(57)【要約】      （修正有）【課題】培養中の生体試料への熱移動を抑制しながら試料を観察する技術を提供する。【解決手段】観察装置１００は、インキュベータ内に設置される観察装置である。観察装置１００は、ステージ２０を有する筐体１０を備える。ステージ２０には、生体試料Ｓを収容する容器１が配置される。観察装置１００は、さらに、筐体１０に収容された光学系（ミラー４１、対物レンズ４２）と、ステージ２０及び光学系を介して入射した生体試料Ｓからの光で生体試料Ｓを撮像する撮像素子４３と、光学系をステージ２０に沿う方向に移動させる移動機構の動力源を備える。撮像素子４３又は動力源の少なくとも一方は筐体１０の外部に配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インキュベータ内に設置される観察装置であって、
試料を収容する容器が配置されるステージである天板を有する筐体と、
前記筐体に収容された光学系と、
前記ステージ及び前記光学系を介して入射した前記試料からの光で前記試料を撮像する撮像素子と、
前記光学系を前記ステージに沿う方向に移動させる移動機構の動力源であるモータと、を備え、
前記撮像素子又は前記モータの少なくとも一方が前記筐体の外部に配置された
ことを特徴とする観察装置。
【請求項２】
請求項１に記載の観察装置において、さらに、
前記光学系と前記筐体の外部に配置された前記撮像素子との間の光路中に配置され、前記試料からの光を前記筐体の内部から前記筐体の外部へ導く光ファイバーを備える
ことを特徴とする観察装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の観察装置において、
前記撮像素子及び前記モータの両方が前記筐体の外部に配置された
ことを特徴とする観察装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の観察装置において、さらに、
前記筐体の外部に配置され、前記試料を照明する照明光を出射する光源装置を備える
ことを特徴とする観察装置。
【請求項５】
請求項４に記載の観察装置において、
前記光源装置は、前記容器に取り付け自在である
ことを特徴とする観察装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の観察装置において、
前記筐体は、前記ステージとともに内部空間を形成するフレームを備え、
前記ステージの熱抵抗は、前記フレームの熱抵抗よりも高い
ことを特徴とする観察装置。
【請求項７】
請求項６に記載の観察装置において、
前記ステージは、真空を挟んで配置された少なくとも２枚の平面板を備える
ことを特徴とする観察装置。
【請求項８】
請求項６又は請求項７に記載の観察装置において、
前記ステージは、赤外線を反射する表面処理が施された平面板を備える
ことを特徴とする観察装置。
【請求項９】
請求項６乃至請求項８のいずれか１項に記載の観察装置において、
前記筐体は、前記筐体の外部への放熱を促進する表面処理が施された前記フレームを備える
ことを特徴とする観察装置。
【請求項１０】
請求項６乃至請求項９のいずれか１項に記載の観察装置において、
前記フレームは、前記筐体の外部への放熱を促進する突起状の構造物を備える
ことを特徴とする観察装置。
【請求項１１】
請求項６乃至請求項１０のいずれか１項に記載の観察装置において、
前記筐体は、さらに、前記フレームから前記ステージへの熱伝導を妨げる断熱部材を備える
ことを特徴とする観察装置。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の観察装置において、さらに、
インキュベータの内壁に前記観察装置を固定する固定ユニットを備え、
前記固定ユニットは、
前記筐体が配置される置台と、
前記置台と前記内壁の間で前記置台及び前記内壁に密着する第１の熱伝導部材と、前記置台と前記筐体の間で前記置台及び前記筐体に密着する第２の熱伝導部材と、の少なくとも一方と、を備える
ことを特徴とする観察装置。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の観察装置において、さらに、
前記容器の上面に取付け自在な、前記容器の上面の温度低下を抑制する断熱ユニットを備える
ことを特徴とする観察装置。
【請求項１４】
請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の観察装置において、
前記筐体は、
前記ステージとともに内部空間を形成するフレームを備え、
前記ステージと前記フレームとで、密閉された前記内部空間が形成されるように構成されている
ことを特徴とする観察装置。
【請求項１５】
インキュベータ内に設置される観察装置であって、
