(57)【要約】【課題】対物レンズの内部に結露が発生することが防止された培養顕微鏡を提供する。【解決手段】対物レンズ６０にはリング部材８０がねじ８２により取り付けられている。対物レンズ６０と隔離壁２２の貫通穴２２ｂの周囲の間には密閉部材８６が延在し、対物レンズ６０と隔離壁２２のすき間を塞いでいる。密閉部材８６は筒状の蛇腹状の弾性部材で構成されている。リング部材８０は外側の縁が上方に突出しており、その上面にＯリングなどの弾性部材８４を有している。標本トレー４０は、その底面に、対物レンズ６０の先端部を収納する凹部４４を有し、凹部４４の内部に湿度センサー４６が設けられている。リング部材８０の貫通穴８０ｂには流路９２が接続されており、流路９２は負圧発生装置９６に連結されている。流路９２には、流路９２を開閉するためのバルブ９４と、流路９２を暖めるためのヒーター９８が設けられている。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
培養細胞の培養に適した環境に制御される培養室であって、貫通穴を有する隔離壁を有する培養室と、
培養細胞と培地を収容した容器を保持するための標本トレーであって、前記培養室内に配置される標本トレーと、
培養細胞を観察するための顕微鏡であって、対物レンズが前記隔離壁の貫通穴を通って前記隔離壁をまたいで配置される顕微鏡と、
前記対物レンズの先端部を取り囲む密閉空間を形成する密閉手段と、
前記対物レンズと前記隔離壁のすき間を塞いでいる密閉部材と、
前記標本トレーと前記対物レンズを相対移動させる移動装置とを備えている培養顕微鏡。
【請求項２】
前記密閉部材は蛇腹状の弾性部材で構成されている請求項１に記載の培養顕微鏡。
【請求項３】
前記培養室に隣接して設けられた緩衝室であって、前記培養室と比較して温度は同じだが湿度は低い環境に制御される緩衝室をさらに備え、前記顕微鏡は撮像装置を有し、前記撮像装置が緩衝室の外に配置されている請求項１に記載の培養顕微鏡。
【請求項４】
前記密閉手段は、前記対物レンズに取り付けられたリング部材と、前記標本トレーとから構成され、前記移動装置は、前記標本トレーと前記対物レンズを前記対物レンズの光軸に平行に相対的移動させるとともに前記対物レンズの光軸を横切る方向に相対的移動させ、前記リング部材は前記標本トレーと密着して前記密閉空間を作る請求項１に記載の培養顕微鏡。
【請求項５】
前記リング部材は弾性部材を有し、前記弾性部材が前記標本トレーに接触する請求項４に記載の培養顕微鏡。
【請求項６】
前記標本トレーは前記対物レンズの先端部を収納する凹部を有している請求項４に記載の培養顕微鏡。
【請求項７】
前記密閉空間内の湿度を検知するための湿度センサーをさらに備えている請求項４に記載の培養顕微鏡。
【請求項８】
前記密閉手段は、前記対物レンズに取り付けられたリング部材と、前記リング部材と密着して密閉空間を作る蓋部材と、前記蓋部材を前記対物レンズと前記標本トレーの間に挿入可能に支持する支持部とから構成され、前記移動装置は、前記標本トレーと前記対物レンズを前記対物レンズの光軸に沿って相対的移動させ、前記リング部材は、前記対物レンズと前記標本トレーの間に挿入された前記蓋部材と密着して前記密閉空間を作る請求項１に記載の培養顕微鏡。
【請求項９】
前記リング部材は弾性部材を有し、前記弾性部材が前記蓋部材に接触する請求項８に記載の培養顕微鏡。
【請求項１０】
前記蓋部材は前記対物レンズの先端部を収納する凹部を有している請求項８に記載の培養顕微鏡。
【請求項１１】
前記密閉空間内の湿度を検知するための湿度センサーをさらに備えている請求項８に記載の培養顕微鏡。
【請求項１２】
前記密閉空間に連絡する流路と、前記流路を開閉するためのバルブとをさらに備えている請求項１に記載の培養顕微鏡。
【請求項１３】
前記流路に連絡された負圧発生装置をさらに備えている請求項１２に記載の培養顕微鏡。
【請求項１４】
前記流路を暖めるヒーターをさらに備えている請求項１３に記載の培養顕微鏡。
【請求項１５】
前記バルブは、前記密閉空間が形成されているあいだじゅう開かれる請求項１２に記載の培養顕微鏡。
【請求項１６】
前記バルブは、前記密閉空間が形成されているあいだ一定の時間間隔で開かれる請求項１２に記載の培養顕微鏡。
【請求項１７】
前記バルブは、前記密閉空間が形成された直後に所定時間だけ開かれ、その後は一定の時間間隔をおいて前記所定時間とは異なる一定の時間だけ開かれる請求項１２に記載の培養顕微鏡。
【請求項１８】
