるＹ軸駆動部(３)と、容器Ａ内の試料を観察して該試料の観察像を取得することが可能な観察装置(５)と、該観察装置(５)による試料の観察時に該試料を照明する照明装置(６)と、観察装置(５)をＺ軸方向に沿って移動させるＺ軸モータ(56)と、これらの構成要素を配備するための筐体(１)とを具えている。尚、Ｘ軸方向及びＹ軸方向は、水平面内で互いに直交する２つの方向であり、Ｚ軸方向は、鉛直方向である。
【００３５】
ここで、筐体(１)の内部の空間は、図５に示す様に、載置台(４)から水平方向にずれた位置を略鉛直方向に拡がる第１空間(11)と、載置台(４)の下方に位置する第２空間(12)と、載置台(４)の上方に位置する第３空間(13)とから構成されている。
【００３６】
＜Ｘ軸駆動部及びＹ軸駆動部＞
図６は、Ｘ軸駆動部(２)及びＹ軸駆動部(３)を示す斜視図である。又、図７は、筐体(１)の背面壁を省略して示した観察ユニット(100)の背面図である。２つの駆動部(２)(３)の内、先ずＹ軸駆動部(３)の構成について説明する。
【００３７】
Ｙ軸駆動部(３)は、Ｙ軸モータ(30)と、一対のプーリ(31)(32)と、タイミングベルト(33)と、逆Ｌ字状のＹ軸スライド体(34)と、ガイド部材(35)とを具えている。ここで、Ｙ軸駆動部(３)の内、Ｙ軸モータ(30)は、図５及び図７に示す様に筐体(１)の第１空間(11)内に設置され、その回転軸をＸ軸に沿う方向に向けている。又、Ｙ軸モータ(30)にはステッピングモータが採用されている。
【００３８】
一対のプーリ(31)(32)の内、一方のプーリ(31)はＹ軸モータ(30)の回転軸に固定されており、Ｙ軸モータ(30)の回転に伴って一方のプーリ(31)はＹ軸モータ(30)の回転中心軸周りに回転する。他方のプーリ(32)は、一方のプーリ(31)からＹ軸方向にずれた位置に、回転自在な状態で設置されている。
【００３９】
一対のプーリ(31)(32)にはタイミングベルト(33)が掛けられており、該タイミングベルト(33)には、一対のプーリ(31)(32)間の領域にＹ軸スライド体(34)が連結されている。又、Ｙ軸スライド体(34)の上辺部分(341)は、載置台(４)が配置される空間内をＸ軸方向に沿って延びている。
【００４０】
ガイド部材(35)は、一対のプーリ(31)(32)間をＹ軸方向に沿って延びており、該ガイド部材(35)には、Ｙ軸スライド体(34)が摺動自在に連結されている。従って、Ｙ軸スライド体(34)の移動可能な方向が、Ｙ軸方向に沿って規定されている。
【００４１】
上記Ｙ軸駆動部(３)においては、一方のプーリ(31)が回転することによりタイミングベルト(33)が回転し、これによりタイミングベルト(33)は、一対のプーリ(31)(32)間をＹ軸方向に沿って移動することになる。斯くして、一方のプーリ(31)の回転運動が、タイミングベルト(33)によってＹ軸方向に沿った並進運動に変換されることとなる。
【００４２】
よって、上記Ｙ軸駆動部(３)によれば、Ｙ軸モータ(30)の回転力がＹ軸方向に沿った並進力に変換されてＹ軸スライド体(34)に付与され、その結果、Ｙ軸スライド体(34)がＹ軸方向に沿って移動することになる。
【００４３】
Ｘ軸駆動部(２)は、Ｘ軸モータ(20)と、歯車機構(21)と、Ｙ軸方向に延びたシャフト(22)と、一対のプーリ(23)(24)と、タイミングベルト(25)と、Ｌ字状のＸ軸スライド体(26)と、ガイド部材(27)とを具えている。ここで、Ｘ軸駆動部(２)の内、Ｘ軸モータ(20)は、図５及び図７に示す様に筐体(１)の第１空間(11)内に設置され、その回転軸をＸ軸に沿う方向に向けている。又、Ｘ軸モータ(20)にはステッピングモータが採用されている。
【００４４】
歯車機構(21)は、Ｘ軸モータ(20)の回転力をシャフト(22)の中心軸周りの回転力に変換し、該回転力をシャフト(22)に付与する。シャフト(22)は、Ｙ軸駆動部(３)のＹ軸スライド体(34)の上辺部分(341)に回転自在に支持されており、歯車機構(21)に対してスライドすることが可能である。
【００４５】
一対のプーリ(23)(24)の内、一方のプーリ(23)はシャフト(22)の一端に固定されており、該一方のプーリ(23)は、シャフト(22)の回転に伴って該シャフト(22)と同じ軸周りに回転する。他方のプーリ(24)は、一方のプーリ(23)からＸ軸方向にずれた位置にて、Ｙ軸スライド体(34)の上辺部分(341)に回転自在に設置されている。
【００４６】
一対のプーリ(23)(24)にはタイミングベルト(25)が掛けられており、該タイミングベルト(25)には、一対のプーリ(23)(24)間の領域にＸ軸スライド体(26)が連結されている。又、Ｘ軸スライド体(26)の下辺部分(261)には載置台(４)が固定されている。
【００４７】
ガイド部材(27)は、一対のプーリ(23)(24)間をＸ軸方向に延びており、該ガイド部材(27)には、Ｘ軸スライド体(26)が摺動自在に連結されている。従って、Ｘ軸スライド体(26)の移動可能な方向が、Ｘ軸方向に沿って規定されている。
【００４８】
上記Ｘ軸駆動部(２)においては、一方のプーリ(23)が回転することによりタイミングベルト(25)が回転し、これによりタイミングベルト(25)は、一対のプーリ(23)(24)間をＸ軸方向に沿って移動することになる。斯くして、一方のプーリ(23)の回転運動が、タイミングベルト(25)によってＸ軸方向に沿った並進運動に変換されることとなる。
【００４９】
従って、Ｘ軸モータ(20)の回転力は、Ｘ軸駆動部(２)によってＸ軸方向の並進力に変換されてＸ軸スライド体(26)に付与されることとなり、その結果、Ｘ軸スライド体(26)はＸ軸方向に沿って移動することとなる。
【００５０】
よって、上記Ｘ軸駆動部(２)によれば、Ｘ軸モータ(20)の回転力がＸ軸方向に沿った並進力に変換されてＸ軸スライド体(26)に付与され、その結果、Ｘ軸スライド体(26)がＸ軸方向に沿って移動することになる。
【００５１】
斯くして、Ｘ軸スライド体(26)に固定された載置台(４)は、Ｘ軸モータ(20)の回転によりＸ軸方向に沿って移動し、Ｙ軸モータ(30)の回転によりＹ軸方向に移動することになる。従って、Ｘ軸モータ(20)とＹ軸モータ(30)の回転動作をそれぞれ独立に制御することにより、載置台(４)をＸＹ座標系内の様々な位置へ移動させることが出来る。
【００５２】
＜原点センサ＞
図６に示す様に、Ｘ軸駆動部(２)はＸ軸原点センサ(28)を更に具え、Ｙ軸駆動部(３)はＹ軸原点センサ(36)を更に具えている。
Ｘ軸原点センサ(28)は、Ｘ軸スライド体(26)に固定されている被検知板(281)の近接／離間によってオン／オフが切り替わるセンサである。ここで、Ｘ軸原点センサ(28)は、それがオンに切り替わったときに載置台(４)の位置がＸ軸の原点に合致する様に設置されている。
【００５３】
Ｙ軸原点センサ(36)は、Ｙ軸スライド体(34)に固定されている被検知板(361)の近接／離間によってオン／オフが切り替わるセンサである。ここで、Ｙ軸原点センサ(36)は、それがオンに切り替わったときに載置台(４)の位置がＹ軸の原点に合致する様に設置されている。
【００５４】
上記Ｘ軸原点センサ(28)及びＹ軸原点センサ(36)によれば、載置台(４)を、可動域内にてＸＹ座標系の原点からずれた何れの位置からでも、該原点に復帰させることが出来る。
【００５５】
＜照明装置＞
図５に示す様に、照明装置(６)は、筐体(１)の第３空間(13)内に設置されており、光を発するＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）(61)と、該ＬＥＤ(61)から発せられた光を鉛直下方へ反射する反射ミラー(62)とを具えている。
【００５６】
筐体(１)の第３空間(13)を形成する下面壁(17)には、反射ミラー(62)の下方位置に光透過部(171)が形成されている。従って、反射ミラー(62)で反射された光は、光透過部(171)を透過した後、載置台(４)が配置される空間を下方へ通過することになる。
【００５７】