試料を収容する容器を配置するステージである天板と、前記ステージとともに内部空間を形成するフレームと、を有する筐体と、
前記筐体に収容された光学系と、
前記ステージ及び前記光学系を介して入射した前記試料からの光で前記試料を撮像する、前記筐体に収容された撮像素子と、を備え、
前記ステージの熱抵抗は、前記筐体のフレームの熱抵抗よりも高い
ことを特徴とする観察装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の観察装置において、さらに、
前記光学系及び前記撮像素子を前記ステージに沿った方向に移動させる移動機構を備える
ことを特徴とする観察装置。
【請求項１７】
請求項１５又は請求項１６に記載の観察装置において、
前記筐体は、前記ステージと前記フレームとで、密閉された前記内部空間が形成されるように構成されている
ことを特徴とする観察装置。
【請求項１８】
請求項１２に記載の観察装置を用いた試料を観察する方法であって、
前記固定ユニットで前記インキュベータの内壁に前記観察装置を固定し、
前記撮像素子で前記試料を撮像する
ことを特徴とする観察方法。
【請求項１９】
請求項１３に記載の観察装置を用いた試料を観察する方法であって、
前記インキュベータ内に前記観察装置を配置し、
前記ステージに配置された前記容器の上面に前記断熱ユニットを取付け、
前記撮像素子で前記試料を撮像する
ことを特徴とする観察方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インキュベータ内に設置される観察装置、及び、その観察装置を用いた観察方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、所定の培養環境を維持するため、細胞などの生体試料の培養はインキュベータ内で行われている。培養中は生体試料の生育状態が定期的に確認されるが、その際、生体試料をインキュベータから取り出すと、生体試料の温度が低下してしまい、生体試料の生育に悪影響を及ぼす虞がある。このため、培養中の生体試料を、インキュベータから取り出すことなく観察する観察装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−００３０３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、インキュベータから取り出すことなく生体試料を観察する場合、観察装置で生じた熱が生体試料に移動し、生体試料の温度が上昇してしまうことがある。生体試料の温度上昇も温度低下と同様に、生体試料の生育に悪影響を及ぼす虞があり、望ましくない。
【０００５】
以上のような実情を踏まえ、本発明は、培養中の生体試料への熱移動を抑制しながら試料を観察する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、インキュベータ内に設置される観察装置であって、試料を収容する容器が配置されるステージである天板を有する筐体と、前記筐体に収容された光学系と、前記ステージ及び前記光学系を介して入射した前記試料からの光で前記試料を撮像する撮像素子と、前記光学系を前記ステージに沿う方向に移動させる移動機構の動力源であるモータと、を備え、前記撮像素子又は前記モータの少なくとも一方が前記筐体の外部に配置された観察装置を提供する。
【０００７】
本発明の別の態様は、インキュベータ内に設置される観察装置であって、試料を収容する容器を配置するステージである天板と、前記ステージとともに内部空間を形成するフレームと、を有する筐体と、前記筐体に収容された光学系と、前記ステージ及び前記光学系を介して入射した前記試料からの光で前記試料を撮像する、前記筐体に収容された撮像素子と、を備え、前記ステージの熱抵抗は、前記筐体のフレームの熱抵抗よりも高い観察装置を提供する。
【０００８】
本発明の更に別の態様は、観察装置を用いた試料を観察する方法であって、固定ユニットでインキュベータの内壁に前記観察装置を固定し、撮像素子で試料を撮像する方法を提供する。前記観察装置は、前記インキュベータ内に設置される観察装置であって、前記試料を収容する容器が配置されるステージである天板を有する筐体と、前記筐体に収容された光学系と、前記ステージ及び前記光学系を介して入射した前記試料からの光で前記試料を撮像する前記撮像素子と、前記光学系を前記ステージに沿う方向に移動させる移動機構の動力源であるモータと、インキュベータの内壁に前記観察装置を固定する固定ユニットと、を備える。前記撮像素子又は前記モータの少なくとも一方は前記筐体の外部に配置される。前記固定ユニットは、前記筐体が配置される置台と、前記置台と前記内壁の間で前記置台及び前記内壁に密着する第１の熱伝導部材と前記置台と前記筐体の間で前記置台及び前記筐体に密着する第２の熱伝導部材との少なくとも一方と、を備える。