前記密閉空間内の湿度を検知するための湿度センサーをさらに備えており、前記密閉空間が形成されているあいだ、前記バルブは、前記湿度センサーによって検知される湿度が所定値以上のときに開かれ、所定値以下のときに閉じられる請求項１２に記載の培養顕微鏡。
【請求項１９】
気体供給源と、前記気体供給源と前記密閉空間を連絡する気体供給流路と、前記気体供給流路を開閉するためのバルブと、前記密閉空間に連絡する前記気体排出流路と、前記気体供給流路を開閉するためのバルブとをさらに備えている請求項１に記載の培養顕微鏡。
【請求項２０】
前記気体排出流路に連絡された負圧発生装置をさらに備えている請求項１９に記載の培養顕微鏡。
【請求項２１】
前記気体供給流路を暖めるヒーターをさらに備えている請求項２０に記載の培養顕微鏡。
【請求項２２】
前記気体供給源が乾燥した気体を供給するボンベで構成されている請求項１９に記載の培養顕微鏡。
【請求項２３】
前記気体供給源が気体を強制的に送る強制送付装置で構成されている請求項１９に記載の培養顕微鏡。
【請求項２４】
前記バルブは、前記密閉空間が形成されているあいだじゅう開かれる請求項１９に記載の培養顕微鏡。
【請求項２５】
前記バルブは、前記密閉空間が形成されているあいだ一定の時間間隔で開かれる請求項１９に記載の培養顕微鏡。
【請求項２６】
前記バルブは、前記密閉空間が形成された直後に所定時間だけ開かれ、その後は一定の時間間隔をおいて前記所定時間とは異なる一定の時間だけ開かれる請求項１９に記載の培養顕微鏡。
【請求項２７】
前記密閉空間内の湿度を検知するための湿度センサーをさらに備えており、前記密閉空間が形成されているあいだ、前記バルブは、前記湿度センサーによって検知される湿度が所定値以上のときに開かれ、所定値以下のときに閉じられる請求項１９に記載の培養顕微鏡。
【請求項２８】
負圧発生装置と、前記負圧発生装置と前記密閉空間を連絡する気体排出流路と、前記気体排出流路を開閉するためのバルブと、前記密閉空間に連絡する気体吸入流路と、前記気体吸入流路を開閉するためのバルブとをさらに備えている請求項１に記載の培養顕微鏡。
【請求項２９】
前記気体排出流路を暖めるヒーターをさらに備えている請求項２８に記載の培養顕微鏡。
【請求項３０】
前記バルブは、前記密閉空間が形成されているあいだじゅう開かれる請求項２８に記載の培養顕微鏡。
【請求項３１】
前記バルブは、前記密閉空間が形成されているあいだ一定の時間間隔で開かれる請求項２８に記載の培養顕微鏡。
【請求項３２】
前記バルブは、前記密閉空間が形成された直後に所定時間だけ開かれ、その後は一定の時間間隔をおいて前記所定時間とは異なる一定の時間だけ開かれる請求項２８に記載の培養顕微鏡。
【請求項３３】
前記密閉空間内の湿度を検知するための湿度センサーをさらに備えており、前記密閉空間が形成されているあいだ、前記バルブは、前記湿度センサーによって検知される湿度が所定値以上のときに開かれ、所定値以下のときに閉じられる請求項２８に記載の培養顕微鏡。
【請求項３４】
培養細胞の培養に適した環境に制御される培養室であって、貫通穴を有する隔離壁を有する培養室と、
培養細胞と培地を収容した容器を保持するための標本トレーであって、前記培養室内に配置される標本トレーと、
培養細胞を観察するための顕微鏡であって、対物レンズが前記隔離壁の貫通穴を通って前記隔離壁をまたいで配置される顕微鏡とを備えており、
記隔離壁と前記標本トレーのすき間が前記隔離壁と前記対物レンズのすき間よりも小さい培養顕微鏡。
【請求項３５】
前記隔離壁と前記標本トレーのすき間が０．３ｍｍ以下である請求項３４に記載の培養顕微鏡。
【請求項３６】
前記隔離壁は、前記隔離壁の貫通穴の周囲に前記標本トレーに向かって突出したフランジ部を有している請求項３４に記載の培養顕微鏡。
【請求項３７】
前記隔離壁と前記標本トレーのすき間に位置し、前記標本トレーに接する低摩擦物質をさらに備えている請求項３４に記載の培養顕微鏡。
【請求項３８】
前記隔離壁は、前記隔離壁の貫通穴の周囲に前記標本トレーに向かって突出したフランジ部を有し、前記低摩擦物質は前記フランジ部の上端面に設けられている請求項３７に記載の培養顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、培養細胞を培養しながら観察するための培養顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
分子生物や生物物理の研究では、培養細胞を用いた研究が流行になっている。培養細胞の培養環境は光学顕微鏡を用いる通常の室内環境とは異なり、通常の室内環境での観察は培養細胞に悪影響を与えるおそれがある。
