(57)【要約】【課題】発熱源からの熱を外部に効率的に放熱させることのできる試料観察装置を提供する。【解決手段】試料を収容する容器２と、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２１と、全体として扁平な略直方体形状を成し一面に開口１１ａを有して形成され内部に観察用撮像ユニットを搭載する被駆動ユニット３０を備えた収納筐体１１と、容器を載置する透明な平面部を有し収納筐体の開口を覆うように取り付けられることで収納筐体を密閉された箱体とする天板ユニット１６と、収納筐体の内部空間を隔てる隔壁３１ａとを具備する。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項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、
を具備したことを特徴とする試料観察装置。
【請求項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ことを特徴とする請求項１に記載の試料観察装置。
【請求項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ことを特徴とする請求項１に記載の試料観察装置。
【請求項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ことを特徴とする請求項２に記載の試料観察装置。
【請求項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ことを特徴とする請求項２に記載の試料観察装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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、例えば特開２００５−２９５８１８号公報（特許第４４９０１５４号公報）等によって、種々の形態のものが提案されている。
【０００３】
上記特開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。
【０００４】
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。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。
【０００５】
また、この種の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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２９５８１８号公報（特許第４４９０１５４号公報）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、上記特開２００５−２９５８１８号公報（特許第４４９０１５４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。
【００１０】
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、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である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、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。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一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２】図１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３】図１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４】図３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５】図３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６】図３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７】図３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８】図３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７の矢印［８］−［８］で示す二点鎖線による仮想面に沿う切断面）
【図９】図３の［９］−［９］線に沿う縦断面図
【図１０】図３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
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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できる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。
【００１５】
［一実施形態］
図１は、本発明の一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である。図２は、図１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である。
【００１６】
図３は、本実施形態の試料観察装置の外観を示す外観斜視図である。図４は、図３に示す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である。図５，図６は、本実施形態の試料観察装置における装置本体の分解斜視図である。このうち、図５は、本実施形態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）を示している。図６は、本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）を示している。
【００１７】
なお、図５，図６において、符号［６Ａ］，［６Ｂ］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５の上半部の構成要素（天板ユニット）と、図６の下半部の構成要素の一部（駆動ユニット）との間は、符号［６Ａ］同士で接続され、符号［６Ｂ］同士で接続されることを示している。
【００１８】
図７は、本実施形態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である。図８は、本実施形態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である。この図８は、図７の矢印［８］−［８］で示す二点鎖線による仮想面に沿う切断面である。
【００１９】
図９は、図３の［９］−［９］線に沿う縦断面図である。なお、図９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。そして、図１０は、本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。
【００２０】
まず、本発明の一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１，図２を用いて以下に説明する。
【００２１】
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、本実施形態の試料観察装置１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。
【００２２】
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（図１参照）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。
【００２３】
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。
【００２４】
外部制御装置１０２は、本実施形態の試料観察装置１を統括的に制御すると共に、当該試料観察装置１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。
【００２５】
そのために、当該外部制御装置１０２は、試料観察装置１の制御ユニット３２（詳細後述；図２，図６，図７等参照）に含まれる通信部７５（詳細後述；図２参照）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１では不図示；図２参照）を有している。
【００２６】
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１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２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。
【００２７】
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。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１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。
【００２８】
なお、外部制御装置１０２から試料観察装置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（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１への給電を行うようにしてもよい。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
次に、本実施形態の試料観察装置の構成を、図２〜図６を用いて以下に説明する。
【００３３】
本実施形態の試料観察装置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２０（図３，図５では不図示；詳細は後述）を備え、天板ユニット１６（図６では不図示；詳細後述）の上面に載置した培養容器２（図２〜図４参照）内の試料を観察するための装置である。
【００３４】
なお、以下の説明においては、図２，図３等のように、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。
【００３５】
試料観察装置１は、図３，図４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１０と、装置本体１０の上面に載置される培養容器２と、装置本体１０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３とによって主に構成されている。
【００３６】
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１の使用時には、天板ユニット１６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。
【００３７】
このように培養容器２が上記天板ユニット１６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。
【００３８】