【０００９】
本発明の更に別の態様は、観察装置を用いた試料を観察する方法であって、前記インキュベータ内に前記観察装置を配置し、前記ステージに配置された前記容器の上面に前記断熱ユニットを取付け、前記撮像素子で前記試料を撮像する方法を提供する。前記観察装置は、前記インキュベータ内に設置される観察装置であって、前記試料を収容する容器が配置されるステージである天板を有する筐体と、前記筐体に収容された光学系と、前記ステージ及び前記光学系を介して入射した前記試料からの光で前記試料を撮像する前記撮像素子と、前記光学系を前記ステージに沿う方向に移動させる移動機構の動力源であるモータと、前記容器の上面に取付け自在な、前記容器の上面の温度低下を抑制する断熱ユニットを備える。前記撮像素子又は前記モータの少なくとも一方は前記筐体の外部に配置される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、培養中の生体試料への熱移動を抑制しながら試料を観察する技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１に係る観察装置１００の断面図である。
【図２】図１に示す観察装置１００の平面図である。
【図３】図１に示す観察装置１００をインキュベータ２００に固定する固定ユニット８０を例示した図である。
【図４】図１に示す観察装置１００を用いた観察方法のフローチャートである。
【図５】実施例２に係る観察装置３００の断面図である。
【図６】図５に示す観察装置３００の平面図である。
【図７】実施例３に係る観察装置４００の断面図である。
【図８】図７に示す観察装置４００の平面図である。
【図９】実施例４に係る観察装置５００の断面図である。
【図１０】図９に示す観察装置５００の平面図である。
【図１１】実施例５に係る観察装置６００の断面図である。
【図１２】図１１に示す観察装置６００の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［実施例１］
図１は、本実施例に係る観察装置１００の断面図である。図２は、観察装置１００の平面図である。観察装置１００は、インキュベータで培養中の生体試料をインキュベータから取り出すことなく観察するための観察装置であり、インキュベータ内に設置される。
【００１３】
観察装置１００は、図１に示すように、ステージ２０とフレーム３０とを有する筐体１０を備える。ステージ２０には、生体試料Ｓを収容する容器１が配置される。容器１は、生体試料Ｓを収容する光学的に透明な容器であり、生体試料Ｓは、容器１内で培養液２に浸された状態で培養される。
【００１４】
ステージ２０は、筐体１０の天板であり、フレーム３０とともに、密閉された内部空間を筐体１０に形成するように構成される。また、ステージ２０は、ステージ２０の熱抵抗がフレーム３０の熱抵抗よりも高くなるように構成される。具体的には、ステージ２０は、真空を挟んで配置された２枚の平面板（平面板２１、平面板２２）を備える。ここで、真空とは、圧力が大気圧より低い状態をいう。真空を挟むことで熱伝導及び対流伝熱を抑制して、熱抵抗を高めることができる。
【００１５】
平面板２１、平面板２２は、例えば、ガラス板である。ステージ２０を構成する平面板の材質は、光学的に透明なものであれば、ガラスに限らない。平面板２１及び平面板２２の表面には、表面処理により反射防止膜２３が形成されている。また、平面板２２には、筐体１０の内部で発生した輻射熱がステージ２０を通過することを抑制するため、赤外線を反射する表面処理も施されている。このため、平面板２２の表面には熱線反射膜２４も形成されている。なお、熱線反射膜２４は、内部空間により近い平面板２２の表面に形成されることが望ましい。
【００１６】
フレーム３０は、ステージ２０とともに、密閉された内部空間を筐体１０に形成するように構成される。フレーム３０の材料は、熱伝導率の高い材料が望ましく、例えば、アルミニウムである。フレーム３０の内面は、切削加工後、特に表面処理を行わない。これに対して、フレーム３０の外面には、筐体１０の内部空間から外部への放熱を促進する表面処理が施されている。具体的には、フレーム３０の外面に放熱塗料３１が塗られている。さらに、フレーム３０の底面には、後述する固定ユニット８０のビス８４が挿入される螺子孔が４箇所形成されている。
【００１７】
筐体１０は、さらに、フレーム３０からステージ２０への熱伝導を妨げる断熱部材である断熱シート３２を備える。なお、図１では、断熱シート３２がフレーム３０中に埋め込まれている例が示されているが、断熱シート３２は、例えば、ステージ２０とフレーム３０の間に設けられてもよい。
【００１８】