【０００３】
特開２００３−９３０４１号公報は、培養室内に試料台と撮像ユニットと移動手段を設けることにより培養室内での観察を可能にした装置（培養顕微鏡）を提案している。
【特許文献１】特開２００３−９３０４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
細胞は、細菌やカビなどに非常に弱く、汚染された場合、栄養分が枯渇して死滅してしまう。汚染を防ぐ意味で培養顕微鏡内や内部の機器は、殺菌や消毒を行なう必要がある。
【０００５】
ここで、前述の特開２００３−９３０４１号公報では、撮像ユニットを培養顕微鏡内部に備えている。撮像ユニットはいわゆる顕微鏡であり、複雑な形状となっている。その複雑さゆえに、殺菌や消毒を行なっても微生物を完全に除去することは困難である。
【０００６】
また、培養顕微鏡内は３７℃、９５％ＲＨ程度と高温多湿な環境である。そのため、撮像ユニットに結露が生じる可能性が高い。撮像ユニットに結露が生じると撮像に悪影響が生じる。
【０００７】
対物レンズは、複数のレンズと、レンズを取り囲む金属製の筒とで構成されている。レンズは微小なすき間をもって筒に挿入され、それらの嵌合部にはシリコン系やエキポシ系の接着剤が充てんされている。これにより、対物レンズ内部は密閉に近い状態になっている。
【０００８】
しかし、接着剤は水分をまったく透過しないわけでもなく、またレンズと筒の間にも微小ながらすき間があることから、長期にわたって一定の状態に保管した場合、対物レンズ内の湿度は対物レンズ外の湿度と同等になる。従って、培養顕微鏡に設置して長期にわたって観察を行なった場合、対物レンズの（細胞培養部側の）内部は３７℃で９５％という状態になってしまう。
【０００９】
この状態で、培養顕微鏡の電源をＯＦＦにした場合、対物レンズの温度が低下し、対物レンズ内部の空気に含まれた水分が結露する。対物レンズの温度を３７℃に戻すことにより結露は解消するが、一度結露した個所には痕が残ってしまい観察に支障をきたす。
【００１０】
また、細胞培養環境内は３７℃に制御されているが、厳密にいうと、培養細胞の入った容器付近は３７℃付近になっているが、そのほかの部分は若干の温度むらがあることが普通である。３７℃で９５％の環境は温度が３６℃に低下すると結露が生じることが図１３の湿り空気線図から読み取れる。従って、仮に対物レンズが３６℃を下回ることがあれば、対物レンズの内部に結露が発生し、観察に支障をきたす。
【００１１】
本発明は、この様な実状を考慮して成されたものであり、その目的は、対物レンズの内部に結露が発生することが防止された培養顕微鏡を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による培養顕微鏡は、培養細胞の培養に適した環境に制御される培養室と、培養細胞と培地を収容した容器を保持するための標本トレーと、培養細胞を観察するための顕微鏡とを備えている。培養室は、貫通穴を有する隔離壁を有し、標本トレーは、前記培養室内に配置され、顕微鏡は、対物レンズが前記隔離壁の貫通穴を通って前記隔離壁をまたいで配置される。培養顕微鏡はさらに、前記対物レンズの先端部を取り囲む密閉空間を形成する密閉手段と、前記対物レンズと前記隔離壁のすき間を塞いでいる密閉部材と、前記標本トレーと前記対物レンズを相対移動させる移動装置とを備えている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、対物レンズの内部に結露が発生することが防止された培養顕微鏡が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１５】
＜第一実施形態＞
本実施形態は、細胞を培養しながら観察するための培養顕微鏡に向けられている。培養顕微鏡は、実質的に、標本を培養するための培養装置（インキュベーター）と、標本を観察するための顕微鏡とを組み合わせて構成されている。図１は、本発明の第一実施形態による培養顕微鏡を概略的に示す断面図である。
【００１６】
図１に示されるように、培養顕微鏡１０は、脚部１２に支持されたベース部材１４と、ベース部材１４の上の周囲を取り囲む側壁部１６と、側壁部１６の上側の開口を覆う隔離壁２２と、底面が開口した箱状の開閉蓋１８を備えている。
【００１７】
隔離壁２２は、ベース部材１４に立てられた複数の支持支柱２４によって支持されている。隔離壁２２と側壁部１６はシール部材２６を介して接しており、両者の間は気密に保たれている。側壁部１６は中空構造で断熱空間を有し、側壁部１６の断熱空間内にヒーター３０が設けられている。
