JP2017189122A - 試料観察装置 - Google Patents

Abstract

【課題】細胞等の試料に対し確実に焦点調節を行ない得ると共に歪みのない良好で高画質な観察画像を得ることのできる試料観察装置を提供する。【解決手段】光透過部１２ａを有する載置部１２に培養器１３を配置して培養器内の試料を観察する試料観察装置１において、試料を透過してきた光を反射する光学要素４１と、撮像素子４３ａを含み光学要素からの光を撮像素子の撮像面に結像させるように光軸Ｏに沿う方向に移動する移動光学系（４２、４５）と、移動光学系の光軸に沿って移動光学系全体を移動させる駆動手段（４６〜５２、５９）とを具備し、光学要素及び移動光学系は全体としてテレセントリック光学系を形成し、駆動手段によって移動光学系を移動させることで焦点位置を調整すると共に、移動光学系を光軸に沿う方向に移動させる際には画角が一定となるように構成されている。【選択図】図４

Description

この発明は、培養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。

従来、撮像光学系及び撮像素子等を含む撮像ユニットを、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、当該撮像ユニットをＸ−Ｙ平面に平行な面内で自在に移動させ得る駆動機構等を備え、培養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については、例えば特開平５−２３２０４７号公報、特開２００８−９２８８２号公報等によって、種々の形態のものが提案され、また実用化されている。

この種の試料観察装置等の光学装置においては、撮像光学系の光軸をプリズムや反射ミラー等を用いて折り曲げて、観察対象とする被検体からの光束を、当該被検体に対向する面とは異なる面上に結像させるように構成したいわゆる屈曲光学系を備えた光学装置、例えば観察装置や画像表示装置等が、従来種々の形態のものが提案され、また実用化されている。

例えば、特開２０１５−１４３８６１号公報によって開示されている画像表示装置は、屈曲光学系を全体的に繰り出して、当該屈曲光学系によって結像される実像を、上記屈曲光学系とミラー光学系との間に中間像として結像させ、曲面状のミラー光学系を用いて、上記中間像を物体像とする投射画像をスクリ−ン上に結像投射するというものである。この画像表示装置においては、画像の中心と周辺のピントずれを補正する機能を有すると共に、投射画像全体のピントボケを補正する機能を有して構成されている。

特開平５−２３２０４７号公報 特開２００８−９２８８２号公報 特開２０１５−１４３８６１号公報

ところが、上記特開２０１５−１４３８６１号公報等によって開示されている光学装置においては、曲面状のミラー光学系を採用していることから、形成される画像には、例えば台形状の歪みが生じるという問題点がある。

そこで、上記公報によって開示されている光学装置では、フローティングフォーカス方式を採用することにより、複数のレンズ群のそれぞれを異なる繰出量で異なる方向へと移動させて、実質的に全体繰り出しと同じ効果、即ち歪みの少ない効果を得るといった工夫がなされている。しかしながら、フローティングフォーカス方式を採用することにより、フォーカス制御が複雑化してしまうという問題点がある。

また、一般的な試料観察装置は、いわゆるインキュベーター(incubator)等と呼ばれる恒温器の内部に格納した状態で使用される。この場合において、当該試料観察装置上には、観察対象とする試料を装填した培養器を載置した状態で、恒温槽内に格納されることになる。このとき、試料観察装置自体の高さ方向のサイズ（寸法）が大きいと、培養器を載せた状態の試料観察装置を、恒温槽の内部に格納することができなくなってしまう可能性が生じる。また、試料観察装置の使用時には、当該試料観察装置に載置した培養器内の培地を所定の期間毎に交換若しくは補充するといった保守作業を伴うことがある。試料観察装置自体の高さ方向のサイズが大きいと、この種の保守作業を行う際に、支障が生じてしまう可能性も考えられる。そこで、この種の試料観察装置においては、高さ方向のサイズ（寸法）をできるだけ詰めた形態とする装置の薄型化が望まれている。

しかしながら、従来の試料観察装置において、例えば培養器の底面側に撮像ユニットを設けて、観察対象物を入れた培養器の底面側から上方に向けた撮像光学系を用いて観察を行うように構成した形態のものでは、装置の高さ方向のサイズが大きくなってしまう傾向がある。この形態を採用した場合、例えば、撮像ユニットに含まれる撮像光学系の光軸は、試料観察装置の高さ方向に沿う方向に形成されることになることから、装置の高さ方向のサイズが大きくなってしまう傾向がある。これに加えて、さらに、焦点調節動作のために撮像光学系の光軸方向への移動空間を確保する必要が生じるので、装置の薄型化のためには不利な構成となっている。

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、焦点調節が可能な撮像光学系と撮像素子とを有する撮像ユニットを互いに直交するＸ軸及びＹ軸の二方向にそれぞれ直線的に移動させ、当該撮像ユニットをＸ−Ｙ平面に平行な面内で自在に移動させ得る駆動機構を具備し培養器の底面側に撮像ユニットを設けた形態の試料観察装置において、装置の高さ方向のサイズを抑止して装置の薄型化を実現すると同時に、観察対象物である細胞等の試料に対し確実に焦点調節を行なうことができ、かつ歪みのない良好で高画質な観察画像を得ることのできる試料観察装置を提供することである。

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、光透過部を有する載置部に培養器を配置して、当該培養器内の試料を観察する試料観察装置において、上記試料を透過してきた光を反射する光学要素と、撮像素子を含み上記光学要素からの光を上記撮像素子の撮像面に結像させるように光軸に沿う方向に移動する移動光学系と、上記移動光学系の光軸に沿って当該移動光学系全体を移動させる駆動手段とを具備し、上記光学要素及び上記移動光学系は、全体としてテレセントリック光学系を形成し、上記駆動手段によって上記移動光学系を移動させることで焦点位置を調整すると共に、上記移動光学系を光軸に沿う方向に移動させる際には画角が一定となるように構成されている。