観察装置１００は、筐体１０内に、撮像ユニット４０と、撮像ユニット４０を筐体１０内で移動させる移動機構と、を備える。移動機構は、ステージ２０に沿った方向に二次元に撮像ユニット４０を移動させる機構であり、容器１内の生体試料Ｓを走査する走査機構である。
【００１９】
撮像ユニット４０は、移動機構を構成するスライダ５１に設けられていて、図２に示すように、光学系（ミラー４１、対物レンズ４２）、撮像素子４３、制御装置４４、送受信装置４５、及び光源装置４６を備える。
【００２０】
ミラー４１は、ステージ２０を介して撮像ユニット４０に入射した生体試料Ｓからの光を対物レンズ４２の光軸方向に向ける偏向部材である。対物レンズ４２は、筐体１０内に収容された光学系であり、光軸をステージ２０に沿った方向に向けて配置されている。対物レンズ４２は、光軸方向に移動するレンズ（以降、移動群と記す）を含む１枚以上のレンズからなり、移動群が移動することにより、対物レンズ４２の焦点距離が変化するように構成されている。
【００２１】
撮像素子４３は、例えば、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）イメージセンサ、又は、ＣＭＯＳ（Complementary MOS）イメージセンサであり、筐体１０内に収容されている。撮像素子４３は、ステージ２０、ミラー４１、及び対物レンズ４２を介して入射した生体試料Ｓからの光で生体試料Ｓを撮像する。
【００２２】
制御装置４４は、観察装置１００を制御する装置である。制御装置４４は、例えば、送受信装置４５で受信した命令に従って移動機構を制御する。これにより、観察装置１００の視野を観察装置１００の外部から変更することができる。送受信装置４５は、撮像素子４３から出力される画像信号を外部装置へ送信する送信装置であり、且つ、外部装置からの命令を受信する受信装置でもある。
【００２３】
光源装置４６は、例えば、ＬＥＤ（light emitting diode）光源である。光源装置４６から放射された照明光は、ステージ２０を介して容器１に入射し、容器１の上面で反射した照明光が、生体試料Ｓを上方から照明する。
【００２４】
撮像ユニット４０を移動させる移動機構は、制御装置４４により制御される。移動機構は、ステージ２０に沿った一方向に撮像ユニット４０を直線移動させる機構として、スライダ５１と、ガイドレール５２と、ボールネジ５３と、モータ５４を備える。また、移動機構は、ステージ２０に沿った別の方向に撮像ユニット４０を直線移動させる機構として、スライダ６１ａ及びスライダ６１ｂ、ガイドレール６２ａ及びガイドレール６２ｂ、ボールネジ６３、モータ６４を備える。モータ５４及びモータ６４は、移動機構の動力源である。
【００２５】
スライダ５１は、ガイドレール５２に沿って摺動するように構成されている。制御装置４４は、送受信装置４５で受信した命令に従ってモータ５４を回転させる。モータ５４の回転によりボールネジ５３が回転し、その結果、ボールネジ５３に組み合わせたナットに固定されたスライダ５１がガイドレール５２に沿って移動する。これにより、撮像ユニット４０もガイドレール５２に沿って移動する。
【００２６】
スライダ６１ａは、ガイドレール６２ａに沿って摺動するように、又、スライダ６１ｂは、ガイドレール６２ｂに沿って摺動するように、構成されている。なお、ガイドレール６２ａ及びガイドレール６２ｂは、互いに平行であり、ガイドレール５２と直交する方向に向けられている。制御装置４４は、送受信装置４５で受信した命令に従ってモータ６４を回転させる。モータ６４の回転によりボールネジ６３が回転し、その結果、ボールネジ６３に組み合わせたナットに固定されたガイドレール５２が移動する。ガイドレール５２は、スライダ６１ａ及びスライダ６１ｂに固定されている。このため、ガイドレール５２とともにスライダ６１ａ及びスライダ６１ｂがガイドレール６２ａ及びガイドレール６２ｂに沿って移動する。これにより、撮像ユニット４０もガイドレール６２ａ及びガイドレール６２ｂに沿って移動する。
【００２７】
観察装置１００は、さらに、容器１の上面に取付け自在な断熱ユニット７０を備える。断熱ユニット７０は、断熱シート７１と蓄熱ゲル７２を含む。容器１と外気（インキュベータ内の雰囲気）との間に温度がある場合でも、蓄熱ゲル７２が容器１の上面に接するように容器１に設置されることで、容器１の上面からの放熱が抑制されるため、容器１の上面の温度低下を抑制することができる。
【００２８】
以上のように構成された観察装置１００では、光源装置４６からの照明光で生体試料Ｓを照明し、対物レンズ４２を介して撮像素子４３に入射した生体試料Ｓからの光で生体試料Ｓを撮像する。そして、撮像素子４３で得られた画像信号を送受信装置４５で送信することで、インキュベータの外部に置かれた表示装置に生体試料Ｓの画像が表示される。このため、観察装置１００によれば、観察者は、インキュベータ内から生体試料Ｓを取り出すことなく、生体試料Ｓを外部機器で観察することができる。