【００１８】
開閉蓋１８はヒンジ２０によって側壁部１６に取り付けられており、側壁部１６に対して開閉可能である。開閉蓋１８と隔離壁２２の間にはシール部材２８が設けられており、開閉蓋１８は閉じられた際にシール部材２８を介して隔離壁２２に接し、開閉蓋１８と隔離壁２２の間は気密に保たれる。開閉蓋１８は中空構造で断熱空間を有し、開閉蓋１８の断熱空間内にはヒーター３２が設けられている。
【００１９】
開閉蓋１８と隔離壁２２は培養室１７を構成している。培養室１７は開閉蓋１８が閉じられることにより閉空間（培養空間）を作り、その閉空間は培養細胞の培養に適した環境に制御される。具体的には、温度が３７℃、湿度が９５％に制御される。また、ベース部材１４と側壁部１６と隔離壁２２は緩衝室１３を構成している。緩衝室１３は、培養室１７と比較して温度は同じだが湿度は低い環境に制御される。具体的には、温度が３７℃、湿度が５０％程度に制御される。またベース部材１４は直径３０ｍｍ程度の貫通穴１４ａを有しており、緩衝室１３は外気と連絡している。
【００２０】
培養顕微鏡１０は、培養細胞と培地を収容した容器５０を保持するための標本トレー４０と、培養室１７内において標本トレー４０が取り付けられるトレー取り付け部３８と、トレー取り付け部３８を水平に移動させるための水平移動機構３６を備えている。
【００２１】
標本トレー４０は容器５０を収容する複数の凹部４２を有している。標本トレー４０は円板状をしており、複数の凹部４２は同一円周上にほぼ一定の間隔を置いて位置している。各凹部４２の底部には、下方から光学的に観察することを可能にする開口が設けられている。標本トレー４０に収容された容器５０には蓋５２がかぶせられる。
【００２２】
隔離壁２２は貫通穴２２ａを有し、トレー取り付け部３８は隔離壁２２の貫通穴２２ａを通って延びており、水平移動機構３６は緩衝室１３内に位置している。
【００２３】
隔離壁２２の貫通穴とトレー取り付け部３８とのすき間は、湿気の漏れを良好に抑えるために、好ましくは０．１ｍｍ以下であるとよい。また、湿気の漏れをさらに抑えるため、隔離壁２２の貫通穴とトレー取り付け部３８の間に弾性部材が設けられてもよい。
【００２４】
水平移動機構３６は、トレー取り付け部３８を回転させるためのモーター３６ａと、モーター３６ａを支持するモーター支持部材３６ｂと、モーター支持部材３６ｂを移動可能に支持しているリニアガイド３６ｃと、モーター支持部材３６ｂに係合しているボールネジ３６ｄと、ボールネジ３６ｄを駆動するためのモーター３６ｅと、モーター３６ｅを支持しているモーター支持部材３６ｆとを備えている。モーター支持部材３６ｂはリニアガイド３６ｃを介して隔離壁２２に取り付けられており、隔離壁２２に対して横に移動可能である。モーター支持部材３６ｆは隔離壁２２に固定されている。ボールネジ３６ｄはモーター３６ｅの軸の回転運動をモーター支持部材３６ｂの直線運動に変換する。
【００２５】
顕微鏡は、対物レンズ６０と、対物レンズ６０を上下に移動させるための準焦機構６６と、結像レンズ６８と、撮像装置７０とを備えている。
【００２６】
準焦機構６６は、対物レンズ６０を支持するための対物レンズ支持部材６６ａと、対物レンズ支持部材６６ａを移動可能に支持しているリニアガイド６６ｂと、対物レンズ支持部材６６ａに係合しているボールネジ６６ｃと、ボールネジ６６ｃを駆動するためのモーター６６ｄと、モーター６６ｄを支持しているモーター支持部材６６ｅとを備えている。モーター支持部材６６ｅは隔離壁２２に固定されている。対物レンズ支持部材６６ａはリニアガイド６６ｂを介してモーター支持部材６６ｅに取り付けられており、モーター支持部材６６ｅに対して上下に移動可能である。ボールネジ６６ｃはモーター６６ｄの軸の回転運動を対物レンズ支持部材６６ａの直線運動に変換する。
【００２７】
隔離壁２２は貫通穴２２ｂを有し、対物レンズ６０は隔離壁２２の貫通穴２２ｂを通って隔離壁２２をまたいで配置されている。
【００２８】
ベース部材１４は貫通穴１４ｂを有し、ベース部材１４の貫通穴１４ｂには結像レンズ６８と撮像装置７０が取り付けられている。結像レンズ６８と撮像装置７０は緩衝室１３の下方外部に配置されており、ベース部材１４の貫通穴１４ｂを介して対物レンズ６０と光学的に結合されている。
【００２９】