本発明によれば、焦点調節が可能な撮像光学系と撮像素子とを有する撮像ユニットを互いに直交するＸ軸及びＹ軸の二方向にそれぞれ直線的に移動させ、当該撮像ユニットをＸ−Ｙ平面に平行な面内で自在に移動させ得る駆動機構を具備し培養器の底面側に撮像ユニットを設けた形態の試料観察装置において、装置の高さ方向のサイズを抑止して装置の薄型化を実現すると同時に、観察対象物である細胞等の試料に対し確実に焦点調節を行なうことができ、かつ歪みのない良好で高画質な観察画像を得ることのできる試料観察装置を提供することができる。

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 本発明の一実施形態の試料観察装置の外観を示す外観斜視図 図２の試料観察装置から培養器（培養フラスコ）を取り外した状態を示す外観斜視図 図２の試料観察装置の蓋体を取り外して、その内部構成を示す外観斜視図 図２の試料観察装置の蓋体を取り外して、その上面側から見た平面図 図５の［６］−［６］線に沿う断面図 図５の［７］−［７］線に沿う断面図 図５の［８］−［８］線に沿う断面図 図５の［９］−［９］線に沿う断面図 図２の試料観察装置における第２移動部材の主に上面側を示す外観斜視図 図２の試料観察装置における第２移動部材の主に裏面側を示す外観斜視図 図２の試料観察装置における第２移動部材の上面側から見た平面図 図１２の［１３］−［１３］線に沿う断面図 図５の［１４］−［１４］線に沿う断面図 図２の試料観察装置を使用する際の状態を示す断面図（図５の［８］−［８］線に沿う断面に相当）

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可能な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、これら各図面に記載された構成要素の数量や構成要素の形状や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、図示の形態のみに限定されるものではない。

［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、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３は、図２の試料観察装置から培養器（培養フラスコ）を取り外した状態を示す外観斜視図である。

図４〜図９は、図２の試料観察装置の蓋体を取り外して、その内部構成を示す図である。このうち図４は、外観斜視図である。図５は、上面側から見た平面図である。図６は、図５の［６］−［６］線に沿う断面図である。図７は、図５の［７］−［７］線に沿う断面図である。図８は、図５の［８］−［８］線に沿う断面図である。図９は、図５の［９］−［９］線に沿う断面図である。

図１０〜図１４は、図２の試料観察装置における第２移動部材のみを取り出して示す図である。このうち図１０は、主に上面側を示す外観斜視図である。図１１は、主に裏面側を示す外観斜視図である。図１２は、上面側から見た平面図である。図１３は、図１２の［１３］−［１３］線に沿う断面図である。図１４は、主に移動光学系の保持構造を示すために、当該部位を拡大して示す要部拡大断面図である。なお、図１４は、図５の［１４］−［１４］線に沿う断面である。

図１５は、本実施形態の試料観察装置において培養器を取り付けて使用する際の状態を示す断面図である。なお、図１５は、培養器を取り付けた状態の試料観察装置において、図５の［８］−［８］線に沿う断面に相当する。

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を、主に図１を用いて以下に説明する。

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１０１と、制御装置１０２と、入力装置１０３及び表示装置１０４等によって主に構成されている。

本実施形態の試料観察装置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。この恒温器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し、その詳細な構成の説明は省略する。

制御装置１０２は、本実施形態の試料観察装置１との間で、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）若しくは不図示の無線接続手段等を介して電気的に接続され、当該試料観察装置１の動作を制御したり、当該試料観察装置１によって取得される画像データを受信したり、この受信した画像データを記憶媒体に記憶したり、また受信した画像データについての解析や分析等、各種の画像信号処理等を実行するほか、上記試料観察装置１への給電を行うための装置である。制御装置１０２としては、例えば広く一般に普及している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。

なお、試料観察装置１への給電については、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を用いて上記恒温器１０１の外部に設けられる商用電源から給電を行うようにしてもよいし、恒温器１０１内若しくは外部に設置した蓄電池等からの給電をおこなうようにしてもよい。

上記制御装置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）により指示を制御装置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。使用者（ユーザ）は、これらの入力装置１０３を用いて、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。

表示装置１０４は、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、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。

次に、本実施形態の試料観察装置１の詳細な構成を、図２〜図１４を用いて以下に説明する。

本実施形態の試料観察装置１は、内部に設けられる撮像ユニット４０等を互いに直交するＸ軸及びＹ軸の二方向にそれぞれ直線的に移動させ、当該撮像ユニット４０等をＸ−Ｙ平面に平行な面内で自在に移動させ得る駆動機構を具備する試料観察装置である。この試料観察装置１は、光透過部１２ａを有する載置部に培養器１３を配置して、当該培養器１３内の試料を観察するように構成されている。

なお、以下の説明において、図２等に示すように、当該試料観察装置１における箱体１０（後述）の長辺に沿う方向を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、同箱体１０の短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。

そのために、本実施形態の試料観察装置１は、図２、図３に示すように、密閉された直方体形状の箱体１０と、この箱体１０の一面に載置される培養器１３とによって構成されている。なお、図３は、培養器１３を取り外した状態を示しているので、図３においては培養器１３は不図示である。

箱体（case）１０は、一面に開口を有する筐体（chassis）１１と、この筐体１１の開口を水密的に覆う蓋体１２（lid）とによって構成される。筐体１１の内部には、詳細は後述するが、当該試料観察装置１における各種の構成部材が収納配置されている。また、筐体１１の一側面（前面側）の外壁面には、複数の接続コネクタ１６、１７が配設されている。この複数の接続コネクタ１６、１７としては、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）等に対応したコネクタである。

これら複数の接続コネクタ１６、１７は、筐体１１の内部に配設され、それぞれに各対応する電気基板（図４等においては不図示。後述する図１５の符号５５参照）に接続されている。この電気基板（５５；図１５）には、例えば電源回路や通信回路等が実装されている。

なお、上記筐体１１において、上記複数の接続コネクタ１６、１７が配設されている一側面の壁面を前壁面というものとする。そして、以下の説明において、上記前壁面に対して直交して設けられ、互いに対向して配設される二つの側壁について、それぞれを第１の側壁１１ａ、第２の側壁１１ｂというものとする（図４参照）。また、筐体１１の開口に対向する面を底面というものとする。