【００２９】
また、観察装置１００では、ステージ２０の熱抵抗がフレーム３０の熱抵抗よりも高いため、観察装置１００の熱源（例えば、モータ５４、モータ６４、撮像素子４３、光源装置４６など）から生じた熱の多くは、フレーム３０を通じて観察装置１００の外部へ放熱される。これにより、ステージ２０を介した生体試料Ｓへの熱移動が大幅に抑制されるため、生体試料Ｓの生育を妨げるような生体試料Ｓの温度上昇の発生を回避しながら、生体試料Ｓを観察することができる。
【００３０】
さらに、観察装置１００では、断熱ユニット７０を容器１の上面に設置することで、容器１の上面の温度低下を抑制することができる。このため、容器１上面とインキュベータ内の雰囲気との間に温度差が発生した場合であっても、容器１の上面で結露が発生して容器１の上面が曇ってしまうことを防止することができる。これにより、容器１とインキュベータ内の雰囲気に温度差がある場合でも、観察装置１００で安定した画質の観察画像を得ることができる。
【００３１】
また、ステージ２０及び筐体１０により密閉された内部空間を形成することで、インキュベータ内の湿度が高い（一般的に90％以上で使用する）場合であっても、内部空間に配置された撮像ユニット４０（光学系や撮像素子など）へ湿度に起因した悪影響（撮像素子面や光学系などの曇り）が及ぶことを回避することができる。このため、観察装置１００で安定した画質の観察画像を得ることができる。
【００３２】
生体試料Ｓの温度上昇をさらに抑えるためには、観察装置１００は、図３に示すような固定ユニット８０を備え、固定ユニット８０によってインキュベータ２００内に固定されることが望ましい。図３は、図１に示す観察装置１００をインキュベータ２００に固定する固定ユニット８０を例示した図である。以下、図３を参照しながら、固定ユニット８０について説明する。
【００３３】
固定ユニット８０は、インキュベータ２００の内壁２０１に観察装置１００を固定するユニットである。固定ユニット８０は、筐体１０が配置される置台８１と、高熱伝導シート（高熱伝導シート８２、高熱伝導シート８３）と、ビス８４を備える。
【００３４】
置台８１は、Ｌ字型の部材であり、例えば、アルミニウムで作られている。置台８１は、置台８１の底部から垂直に起立した直立部がインキュベータ２００の内壁に接するように、インキュベータ２００に備え付けの棚２０２に置かれる。
【００３５】
高熱伝導シート８２は、置台８１と内壁２０１の間で、置台８１及び内壁２０１に密着するように配置される。高熱伝導シート８２を設けることで、置台８１と内壁２０１の間の熱抵抗を低下させることができる。高熱伝導シート８３は、置台８１と筐体１０の間で、置台８１及び筐体１０に密着するように配置される。高熱伝導シート８３を設けることで、置台８１と筐体１０の間の熱抵抗を低下させることができる。なお、固定ユニット８０は、高熱伝導シート８２と高熱伝導シート８３のいずれか一方のみを有してもよい。
【００３６】
ビス８４は、置台８１に形成された長孔に挿通され、フレーム３０に形成された螺子孔に螺合する。ビス８４がフレーム３０に螺合することで、置台８１と筐体１０が確実に固定される。
【００３７】
以上のように構成された固定ユニット８０により観察装置１００がインキュベータ２００の内壁２０１に固定されることで、観察装置１００の熱源からフレーム３０に移動した熱が固定ユニット８０を通じて効率的に観察装置１００の外部（特に、インキュベータ２００の内壁２０１及び雰囲気）に放熱される。このため、ステージ２０を介した生体試料Ｓへの熱移動を更に抑制することが可能であり、その結果、生体試料Ｓの生育を妨げるような生体試料Ｓの温度上昇の発生をより確実に回避することができる。
【００３８】
図４は、図１に示す観察装置１００を用いた観察方法のフローチャートである。観察装置１００による生体試料Ｓの観察は、例えば、図４に示す手順で行われる。まず、観察者は、容器１の上面に断熱ユニット７０を取り付けて（ステップＳ１）、容器１を観察装置１００のステージ２０に配置する（ステップＳ２）。その後、観察者は、固定ユニット８０を用いてインキュベータ２００の内壁２０１に観察装置１００を固定して、インキュベータ２００内に配置する（ステップＳ３）。なお、ステップＳ１からステップＳ３は、任意の順番で行われてもよい。最後に、定期的に又は観察者が希望するタイミングで、撮像素子４３が容器１内の生体試料Ｓを撮像する（ステップＳ４）。これにより、生体試料Ｓをインキュベータ２００から取り出すことなく、観察装置１００から生体試料Ｓへの熱移動を抑制しながら生体試料Ｓを観察することができる。
【００３９】
［実施例２］