ここで、載置台(４)が配置される空間には、反射ミラー(62)で反射された光が通過する位置に試料の観察点Ｍが設定されている。従って、上記観察ユニット(100)においては、観察点Ｍに配置された試料を照明装置(６)によって照明することが可能である。
【００５８】
＜観察装置＞
観察装置(５)は、位相差顕微鏡であって、図５に示す様に、観察対象となる試料の拡大像を形成する対物レンズ(51)と、該対物レンズ(51)によって形成された拡大像をズームレンズ(53)へ導く反射ミラー(52)と、試料の拡大像を更に拡大するズームレンズ(53)と、ズームレンズ(53)によって拡大された拡大像を撮像することにより試料の観察像を取得するＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）カメラ(54)と、ズームレンズ(53)を駆動して該ズームレンズ(53)の拡大倍率を変更する駆動モータ(50)とを具えている。ここで、ＣＣＤカメラ(54)は、シャッタ速度が可変である。
【００５９】
観察装置(５)の内、ＣＣＤカメラ(54)及び駆動モータ(50)は、図５及び図７に示す様に筐体(１)の第１空間(11)内に設置され、対物レンズ(51)及び反射ミラー(52)は、図５に示す様に筐体(１)の第２空間(12)内に設置されている。又、ズームレンズ(53)は、第１空間(11)と第２空間(12)とに亘って設置されている。対物レンズ(51)は、観察点Ｍの下方位置に配置されている。
【００６０】
筐体(１)の第２空間(12)を形成する上面壁(16)には、観察点Ｍの下方位置に光透過部(15)が形成されており、照明装置(６)の反射ミラー(62)で反射された光は、観察点Ｍを通過した後、光透過部(15)を透過して観察装置(５)の対物レンズ(51)に入射することになる。よって、上記観察ユニット(100)によれば、照明装置(６)によって試料を照明しながら、観察装置(５)によって該試料を観察し、又、該試料の観察像を取得することが可能である。
【００６１】
図５に示す様に、観察装置(５)による試料の観察倍率は、対物レンズ(51)の拡大倍率とズームレンズ(53)の拡大倍率とによって決定されるものであり、駆動モータ(50)によってズームレンズ(53)を駆動して該ズームレンズ(53)の拡大倍率を変更することにより、試料の観察倍率が変更されることになる。
【００６２】
観察装置(５)によって試料を観察するときのフォーカシングは、Ｚ軸モータ(56)によって観察装置(５)をＺ軸方向に沿って移動させることにより実行される。尚、Ｚ軸モータ(56)は、図５及び図７に示す様に、筐体(１)の第１空間(11)内に設置されている。
【００６３】
図５に示す様に、観察装置(５)はズーム用原点センサ(55)を更に具えている。ズーム用原点センサ(55)は、ズームレンズ(53)に固定されている被検知板（図示せず）の近接／離間によってオン／オフが切り替わるセンサである。ここで、ズーム用原点センサ(55)は、それがオンに切り替わったときにズームレンズ(53)の位置が所定位置に合致する様に設置されている。
【００６４】
上記ズーム用原点センサ(55)によれば、ズームレンズ(53)を、可動域内にて所定位置からずれた何れの位置からでも、該所定位置に復帰させることが出来る。
【００６５】
図５に示す様に、筐体(１)の第１空間(11)には更にＺ軸原点センサ(57)が設置されている。Ｚ軸原点センサ(57)は、観察装置(５)に固定されている被検知板（図示せず）の近接／離間によってオン／オフが切り替わるセンサである。ここで、Ｚ軸原点センサ(57)は、それがオンに切り替わったときに観察装置(５)の位置がＺ軸の原点に合致する様に設置されている。
【００６６】
上記Ｚ軸原点センサ(57)によれば、観察装置(５)を、可動域内にてＺ軸方向の原点からずれた何れの位置からでも、該原点に復帰させることが出来る。
【００６７】
２−２．熱源について
上記観察ユニット(100)においては、照明装置(６)のＬＥＤ(61)を発光させて試料を照明した場合、照明装置(６)からの輻射及び熱伝導によって、載置台(４)に載置されている容器Ａ及び該容器Ａ内の試料に熱が伝達される。
【００６８】
又、各モータ（Ｘ軸モータ(20)、Ｙ軸モータ(30)、Ｚ軸モータ(56)、駆動モータ(50)）、各原点センサ（Ｘ軸原点センサ(28)、Ｙ軸原点センサ(36)、Ｚ軸原点センサ(57)、ズーム用原点センサ(55)）、及びＣＣＤカメラ(54)は何れも、通電されている状態において発熱する。各モータ、各原点センサ、及びＣＣＤカメラ(54)にて生じた熱は、観察ユニット(100)内を伝導することにより、載置台(４)に載置されている容器Ａ及び該容器Ａ内の試料に伝達される。
【００６９】
従って、上記観察ユニット(100)においては、照明装置(６)、各モータ、各原点センサ、及びＣＣＤカメラ(54)が熱源となって、載置台(４)に載置されている容器Ａ及び該容器Ａ内の試料に熱が伝達されることになる。又、試料が細胞等であって、容器Ａ内に試料を培養するための培養溶液が収容されている場合には、該培養溶液にも熱が伝達されることになる。
そして、試料の観察時に該試料に伝達される熱量が多いと、試料に死滅等の影響が及び易くなる。
【００７０】
２−３．探索モードとタイムラプスモードについて
上記観察ユニット(100)には、該観察ユニット(100)を用いて試料の観察を行うための２つのモードが用意されており、観察ユニット(100)には該２つのモードを選択的に設定することが可能である。
【００７１】
ここで、２つのモードの内、一方のモードは、観察装置(５)によって観察像を取得せんとする１又は複数の試料を、使用者が該観察装置(５)を用いて探索して決定し、決定された試料毎に変化する試料情報（例えば、試料の位置（座標）、ズーム倍率、及びフォーカス位置等）をメモリ(70)（図９参照）に記録する探索モードである。以下、探索モード設定時に観察ユニット(100)によって実行される観察動作を「探索動作」と呼ぶ。
【００７２】
２つのモードの内、他方のモードは、メモリ(70)に記録されている試料情報に基づいて、観察像を取得せんとする１又は複数の試料を観察装置(５)によって繰り返し観察すると共に観察毎に該試料の観察像を取得する観察モードである。以下、この観察モードを「タイムラプスモード」と呼び、タイムラプスモード設定時に観察ユニット(100)によって実行される観察動作を「タイムラプス動作」と呼ぶ。
尚、該タイムラプス動作は、試料情報の他に、使用者によって予め設定される設定情報に基づいて実行される。ここで、設定情報には、タイムラプス動作を実行する観察点リスト、開始時刻、終了時刻、タイムラプス周期、観察像の保存場所等が含まれている。
【００７３】
３．中継制御部の構成
図８は、上記観察システムに含まれている観察ユニット(100)と中継制御部(102)の構成を示すブロック図である。図８に示す様に、中継制御部(102)には、照明調光制御部(81)、リレー回路(820)を具えた電源部(821)、リレー制御部(82)、４つのモータドライバ(831)〜(834)、及びモータ制御部(83)が含まれている。
【００７４】
照明調光制御部(81)は、観察ユニット(100)が具えるＬＥＤ(61)の発光動作を制御して、該ＬＥＤ（61）のＬＥＤデューティを調整する。
【００７５】
電源部(821)のリレー回路(820)は、観察ユニット(100)の主電源のオン／オフを切り替えるリレー動作、並びに観察ユニット(100)が具えるＣＣＤカメラ(54)、ＬＥＤ(61)、各モータ、及び各原点センサの通電（オン）／非通電（オフ）をそれぞれ独立に切り替えるリレー動作を実行する。リレー制御部(82)は、リレー回路(820)の各リレー動作を独立に制御することにより、観察ユニット(100)が具えるＣＣＤカメラ(54)、ＬＥＤ(61)、各モータ、及び各原点センサの通電状態（通電（オン）／非通電（オフ））を制御する。
【００７６】
４つのモータドライバ(831)〜(834)の内、第１モータドライバ(831)は駆動モータ(50)を駆動し、第２モータドライバ(832)はＺ軸モータ(56)を駆動し、第３モータドライバ(833)はＸ軸モータ(20)を駆動し、第４モータドライバは(834)はＹ軸モータ(30)を駆動する。モータ制御部(83)は、４つのモータドライバ(831)〜(834)をそれぞれ独立に制御して、各モータの回転動作を制御する。又、モータ制御部(83)は、各原点センサの検知信号に基づいて、該原点センサと対をなすモータの回転動作を制御することが出来る。