蓋体１２は、光透過部１２ａを有して構成され、培養器１３を載置するための載置部である。上記光透過部１２ａは、例えば矩形状の貫通孔である窓部と、この窓部に嵌合配置されガラス素材若しくは樹脂製素材等を用いて形成される光透過性を有する透明薄板部材とによって形成されている。

培養器１３は、培地を作り細菌等の微生物、細胞等の試料を培養するための箱型形状からなる容器である。この培養器１３は、上記試料観察装置１の使用時には、箱体１０の蓋体１２の光透過部１２ａ上に載置される。

上記培養器１３は、これを上記光透過部１２ａ上に載置したときに、当該光透過部１２ａに対向する側、即ち培養器１３の底面側が平皿状に形成され、かつ当該平皿状底面は透明薄板状に形成されている。上記培養器１３の底面以外のその他の面も表面が平面をなし、光を反射し得るような反射面が形成されている。この反射面は、当該試料観察装置１の箱体１０の内部に設けられる照明光源から出射され上記光透過部１２ａを介して当該培養器１３内に入射してくる照明光を受けて、これを反射するものである。これにより、当該培養器１３の上記平皿状底面内の細胞等の試料は、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、培養器１３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。

また、蓋体１２には、複数の操作部材１４と、複数の状態表示部１５とが設けられている。上記複数の操作部材１４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、当該試料観察装置１内の被被駆動ユニット（撮像ユニット４０等；詳細後述）の箱体１０内部での位置調整等を手動操作により行うための操作スイッチ等である。上記複数の状態表示部１５は、例えば上記複数の操作部材１４の一つを操作した時に点灯表示される等によって、どの操作部材が操作されたかの状態を表示するために設けられる部材である。そのために、上記複数の状態表示部１５のそれぞれは、上記複数の操作部材１４に対応して各近傍に設けられている。上記複数の状態表示部１５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。

これら複数の操作部材１４と複数の状態表示部１５とは、筐体１１の内部に配設され、それぞれに各対応する電気基板（図４等においては不図示。後述する図１５の符号５４参照）に接続されている。この電気基板（５４；図１５）には、例えば操作部材の操作入力を受けるスイッチ部材やその入力信号を処理する信号処理回路のほか、状態表示用部材（ＬＥＤ）の駆動回路等が実装されている。

箱体１０は密閉構造、即ち水密構造を有して構成されている。そのために、筐体１１には、図４等に示すように、シール部材１８が設けられている。このシール部材１８は、筐体１１に対してその開口を覆う様に蓋体１２を配置したとき、蓋体１２の内面が密着する部位において筐体１１の開口の周縁部に沿って配置されている。そして、筐体１１に対して蓋体１２を配置した時、シール部材１８が蓋体１２の内面に密着することで、蓋体１２は、筐体１１の開口を水密的に覆う。このような形態により箱体１０の水密構造が構成されている。

箱体１０（筐体１１）の内部には、図４〜図９等に示すように、撮像ユニット４０等を含む被駆動ユニット６０と、この被駆動ユニット６０をＸ−Ｙ平面に平行な面内で自在に移動させるための駆動機構等が配設されている。

被駆動ユニット６０は、詳細は後述するが、撮像光学系（４１、４２、４５等）とその駆動機構（４６、４７、４９、５９等）と、撮像素子４３ａを含む撮像部４３及び光源部４４（図７参照）とその駆動回路を実装した電気基板６２（図８参照）等を含んで構成される撮像ユニット４０と、この撮像ユニット４０を搭載する移動部材であって後述する第２の移動部材である第２テーブル２９Ｙとを含んで構成される。なお、被駆動ユニット６０の詳細構成については、図１０〜図１３等を用いて後述する。

箱体１０（筐体１１）の内部において、上記被駆動ユニット６０をＸ−Ｙ平面に平行な面内で移動させる駆動機構は、第１ガイドレール３０Ｘ（第１のガイド部、第１のガイド手段）と、第２ガイドレール３０Ｙ（第２のガイド部、第２のガイド手段）と、第１テーブル２９Ｘ（第１の移動部材）と、第２テーブル２９Ｙ（第２の移動部材）と、第１の駆動モータ２１Ｘと、第２の駆動モータ２１Ｙと、伝達機構３５と、第１の駆動力伝達手段３６と、第２の駆動力伝達手段３７と、第１位置検出手段（３１Ｘ、３２Ｘ）及び第２位置検出手段（３１Ｙ、３２Ｙ）と、第１位置規制手段３３Ｘ及び第２位置規制手段３３Ｙ等によって構成されている。

第１ガイドレール３０Ｘは、第１の方向であるＸ軸方向に沿って延びるように配設され、第１テーブル２９ＸのＸ軸方向への移動をガイドする第１のガイド部であり第１のガイド手段である。第１ガイドレール３０Ｘは、筐体１１の内部において複数設けられている。本実施形態においては、第１ガイドレール３０Ｘを二本設けた例を示している。この場合において、二本の第１ガイドレール３０Ｘのうち一方は側壁１１ａに隣接する位置において、同側壁１１ａに沿って所定の範囲に設けられている。また、二本の第１ガイドレール３０Ｘのうち他方は側壁１１ｂに隣接する位置において、同側壁１１ｂに沿って所定の範囲に設けられている。

なお、後述するように、筐体１１の内部において、側壁１１ａに隣接する位置には、同側壁１１ａに沿うように第１の駆動モータ２１Ｘが設けられている。同様に、筐体１１の内部において、側壁１１ｂに隣接する位置には、同側壁１１ｂに沿うように第２の駆動モータ２１Ｙが設けられている。したがって、二本の第１ガイドレール３０Ｘは、上記第１の駆動モータ２１Ｘ及び第２の駆動モータ２１Ｙが配設されている各側壁１１ａ、１１ｂの隣接位置以外の各側壁１１ａ、１１ｂの隣接位置に設けられている。これにより、第１の駆動モータ２１Ｘと一方の第１ガイドレール３０Ｘとは、それぞれの長軸方向が直線的に、側壁１１ａに沿うように並べて配設されている。同様に、第２の駆動モータ２１Ｙと他方の第１ガイドレール３０Ｘとは、それぞれの長軸方向が直線的に、側壁１１ｂに沿うように並べて配設されている。