また顕微鏡は、標本を透過照明するための透過照明光学系を備えている。透過照明光学系は、開閉蓋１８の外壁に密閉状態で取り付けられた照明光源７２と、開閉蓋１８の内壁に密閉状態で設けられた光学窓７４とを有している。照明光源７２と光学窓７４は共に対物レンズ６０の上方に位置している。照明光源７２は照明光を発し、光学窓７４は照明光の通過を許す。
【００３０】
さらに顕微鏡は、図示されていないが、標本を励起するための励起照明光学系を備えている。
【００３１】
培養顕微鏡１０の使用時は、複数の容器５０を保持した標本トレー４０がトレー取り付け部３８に取り付けられ、純水を入れた加湿パッド３４が培養室１７の中に配置される。培養室１７は、ヒーター３２によって内部温度が３７℃に制御される。また、緩衝室１３は、ヒーター３０によって内部温度が３７℃に制御される。
【００３２】
開閉蓋１８の断熱空間により培養室１７は外気の影響を受けにくく、また緩衝室１３も３７℃であるため、培養室１７の内部温度は良好に３７℃に保たれる。また、培養室１７に生じた湿気は外部へ漏れにくいため、培養室１７内は１００％に近い高湿度に保たれる。
【００３３】
緩衝室１３と外気をつなぐ貫通穴１４ａは小径であるので緩衝室１３内への外気の流入はわずかである。また緩衝室１３は断熱空間によって囲まれているので外気の影響を受けにくい。このため、緩衝室１３の中に配置された対物レンズ６０と準焦機構６６は外気に影響されず３７℃に良好に保たれる。これにより、対物レンズ６０と準焦機構６６の温度が一定に保たれ、ピントズレの発生が良好に抑えられる。
【００３４】
また観察時は、対物レンズ６０の上方に位置する容器５０が観察される。観察対象の容器５０は、水平移動機構３６により標本トレー４０を大きく回転させることによって切り換えられる。容器５０内の観察個所は、水平移動機構３６により標本トレー４０を対物レンズ６０の光軸に直交する平面に沿って移動させることによって調整される。この調整は、標本トレー４０の回転と並進移動との組み合わせによって行なわれる。
【００３５】
次に、図２と図３と図４を参照しながら対物レンズの結露防止機構について説明する。図２と図３と図４は、図１に示された対物レンズの周辺部を示しており、図２は観察時の状態を示し、図３は標本トレー移動時の状態を示し、図４はドライ空間退避時の状態を示している。
【００３６】
図２〜図４に示されるように、対物レンズ６０にはリング部材８０がねじ８２により取り付けられている。対物レンズ６０と隔離壁２２の貫通穴２２ｂの周囲の間には密閉部材８６が延在しており、対物レンズ６０と隔離壁２２のすき間を塞いでいる。密閉部材８６は筒状の蛇腹状の弾性部材で構成されており、上側の端部は対物レンズ６０とリング部材８０の間に挟まれて固定され、下側の端部は隔離壁２２と抑え部材８８の間に挟まれて固定されている。抑え部材８８はねじ９０により隔離壁２２に取り付けられている。抑え部材８８はリング状をしており、内側の縁に上方に突出した凸部８８ａを有している。凸部８８ａは、培養室１７内においてこぼれた液が緩衝室１３にたれるのを防止する。これにより、緩衝室１３内にあるモーターなどの電気部品に水分がかかることによる電気部品の故障が良好に防止される。
【００３７】
対物レンズ６０の上下動の際に抑え部材８８の凸部８８ａがリング部材８０に衝突するのを避けるため、リング部材８０はその底面に凸部８８ａが進入し得る凹部８０ａを有している。リング部材８０は外側の縁が上方に突出しており、その上面にＯリングなどの弾性部材８４を有している。弾性部材８４の材質はゴムやポリアセタールなどであってよい。またリング部材８０は弾性部材８４に代えてガスケットなどのシール材を有していてもよい。図４に示されるように、標本トレー４０は、その底面に、対物レンズ６０の先端部を収納する凹部４４を有している。標本トレー４０の凹部４４の内部には湿度センサー４６が設けられている。
【００３８】
リング部材８０は貫通穴８０ｂを有し、この貫通穴８０ｂには流路９２が接続されており、流路９２は負圧発生装置９６に連結されている。流路９２の途中には、流路９２を開閉するためのバルブ９４が設けられている。また流路９２には、流路９２を暖めるためのヒーター９８が設けられている。
【００３９】
本実施形態では、非観察時のあいだ、対物レンズ６０がドライ空間に退避される。以下、対物レンズ６０がドライ空間に退避される手順について述べる。まず、図２に示される観察状態において、準焦機構６６によって対物レンズ６０が下方に移動される。次に、水平移動機構３６によって標本トレー４０が回転され、凹部４４が対物レンズ６０の上方に配置される。標本トレー４０の回転途中の状態が図３に示される。対物レンズ６０の上方に凹部４４が配置された後、準焦機構６６によって対物レンズ６０が上方に移動され、図４に示されるように、リング部材８０が標本トレー４０に密着して対物レンズ６０の先端部を取り囲む密閉空間を形成する。つまり、リング部材８０と標本トレー４０は対物レンズ６０の先端部を取り囲む密閉空間を形成する密閉手段を構成している。