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（後述する図８参照）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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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の天板ユニット１６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。
【００４２】
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を天板ユニット１６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３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１６上に載置する。これにより、培養容器２の天板ユニット１６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。
【００４３】
次に、装置本体１０は、収納筐体１１と、天板ユニット１６と、上記駆動ユニット２０（図６等参照）等によって主に構成されている。
【００４４】
収納筐体１１は、一面に開口１１ａ（図６参照）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２０（図６参照）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。
【００４５】
収納筐体１１の一側面の外壁面には接続コネクタ１２（図３，図４，図６参照）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（図１，図２の符号１０５ａ参照）に対応した接続部である。
【００４６】
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（詳細後述；図２，図６，図７等参照）との間で電気的に接続されている。
【００４７】
また、図６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。
【００４８】
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２，図９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。
【００４９】
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６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６参照）に嵌合配置されている。
【００５０】
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を配置したときには、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。このとき、上記シール部材１４は、天板ユニット１６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１６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。
【００５１】
次に、天板ユニット１６は、上記収納筐体１１の開口１１ａ（図６参照）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１６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。
【００５２】
上記天板ユニット１６は、図５等に示すように、板金部材１５と、透明板部材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。
【００５３】
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８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。
【００５４】
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。
【００５５】
透明板部材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。
【００５６】
これにより、上記板金部材１５の光透過窓１５ａは、当該透明板部材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。
【００５７】
さらに、透明板部材１７には、図５に示すように、操作部ユニット１８の複数の操作ボタン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。
【００５８】
複数片のスペーサシート１９は、上記透明板部材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。
【００５９】
なお、上記透明板部材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。
【００６０】
さらに、スペーサシート１９の一部には、図５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。
【００６１】
そして、上記天板ユニット１６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板部材１７が接着剤等によって張り付けられることによって組み立てられる。
【００６２】
一方、上記天板ユニット１６の下面側には、駆動ユニット２０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２０の天板ユニット１６に対する取付部位は、図５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２０の詳細構成は後述する（図８参照）。
【００６３】
操作部ユニット１８は、天板ユニット１６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１６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。
【００６４】
操作部ユニット１８は、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５等では不図示；後述する図９参照）等によって主に構成されている。
【００６５】
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。
【００６６】
上記複数の操作ボタン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、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。
【００６７】
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。
【００６８】
また、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９参照）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。
【００６９】
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。
【００７０】
次に、駆動ユニット２０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。
【００７１】
即ち、駆動ユニット２０は、図６〜図７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。
【００７２】
なお、以下の説明において、上記駆動ユニット２０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。
【００７３】
まず、上記駆動ユニット２０のうちメインフレーム３１は、当該駆動ユニット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１６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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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１６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。
【００７８】
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１６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１６の図示は省略している。
【００７９】
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１６（図１０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。
【００８０】
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１６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。
【００８１】
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）。
【００８２】
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１６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１６（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等が収納はされている。
【００８３】
なお、上記メインフレーム３１の内壁面の所定の部位には、図７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。
【００８４】
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２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２，図４，図６等参照）を介して電気的に接続されている。
【００８５】
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７参照）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。
【００８６】
上記制御ユニット３２は、図２に示すように、制御部７１と、光源制御部７２と、駆動制御部７３と、画像処理部７４と、通信部７５と、計時部７６と、温湿度計測部７７と、電源部７８等を有して構成されている。
【００８７】
制御部７１は、本実施形態の試料観察装置１の統括的な制御を行う制御回路である。光源制御部７２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８参照）の駆動制御を行う制御回路である。駆動制御部７３は、駆動ユニット２０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７４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７５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７６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７６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７７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７８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。