第１テーブル２９Ｘは、第１ガイドレール３０Ｘによってガイドされて、同第１ガイドレール３０Ｘに沿うＸ軸方向に移動する第１の移動部材である。この第１テーブル２９Ｘは、後述する第１の駆動モータ２１Ｘの回転駆動力により駆動される。そのために、第１テーブル２９ＸのＹ軸方向における両端部の各下面側には、図９に示すように、第１ガイドレール３０Ｘを摺動可能に保持する第１レール保持部２９Ｘａが設けられている。この第１レール保持部２９Ｘａは、Ｘ軸方向に延びるように配設されている。そして、当該第１レール保持部２９Ｘａは、第１ガイドレール３０Ｘの幅方向（軸方向に直交する方向）を抱え込み得る形態の溝形状部を有して形成されている。このような構成により、第１テーブル２９Ｘは、第１ガイドレール３０Ｘにガイドされ、これに沿う方向であるＸ軸方向にのみ移動するように構成されている。

第２ガイドレール３０Ｙは、Ｘ軸方向に垂直な第２の方向（Ｙ軸方向）に沿って延びるように配設され、第２テーブル２９ＹのＹ軸方向への移動をガイドする第２のガイド部であり第２のガイド手段である。第２ガイドレール３０Ｙは、筐体１１の内部において、上記第１テーブル２９Ｘ上に載置される形態で複数設けられている。本実施形態においては、第２ガイドレール３０Ｙを二本設けた例を示している。この場合において、二本の第２ガイドレール３０Ｙは、上記第１テーブル２９Ｘ上において、Ｘ軸方向に所定の間隔を置いて並べて配置されている。

第２テーブル２９Ｙは、第２ガイドレール３０Ｙによってガイドされて、同第２ガイドレール３０Ｙに沿ってＹ軸方向に移動する第２の移動部材である。また、第２テーブル２９Ｙは、第１テーブル２９Ｘと共にＸ軸方向にも移動するように構成されている。そのために、第２テーブル２９Ｙの下面側には、図８に示すように、二本の第２ガイドレール３０Ｙをそれぞれ摺動可能に保持する第２レール保持部２９Ｙａが設けられている。この第２レール保持部２９Ｙａは、Ｙ軸方向に延びるように配設されている。そして、当該第２レール保持部２９Ｙａは、第２ガイドレール３０Ｙの幅方向（軸方向に直交する方向）を抱え込み得る形態の溝形状部を有して形成されている。このような構成により、第２テーブル２９Ｙは、第２ガイドレール３０Ｙによってガイドされて、同第２ガイドレール３０Ｙに沿ってＹ軸方向に移動すると共に、第１テーブル２９Ｘが第１ガイドレール３０Ｘによってガイドされて、同第１ガイドレール３０Ｘに沿ってＸ軸方向に移動する際には、当該第１テーブル２９Ｘと共に同方向（Ｘ軸方向）に移動する。

そして、上述したように、上記第２テーブル２９Ｙには、撮像部４３を含む撮像ユニット４０等が搭載されている。これにより、上記第２テーブル２９Ｙは、被駆動ユニット６０の一部として機能する。

第１の駆動モータ２１Ｘは、第１テーブル２９ＸをＸ軸方向に移動させ駆動するための回転力を出力する第１の回転軸２１Ｘａ（図５参照）を有する駆動モータである。第１の駆動モータ２１Ｘは、上述したように、箱体１０（筐体１１）の第１の側壁１１ａに隣接して設けられている。この場合において、第１の回転軸２１Ｘａは、第１ガイドレール３０Ｘと平行に配置されている。上記第１の駆動モータ２１Ｘの上記第１の回転軸２１Ｘａから出力される回転駆動力は、第１の駆動力伝達手段３６を介して第１テーブル２９Ｘへと伝達されて、当該第１テーブル２９ＸをＸ軸方向へと移動させるように構成されている。

第１の駆動力伝達手段３６は、第１の駆動モータ２１Ｘからの回転出力を第１テーブル２９Ｘ（第１の移動部材）に伝達する駆動力伝達機構である。第１の駆動力伝達手段３６は、第１減速手段２２Ｘと、送りねじ２３Ｘと、送りナット２４Ｘとによって構成されている。

第１減速手段２２Ｘは、第１の駆動モータ２１Ｘの第１の回転軸２１Ｘａからの回転出力を受けて減速するギアー列等を内部に有する構成ユニットである。第１減速手段２２Ｘの構成自体は、従来一般に周知の動力減速手段と同様のものが適用されているものとして、その詳細説明は省略する。

送りねじ２３Ｘは、上記第１減速手段２２Ｘからの回転出力を受けて回転する棒状部材である。この送りねじ２３Ｘの基端は上記第１減速手段２２Ｘに連結されている。また、当該送りねじ２３Ｘの他端は、筐体１１の内壁面の固定部に対し回転を許容しながら回動自在に軸支されている。

送りナット２４Ｘは、上記送りねじ２３Ｘに螺合するナット部を内部に備え、上記第１テーブル２９Ｘに固定される構成部である。この構成により、第１の駆動モータ２１Ｘの回転出力を受けて上記送りねじ２３Ｘが回転すると、当該送りねじ２３Ｘに螺合するナット部の作用により、送りナット２４ＸはＸ軸に沿う方向に移動する。これと同時に第１テーブル２９Ｘも同方向に移動する。この場合において、第１の駆動モータ２１Ｘの回転方向を制御することにより、送りナット２４Ｘの回転方向を制御して、これにより第１テーブル２９ＸのＸ軸に沿う方向における進退方向を制御することができる。

つまり、第１テーブル２９Ｘは、第１の駆動モータ２１Ｘ及び送りねじ２３Ｘ、送りナット２４Ｘ等を用いた送りねじ駆動方式により、第１の駆動モータ２１Ｘの第１の回転軸２１Ｘａに平行な方向（Ｘ軸方向）に移動する。