【００７７】
４．パーソナルコンピュータ
４−１．パーソナルコンピュータの全体構成
図９は、上記観察システムに含まれているパーソナルコンピュータ(103)の構成を示すブロック図である。図９に示す様に、パーソナルコンピュータ(103)には、観察ユニット(100)を制御する制御装置として機能する観察ユニット制御部(７)と、観察ユニット(100)のタイムラプス動作を制御するために必要な試料情報等が記録されるメモリ(70)と、ケーブル(106)を通じて中継制御部(102)との間で通信を行う通信部(701)と、ディスプレイやスピーカ等の出力装置(202)に接続された出力部(702)と、これらの構成要素をパーソナルコンピュータ(103)の内部で互いに接続するバス(703)とが含まれている。ここで、バス(703)には更に、マウスやキーボード等、各種指令を入力するための入力装置(201)が接続されている。
尚、メモリ(70)には、観察ユニット(100)のＣＣＤカメラ(54)によって取得される試料の観察像が記録されてもよい。
【００７８】
４−２．観察ユニット制御部の構成
観察ユニット制御部(７)は、中継制御部(102)へ制御指令を送信することにより、又は中継制御部(102)を通じて観察ユニット(100)へ制御指令を送信することにより、観察ユニット(100)の動作を制御する。
【００７９】
具体的には、観察ユニット制御部(７)が中継制御部(102)へＬＥＤ制御指令を送信することにより、照明調光制御部(81)が、該ＬＥＤ制御指令を受けて観察ユニット(100)のＬＥＤ(61)の発光動作を制御する。観察ユニット制御部(７)が中継制御部(102)へリレー制御指令を送信することにより、リレー制御部(82)が、該リレー制御指令を受けて電源部(821)のリレー回路(820)のリレー動作を制御する。観察ユニット制御部(７)が中継制御部(102)へモータ制御指令を送信することにより、モータ制御部(83)が、該モータ制御指令を受けて４つのモータドライバ(831)〜(834)をそれぞれ独立に制御して、観察ユニット(100)の各モータの回転動作を制御する。
又、観察ユニット制御部(７)が中継制御部(102)を通じて観察ユニット(100)へカメラ制御指令を送信することにより、ＣＣＤカメラ(54)の撮像動作（観察像の取得動作）が制御される。
【００８０】
観察ユニット制御部(７)の詳細な構成について説明する。図９に示す様に、観察ユニット制御部(７)には、探索動作制御部(71)、タイムラプス動作制御部(72)、及び輝度制御部(74)が含まれている。これら制御部(71)(72)(74)によって実行される制御（以下に詳述）は、パーソナルコンピュータ(103)に制御プログラムを実行させることにより実現してもよい。
【００８１】
＜探索動作制御部＞
探索動作制御部(71)は、観察ユニット(100)に設定せんとするモードとして探索モードを選択する選択指令が入力装置(201)から入力された場合に、該選択指令を受けて起動する。これにより、探索動作制御部(71)は、観察ユニット(100)の探索動作を制御することが可能な状態へ移行する。斯くして、観察ユニット(100)は探索モードに設定されることになる。
【００８２】
探索動作制御部(71)は、観察ユニット(100)に探索モードが設定されているときに、入力装置(201)から使用者が入力する操作指令に基づいて、観察ユニット(100)の探索動作を制御する。
【００８３】
具体的には、探索動作制御部(71)は、入力装置(201)を用いて使用者が行う探索操作に従って、中継制御部(102)のモータ制御部(83)へモータ制御指令を送信する。これにより、使用者による探索操作に応じて、観察ユニット(100)が具える各モータの回転動作が制御され、その結果、観察点Ｍに配置される試料の座標、ズーム倍率、及びフォーカス位置が変更されることになる。
【００８４】
又、使用者が、観察装置(５)によって観察像を取得せんとする試料を決定するべく、入力装置(201)から決定指令を入力した場合、探索動作制御部(71)は、決定指令を受けて、該決定指令を受けたときに観察点Ｍに配置されている試料に関する試料情報をメモリ(70)に記録する。
【００８５】
＜タイムラプス動作制御部＞
タイムラプス動作制御部(72)は、観察ユニット(100)に設定せんとするモードとしてタイムラプスモードを選択する選択指令が入力装置(201)から入力された場合に、該選択指令を受けて起動する。これにより、タイムラプス動作制御部(72)は、観察ユニット(100)のタイムラプス動作を制御することが可能な状態へ移行する。斯くして、観察ユニット(100)はタイムラプスモードに設定されることになる。
【００８６】
タイムラプス動作制御部(72)は、観察ユニット(100)にタイムラプスモードが設定されているときに、メモリ(70)に記録されている試料情報及び設定情報を読み込み、該試料情報及び設定情報に基づいて観察ユニット(100)のタイムラプス動作を制御する。
【００８７】
具体的には、タイムラプス動作制御部(72)は、メモリ(70)に記録されている試料情報及び設定情報に基づいて、中継制御部(102)のモータ制御部(83)へモータ制御指令を送信する。これにより、観察ユニット(100)が具える各モータの回転動作が、試料情報及び設定情報に従って制御されることになる。
【００８８】
又、タイムラプス動作制御部(72)は、試料情報を有する試料毎に、該試料情報及び設定情報に基づいて各モータの回転動作を制御し、その後、観察ユニット(100)のＣＣＤカメラ(54)へカメラ制御指令を送信する。これにより、ＣＣＤカメラ(54)によって、試料情報を有する全ての試料の観察像が取得されることになる。
【００８９】
＜輝度制御部＞
輝度制御部(74)は、ＣＣＤカメラ(54)によって取得される観察像の輝度を調整する制御部であって、輝度制御部(74)には、照度制御部(741)とシャッタ速度制御部(742)とが含まれている。ここで、観察像の輝度の調整には、ＬＥＤ(61)のＬＥＤデューティ、ＣＣＤカメラ(54)のシャッタ速度、及びＣＣＤカメラ(54)のカメラゲインをパラメータとして用いることが出来る。但し、カメラゲインをパラメータとして用いて観察像の輝度を調整した場合、ＣＣＤカメラ(54)によって取得される観察像は、ノイズを含んだ画質の低い画像となる。よって、本実施形態では、ＬＥＤ(61)のＬＥＤデューティとＣＣＤカメラ(54)のシャッタ速度とをパラメータとして用いることにより、観察像の輝度が調整される。
【００９０】
又、輝度制御部(74)の輝度制御動作は、探索動作制御部(71)又はタイムラプス動作制御部(72)から輝度制御部(74)へ送信される輝度制御指令に基づいて実行される。ここで、探索動作制御部(71)からの輝度制御指令の送信は、探索動作制御部(71)が起動しているとき、即ち観察ユニット(100)が探索モードに設定されているときにのみ実行が可能であり、タイムラプス動作制御部(72)からの輝度制御指令の送信は、タイムラプス動作制御部(72)が起動しているとき、即ち観察ユニット(100)がタイムラプスモードに設定されているときにのみ実行が可能である。
【００９１】
照度制御部(741)は、ＬＥＤ(61)にて設定せんとするＬＥＤデューティに応じて変化するＬＥＤデューティ指令値を生成し、観察ユニット制御部(７)から中継制御部(102)へのＬＥＤ制御指令の送信を実行する。このとき送信されるＬＥＤ制御指令には、照度制御部(741)が生成したＬＥＤデューティ指令値が指令情報として含まれる。照明調光制御部(81)は、ＬＥＤ制御指令を受けることにより、該ＬＥＤ制御指令に含まれているＬＥＤデューティ指令に基づいて、ＬＥＤ(61)のＬＥＤデューティを調整する。これにより、ＬＥＤ(61)のＬＥＤデューティは、ＬＥＤデューティ指令値に対応した値に設定されることになる。
【００９２】