【００８８】
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６，図７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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
なお、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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
そのために、図７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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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７１の制御下において駆動制御部７３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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
このように構成された本実施形態の駆動ユニット２０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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
次に、観察ユニット２１の構成について、主に図８を用いて以下に簡単に説明する。
【０１０８】
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２０の駆動部（２８，２９）によってＸ駆動軸２２及びＹ駆動軸２５（図６〜図８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。
【０１０９】
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８では不図示；図２参照）と、付勢部材５４等を有して構成されている。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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８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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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（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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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１６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。
【０１３６】
電気基板５３（図８には不図示；図２参照）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２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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
また、上記撮像素子駆動部５８には、図２に示すように、ＡＦ部８２，画素切換部８３等を有している。
【０１３９】
上記ＡＦ部８２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８３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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
本実施形態の試料観察装置１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、本発明に直接関連しない部分であるので、詳細な説明を省略する。
【０１４２】
このように構成された本実施形態の試料観察装置１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１６が装着され、この天板ユニット１６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。
【０１４３】
このようにして、当該試料観察装置１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１６（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。
【０１４４】
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１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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
また、上記制御ユニット３２は、当該試料観察装置１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。
【０１４８】
上述したように、本実施形態の試料観察装置１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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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１６へと熱伝導する。
【０１５２】
上述したように、天板ユニット１６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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
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１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１６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。
【０１５６】
以上説明したように上記一実施形態によれば、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１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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
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。
【０１６２】
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。
【０１６３】
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。
【０１６４】
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。
【０１６５】
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１６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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
また、上述の一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。
【０１７０】
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。
【０１７１】
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。
【０１７２】
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することができ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。
【産業上の利用可能性】
【０１７３】
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。
【符号の説明】
【０１７４】
１……試料観察装置
２……培養容器
３……容器ホルダ
１０……装置本体
１１……収納筐体
１１ａ……開口
１１ｂ……周溝部
１１ｘ……第１の内部空間
１２……接続コネクタ
１３……棚状部
１４……シール部材
１５……板金部材
１５ａ……光透過窓
１６……天板ユニット
１７……透明板部材
１７ａ……孔
１８……操作部ユニット
１８ａ……操作ボタン
１８ｂ……状態表示部
１９……スペーサシート
１９ａ，１９ｂ……孔
２０……駆動ユニット
２１……観察用撮像ユニット（観察ユニット）
２２……Ｘ駆動軸
２３ａ，２３ｂ……Ｘ駆動軸ガイド部材
２４……Ｙ軸方向ガイド軸
２５……Ｙ駆動軸
２６ａ……Ｙ駆動軸ガイド部材
２６ａ，２６ｂ……Ｙ駆動軸ガイド部材
２７……Ｘ軸方向ガイド軸
２８，２９……駆動部
２８……Ｘ軸方向駆動部
２８ａ，２９ａ……ステージ駆動モータ
２８ｂ，２９ｂ……駆動ベルト
２８ｃ，２９ｃ……プーリー
２９……Ｙ軸方向駆動部
３０……被駆動ユニット
３１……メインフレーム
３１ａ……短辺側壁
３１ｂ……長辺側壁
３１ｘ……第２の内部空間
３２……制御ユニット
３４……磁石部
３９……湿度センサ
４０……本体固定枠
４１……撮像観察光学系
４２……レンズ鏡筒
４３……拡散板
４４……照明用レンズ
４５……撮像素子
４６……移動枠
４６ａ，４６ｂ，４６ｃ……係合部
４７……吊軸
４８……回転規制軸
４９……レンズ駆動モータ
５０……リードスクリュー
５１……ナット部材
５２……光源部材
５３……電気基板
５４……付勢部材
５６……光源駆動部
５７……レンズ駆動部
５８……撮像素子駆動部
５９……位置判定部
６０……減衰補償部
６１……リリーフバルブ
６５……電気基板
７１……制御部
７２……光源制御部
７３……駆動制御部
７４……画像処理部
７５……通信部
７６……計時部
７７……温湿度計測部
７８……電源部
８２……ＡＦ部
８３……画素切換部
１００……試料観察システム
１０１……恒温器
１０１ａ……棚板
１０２……外部制御装置
１０３……入力装置
１０４……表示装置
１０５……通信部
１０５ａ……通信接続手段
１１３……スイッチ部品
【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】
2018148826.tif 000009
【図８】
2018148826.tif 000010
【図９】
2018148826.tif 000011
【図１０】
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