第２の駆動モータ２１Ｙは、第２テーブル２９ＹをＹ軸方向に移動させ駆動するための回転力を出力する第２の回転軸２２Ｙａ（図７参照）を有する駆動モータである。第２の駆動モータ２１Ｙは、箱体１０（筐体１１）の第１の側壁１１ａと対向する第２の側壁１１ｂに隣接して設けられている。この場合において、第２の回転軸２２Ｙａが第１ガイドレール３０Ｘ及び第１の回転軸２１Ｘａと平行となるように配置されている。

上記第２の駆動モータ２１Ｙの上記第２の回転軸２１Ｙａから出力される回転駆動力は、第２の駆動力伝達手段３７及び伝達機構３５を介して撮像部４３を含む撮像ユニット４０等を搭載する第２テーブル２９Ｙへと伝達されて、これ（第２テーブル２９Ｙ）をＹ軸方向へと移動させるように構成されている。

換言すると、第２テーブル２９Ｙは、第２の駆動モータ２１Ｙからの回転力を伝達する第２の駆動力伝達手段３７に含まれる伝達機構３５を介してＹ軸方向に移動する。

第２の駆動力伝達手段３７は、第２の駆動モータ２１Ｙからの回転出力を撮像部４３が搭載される第２テーブル２９Ｙ（第２の移動部材）に伝達する駆動力伝達機構である。第２の駆動力伝達手段３７は、第２減速手段２２Ｙと、駆動ベルト２３Ｙと、複数のプーリ２４Ｙ、２５Ｙと、伝達機構３５を含んで構成されている。

第２減速手段２２Ｙは、第２の駆動モータ２１Ｙの第２の回転軸２１Ｙａからの回転出力を受けて減速するギアー列等を内部に有する構成ユニットであり、上記第１減速手段２２Ｘと略同様の構成ユニットである。したがって、第２減速手段２２Ｙにおいても、その構成自体は、従来一般に周知の動力減速手段と同様のものが適用されているものとして、その詳細説明は省略する。

駆動ベルト２３Ｙ及び複数のプーリ２４Ｙ、２５Ｙは、上記第２減速手段２２Ｙからの回転出力を受けて、これをＹ軸方向の移動出力に変換する構成部材である。複数のプーリ２４Ｙ、２５Ｙのうちプーリ２４Ｙは第２減速手段２２Ｙからの回転出力を出力する軸部材に同軸上に固設されている。各プーリ２４Ｙ、２５Ｙには、駆動ベルト２３Ｙが張架されていて、第２の駆動モータ２１Ｙの回転出力を受けて移動する駆動ベルト２３Ｙの移動をガイドすると共に、駆動ベルト２３Ｙの位置決め等を行っている。駆動モータの回転出力を駆動ベルトによって変換する機構は、従来周知であるので、これ以上の詳細説明は省略する。

そして、駆動ベルト２３Ｙの所定の部位には、上記伝達機構３５の一部が固定配置されている。この構成により、第２の駆動モータ２１Ｙの回転出力を受けて駆動ベルト２３ＹがＹ軸に沿う方向に移動すると、上記伝達機構３５も同方向に移動するように構成されている。この場合において、第２の駆動モータ２１Ｙの回転方向を制御することにより、駆動ベルト２３Ｙの送り方向及び伝達機構３５のＹ軸に沿う方向における進退方向を制御することができる。

つまり、伝達機構３５は、第２の駆動モータ２１Ｙ及び駆動ベルト２３Ｙ等を用いたベルト駆動方式により、第２の駆動モータ２１Ｙの第２の回転軸２１Ｙａに直交する方向（Ｙ軸方向）に移動する。

上記伝達機構３５は、第３ガイドレール２８Ｙ（第３のガイド部、第３のガイド手段）と、ベルト保持部２６Ｙ及び第３テーブル２７Ｙからなる第３の移動部材と、連結部材３９とによって構成される。

第３ガイドレール２８Ｙは、第２ガイドレール３０Ｙと平行に配置され、第３の移動部材（２６Ｙ、２７Ｙ）のＹ軸方向への移動をガイドする第３のガイド部であり第３のガイド手段である。

上記第３の移動部材は、第２の駆動モータ２１Ｙからの回転力を受けて、上記第３ガイドレール２８Ｙに沿ってＹ軸方向に移動する移動部材である。上記第３の移動部材は、ベルト保持部２６Ｙ及び第３テーブル２７Ｙとからなる。ベルト保持部２６Ｙは、上記駆動ベルト２３Ｙの所定の部位（図４において符号２６Ｙａで示す固定部位）に固定される構成部材である。第３テーブル２７Ｙは、第３ガイドレール２８Ｙによってガイドされて、同第３ガイドレール２８Ｙに沿うＹ軸方向に移動する移動部材である。そのために、上記第３テーブル２７Ｙの下面側には、図８に示すように、第３ガイドレール２８Ｙを摺動可能に保持する第３レール保持部２７Ｙａが設けられている。この第３レール保持部２７Ｙａは、Ｙ軸方向に延びるように配設されている。そして、当該第３レール保持部２７Ｙａは、第３ガイドレール２８Ｙの幅方向（軸方向に直交する方向）を抱え込み得る形態の溝形状部を有して形成されている。このような構成により、第３テーブル２７Ｙは、第３ガイドレール２８Ｙによってガイドされて、同第３ガイドレール２８Ｙに沿ってＹ軸方向に移動する。

上記第３テーブル２７Ｙには、上記ベルト保持部２６Ｙが固定されている。上述したように、ベルト保持部２６Ｙは、駆動ベルト２３Ｙの固定部位２６Ｙａにおいて固定されている。したがって、この構成により、駆動ベルト２３Ｙが第２の駆動モータ２１Ｙの回転出力を受けてＹ軸に沿う方向に移動すると、上記第３テーブル２７Ｙもまた同方向に移動するように構成されている。

連結部材３９は、上記第３の移動部材の第３テーブル２７Ｙと、上記撮像部４３を含む撮像ユニット４０等を搭載する第２テーブル２９Ｙと、を連結する部材である。連結部材３９の一端は第３テーブル２７Ｙに固定され、同連結部材３９の他端側には第２テーブル２９ＹがＸ軸方向に移動可能に保持されている（図６等参照）。

