(57)【要約】光学走査又は観察装置用機器。走査又は観察されるべき試料担体を、使用中、受けるための引出を有する。第一クランプ部材は、使用中、引出し内の試料担体の一の表面と係合する。第二クランプ部材は、使用中、第一クランプ部材と反対側の試料担体の面と係合するように配置され、第二クランプ部材は、使用中、試料担体の観測を可能にする、中に形成された光学窓を有する。第一クランプ部材及び第二クランプ部材は、使用中、試料担体がクランプ部材だけで支持されるように、試料担体を移動させて、引出しとの係合から外すように配置される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学観察装置用機器であって、
使用中、観察されるべき試料担体を、受けかつ支持するための引出しと、
使用中、前記引出し内の試料担体の一の面と係合するための第一クランプ部材と、
使用中、前記第一クランプ部材と反対側の試料担体の面に係合するように配列された第二クランプ部材と、を有し、
前記第一クランプ部材及び前記第二クランプ部材は、使用中、試料担体を移動させて、前記支持するための引出しとの係合が外れるように配列されて、試料担体がクランプ部材単独で支持される、機器。
【請求項２】
第一クランプ部材は、使用中、試料担体の上方に位置決めされる、請求項１記載の機器。
【請求項３】
前記引出しは、該引出しの移動中、引出し内で試料担体の水平位置を保持するためのクランプを有する、請求項１又は２記載の機器。
【請求項４】
前記クランプ部材は、可動な前記引出しに対して固定される、請求項１乃至３の何れか一項に記載の機器。
【請求項５】
前記第二クランプ部材は定置アンビルであり、該アンビルと試料担体との係合は、引出しの移動によって与えられる、請求項１乃至４の何れか一項に記載の機器。
【請求項６】
更に、使用中、固定された焦点の設定を可能にする基準を有する、請求項１乃至５の何れか一項に記載の機器。
【請求項７】
観測は、使用中、眼又は観測機構を含む一つのイメージ観察手段、スキャナー又は電荷結合素子のようなイメージ記録手段、又は、分光光度計のような他の光学検出手段を利用して実行される、請求項１乃至６の何れか一項に記載の機器。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか一項に記載の機器を有する光学観察装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本出願は、光学観察装置及びそれに使用する機器に関する。
【０００２】
試料の視覚的な分析のうちの幾つかの形態を行うために、試料を光学的に走査又は観察が必要となる用途が多くある。明らかに、多くのかかる走査装置又は観察装置は、永年知られている。例えば、簡単な顕微鏡は、周知の実験室用機器である。しかしながら、近頃、試料の自動光学観察の要求、即ち、人間による観察のみならず、光電子増倍管、カメラ、ＣＣＤ等による自動観察の要求が強まっている。
【０００３】
高解像度の撮像／走査／観察装置は、典型的には、数十ミクロンのオーダーの小さい焦点深度を有する。高解像度装置の使用により遭遇する共通の問題は、撮像され／走査され／観察された表面が、焦点深度以上の量だけ変化する場合があることである。典型的な例は、薬種発見の用途に使用される普通の透明底のマイクロプレートである。これらは使い捨て可能に設計され、高解像度装置のために十分な平坦度を有するマイクロプレートを生産することは経済的ではない。かかるマイクロプレートは、典型的には、凹んだ底を有するので、マイクロプレートは、使用中、その外側の周囲で支持される。このように支持されたときに、凹んだ底内の走査／撮像／観察されるべき表面は、マイクロプレートに亘って５００ミクロンほど変化する。したがって、例えば、±２５ミクロンの焦点深度を有する撮像／走査／観察装置は、再び焦点合わせをしない限り、マイクロプレートの全領域を見ることができない。
【０００４】