本実施形態において、メモリ(70)には、観察ユニット(100)にてタイムラプスモードが設定されたときにＬＥＤ(61)にて設定されるべき所定のＬＥＤデューティ（本実施形態では、ＬＥＤ(61)にて設定可能な範囲の上限値）が記録されている。照度制御部(741)は、タイムラプス動作制御部(72)から輝度制御指令を受けたとき、即ち観察ユニット(100)にタイムラプスモードが設定されたとき、メモリ(70)に記録されている所定のＬＥＤデューティを読み出して、該所定のＬＥＤデューティに対応するＬＥＤデューティ指令値を生成し、その後、観察ユニット制御部(７)から中継制御部(102)へのＬＥＤ制御指令の送信を実行する。これにより、ＬＥＤ(61)のＬＥＤデューティが、メモリ(70)に記録されている所定のＬＥＤデューティに設定されることになる。
【００９３】
又、照度制御部(741)は、探索動作制御部(71)から輝度制御指令を受けたとき、タイムラプス動作制御部(72)から輝度制御指令を受けたときに生成するＬＥＤデューティ指令値より小さいＬＥＤデューティ指令値を生成する。従って、観察ユニット(100)に探索モードが設定されたときにＬＥＤ(61)に設定されるＬＥＤデューティは、観察ユニット(100)にタイムラプスモードが設定されたときにＬＥＤ(61)に設定されるＬＥＤデューティより低くなる。
【００９４】
シャッタ速度制御部(742)は、ＣＣＤカメラ(54)に設定せんとするシャッタ速度に応じて変化するシャッタ速度指令値を生成し、観察ユニット制御部(７)から観察ユニット(100)へのカメラ制御指令の送信を実行する。このとき送信されるカメラ制御指令には、シャッタ速度指令部(742)が生成したシャッタ速度指令値が指令情報として含まれる。ＣＣＤカメラ(54)は、カメラ制御指令を受けることにより、該カメラ制御指令に含まれているシャッタ速度指令値に基づいて、ＣＣＤカメラ(54)のシャッタ速度を調整する。これにより、ＣＣＤカメラ(54)のシャッタ速度は、シャッタ速度指令値に対応した値に設定されることになる。
【００９５】
本実施形態において、メモリ(70)には、観察ユニット(100)に探索モードが設定されたときにＣＣＤカメラ(54)に設定されるべき所定のシャッタ速度（本実施形態では、ＣＣＤカメラ(54)にて設定可能な範囲の下限値）が記録されている。シャッタ速度制御部(742)は、探索動作制御部(71)から輝度制御指令を受けたとき、即ち観察ユニット(100)に探索モードが設定されたとき、メモリ(70)に記録されている所定のシャッタ速度を読み出して、該所定のシャッタ速度に対応するシャッタ速度指令値を生成し、その後、観察ユニット制御部(７)から観察ユニット(100)へのカメラ制御指令の送信を実行する。これにより、ＣＣＤカメラ(54)のシャッタ速度が、メモリ(70)に記録されている所定のシャッタ速度に設定されることになる。
【００９６】
ここで、輝度制御部(74)の照度制御部(741)とシャッタ速度制御部(742)とは、ＣＣＤカメラ(54)によって取得される観察像の平均輝度が所定範囲内の輝度となる様に、ＬＥＤ(61)のＬＥＤデューティ及び／又はＣＣＤカメラ(54)のシャッタ速度を調整する。尚、輝度の所定範囲は、例えば使用者によって予め設定されてメモリ(70)に記録されている。
【００９７】
具体的には、輝度制御部(74)の照度制御部(741)がＬＥＤ(61)のＬＥＤデューティを調整する場合、照度制御部(741)においてフィードバック制御が実行されることにより、ＣＣＤカメラ(54)によって取得される観察像の平均輝度が所定範囲内の輝度となる迄、ＬＥＤ(61)のＬＥＤデューティの調整が繰り返し実行される。以下、この繰り返しに要する時間を「ＬＥＤデューティの調整に要する時間」と呼ぶ。
【００９８】
又、輝度制御部(74)のシャッタ速度制御部(742)がＣＣＤカメラ(54)のシャッタ速度を調整する場合、シャッタ速度制御部(742)においてフィードバック制御が実行されることにより、ＣＣＤカメラ(54)によって取得される観察像の平均輝度が所定範囲内の輝度となる迄、ＣＣＤカメラ(54)のシャッタ速度の調整が繰り返し実行される。以下、この繰り返しに要する時間を、「シャッタ速度の調整に要する時間」と呼ぶ。
【００９９】
本実施形態においては、ＣＣＤカメラ(54)のシャッタ速度の調整に要する時間が、ＬＥＤ(61)のＬＥＤデューティの調整に要する時間より短い。
【０１００】
上述の如く構成された観察ユニット制御部(７)においては、探索動作制御部(71)は、観察ユニット(100)に探索モードが設定されたときに照度制御部(741)を用いてＬＥＤ(61)を制御することにより該ＬＥＤ(61)のＬＥＤデューティを調整する制御機能と、観察ユニット(100)に探索モードが設定されたときにシャッタ速度制御部(742)を用いてＣＣＤカメラ(54)を制御することにより該ＣＣＤカメラ(54)のシャッタ速度を調整する制御機能とを有することになる。
【０１０１】
又、タイムラプス動作制御部(72)は、観察ユニット(100)にタイムラプスモードが設定されたときに照度制御部(741)を用いてＬＥＤ(61)を制御することにより該ＬＥＤ(61)のＬＥＤデューティを調整する制御機能と、観察ユニット(100)にタイムラプスモードが設定されたときにシャッタ速度制御部(742)を用いてＣＣＤカメラ(54)を制御することにより該ＣＣＤカメラ(54)のシャッタ速度を調整する制御機能とを有することになる。
【０１０２】
５．観察システムにて実行される観察動作手続き
５−１．観察動作手続きの全体の流れ
図１０は、観察システムにて実行される観察動作手続きを示すフローチャートである。観察システムにて観察動作手続きが開始されると、先ずステップＳ１にて、使用者が、中継制御部(102)に設けられている電源スイッチ（図示せず）を操作することにより、観察ユニット(100)の主電源をオンに設定するための電源投入指令がリレー制御部(82)に入力される。リレー制御部(82)は、電源投入指令を受けてリレー回路(820)のリレー動作を制御し、その結果、観察ユニット(100)の主電源がオフからオンに切り替えられる。
尚、リレー制御部(82)を用いずに電源スイッチだけを用いて、機械的に、観察ユニット(100)の主電源をオフからオンに切り替えてもよい。
【０１０３】
次にステップＳ２にて、使用者が入力装置(201)を操作することにより、パーソナルコンピュータ(103)にて観察用ソフトが起動される。その後、ステップＳ３にて、使用者が入力装置(201)を操作することにより、探索モードを選択する選択指令が観察ユニット制御部(７)の探索動作制御部(71)に入力される。これにより、探索動作制御部(71)は、観察ユニット(100)の探索動作を制御することが可能な状態へ移行し、観察ユニット(100)は探索モードに設定される。
【０１０４】
次にステップＳ４にて、輝度制御部(74)が、探索動作制御部(71)からスレッド開始指令を受けることにより、探索モード設定時にＣＣＤカメラ(54)によって取得される観察像の輝度を調整する第１輝度制御スレッドの実行を開始する。
【０１０５】
５−２．第１輝度制御スレッド
図１１は、第１輝度制御スレッドを示すフローチャートである。輝度制御部(74)によって第１輝度制御スレッドが開始されると、先ずステップＳ４１にてシャッタ速度制御部(742)が、メモリ(70)に記録されている所定のシャッタ速度（本実施形態では、ＣＣＤカメラ(54)にて設定可能な範囲の下限値）を読み出して、該所定のシャッタ速度に対応するシャッタ速度指令値を生成する。その後、観察ユニット制御部(７)から観察ユニット(100)へカメラ制御指令が送信される。これにより、ＣＣＤカメラ(54)のシャッタ速度が下限値に設定される。
【０１０６】
尚、ＣＣＤカメラ(54)のシャッタ速度を下限値に設定することにより、該ＣＣＤカメラ(54)によって取得される観察像にぶれやリアルタイム性の低下が生じる場合には、ＣＣＤカメラ(54)のシャッタ速度を、下限値より大きくて観察像にぶれやリアルタイム性の低下が生じ難い値に設定してもよい。
【０１０７】