このように、上記第３の移動部材（の第３テーブル２７Ｙ）と上記第２テーブル２９Ｙとが連結部材３９によって連結されているので、第２の駆動モータ２１Ｙからの出力に基づいて第３の移動部材（２６Ｙ、２７Ｙ）が第３ガイドレール２８Ｙに沿って移動する際、上記第２テーブル２９Ｙは、上記第３の移動部材（２６Ｙ、２７Ｙ）の第３ガイドレール２８Ｙに沿うＹ軸方向の移動に連動して、第２ガイドレール３０Ｙに沿ってＹ軸方向に移動する。

第１位置検出手段は、第１テーブル２９ＸのＸ軸方向における移動範囲の両端位置を検出し、当該第１テーブル２９ＸのＸ軸方向における移動範囲を制御するために設けられる構成部である。この第１位置検出手段は、一対の第１位置検出センサ３１Ｘと、第１遮光羽根３２Ｘとによって構成されている。一対の第１位置検出センサ３１Ｘは、第２の側壁１１ｂの内壁面にＸ軸方向に所定の間隔をおいて配置されている。本実施形態においては、上記一対の第１位置検出センサ３１Ｘとして、例えばいわゆる透過型フォトインタラプタ等の検出素子を適用した例を示している。第１遮光羽根３２Ｘは、第１テーブル２９Ｘ上に配設されている。この場合において、上記第１遮光羽根３２Ｘは、第１テーブル２９ＸがＸ軸方向に移動したときに上記一対の第１位置検出センサ３１Ｘのそれぞれに対応する位置に配設されている（図４等参照）。

第１位置規制手段３３Ｘは、第１テーブル２９ＸのＸ軸方向の移動を所定の範囲内となるように規制するために設けられる部材である。第１位置規制手段３３Ｘは、第１テーブル２９ＸがＸ軸方向に移動したときに当接する位置に設けられる。つまり、第１テーブル２９ＸがＸ軸方向において一方向の移動時に当接する位置と、他方向の移動時に当接する位置との二箇所に設けられる。これにより、第１テーブル２９ＸのＸ軸方向の移動範囲が規制される。本実施形態においては、第１位置規制手段３３Ｘの具体的な形態として、例えば筐体１１の底面から当該筐体１１の内方（即ち上方）に向けて突設される突起状部材を設けた例を示している（図４等参照）。

第２位置検出手段は、第３テーブル２７ＹのＹ軸方向における移動範囲の両端位置を検出し、当該第３テーブル２７ＹのＹ軸方向における移動範囲を制御するために設けられる構成部である。この第２位置検出手段は、一対の第２位置検出センサ３１Ｙと、第２遮光羽根３２Ｙとによって構成されている。一対の第２位置検出センサ３１Ｙは、筐体１１の底面において、第３ガイドレール２８Ｙの近傍位置に当該第３ガイドレール２８Ｙに沿うＹ軸方向に所定の間隔をおいて配置されている。本実施形態においては、上記一対の第２位置検出センサ３１Ｙとして、例えばいわゆる透過型フォトインタラプタ等の検出素子を適用した例を示している。第２遮光羽根３２Ｙは、第３テーブル２７Ｙ上に配設されている。この場合において、上記第２遮光羽根３２Ｙは、第３テーブル２７ＹがＹ軸方向に移動したときに上記一対の第２位置検出センサ３１Ｙのそれぞれに対応する位置に配設されている（図４等参照）。

第２位置規制手段３３Ｙは、第３テーブル２７ＹのＹ軸方向の移動を所定の範囲内となるように規制するために設けられる部材である。第２位置規制手段３３Ｙは、第３テーブル２７ＹがＹ軸方向に移動したときに当接する位置に設けられる。つまり、第３テーブル２７ＹがＹ軸方向において一方向の移動時に当接する位置と、他方向の移動時に当接する位置との二箇所に設けられる。これにより、第３テーブル２７ＹのＹ軸方向の移動範囲が規制される。本実施形態においては、第２位置規制手段３３Ｙの具体的な形態として、例えば筐体１１の底面から当該筐体１１の内方（即ち上方）に向けて突設される突起状部材を設けた例を示している（図４等参照）。

次に、上記被駆動ユニット６０の詳細構成について、図１０〜図１５等を用いて以下に説明する。

被駆動ユニット６０は、上述したように、撮像ユニット４０と、この撮像ユニット４０を搭載する第２の移動部材である第２テーブル２９Ｙとを含んで構成される。

撮像ユニット４０は、プリズム４１（光学要素）と、撮像部４３を含む移動光学系（４２、４５）と、その駆動機構である駆動手段（４６〜５２、５９）と、光源部４４と、電気基板６２等を有して構成されている。

上記プリズム４１は、培養器１３内の試料を透過してきた光を反射する反射面４１ａを有する光学要素である。つまり、本実施形態におけるプリズム４１は、箱体１０の蓋体１２上の所定の部位（光透過部１２ａ）に載置した培養器１３内の試料を透過してきた光を受けて、その光路を角度９０度折り曲げて、所定の方向、即ち撮像素子４３ａの受光面（不図示）に向けて反射させる機能を有する。このプリズム４１は、光を反射するのみの機能を有し、光の屈折を伴わない部材、即ちレンズ効果を有していない部材が適用される。このプリズム４１は、第２テーブル２９Ｙ上に固設されている。

本実施形態においては、上記反射面を有する光学要素の形態として、プリズムを使用する例を挙げているが、この形態以外にも、例えば反射ミラーを適用した構成例を考えることも可能である。

移動光学系（４２、４５、４３）は、プリズム４１（光学要素）からの光を撮像素子４３ａの受光面へと結像させるように光軸Ｏに沿う方向に移動可能に構成された構成ユニットである。なお、本実施形態において、移動光学系の光軸Ｏは、Ｘ軸に沿う方向となるように配置されている。したがって、移動光学系は、Ｘ軸方向に進退移動し得るように構成されている。