図５は、本実施例に係る観察装置３００の断面図である。図６は、観察装置３００の平面図である。観察装置３００は、インキュベータで培養中の生体試料をインキュベータから取り出すことなく観察するための観察装置であり、インキュベータ内に設置される点は、観察装置１００と同様である。
【００４０】
観察装置３００は、筐体１０の代わりに筐体３１０を備える点が、観察装置１００とは異なる。筐体３１０は、フレーム３０の代わりにフレーム３３０を備える点が、筐体１０とは異なる。
【００４１】
フレーム３３０は、ステージ２０とともに、密閉された内部空間を筐体３１０に形成するように構成される。また、フレーム３３０は、ステージ２０の熱抵抗がフレーム３３０の熱抵抗よりも高くなるように構成される。フレーム３３０は、筐体３１０の外部への放熱を促進する突起状の構造物であるフィン３３１を備える点がフレーム３０とは異なるが、その他の点はフレーム３０と同様である。
【００４２】
観察装置３００によっても、観察装置１００と同様に、観察者は、インキュベータ内から生体試料Ｓを取り出すことなく、生体試料Ｓを外部機器で観察することができる。また、観察装置３００の熱源から生じた熱の多くがフレーム３３０を通じて観察装置３００の外部へ放熱されるため、生体試料Ｓの生育を妨げるような生体試料Ｓの温度上昇の発生を回避しながら、生体試料Ｓを観察することができる。固定ユニット８０で観察装置３００をインキュベータ２００の内壁２０１に固定することで生体試料Ｓの温度上昇の発生をより確実に回避することができる点、断熱ユニット７０を容器１の上面に設置することで安定した画質の観察画像を得ることができる点も同様である。
【００４３】
［実施例３］
図７は、本実施例に係る観察装置４００の断面図である。図８は、観察装置４００の平面図である。観察装置４００は、インキュベータで培養中の生体試料をインキュベータから取り出すことなく観察するための観察装置であり、インキュベータ内に設置される点は、観察装置１００と同様である。
【００４４】
観察装置４００は、断熱ユニット７０の代わりに、筐体１０の外部に配置された光源装置４１０を備える点、撮像ユニット４０の代わりに撮像ユニット４４０を備える点が、観察装置１００とは異なっている。光源装置４１０は、生体試料Ｓを照明する照明光を出射する光源装置であり、容器１の上面に取付け自在に構成されている。撮像ユニット４４０は、図８に示すように、光源装置４６を含まない点が、撮像ユニット４０とは異なっている。その他の点は、撮像ユニット４０と同様である。
【００４５】
観察装置４００によっても、観察装置１００と同様に、観察者は、インキュベータ内から生体試料Ｓを取り出すことなく、生体試料Ｓを外部機器で観察することができる。また、生体試料Ｓの生育を妨げるような生体試料Ｓの温度上昇の発生を回避しながら、生体試料Ｓを観察することができる点、固定ユニット８０を用いることで生体試料Ｓの温度上昇の発生をより確実に回避することができる点も、観察装置１００と同様である。
【００４６】
さらに、観察装置４００では、主要な熱源である光源装置４１０が筐体１０の外部に設けられているため、筐体１０内部の温度の上昇を低く抑えることができる。このため、ステージ２０を介した生体試料Ｓへの熱移動を更に抑制することが可能である。
【００４７】
また、光源装置４１０が断熱ユニット７０と同様に機能する。このため、光源装置４１０が容器１の上面に取り付けられることで、容器１の上面で結露が発生して容器１の上面が曇ってしまうことを防止することができる。従って、容器１とインキュベータ内の雰囲気に温度差がある場合でも、観察装置４００で安定した画質の観察画像を得ることができる。
【００４８】
［実施例４］
図９は、本実施例に係る観察装置５００の断面図である。図１０は、観察装置５００の平面図である。観察装置５００は、インキュベータで培養中の生体試料をインキュベータから取り出すことなく観察するための観察装置であり、インキュベータ内に設置される点は、観察装置４００と同様である。
【００４９】
観察装置５００は、筐体１０内に、撮像ユニット５４０と、撮像ユニット５４０を筐体１０内で移動させる移動機構を備える。移動機構は、ステージ２０に沿った方向に撮像ユニット５４０を移動させる機構であり、容器１内の生体試料Ｓを走査する走査機構である。観察装置４００の移動機構は、撮像ユニット４４０を二次元に移動させる機構であるのに対して、観察装置５００の移動機構は、撮像ユニット５４０をステージ２０に沿う方向に一次元に移動させる機構である。    
【００５０】
撮像ユニット５４０を移動させる移動機構は、図示しない制御装置により制御される。移動機構は、スライダ６１ａ及びスライダ６１ｂ、ガイドレール６２ａ及びガイドレール６２ｂ、ボールネジ６３、モータ６４、並びに、支持部材５３０を備えるが、モータ６４は、筐体１０から独立した熱源収容部５１０内に収容されている。即ち、移動機構の動力源であるモータ６４は、筐体１０の外部に配置されている。