次にステップＳ４２にて、観察ユニット制御部(７)から中継制御部(102)へＬＥＤ制御指令（点灯指令）が送信される。これにより、照明調光制御部(81)はＬＥＤ制御指令を受けてＬＥＤ(61)を制御し、その結果、ＬＥＤ(61)が点灯される。
尚、照明調光制御部(81)を用いずに、リレー制御部(82)を用いてリレー回路(820)のリレー動作を制御することにより、ＬＥＤ(61)の通電状態をオンに制御してＬＥＤ(61)を点灯してもよい。以下において同様である。
【０１０８】
その後、ステップＳ４３にて、輝度制御部(74)が、ＣＣＤカメラ(54)によって取得される観察像の平均輝度が所定範囲内の輝度になるか否かを判断する。ステップＳ４３にて観察像の平均輝度が所定範囲内の輝度にならない（ノー）と判断された場合、ステップＳ４４にて照度制御部(741)が、ＣＣＤカメラ(54)によって取得される観察像の平均輝度が所定範囲内の輝度になる様に照明調光制御部(81)にＬＥＤ(61)のＬＥＤデューティを調整させるべく、該照明調光制御部(81)へ送信するためのＬＥＤデューティ指令値を生成する。
【０１０９】
ステップＳ４４の実行後、フローは、ステップＳ４５に移行する。ステップＳ４５では、観察ユニット制御部(７)から中継制御部(102)へ、ステップＳ４４にて生成されたＬＥＤデューティ指令値を指令情報として含むＬＥＤ制御指令（調整指令）が送信される。これにより、照明調光制御部(81)はＬＥＤ制御指令を受けてＬＥＤ(61)を制御し、その結果、ＬＥＤ(61)のＬＥＤデューティが、ＬＥＤデューティ指令値に対応した値に設定されることになる。その後、フローはステップＳ４３に戻って、ステップＳ４３が再び実行される。そして、ステップＳ４３にてイエスと判断される迄、ステップＳ４３〜Ｓ４５が繰り返し実行される（フィードバック制御）。
【０１１０】
一方、ステップＳ４３にて観察像の平均輝度が所定範囲内の輝度になる（イエス）と判断された場合、ステップＳ４６にて輝度制御部(74)にスレッド終了指令が入力されたか否かが判定される。ステップＳ４６にてスレッド終了指令が入力された（イエス）と判定された場合、ステップＳ４７にて、観察ユニット制御部(７)から中継制御部(102)へＬＥＤ制御指令（消灯指令）が送信される。これにより、照明調光制御部(81)はＬＥＤ制御指令を受けてＬＥＤ(61)を制御し、その結果、ＬＥＤ(61)が消灯される。
尚、照明調光制御部(81)を用いずに、リレー制御部(82)を用いてリレー回路(820)のリレー動作を制御することにより、ＬＥＤ(61)の通電状態をオフに制御してＬＥＤ(61)を消灯してもよい。以下において同様である。
【０１１１】
ステップＳ４７の実行後、輝度制御部(74)による第１輝度制御スレッドが終了する。
【０１１２】
これに対し、ステップＳ４６にてスレッド終了指令が入力されていない（ノー）と判定された場合、フローはステップＳ４３に移行して、ステップＳ４３〜Ｓ４６が再び実行される。そして、ステップＳ４６にてイエスと判定される迄、ステップＳ４３〜Ｓ４６が繰り返し実行される。
【０１１３】
５−３．探索動作制御手続き
図１０に示す様に、ステップＳ４の実行後、ステップＳ５にて、探索動作制御部(71)が、観察ユニット(100)の探索動作の制御を実行する。
【０１１４】
図１２は、探索動作制御部(71)によって実行される探索動作制御手続きを示すフローチャートである。探索動作制御部(71)によって探索動作制御手続きが開始されると、先ずステップＳ５１にて探索動作制御部(71)は、入力装置(201)を用いて使用者が行う探索操作に従って、中継制御部(102)のモータ制御部(83)へモータ制御指令を送信する。これにより、使用者による探索操作に応じて、観察ユニット(100)が具える各モータの回転動作が制御され、その結果、観察点Ｍに配置される試料の座標、ズーム倍率、及びフォーカス位置が変更されることになる。
尚、使用者は、パーソナルコンピュータ(103)に接続されているディスプレイに表示されている試料の映像を見ながら、試料の探索操作を行う。
【０１１５】
次にステップＳ５２にて探索動作制御部(71)は、観察装置(５)によって観察像を取得せんとする１又は複数の試料として観察点Ｍに配置されている試料を登録する登録指令が、使用者の操作よって入力装置(201)から入力されたか否かを判定する。ステップＳ５２にて登録指令が入力された（イエス）と判定された場合、ステップＳ５３にて探索動作制御部(71)は、観察点Ｍに配置されている試料の座標、並びに該試料の観察に用いられているズーム倍率及びフォーカス位置を、メモリ(70)に記録する。
【０１１６】
その後、ステップＳ５４にて探索動作制御部(71)は、ＣＣＤカメラ(54)にカメラ制御指令を送信することにより、ＣＣＤカメラ(54)に撮像動作を実行させる。これにより、登録された試料の観察像がＣＣＤカメラ(54)によって取得され、取得された観察像はメモリ(70)に記録される。ステップＳ５４の実行後、探索動作制御部(71)による探索動作制御手続きが終了する。
【０１１７】
一方、ステップＳ５２にて登録指令が入力されていない（ノー）と判定された場合、探索動作制御部(71)による探索動作制御手続きが終了する。
【０１１８】
５−４．観察動作手続きの全体の流れ（続き）
図１０に示す様に、ステップＳ５の実行後、ステップＳ６にて、観察ユニット制御部(７)が、試料探索を終了する探索終了指令が使用者の操作によって入力装置(201)から入力された否かを判定する。使用者が探索終了指令を入力することにより、ステップＳ６にて探索終了指令が入力された（イエス）と判定された場合、ステップＳ７にて、探索動作制御部(71)から輝度制御部(74)へスレッド終了指令が送信される。輝度制御部(74)は、スレッド終了指令を受けることにより、第１輝度制御スレッドを終了する（図１１のステップＳ４６）。
【０１１９】
一方、使用者が試料探索を続行することにより、ステップＳ６にて探索終了指令が入力されていない（ノー）と判定された場合、フローがステップＳ５に戻って探索動作制御手続きが再び実行される。そして、ステップＳ６にてイエスと判定される迄、ステップＳ５が繰り返し実行され、観察せんとする複数の試料の試料情報がメモリ(70)に記録されることになる。
【０１２０】
ステップＳ７の実行後、ステップＳ８にて、使用者が入力装置(201)を操作することにより、タイムラプスモードを選択する選択指令が観察ユニット制御部(７)のタイムラプス動作制御部(72)に入力される。これにより、タイムラプス動作制御部(72)は、観察ユニット(100)のタイムラプス動作を制御することが可能な状態へ移行し、観察ユニット(100)はタイムラプスモードに設定される。
【０１２１】
次にステップＳ９にて、使用者が入力装置(201)を操作することにより、観察ユニット(100)にてタイムラプス動作を実行させるために必要な設定情報（観察点リスト、開始時刻、終了時刻、タイムラプス周期、観察像の保存場所等）が入力される。その後、ステップＳ１０にて、タイムラプス動作の実行を開始する開始指令が使用者の操作によって入力装置(201)から入力されると、ステップＳ１１にてタイムラプス動作制御部(72)は、メモリ(70)に記録されている設定情報の内、タイムラプス動作の開始時刻に関する情報を読み込み、その後、該開始時刻まで待機する。
【０１２２】
観察ユニット制御部(７)は、ステップＳ１１での待機後、ステップＳ１２にて、観察ユニット(100)のタイムラプス動作の制御を実行する。
【０１２３】
５−５．タイムラプス動作制御手続き
＜タイムラプス動作制御手続きの全体の流れ＞
【０１２４】
図１３は、タイムラプス動作制御部(72)によって実行されるタイムラプス動作制御手続きを示すフローチャートである。タイムラプス動作制御部(72)によってタイムラプス動作制御手続きが開始されると、先ずステップＳ６１にてタイムラプス動作制御部(72)は、中継制御部(102)のモータ制御部(83)へモータ制御指令（原点復帰指令）を送信する。これにより、モータ制御部(83)は、各原点センサの検知信号に基づいて該原点センサと対をなすモータの回転動作を制御する。その結果、載置台(４)がＸＹ座標系の原点に復帰し、ズームレンズ(53)が所定位置に復帰し、観察装置(５)がＺ軸方向の原点に復帰することになる。