高スループットシステムにとって、手動で再び焦点を合わせることは、実行不可能であり、代わりの解決策は見当たらない。一つの既知の方策は、観察される試料担体の底を、好ましくは、透明プラスチックフィルムの使用により、非常に柔軟にすることである。このプラスチックフィルムは、狭い公差のガラス窓上に、真空下で吸い付けられるのに十分な程に従順であるのがよい。かくして、使い捨て機器の公差は、プラスチックフィルムの厚さ、及びガラスの下側の公差に変換される。これは、上に概説した一般的な問題の解決策を提供するが、マイクロプレート又は顕微鏡のスライドガラスのような剛性の試料担体には適用できない。
【０００５】
別の解決策は、試料担体の底を探知し、望遠鏡又は他の光学的な調節機器によって焦点を調節するために、例えば、（カメラに普通に使用される）赤外線測距機器の使用により、試料と観察／走査光学装置との間の距離を測定することによって、能動的な焦点合わせを提供することである。この方法は、機械的／光学的装置について各観察の間に調節を行う必要性のため、試料を観察／走査する速度を遅くする。試料担体が１５３６穴プレートのような高密度のマイクロプレートならば、測定及び再焦点合わせの手続きは、単一のプレートを読みとるのに、１５３６回まで繰り返されなければならない。数穴（例えば三穴）ごとにのみ再び焦点合わせをすることによって、再合焦が行われる回数を減らすことが可能であるが、これは、依然として、観察されるマイクロプレートごとに、かなりの総回数を伴う。この技術の変形例は、予備走査を行うことによって、支持体のｘ、ｙ及びｚ座標の地図を作ることである。次いで、これらの座標は、分析走査中、焦点装置を駆動するのに使用される。この方策の欠点は、担体を上に配置した引出しが、機械的な遊びを受けて、二回目の走査時に同じｘ、ｙ及びｚ座標を正確に与えることができないことである。
【０００６】
能動焦点制御のあらゆる方法に共通の更なる欠点は、機械的な合焦装置における不可避なヒステリシスと、その合焦装置を絶え間なく動かすことによって生じた多量の摩耗である。これらの装置はまた、高価であり、変位を測定する何らかの手段を必要とする。
【０００７】
本発明は、上記の問題の幾つかを解消し、また、迅速な、且つ高精度の可能な観察、走査又は撮像装置を、顕微鏡スライド又はマイクロプレートのような試料担体上に合焦させる低コストの手段を提供する。本発明の方法はまた、機械的な装置における摩耗を最小限に減らす。
【０００８】
本発明によれば、光学観察装置に使用するための機器であって、
観察されるべき試料担体を、使用中、受け入れ且つ支持するための引出しと、
使用中、引出し内の試料担体の一つの表面と係合するための第一クランプ部材と、
使用中、第一クランプ部材側と反対側の試料担体の面と係合する第二クランプ部材であって、使用中、試料担体の観測をすることを可能にするために中に形成された光学窓を有する第二クランプ部材と、
を備え、
第一クランプ部材及び第二クランプ部材は、使用中、試料担体がクランプ部材単独で支持されるように、試料担体を支持引出しとの係合から離すように配置される。
【０００９】
機器は、光学的に固定焦点を確定する基準を更に有し、この基準に対して焦点を変える調節可能な光学装置を選択的に有するのがよい。
【００１０】
試料担体がクランプ部材によって固定されているとき、試料担体の選択された部分が第二クランプ部材の光学窓から観測されている状態で、試料担体の光学的な観測を行うことができる。クランプ部材が試料担体全体を支持しているので、クランプ部材間で締め付けられた試料担体の領域は、光学装置の焦点面と平行に向けられる。観察されるべき面積が、観察、撮像又は操作装置が一つの操作で観察することができる面積以下であれば、試料担体を、観察、撮像又は操作装置に対してある一定位置で固定することができる。変形例として、Ｘ、Ｙ移動ステージ又は引出し機構によって、試料担体を光学装置に対して移動させてもよい。試料担体を固定光学装置上に移動させることができ、又は、光学装置を固定試料担体に対して移動させることができ、又は、両方を移動させることができる。
【００１１】
第一クランプ部材は、使用中、試料担体の上方又は下方に位置する。引出しは、引出しの移動中、引出し内で試料担体の水平位置を保持するためのクランプを有してもよい。ほとんどの場合、クランプ部材は一定のｘ、ｙ位置に存在し、これは必須ではないけれども、試料担体は、引出しによって、その一定のｘ、ｙ位置に対して、ｘ及びｙ内で移動する。