【００４０】
リング部材８０と標本トレー４０によって形成された密閉空間はリング部材８０を介して流路９２に連絡する。密閉空間が形成された後、バルブ９４が適宜開かれ、負圧発生装置９６によって減圧される。これにより、密閉空間は湿度が低下してドライ空間になる。従って、対物レンズ６０の先端部がドライ空間の中に保管される。またヒーター９８によって流路９２が暖められる。これは密閉空間の湿度が低下するのを促進する。
【００４１】
このように本実施形態では、非観察時のあいだ、対物レンズ６０の先端部がドライ空間に保管されるので、対物レンズ６０の内部への湿気の進入が著しく抑えられる。このため、対物レンズ６０の内部に結露が発生することが防止される。
【００４２】
バルブ９４は色々なパターンに従って開閉されてよい。図９はバルブ９４のいくつかの開閉パターンを示している。
【００４３】
パターンＡでは、バルブ９４は、リング部材８０と標本トレー４０が密着して密閉空間が形成されているあいだじゅう開かれる。つまり、バルブ９４は、リング部材８０と標本トレー４０が密着して密閉空間が形成された直後に開かれ、次回の観察のためにリング部材８０と標本トレー４０の密着が開放されるまで開かれたままに維持される。
【００４４】
パターンＢでは、バルブ９４の開閉は時間によって制御される。バルブ９４は、リング部材８０と標本トレー４０が密着して密閉空間が形成されているあいだ一定の時間間隔で開かれる。つまり、バルブ９４は、次回の観察のためにリング部材８０と標本トレー４０の密着が開放されるまで、間欠的に開かれる。
【００４５】
パターンＣでも、バルブ９４の開閉は時間によって制御される。バルブ９４は、リング部材８０と標本トレー４０が密着して密閉空間が形成された直後に所定の時間Ａだけ開かれ、その後は一定の時間間隔Ｂをおいて一定の時間Ｃだけ開かれる。ここでは時間Ａと時間Ｃは異なっているが、両者は同じであってもよい。また時間間隔Ｂと時間Ｃは必ずしも一定である必要はなく、それぞれ適当に変化されてもよい。
【００４６】
パターンＤでは、バルブ９４の開閉は密閉空間内の湿度に基づいて制御される。バルブ９４は、リング部材８０と標本トレー４０が密着して密閉空間が形成されているあいだ、湿度センサー４６によって検知される密閉空間内の湿度が所定値Ｄ以上のときに開かれ、所定値Ｅ以下のときに閉じられる。つまり、バルブ９４は、リング部材８０と標本トレー４０が密着して密閉空間が形成された直後に開かれ、密閉空間内の湿度が所定値Ｅに達したら閉じられる。その後、湿度が所定値Ｄに達したら開かれ、所定値Ｅに達したら閉じられる。
【００４７】
本実施形態では、流路９２は負圧発生装置９６に連結されているが、外気に開放されていてもよい。その場合にも、リング部材８０と標本トレー４０が密着して形成された密閉空間は、バルブ９４を開くことにより外気に開放されるため、湿度が低下してドライ空間になる。またヒーター９８によって流路９２が暖められているため、結露発生の要因になる冷たい外気が密閉空間内に進入することが防止される。
【００４８】
＜第二実施形態＞
本実施形態は、別の結露防止機構に向けられている。図５と図６と図７は、本発明の第二実施形態における対物レンズの周辺部を示しており、図５は観察時の状態を示し、図６はドライ空間退避途中の状態を示し、図７はドライ空間退避時の状態を示している。図５〜図７において、図２〜図４に示された部材と同一の参照符号が付された部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。
【００４９】
本実施形態では、図５〜図７に示されるように、隔離壁２２の上に、リング部材８０と密着して密閉空間を作る蓋部材１２０と、蓋部材１２０を水平に移動可能に支持している支持部１２６とが設けられている。支持部１２６は、蓋部材１２０を対物レンズ６０と標本トレー４０の間に挿入し得る。蓋部材１２０は、その底面に、対物レンズ６０の先端部を収納する凹部１２２を有している。凹部１２２の内部には湿度センサー１２４が設けられている。
【００５０】