【０１２５】
次にステップＳ６２にてタイムラプス動作制御部(72)は、メモリ(70)に記録されている試料情報及び設定情報を読み込む。
【０１２６】
その後、ステップＳ６３にてタイムラプス動作制御部(72)は、メモリ(70)から読み込んだ試料情報及び設定情報に基づいて、中継制御部(102)のモータ制御部(83)へモータ制御指令を送信する。これにより、観察ユニット(100)が具える各モータの回転動作が、試料情報及び設定情報に従って制御され、その結果、観察点Ｍに配置される試料の座標、ズーム倍率、及びフォーカス位置がそれぞれ、設定情報に含まれている観察点リストに従って、試料情報に含まれている座標、ズーム倍率、及びフォーカス位置に変更されることになる。
【０１２７】
次にステップＳ６４にて、タイムラプス動作制御部(72)が輝度制御部(74)へ輝度制御指令を送信する。輝度制御部(74)は、タイムラプス動作制御部(72)からの輝度制御指令を受けることにより、タイムラプスモード設定時にＣＣＤカメラ(54)によって取得される観察像の輝度を調整する第２輝度制御手続きを実行する。
【０１２８】
＜第２輝度制御手続き＞
図１４は、第２輝度制御手続きを示すフローチャートである。輝度制御部(74)によって第２輝度制御手続きが開始されると、先ずステップＳ２１にて照度制御部(741)が、メモリ(70)に記録されている所定のＬＥＤデューティ（本実施形態では、ＬＥＤ(61)にて設定可能な範囲の上限値）を読み出して、該所定のＬＥＤデューティに対応するＬＥＤデューティ指令値を生成する。
【０１２９】
次にステップＳ２２にて、観察ユニット制御部(７)から中継制御部(102)へ、ステップＳ２１にて生成されたＬＥＤデューティ指令値を指令情報として含むＬＥＤ制御指令（点灯指令）が送信される。これにより、照明調光制御部(81)はＬＥＤ制御指令を受けてＬＥＤ(61)を制御し、その結果、ＬＥＤ(61)が、上限値に設定されたＬＥＤデューティで点灯されることになる。
【０１３０】
次にステップＳ２３にて、輝度制御部(74)が、ＣＣＤカメラ(54)によって取得される観察像の平均輝度が所定範囲内の輝度になるか否かを判断する。ステップＳ２３にて観察像の平均輝度が所定範囲内の輝度になる（イエス）と判断された場合、ＣＣＤカメラ(54)のシャッタ速度の調整が行われずに、輝度制御部(74)による第２輝度制御手続きが終了する。
【０１３１】
一方、ステップＳ２３にて観察像の平均輝度が所定範囲内の輝度にならない（ノー）と判断された場合、ステップＳ２４にてシャッタ速度制御部(742)が、ＣＣＤカメラ(54)によって取得される観察像の平均輝度が所定範囲内の輝度になる様にＣＣＤカメラ(54)のシャッタ速度を調整するべく、該ＣＣＤカメラ(54)へ送信するためのシャッタ速度指令値を生成する。
【０１３２】
ステップＳ２４の実行後、ステップＳ２５にて、観察ユニット制御部(７)から観察ユニット(100)へ、ステップＳ２４にて生成されたシャッタ速度指令値を指令情報として含むカメラ制御指令が送信される。これにより、ＣＣＤカメラ(54)のシャッタ速度が、シャッタ速度指令値に対応した値に設定されることになる。その後、フローはステップＳ２３に戻って、ステップＳ２３が再び実行される。そして、ステップＳ２３にてイエスと判断される迄、ステップＳ２３〜Ｓ２５が繰り返し実行される（フィードバック制御）。
【０１３３】
＜タイムラプス動作制御手続きの全体の流れ（続き）＞
図１３に示す様に、ステップＳ６４の第２輝度制御手続きの終了後、ステップＳ６５にてタイムラプス動作制御部(72)は、オートフォーカス制御を実行する。これにより、フォーカス位置が自動調整されることになる。
【０１３４】
次にステップＳ６６にてタイムラプス動作制御部(72)は、輝度制御指令を輝度制御部(74)へ再び送信する。輝度制御部(74)は、タイムラプス動作制御部(72)からの輝度制御指令を再び受けることにより、ＣＣＤカメラ(54)によってタイムラプスモード設定時に取得される観察像の輝度を調整する第３輝度制御手続きを実行する。
【０１３５】
＜第３輝度制御手続き＞
図１５は、第３輝度制御手続きを示すフローチャートである。輝度制御部(74)によって第３輝度制御手続きが開始されると、先ずステップＳ３１にて輝度制御部(74)が、ＣＣＤカメラ(54)によって取得される観察像の平均輝度が所定範囲内の輝度になるか否かを判断する。ステップＳ３１にて観察像の平均輝度が所定範囲内の輝度になる（イエス）と判断された場合、ＣＣＤカメラ(54)のシャッタ速度の調整が行われずに、輝度制御部(74)による第３輝度制御手続きが終了する。
【０１３６】
一方、ステップＳ３１にて観察像の平均輝度が所定範囲内の輝度にならない（ノー）と判断された場合、ステップＳ３２にてシャッタ速度制御部(742)が、ＣＣＤカメラ(54)によって取得される観察像の平均輝度が所定範囲内の輝度になる様にＣＣＤカメラ(54)のシャッタ速度を調整するべく、該ＣＣＤカメラ(54)へ送信するためのシャッタ速度指令値を生成する。
【０１３７】
ステップＳ３２の実行後、ステップＳ３３にて、観察ユニット制御部(７)から観察ユニット(100)へ、ステップＳ３２にて生成されたシャッタ速度指令値を指令情報として含むカメラ制御指令が送信される。これにより、ＣＣＤカメラ(54)のシャッタ速度が、シャッタ速度指令値に対応した値に設定されることになる。その後、フローはステップＳ３１に戻って、ステップＳ３１が再び実行される。そして、ステップＳ３１にてイエスと判断される迄、ステップＳ３１〜Ｓ３３が繰り返し実行される（フィードバック制御）。
【０１３８】
上記ステップＳ６６の第３輝度制御手続きによれば、ステップＳ６５のオートフォーカス制御が実行されて観察像の平均輝度が所定範囲からずれた場合であっても、該観察像の平均輝度が再び所定範囲内の輝度に設定し直されることになる。
【０１３９】
＜タイムラプス動作制御手続きの全体の流れ（続き）＞
ステップＳ６６の第３輝度制御手続きの終了後、ステップＳ６７にてタイムラプス動作制御部(72)は、ＣＣＤカメラ(54)へカメラ制御指令を送信することにより、ＣＣＤカメラ(54)に撮像動作を実行させる。これにより、ステップＳ６３にて観察点Ｍに配置された試料の観察像がＣＣＤカメラ(54)によって取得され、取得された観察像はメモリ(70)に記録される。
【０１４０】
次にステップＳ６８にて、観察ユニット制御部(７)から中継制御部(102)へＬＥＤ制御指令（消灯指令）が送信される。これにより、照明調光制御部(81)はＬＥＤ制御指令を受けてＬＥＤ(61)を制御し、その結果、ＬＥＤ(61)が消灯される。
【０１４１】
その後、ステップＳ６９にてタイムラプス動作制御部(72)は、観察点リストに登録されている全試料の観察が完了したか否かを判断する。ステップＳ６９にて全試料の観察が完了していない（ノー）と判断された場合、フローはステップＳ６２に戻り、ステップＳ６２〜Ｓ６９が再び実行される。そして、ステップＳ６９にてイエスと判定される迄、ステップＳ６２〜Ｓ６９が繰り返し実行される。
【０１４２】
一方、ステップＳ６９にて全試料の観察が完了した（イエス）と判断された場合、ステップＳ７０にてタイムラプス動作制御部(72)は、リレー制御部(82)にリレー制御指令を送信することにより、リレー制御部(82)に、観察ユニット(100)が具えるＣＣＤカメラ(54)、Ｘ軸モータ(20)、及びＹ軸モータ(30)の通電状態をオフに制御させる。
【０１４３】
尚、ＬＥＤ(61)への通電状態は、第２輝度制御手続き（ステップＳ６４）のステップＳ２２（図１４）にてオンに制御され、ステップＳ６８にてオフに制御される。Ｚ軸モータ(56)の通電状態は、ステップＳ６３にてフォーカス位置が変更されるとき、及びステップＳ６５にてオートフォーカス制御が実行されるときにオンに制御され、ステップＳ６３の実行直後、及びステップＳ６５の実行直後にオフに制御される。駆動モータ(50)は、ステップＳ６３にてズーム倍率が変更されるときにオンに制御され、ステップＳ６３の実行直後にオフに制御される。各原点センサへの通電状態は、ステップＳ６１にて原点復帰が実行されるときにオンに制御され、ステップＳ６１の実行直後にオフに制御される。