【００１２】
第二クランプ部材は、定置アンビルであるのがよく、アンビルと試料担体との係合は、引出しの移動によってもたらされる。
【００１３】
光学的観測又は観察は、イメージを機械又は眼によって観察すること、イメージを、例えば、スキャナー、電荷結合素子（ＣＣＤ、charge coupled device）又は他の光学的観察手段、例えば分光高度計を使用して、記録し、又は観察することを含む。
【００１４】
今、本発明の一例を、添付の図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、上述した種類の先行技術の光学観察装置機器を示し、図１では、マイクロプレート１が、その縁の周囲にリップ２を有する凹んだ底を有する。リップは、走査を可能にするために、フレーム４によって支持される。しかしながら、マイクロプレート１の製造品質に関する限界のために、マイクロプレート１が湾曲するならば、マイクロプレートの或る領域は、機器が用いられるシステムの焦点の合う範囲外にある。
【００１６】
図２を参照すると、本発明による機器３は引出し４を有し、使用中、引出し４内に試料担体又はマイクロプレート１が位置決めされる。試料担体又はマイクロプレート１は、観測されるべき試料片を含むガラススライドでもよいし、個々の貯留穴又は開口のアレイでもよい。
【００１７】
引出し４を、走査を可能にするために移動させるときに、検査用試料の正確な位置決めを確保するために、引出し４に対する試料担体１の移動がないように、試料担体を基準クランプ５によって適所に保持する。試料担体１の個々の部分は、光学機器（図示せず）によって、窓６を介して本来の場所で検査され、光学機器は、照明灯とカメラとの組み合わせでもよいし、照明灯と顕微鏡との組み合わせでもよいし、又は、照明灯と光電子増倍管、若しくは、分光高度計を含む他の光学装置との組み合わせでもよい。同一の試料担体１が全体的に透明ならば、照明灯を、視界窓６に対して試料担体のいずれの面にも配置することができる。第一クランプ７が設けられ、そして、第一クランプ７は、全照明が第一クランプ７を通るように透明であるのがよく、また、照明が第一クランプ７と反対側の面から配列されるならば、第一クランプ７は、バックライトの汚れを減ずるために黒ずんだ色であるのがよい。
【００１８】
試料担体１の特定の部分が観測のために選択されると、引出し４を窓６に対して移動させて、窓６内に試料担体１の適当な部分を位置決めする。これに引き続いて、第一クランプ７を試料担体１の表面上へ下向きに移動させ、基準クランプ５を取り外す。
【００１９】
次いで、観測窓を取り囲む第二クランプ部材８を移動させて、第一クランプ７によって力の及ぼされた表面と反対側の試料担体１の表面と係合させる。第二クランプ部材８の引き続く移動により、試料担体１を引出し４から離し、試料担体１を第一クランプ７及び第二クランプ部材８だけで支持する。第二クランプ部材８の最大延長位置は、第二クランプ部材８が中で摺動する保持スリーブ９によって定められる。これは、試料担体１を最大延長位置に位置決めして、基準が、用いられている検査機器（図示せず）の最適焦点位置にあるように、基準を与える。
【００２０】
本発明の第二実施形態では、図５乃至図７で分かるように、第二クランプを固定又は定置アンビルとして形成してもよい。更に、アンビル１０は観測察窓６を取り囲む。図５及び図６は、試料担体の位置決め中の第二実施形態の機器と、試料担体に接触する第一クランプ部材の配置とを示す。一旦配置されると、クランプ部材７は、マイクロプレート１を引出し４に向って固定する。
【００２１】
図６に更に見えるように、クランプ部材７及び稼働部４は、アンビル１０に向かって、マイクロプレート１の下面がアンビル１０に接触するまで、共に下向きに移動し、その接触点で、基準クランプ５が取り外される。
【００２２】