非観察時のあいだ、対物レンズ６０がドライ空間に退避される。以下、対物レンズ６０がドライ空間に退避される手順について述べる。まず、図５に示される観察状態において、準焦機構６６によって対物レンズ６０が下方に移動される。次に、支持部１２６によって蓋部材１２０が水平に移動され、図６に示されるように蓋部材１２０が対物レンズ６０の上方に配置される。続いて、準焦機構６６によって対物レンズ６０が上方に移動され、図７に示されるように、リング部材８０が蓋部材１２０に密着して対物レンズ６０の先端部を取り囲む密閉空間を形成する。つまり、リング部材８０と蓋部材１２０と支持部１２６は対物レンズ６０の先端部を取り囲む密閉空間を形成する密閉手段を構成している。
【００５１】
その後、リング部材８０と蓋部材１２０が密着して形成された密閉空間は、第一実施形態と同様に、負圧発生装置９６によって減圧されて、ドライ空間になる。その結果、対物レンズ６０の先端部がドライ空間の中に保管される。その際のバルブ９４の開閉には、第一実施形態で述べた開閉パターンがそのまま適用されてよい。またヒーター９８は第一実施形態と同様の働きをする。
【００５２】
本実施形態においても、非観察時のあいだ、対物レンズ６０の先端部がドライ空間に保管されるので、対物レンズ６０の内部への湿気の進入が著しく抑えられる。このため、対物レンズ６０の内部に結露が発生することが防止される。
【００５３】
本実施形態においても、負圧発生装置９６に連結されている流路９２は、外気に開放されていてもよい。その場合の作用は第一実施形態と同様である。
【００５４】
＜第三実施形態＞
本実施形態は、第一実施形態の結露防止機構の変形に向けられている。図８は、本発明の第三実施形態におけるドライ空間退避時の対物レンズの周辺部を示している。図８において、図２〜図４に示された部材と同一の参照符号が付された部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。
【００５５】
本実施形態では、図８に示されるように、リング部材８０は第一実施形態の貫通穴８０ｂに代えて貫通穴８０ｃと貫通穴８０ｄを有している。貫通穴８０ｃには気体供給流路１４２が接続され、貫通穴８０ｄには気体排出流路１５２が接続されている。気体供給流路１４２はエアボンベ１４６などの気体供給源に連結されており、気体供給流路１４２の途中には、気体供給流路１４２を開閉するためのバルブ１４４が設けられている。また気体供給流路１４２には、気体供給流路１４２を暖めるためのヒーター１４８が設けられている。気体排出流路１５２は負圧発生装置１５６に連結されており、気体排出流路１５２の途中には、気体排出流路１５２を開閉するためのバルブ１５４が設けられている。
【００５６】
本実施形態では、リング部材８０と標本トレー４０が密着して密閉空間が形成された後、バルブ１４４とバルブ１５４が適宜開かれ、エアボンベ１４６から気体（空気）が供給されるとともに負圧発生装置１５６によって減圧される。これにより、対物レンズ６０の先端部を収容した密閉空間はドライ空間になる。さらに気体が循環されることにより、密閉空間は短時間の内に良好なドライ空間になる。ヒーター１４８は密閉空間に進入する気体を暖め、冷たい気体が密閉空間に進入して湿度を上昇させるのを抑える。バルブ１４４とバルブ１５４の開閉には、第一実施形態で述べた開閉パターンがそのまま適用されてよい。しかしエアボンベ１４６のエア消費を抑えるため、好ましくはパターンＡ以外が適用されるとよい。
【００５７】
本実施形態では、気体排出流路１５２は負圧発生装置１５６に連結されているが、外気に開放されていてもよい。気体供給流路１４２はエアボンベ１４６に連結されているが、外気に開放されていてもよい。また、気体供給源はエアボンベ１４６で構成されているが、これに限定されるものではなく、気体を供給し得る任意の装置で構成されてよく、例えばコンプレッサーなどの気体強制送付装置で構成されてもよい。
【００５８】
＜第四実施形態＞
本実施形態は、対物レンズの別の結露防止機構に向けられている。図１０は、本発明の第四実施形態における対物レンズの周辺部を示している。図１０において、図２〜図４に示された部材と同一の参照符号が付された部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。
【００５９】
本実施形態の培養顕微鏡は、第一実施形態の隔離壁２２に代えて隔離壁１７０を有している。隔離壁１７０は対物レンズ６０が通る貫通穴１７１を有し、貫通穴１７１の周囲に標本トレー４０に向かって突出したフランジ部１７２を有している。フランジ部１７２と標本トレー４０のすき間は隔離壁１７０と対物レンズ６０のすき間よりも狭く、好ましくは０．３ｍｍ以下であるとよい。また隔離壁１７０と対物レンズ６０のすき間は、好ましくは隔離壁１７０と標本トレー４０のすき間の５倍以上であるとよい。