【０１４４】
次にステップＳ７１にて、ステップＳ６１の実行が開始された時点（ステップＳ６１が複数回実行されている場合には、最後に実行されたステップＳ６１の開始時点）から、設定情報に含まれているタイムラプス周期が経過する迄、タイムラプス動作制御部(72)は待機する。
【０１４５】
ステップＳ７１の実行後、ステップＳ７２にて、設定情報に含まれているタイムラプス動作の終了時刻に現在時刻が到達しているか否かが判定される。ステップＳ７２にて現在時刻が終了時刻に到達している（イエス）と判定された場合、タイムラプス動作制御部(72)によるタイムラプス動作制御手続きが終了する。一方、ステップＳ７２にて現在時刻が終了時刻に到達していない（ノー）と判定された場合、フローはステップＳ６１に戻ってステップＳ６１〜Ｓ７２が再び実行される。そして、ステップＳ７２にてイエスと判定される迄、ステップＳ６１〜Ｓ７２が繰り返し実行される。
【０１４６】
５−６．観察動作手続きの全体の流れ（続き）
図１０に示す様に、ステップＳ１２のタイムラプス動作制御手続きの終了後、ステップＳ１３にて、使用者が入力装置(201)を操作することにより、パーソナルコンピュータ(103)にて観察用ソフトが終了される。その後、ステップＳ１４にて、使用者が、中継制御部(102)に設けられている電源スイッチ（図示せず）を操作することにより、観察ユニット(100)の主電源をオフに設定するための電源切断指令がリレー制御部(82)に入力される。リレー制御部(82)は、電源切断指令を受けてリレー回路(820)のリレー動作を制御し、その結果、観察ユニット(100)の主電源がオンからオフに切り替えられる。
尚、リレー制御部(82)を用いずに電源スイッチだけを用いて、機械的に、観察ユニット(100)の主電源をオンからオフに切り替えてもよい。
【０１４７】
ステップＳ１４の実行により、観察システムにおいて観察動作手続きが終了する。
【０１４８】
尚、上述した観察動作手続きの内、パーソナルコンピュータ(103)に制御プログラムを実行させることにより実現可能な制御手続きは、図１１に示す第１輝度制御スレッド、図１２に示す探索動作制御手続き、図１０に示すステップＳ１１、及び図１３〜図１５に示すタイムラプス動作制御手続き、第２輝度制御手続き、及び第３輝度制御手続きである。
【０１４９】
５−７．作用効果
上記観察システムにおいて実行される観察動作手続きによれば、使用者によって登録された試料の観察像が、タイムラプス動作の開始時刻から終了時刻まで周期的に取得されることになる。従って、取得された試料の観察像を利用することにより、試料の培養状態を観察・分析することが出来る。
【０１５０】
又、上記観察システムにおいて実行される観察動作手続きにおいては、第１輝度制御スレッド（ステップＳ４。図１０及び図１１参照）にて、ＣＣＤカメラ(54)のシャッタ速度が、ＣＣＤカメラ(54)にて設定可能な範囲の下限値に設定されている。そして、ＣＣＤカメラ(54)によって取得される観察像の平均輝度が所定範囲内となる様に、ＬＥＤ(61)のＬＥＤデューティが調整されている。よって、ＬＥＤ(61)のＬＥＤデューティは低い値に設定されることになる。
【０１５１】
一方、上記観察動作手続きにおいては、タイムラプス動作制御手続き（ステップＳ１２）の第２輝度制御手続き（ステップＳ６４。図１３及び図１４参照）にて、ＬＥＤ(61)のＬＥＤデューティが、ＬＥＤ(61)にて設定可能な範囲の上限値に設定されている。
【０１５２】
従って、観察ユニット(100)に探索モードが設定されたときにＬＥＤ(61)に設定されるＬＥＤデューティは、観察ユニット(100)にタイムラプスモードが設定されたときにＬＥＤ(61)に設定されるＬＥＤデューティより低くなる。
【０１５３】
よって、探索モード設定時の試料探索が、タイムラプスモード設定時にＬＥＤ(61)に設定されるＬＥＤデューティより低いＬＥＤデューティで実行されることになる。このため、ＬＥＤ(61)の発光動作に伴う照明装置(６)からの輻射量及び熱伝導量が、試料探索時において減少することになる。従って、試料探索時においては、照明装置(６)から試料に伝達される熱量が減少し、これに伴って試料の温度上昇が抑制され、その結果、試料への熱の影響が小さくなる。
尚、培養溶液を用いて試料（細胞）を培養する場合、試料の温度上昇が抑制されるだけでなく、培養溶液の温度上昇も抑制されることにより、試料への熱の影響が小さくなる。
【０１５４】
ところで、試料探索時においては、ＣＣＤカメラ(54)及び各モータの通電状態をオンにしておく必要がある。理由は次の通りである。試料探索時においてＸ軸モータ(20)及びＹ軸モータ(30)の通電状態をそれらの駆動時のみオンに制御した場合、それらの通電状態がオフに制御されているときに、振動等の外力が載置台(４)に加わることにより載置台(４)がずれて、観察せんとする試料の座標が観察点Ｍからずれる虞がある。又、試料探索時においてＣＣＤカメラ(54)、Ｚ軸モータ(56)、及び駆動モータ(50)の通電状態をそれらの駆動時のみオンに制御した場合、使用者が入力装置(201)から操作指令を入力してからそれらの駆動が開始される迄の間に時間遅れが発生し、操作性が低下する虞がある。
【０１５５】
上記観察システムにおいては、この様にＣＣＤカメラ(54)及び各モータからの発熱量を抑制することが困難な状況であっても、上述の如くＬＥＤ(61)のＬＥＤデューティを低い値に設定することにより、試料への熱の影響を抑制することが可能となっている。
【０１５６】
上記観察システムにおいて実行されるタイムラプス動作制御手続きにおいては、ＣＣＤカメラ(54)、Ｘ軸モータ(20)、及びＹ軸モータ(30)の通電状態は、ステップＳ６１にてタイムラプス動作制御部(72)から中継制御部(102)へモータ制御指令（原点復帰指令）が送信されてから、ステップＳ７０にて通電状態がオフに制御される迄の期間、オンに維持されている。従って、この期間が短い程、ＣＣＤカメラ(54)、Ｘ軸モータ(20)、及びＹ軸モータ(30)からの発熱量が減少することになる。
【０１５７】
上記観察システムにおいて実行される観察動作手続きにおいては、タイムラプス動作制御手続き（ステップＳ１２）の第２輝度制御手続き（ステップＳ６４。図１３及び図１４参照）にて、ＬＥＤ(61)のＬＥＤデューティが、ＬＥＤ(61)にて設定可能な範囲の上限値に設定されている。そして、ＣＣＤカメラ(54)によって取得される観察像の平均輝度が所定範囲内となる様に、ＬＥＤ(61)のＬＥＤデューティとＣＣＤカメラ(54)のシャッタ速度の内、ＣＣＤカメラ(54)のシャッタ速度のみが調整されている。
【０１５８】
ここで、本実施形態においては、上述した様に、ＣＣＤカメラ(54)のシャッタ速度の調整に要する時間が、ＬＥＤ(61)のＬＥＤデューティの調整に要する時間より短い。よって、ＣＣＤカメラ(54)によって取得される試料の観察像の輝度の調整に要する時間が短縮されることになる。このため、観察モード設定時の試料観察時において、ＬＥＤ(61)によって試料を照明する時間、並びにＣＣＤカメラ(54)、Ｘ軸モータ(20)、及びＹ軸モータ(30)への通電期間が短縮されることになる。従って、照明装置(６)、ＣＣＤカメラ(54)、Ｘ軸モータ(20)、及びＹ軸モータ(30)から試料に伝達される熱量が減少し、これに伴って試料の温度上昇が抑制され、その結果、試料への熱の影響が小さくなる。
【０１５９】
又、ＣＣＤカメラ(54)によって取得される試料の観察像の輝度の調整に要する時間が短縮されることにより、観察点リストに登録されている全試料を観察するサイクルが短縮されことになる。従って、設定情報としてメモリ(70)に記録するタイムラプス周期を短く設定することが可能となり、その結果、タイムラプス動作の開始時刻から終了時刻迄の一定期間の間に実行可能なサイクル数を増やすことが出来る。
【０１６０】
上記第２輝度制御手続きによれば、上述の如くＣＣＤカメラ(54)、Ｘ軸モータ(20)、及びＹ軸モータ(30)への通電期間が短縮される。従って、特に照明装置(６)からの輻射や熱伝導によって試料に伝達される熱量よりもＣＣＤカメラ(54)、Ｘ軸モータ(20)、及びＹ軸モータ(30)から試料に伝達される熱量の方が大きい場合、上記第２輝度制御手続きの実行により、試料の温度上昇を抑制する抑制効果が大きく発揮されることになる。