【００５１】
モータ６４から生じた熱が筐体１０に移動することを防止するため、筐体１０と熱源収容部５１０の間には、断熱シート５２０が設けられている。ボールネジ６３は、フレーム３０及び断熱シート５２０を貫通して熱源収容部５１０に収容されたモータ６４に接続されている。
【００５２】
支持部材５３０は、撮像ユニット５４０を支持する部材であり、ボールネジ６３に組み合わせたナットに固定されている。支持部材５３０は、さらに、スライダ６１ａ及びスライダ６１ｂにも固定されている。このため、モータ６４の回転により、支持部材５３０がガイドレール６２ａ及びガイドレール６２ｂに沿って移動することで、撮像ユニット５４０がガイドレール６２ａ及びガイドレール６２ｂに沿って移動する。
【００５３】
撮像ユニット５４０は、複数の撮像コンポーネントからなる。複数の撮像コンポーネントの各々は、ステージ２０と直交する方向に光軸を向けて配置された対物レンズ５４１（光学系）と、ステージ２０及び対物レンズ５４１を介して入射した生体試料Ｓからの光で生体試料Ｓを撮像する撮像素子５４２とを備えている。撮像素子５４２は、例えば、移動機構の移動方向と直交する方向（以降、直交方向と記す）に並べられた複数の画素を有するＣＣＤラインセンサ、又は、ＣＭＯＳラインセンサである。複数の撮像コンポーネントは、試料を走査したときに、各撮像コンポーネントの撮像対象領域が他の撮像コンポーネントの撮像対象領域と少なくとも一部で重複するように、配置されている。なお、撮像素子５４２から出力される画像信号は、図示しない送受信装置によって外部装置へ送信される。
【００５４】
観察装置５００によっても、観察装置４００と同様に、観察者は、インキュベータ内から生体試料Ｓを取り出すことなく、生体試料Ｓを外部機器で観察することができる。また、生体試料Ｓの生育を妨げるような生体試料Ｓの温度上昇の発生を回避しながら、生体試料Ｓを観察することができる点、固定ユニット８０を用いることで生体試料Ｓの温度上昇の発生をより確実に回避することができる。なお、固定ユニット８０は、より効率的に放熱するため、熱源収容部５１０が置台８１の直立部に接するように観察装置５００を固定することが望ましい。光源装置４１０が断熱ユニット７０と同様に機能するため、観察装置５００で安定した画質の観察画像を得ることができる点も、観察装置４００と同様である。
【００５５】
観察装置５００では、主要な熱源である光源装置４１０に加えて、モータ６４も筐体１０の外部に設けられている。このため、観察装置５００によれば、筐体１０内部の温度の上昇を更に低く抑えることができる。このため、ステージ２０を介した生体試料Ｓへの熱移動を観察装置４００よりも更に抑制することが可能である。
【００５６】
［実施例５］
図１１は、本実施例に係る観察装置６００の断面図である。図１２は、観察装置６００の平面図である。観察装置６００は、インキュベータで培養中の生体試料をインキュベータから取り出すことなく観察するための観察装置であり、インキュベータ内に設置される点は、観察装置５００と同様である。
【００５７】
観察装置６００は、撮像ユニット５４０の代わりに撮像ユニット６４０を備える点が、観察装置５００とは異なっている。撮像ユニット６４０は、複数の撮像コンポーネントからなる点は、撮像ユニット５４０と同様である。
【００５８】
撮像ユニット６４０の各撮像コンポーネントは、対物レンズ６４１と、光ファイバー６４２と、レンズ６４３と、撮像素子６４４を備えている。レンズ６４３及び撮像素子６４４は、筐体１０から独立した熱源収容部５１０内に収容されている。即ち、レンズ６４３及び撮像素子６４４は、筐体１０の外部に配置されている。光ファイバー６４２は、対物レンズ６４１と筐体１０の外部に配置された撮像素子６４４との間の光路中に配置され、生体試料Ｓからの光を筐体１０の内部から筐体１０の外部へ導く。より詳細には、光ファイバー６４２の入射端は支持部材５３０に固定され、射出端は熱源収容部５１０内に固定されている。撮像ユニット６４０では、対物レンズ６４１で集光した光が光ファイバー６４２及びレンズ６４３を介して撮像素子６４４に導かれる。撮像素子６４４から出力される画像信号は、図示しない送受信装置によって外部装置へ送信される。
【００５９】
観察装置６００によっても、観察装置５００と同様に、観察者は、インキュベータ内から生体試料Ｓを取り出すことなく、生体試料Ｓを外部機器で観察することができる。また、生体試料Ｓの生育を妨げるような生体試料Ｓの温度上昇の発生を回避しながら、生体試料Ｓを観察することができる点、固定ユニット８０を用いることで生体試料Ｓの温度上昇の発生をより確実に回避することができる。光源装置４１０が断熱ユニット７０と同様に機能するため、観察装置６００で安定した画質の観察画像を得ることができる点も、観察装置５００と同様である。