上記移動光学系は、複数の光学レンズ４２と、これら複数の光学レンズ４２を保持する複数のレンズ保持部材４５とを一体に構成した光学部と、撮像素子４３ａや撮像基板４３ｂ等を含む撮像部４３と、を一体に構成した構成ユニットである。

なお、上記プリズム４１と、上記複数の光学レンズ４２及び複数のレンズ保持部材４５とによって構成される構成部を撮像光学系というものとする。そして、上記プリズム４１（光学要素）及び移動光学系によって構成される上記撮像光学系は、全体としてテレセントリック光学系を形成している。

上記移動光学系（４２、４５、４３）は、上記第２テーブル２９Ｙ上において、Ｘ軸方向に移動可能に配設されている。そのために、上記第２テーブル２９Ｙ上には、上記移動光学系のＸ軸方向への移動をガイドするガイド手段であるフォーカスレール５１が複数（本実施形態では二本）設けられている。このフォーカスレール５１は、上記第２テーブル２９Ｙ上においてＸ軸方向に沿って延びるように配設されている。

これに対応させて、上記移動光学系は、上記フォーカスレール５１を摺動可能に保持するフォーカスレール保持部５９ａを有する移動光学系保持部５９によって保持されている（図９、図１４参照）。

この移動光学系保持部５９は、当該移動光学系の駆動機構（詳細後述）の一部を構成する構成部材である。この移動光学系保持部５９の下面側には、上記フォーカスレール保持部５９ａが固定配置されている。そして、上記フォーカスレール保持部５９ａは、フォーカスレール５１の幅方向（軸方向に直交する方向）を抱え込み得る形態の溝形状部を有して形成されている。上記フォーカスレール保持部５９ａは、上記二本のフォーカスレール５１に対応させて二個設けられている。このような構成により、上記移動光学系は、上記フォーカスレール５１によってガイドされて、同フォーカスレール５１に沿うＸ軸方向にのみ移動する。その場合において、上記移動光学系は、後述するフォーカス駆動モータ４６の回転駆動力により駆動される。

上記移動光学系の駆動機構は、移動光学系（４２、４５）全体を、当該移動光学系の光軸Ｏに沿って移動させるための駆動手段である。

上記移動光学系の駆動機構は、フォーカス駆動モータ４６と、フォーカス減速機構４７と、フォーカス回転出力軸４８と、フォーカスナット４９と、付勢ばね５１と、移動光学系保持部５９等によって構成される。

フォーカス駆動モータ４６は、上記移動光学系をＸ軸方向に進退移動させるための駆動源である。このフォーカス駆動モータ４６は、支持部材である第２テーブル２９Ｙ上に固設されている。その場合において、当該フォーカス駆動モータ４６の回転軸（不図示）は、Ｘ軸に沿う方向に配置されている。

フォーカス減速機構４７は、フォーカス駆動モータ４６の回転軸からの回転出力を受けて減速するギアー列等を内部に有する構成ユニットである。フォーカス減速機構４７の構成自体は、従来一般に周知の動力減速手段と同様のものが適用されているものとして、その詳細説明は省略する。なお、このフォーカス減速機構４７も、支持部材である第２テーブル２９Ｙ上に固設されている。

フォーカス回転出力軸４８は、上記フォーカス減速機構４７からの回転力を出力する回転軸であって、例えば送りねじ形状に形成されている。このフォーカス回転出力軸４８は、上記フォーカス減速機構４７と後述のフォーカスナット４９との間を連結し、フォーカス駆動モータ４６の回転駆動力をフォーカスナット４９へと伝達する役目をする。

フォーカスナット４９は、上記フォーカス駆動モータ４６の回転出力によって、Ｘ軸方向に進退移動する被駆動部材である。このフォーカスナット４９は、上記送りねじ形状のフォーカス回転出力軸４８に螺合するナット部を内部に備え、上記第２テーブル２９Ｙ上に固設されている構成部である。このフォーカスナット４９は、支持部材である第２テーブル２９Ｙに対してＸ軸方向に移動可能に設けられている。

この構成により、フォーカス駆動モータ４６の回転出力を受けて、上記フォーカス回転出力軸４８（送りねじ）が回転すると、当該フォーカス回転出力軸４８に螺合するナット部の作用により、上記フォーカスナット４９は、Ｘ軸に沿う方向に移動する。ここで、フォーカスナット４９（被駆動部材）は、上記移動光学系保持部５９（保持部）と一体的に結合されている。これにより、上記フォーカスナット４９がＸ軸に沿う方向に移動すると、同時に上記移動光学系保持部５９（保持部）も同方向に移動する。したがって、上記移動光学系保持部５９（保持部）によって一体に保持される移動光学系もまた同方向に移動する。この場合において、フォーカス駆動モータ４６の回転方向を制御することにより、フォーカスナット４９のナット部の回転方向を制御して、これにより移動光学系のＸ軸に沿う方向における進退方向を制御することができる。

このような構成により、上記駆動手段である駆動機構によって、移動光学系をＸ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焦点位置を調整すると共に、移動光学系を光軸Ｏに沿う方（Ｘ軸方向）に移動させる際には、当該移動光学系の画角が一定となるように構成されている。そのために、プリズム４１及び移動光学系からなる本実施形態の試料観察装置１における撮像光学系は、全体としてテレセントリック光学系が採用されている。

付勢ばね５１は、第２テーブル２９Ｙ（固定部）に対してフォーカスナット４９を一方向に付勢する付勢部材である。この付勢ばね５１は、一端がフォーカスナット４９に、他端が第２テーブル２９Ｙの固定部に、それぞれ固定されている。そのために、フォーカスナット４９には、付勢ばね５１の一端を固定するばね係止軸５０が設けられている。また、第２テーブル２９Ｙ上の固定部には、付勢ばね５１の他端を固定する支軸５２が植設されている。本実施形態における付勢ばね５１としては、例えば緊縮性のコイルばね等を適用した例を示している。

光源部４４は、第２テーブル２９Ｙ上において、上記プリズム４１の周辺に配置されている。本実施形態において、光源部４４は、上記プリズム４１の周辺に三つ配置した例を示している。光源部４４は、蓋体１２上の所定の部位（光透過部１２ａ）に載置した培養器１３内の試料の下方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４４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る。