【０１６１】
６．変形例
６−１．変形例１
上記実施形態においては、探索モード設定時のＣＣＤカメラ(54)のシャッタ速度が、ＣＣＤカメラ(54)にて設定可能な範囲の下限値に設定され、タイムラプスモード設定時のＬＥＤ(61)のＬＥＤデューティが、ＬＥＤ(61)にて設定可能な範囲の上限値に設定されているが、本発明はこれに限られるものではない。探索モード設定時のＣＣＤカメラ(54)のシャッタ速度は、設定可能な範囲内で下限値からずれた値としてもよい。又、タイムラプスモード設定時のＬＥＤ(61)のＬＥＤデューティは、設定可能な範囲内で上限値からずれた値としてもよい。
【０１６２】
６−２．変形例２
上記実施形態においては、メモリ(70)に、観察ユニット(100)にてタイムラプスモードが設定されたときにＬＥＤ(61)にて設定されるべき所定のＬＥＤデューティ（上記実施形態では、ＬＥＤ(61)にて設定可能な範囲の上限値）が記録されており、タイムラプス動作制御部(72)から輝度制御部(74)へ輝度制御指令が送信されたとき、即ち観察ユニット(100)にタイムラプスモードが設定されたとき、照度制御部(741)によって、ＬＥＤ(61)のＬＥＤデューティが、メモリ(70)に記録されている所定のＬＥＤデューティに設定されていたが、本発明にこれに限られるものではない。
【０１６３】
メモリ(70)に、観察ユニット(100)に探索モードが設定されていたときにＬＥＤ(61)に設定されていたＬＥＤデューティを記録しておき、タイムラプス動作制御部(72)から輝度制御部(74)へ輝度制御指令が送信されたとき、照度制御部(741)が、メモリ(70)に記録されている探索モード設定時のＬＥＤデューティに１より大きい所定数を乗算する算出動作を実行し、その後、ＬＥＤ(61)のＬＥＤデューティを調整することにより、該ＬＥＤ(61)のＬＥＤデューティを前記算出動作の実行により算出したＬＥＤデューティに設定してもよい。
【０１６４】
本変形例においては、メモリ(70)への探索モード設定時のＬＥＤデューティの記録は、図１６に示す様に、探索動作制御手続き（ステップＳ５）において、ステップＳ５３の後であってステップＳ５４の前に設定されているステップＳ５４１にて実行される。尚、図１６に示す他のステップＳ５１〜Ｓ５４については、既に説明した通りである。
又、照度制御部(741)による算出動作の実行及びＬＥＤデューティの調整は、図１４に示す第２輝度制御手続き（ステップＳ６４）のステップＳ２１に代えて実行される。
【０１６５】
ところで、試料が細胞や微生物である場合、試料が培養されることにより、試料が成長して大きくなり、或いは試料が増殖することになる。このため、探索モード設定時にＬＥＤ(61)に設定されていたＬＥＤデューティと同じＬＥＤデューティでタイムラプスモード設定時の試料観察を実行した場合、ＣＣＤカメラ(54)によって取得される観察像の輝度が低下する虞がある。
【０１６６】
本変形例に係る制御手続きによれば、タイムラプスモード設定時にＬＥＤ(61)に設定されるＬＥＤデューティが、探索モード設定時にＬＥＤ(61)に設定されていたＬＥＤデューティより高くなる。よって、探索モード設定時の試料探索が実行された後、タイムラプスモード設定時の試料観察が実行される迄の間に、試料が成長し、或いは試料が増殖した場合でも、ＣＣＤカメラ(54)によって取得される観察像の輝度の低下が防止されることになる。
【０１６７】
又、本変形例に係る制御手続きによれば、タイムラプスモード設定時の試料観察において、ＬＥＤ(61)のＬＥＤデューティを必要最小限の値に抑えることが出来る。よって、照明装置(６)から試料に伝達される輻射熱及び伝導熱が増大することを抑制することが出来る。
【０１６８】
６−３．変形例３
上記変形例２に代えて、メモリ(70)に、観察ユニット(100)にタイムラプスモードが設定されたときにズームレンズ(53)に設定されるべきズーム倍率を試料情報として記録し、タイムラプス動作制御部(72)から輝度制御部(74)へ輝度制御指令が送信されたとき、照度制御部(741)が、メモリ(70)に記録されているズーム倍率に基づいてＬＥＤ(61)に設定されるべきＬＥＤデューティを算出する算出動作を実行し、その後、ＬＥＤ(61)のＬＥＤデューティを調整することにより、該ＬＥＤ(61)のＬＥＤデューティを前記算出動作の実行により算出したＬＥＤデューティに設定してもよい。ここで、前記算出動作において照度制御部(741)は、メモリ(70)に記録されているズーム倍率が大きい程、高い値のＬＥＤデューティを算出する。
【０１６９】
本変形例においては、メモリ(70)へのズーム倍率の記録は、図１２に示す探索動作制御手続き（ステップＳ５）のステップＳ５３にて実行される。又、照度制御部(741)による算出動作の実行及びＬＥＤデューティの調整は、図１４に示す第２輝度制御手続き（ステップＳ６４）のステップＳ２１に代えて実行される。
【０１７０】
ところで、同じＬＥＤデューティではあるが異なるズーム倍率で試料を観察した場合、ズーム倍率の大きい観察像の方が、ズーム倍率の小さい観察像よりも輝度が低くなり、その結果、観察像の輝度にバラツキが生じることになる。
【０１７１】
本変形例に係る制御手続きによれば、タイムラプスモード設定時のＬＥＤデューティが、ズーム倍率に基づいて算出されたＬＥＤデューティに設定される。従って、観察せんとする試料毎にズーム倍率が異なる場合でも、ＣＣＤカメラ(54)によって取得される観察像の輝度のバラツキを小さくすることが出来る。
【０１７２】
又、本変形例に係る制御手続きによれば、タイムラプスモード設定時の試料観察において、ＬＥＤ(61)のＬＥＤデューティを必要最小限の値に抑えることが出来る。よって、照明装置(６)から試料に伝達される輻射熱及び伝導熱が増大することを抑制することが出来る。
【０１７３】
尚、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。例えば、上記観察システムに採用した各種構成は、観察ユニット(100)が保存庫(101)内で使用される観察システムに限らず、観察ユニット(100)が保存庫(101)外で使用される観察システムにも適用することが出来る。
但し、保存庫(101)内の温度は保存庫(101)外の温度より高く設定されることが多いので、観察ユニット(100)を保存庫(101)内で使用した場合、観察ユニット(100)の発熱により、試料は保存庫(101)内の温度を基準として上昇し、その結果、試料の温度が高くなり易くなる。従って、本発明は、特に観察ユニット(100)が保存庫(101)内で使用される観察システムにおいて実施されることが特に好ましい。
【０１７４】
又、上記観察システムに採用した各種構成は、更に、観察ユニット(100)がＸ軸駆動部(２)及び／又はＹ軸駆動部(３)のない構成を有する観察システムにも適用することが出来る。
【符号の説明】
【０１７５】
(100) 観察ユニット
(１)  筐体
(２)  Ｘ軸駆動部
(20)  Ｘ軸モータ
(28)  Ｘ軸原点センサ
(３)  Ｙ軸駆動部
(30)  Ｙ軸モータ
(36)  Ｙ軸原点センサ
(４)  載置台
(５)  観察装置
(50)  駆動モータ
(53)  ズームレンズ（ズーム部）
(54)  ＣＣＤカメラ（撮像部）
(55)  ズーム用原点センサ
(56)  Ｚ軸モータ
(57)  Ｚ軸原点センサ
(６)  照明装置
(61)  ＬＥＤ
(102) 中継制御部
(103) パーソナルコンピュータ
(70)  メモリ
(７)  観察ユニット制御部（制御装置）
(71)  探索動作制御部（第１制御部）
(72)  タイムプラス動作制御部（第２制御部）
(74)  輝度制御部
(741) 照度制御部
(742) シャッタ速度制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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