【００６０】
本実施形態では、フランジ部１７２と標本トレー４０のすき間が狭いため、培養室１７と緩衝室１３の間で湿気の行き来がほとんどない。このため、フランジ部１７２と標本トレー４０のすき間による培養室１７の湿度低下はほとんど生じない。言い換えれば、対物レンズ６０の先端部は常に緩衝室１３内と同じ環境に置かれる。このため、対物レンズ６０の内部に結露が発生することが防止される。
【００６１】
［変形例］
図１１は、本実施形態の結露防止機構の変形例を示している。本変形例では、図１１に示されるように、フランジ部１７２の上端面に低摩擦物質１７４が設けられている。低摩擦物質１７４は隔離壁１７０と標本トレー４０のすき間に位置し、標本トレー４０に接している。低摩擦物質１７４はスポンジなどの弾性部材で構成され、低摩擦物質１７４と標本トレー４０の間の摩擦は標本トレー４０の移動に支障を与えない程度に小さい。低摩擦物質１７４は、潤滑性のある塗装、フッ素系樹脂、ポリアセタールシートなどであってもよい。
【００６２】
本変形例によれば、培養室１７と緩衝室１３の間の湿気の行き来がさらに抑えられる。従って、対物レンズ６０の先端部がより良い環境に置かれ、対物レンズ６０の内部に結露が発生することが防止される。
【００６３】
これまで、図面を参照しながら本発明の実施形態を述べたが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において様々な変形や変更が施されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第一実施形態による培養顕微鏡を概略的に示す断面図である。
【図２】図１に示された培養顕微鏡において観察時における対物レンズの周辺部を示している。
【図３】図１に示された培養顕微鏡において標本トレー移動時における対物レンズの周辺部を示している。
【図４】図１に示された培養顕微鏡においてドライ空間退避時における対物レンズの周辺部を示している。
【図５】本発明の第二実施形態において観察時における対物レンズの周辺部を示している。
【図６】本発明の第二実施形態においてドライ空間退避途中における対物レンズの周辺部を示している。
【図７】本発明の第二実施形態においてドライ空間退避時における対物レンズの周辺部を示している。
【図８】本発明の第三実施形態におけるドライ空間退避時の対物レンズの周辺部を示している。
【図９】本発明の第一実施形態ないし第三実施形態において適用されるバルブの開閉パターンを示している。
【図１０】本発明の第四実施形態における対物レンズの周辺部を示している。
【図１１】本発明の第四実施形態の変形例を示している。
【図１２】湿り空気線図を示している。
【符号の説明】
【００６５】
１０…培養顕微鏡、１２…脚部、１３…緩衝室、１４…ベース部材、１４ａ…貫通穴、１４ｂ…貫通穴、１６…側壁部、１７…培養室、１８…開閉蓋、２０…ヒンジ、２２…隔離壁、２２ａ…貫通穴、２２ｂ…貫通穴、２４…支持支柱、２６…シール部材、２８…シール部材、３０…ヒーター、３２…ヒーター、３４…加湿パッド、３６…水平移動機構、３６ａ…モーター、３６ｂ…モーター支持部材、３６ｃ…リニアガイド、３６ｄ…ボールネジ、３６ｅ…モーター、３６ｆ…モーター支持部材、３８…トレー取り付け部、４０…標本トレー、４２…凹部、４４…凹部、４６…湿度センサー、５０…容器、５２…蓋、６０…対物レンズ、６６…準焦機構、６６ａ…対物レンズ支持部材、６６ｂ…リニアガイド、６６ｃ…ボールネジ、６６ｄ…モーター、６６ｅ…モーター支持部材、６８…結像レンズ、７０…撮像装置、７２…照明光源、７４…光学窓、８０…リング部材、８０ａ…凹部、８０ｂ…貫通穴、８０ｃ…貫通穴、８０ｄ…貫通穴、８２…ねじ、８４…弾性部材、８６…密閉部材、８８…抑え部材、８８ａ…凸部、９０…ねじ、９２…流路、９４…バルブ、９６…負圧発生装置、９８…ヒーター、１２０…蓋部材、１２２…凹部、１２４…湿度センサー、１２６…支持部、１４２…気体供給流路、１４４…バルブ、１４６…エアボンベ、１４８…ヒーター、１５２…気体排出流路、１５４…バルブ、１５６…負圧発生装置、１７０…隔離壁、１７１…貫通穴、１７２…フランジ部、１７４…低摩擦物質。
【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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