最後に、図７に示すように、マイクロプレート１が最早引出しに載っていないように、引出しが更にずらされ、一方、マイクロプレート１はその適所にアンビルによって保持される。これは、引出し４が下がるとクランプ部材７がマイクロプレート１に自動的に係合するように、クランプ部材７を賦勢して引出し４に接触させることによって達成されるであろう。それ故、図７に見えるように、引出しがずらされて、マイクロプレートとの接触から離れる一方、例えば賦勢ばねによって、賦勢圧力がクランプ機構にかけられる。次いで、マイクロプレートの選択した部分の観察が行われる。
【００２３】
第二実施形態の利点は、アンビル１０が固定部分であり、引出しの下向きの移動の程度を制御することによって、クランプ部材の締め付け力を容易に制御して、異なるプレートの厚さ、剛性及び重さを補正することができることである。
【００２４】
第二クランプ部材８、１０が、観測察窓６から観測される領域を取り囲むので、実施された締め付けは、試料担体１のその領域を検査装置の焦点に対して平坦にするのに役立ち、かくして、観測される領域内で試料担体１が非常に平坦であることを確保し、走査における光学的な歪み及び誤差の主原因を取り除く。この効果の絵画的表示を図８ａ乃至図８ｃに示す。これらの図は、クランプ７、８、１０によって平坦化される、マイクロプレート１の異なる領域を示す。
【００２５】
本発明の方法及び装置は、試料担体のいかなる領域をも、光学装置の焦点面とできる限り平行に位置決めすることができることを確保することが分かる。試料担体の変化している厚さ、及び異なる種類の試料担体を考慮するために、光学装置の焦点を調節することが必要であろう。例えば、異なるマイクロプレート製造業者は、マイクロプレートの底に、異なる厚さのプラスチックフィルム又はガラスシートを使用するであろう。この厚さは、マイクロプレートの一つの型及び規格についてほぼ一致する。光学装置は、電動望遠鏡を備える場合があり、本発明によって与えられた固定基準点、及び、試料担体の底の厚さと等しい点に合焦することを調節することができる。この調節は、試料担体の種類ごとに（所定のマイクロプレートが最初に使用されるときに）一回だけ行われ、自動距離計測器を必要とせずに、焦点位置を決定することができる。一旦この位置が定まれば、それを電気的な装置によって記録するか、機械的に固定することができる。観察の間に調節を必要としないため、望遠鏡機構の摩耗は大変減少する。本発明が、試料担体の全表面を走査するとき、連続的な測定や焦点装置について調節を行う必要を回避することも分かるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】先行技術の光学観察装置機器の概略側面図である。
【図２】クランプ部材の操作に先立つ、本発明による機器の概略側面図である。
【図３】第一垂直クランプ部材の移動中の図２の例の概略側面図である。
【図４】第二垂直クランプ部材の移動中の、図２及び図３の例の概略側面図である。
【図５】第一クランプ部材及び引出しの操作に先立つ、本発明の第二実施形態による機器の概略側面図である。
【図６】第一垂直クランプ部材及び引出しの捜査中の、図５の例の概略側面図である。
【図７】引出しの連続移動中の、図５及び図６の例の概略側面図である。
【図８ａ】本発明の実施形態による機器によって締め付けられるときの、プレートの概略側面図である。
【図８ｂ】本発明の実施形態による機器によって締め付けられるときの、プレートの概略側面図である。
【図８ｃ】本発明の実施形態による機器によって締め付けられるときの、プレートの概略側面図である。
【図１】
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【国際公開パンフレット】
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2004522989.tif 000014
2004522989.tif 000015
2004522989.tif 000016
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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2004522989.tif 000018
【国際調査報告】
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