【００６０】
観察装置６００では、主要な熱源である光源装置４１０、モータ６４に加えて、撮像素子６４４も筐体１０の外部に配置されている。このため、観察装置６００によれば、筐体１０内部の温度の上昇を更に低く抑えることができる。このため、ステージ２０を介した生体試料Ｓへの熱移動を観察装置５００よりも更に抑制することが可能である。
【００６１】
上述した実施例は、発明の理解を容易にするために具体例を示したものであり、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。観察装置及び観察方法は、特許請求の範囲により規定される本発明を逸脱しない範囲において、さまざまな変形、変更が可能である。この明細書で説明される個別の実施例の文脈におけるいくつかの特徴を組み合わせて単一の実施例としてもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１                                      容器
２                                      培養液
１０、３１０                            筐体
２０                                    ステージ
２１、２２                              平面板
２３                                    反射防止膜
２４                                    熱線反射膜
３０、３３０                            フレーム
３１                                    放熱塗料
３２、７１、５２０                      断熱シート
４０、４４０、５４０、６４０            撮像ユニット
４１                                    ミラー
４２、５４１、６４１                    対物レンズ
４３、５４２、６４４                    撮像素子
４４                                    制御装置
４５                                    送受信装置
４６、４１０                            光源装置
５１、６１ａ、６１ｂ                    スライダ
５２、６２ａ、６２ｂ                    ガイドレール
５３、６３                              ボールネジ
５４、６４                              モータ
７０                                    断熱ユニット
７２                                    蓄熱ゲル
８０                                    固定ユニット
８１                                    置台
８２、８３                              高熱伝導シート
８４                                    ビス
１００、３００、４００、５００、６００  観察装置
２００                                  インキュベータ
２０１                                  内壁
２０２                                  棚
３３１                                  フィン
５１０                                  熱源収容部
５３０                                  支持部材
６４２                                  光ファイバー
６４３                                  レンズ
【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】
2017090576.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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