なお、光源部４４の上方、即ち光源部４４と上記蓋体１２の光透過部１２ａとの間には、光拡散板５３が配設されている。この光拡散板５３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によって形成されている。この光拡散板５３は、光源部４４から出射された照明光を拡散させて、上記光透過部１２ａを介して培養器１３内を照明する役目をするものである。

光源部４４から出射された照明光は、図１５の矢印符号Ｌで示すように、上記光透過部１２ａ及び培養器１３の透明な底面を透過して培養器１３内に入射する。培養器１３内に入射した照明光は、当該培養器１３内の反射面１３ａによって反射した後、培養器１３内の培地２００内に存在する試料を透過して、上記光透過部１２ａを介してプリズム４１へと入射するように構成されている。

電気基板６２は、例えば光源部４４の配置されている近傍において、第２テーブル２９Ｙの下面側、即ち光源部４４が設けられている側とは反対側の面に固定配置されている。この電気基板６２には、複数の電気部材６２ａ等を用いて形成され、上記光源部４４の駆動回路、上記移動光学系の駆動機構の駆動回路、上記撮像部４３の駆動回路及び撮像素子４３ａから出力される画像データの画像信号処理回路等が実装されている。

また、電気基板６２には、上記以外にも、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、フォーカス駆動モータ４６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。

上記電気基板６２からは、接続線６３やリード線６４（図１１参照）等が延出しており、これらリード線、フレキシブルプリント基板等の端部は、上記光源部４４、上記駆動機構（のフォーカス駆動モータ４６）、上記撮像部４３の撮像基板４３ｂ等に接続されている。さらに、上記電気基板６２からは、別の接続ケーブル若しくはフレキシブルプリント基板等の接続線６１が延出している。この別の接続線６１は、箱体１０内における固定部に固設された上記電気基板５４、５５（図１５参照）に接続されている。この場合において、接続線６１は、Ｘ−Ｙ平面内で移動する移動部材である被駆動ユニット６０上から延出しているものである。そのために、当該接続線６１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。

なお、光源部４４とプリズム４１（光学要素）と上記移動光学系保持部５９（保持部）との間には、所定の間隔を有するように、それぞれが配置されている。ここで、所定の間隔としては、図１３の符号Ｄで示す間隔を規定している。この間隔Ｄは、移動光学系がフォーカス調整のために移動するのに必要な移動範囲である。

なお、上述したように、第２テーブル２９Ｙ上には、光源部４４と、プリズム４１（光学要素）と、フォーカス駆動モータ４６等からなる駆動機構とが固定配置されている。またこれと共に、第２テーブル２９Ｙ上には、フォーカスレール５１が配置され、このフォーカスレール５１は、上記移動光学系保持部５９のフォーカスレール保持部５９ａによって摺動可能に保持されている。したがって、このような構成により、第２テーブル２９Ｙは、移動光学系保持部５９（によって保持される移動光学系）をＸ軸方向に移動可能に支持する支持部材として機能している。

以上説明したように上記一実施形態によれば、焦点調節が可能な光学系（４２、４５）と撮像素子４３ａとを有する撮像ユニット４０を互いに直交するＸ軸及びＹ軸の二方向にそれぞれ直線的に移動させ、当該撮像ユニット４０をＸ−Ｙ平面に平行な面内で自在に移動させ得る駆動機構を具備し、光透過部１２ａを有する載置部１２に培養器１３を配置して当該培養器１３内の試料を観察する試料観察装置１において、試料を透過してきた光を反射するプリズム４１（光学要素）と、撮像素子４３ａを含みプリズム４１（光学要素）からの光を撮像素子４３ａの撮像面に結像させるように光軸Ｏに沿う方向に移動する移動光学系（４２、４５）と、移動光学系（４２、４５）の光軸Ｏに沿って当該移動光学系（４２、４５）全体を移動させる駆動手段（４６〜５２、５９）とを具備して構成している。

そして、プリズム４１（光学要素）及び移動光学系（４２、４５）からなる撮像光学系は、全体としてテレセントリック光学系を形成して構成される。

上記テレセントリック光学系については、一定倍率の状態で移動光学系（４２、４５）全体を移動させることで焦点調節を行うと説明してきたが、テレセントリック状態を維持していれば、焦点調節を行う前にズーム倍率を変えられるようにしても良い。この場合、移動光学系（４２、４５）内のレンズを移動させること、即ち、移動光学系（４２、４５）の全長を変えないでズーム倍率を変えられるようにしても良いし、移動光学系（４２、４５）の全長長くなるが、移動光学系（４２、４５）の端部にそれぞれレンズを配置してそれらを移動させることによりズーム倍率を変えられるようにしても良い。

また、上記駆動手段によって上記移動光学系を移動させることで、焦点位置を調整すると共に、上記移動光学系を光軸Ｏに沿う方向に移動させる際には、画角が一定となるように構成している。

この構成により、本実施形態の試料観察装置１においては、観察対象物である細胞等の試料に対し確実に焦点調節を行なうことができる。これと同時に、本試料観察装置１では、歪みのない良好で高画質な観察画像を得ることができる。

なお、上述の一実施形態においては、一方の駆動モータ（第１の駆動モータ２１Ｘ）の駆動力伝達機構をベルト駆動方式とし、他方の駆動モータ（第２の駆動モータ２１Ｙ）の駆動力伝達機構を送りねじ駆動方式とした構成例を示しているが、この形態に限られることはない。

例えば、２つの駆動モータの駆動力伝達機構を共に送りねじ駆動方式によって構成することもできる。その場合には、例えば一方の回転軸の駆動出力については傘歯車等を用いて駆動力の出力方向を変換する手段を用いる工夫を施せば、上述の一実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。

したがって、２つの駆動モータの回転駆動力を伝達する駆動力伝達機構の駆動方式に関わらず、２つの駆動モータの各回転軸を平行となるように配置することが、主な要旨である。

なお、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し得ることが可能であ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。

１……試料観察装置
１０……箱体
１１……筐体
１１ａ……第１の側壁
１１ｂ……第２の側壁
１２……蓋体
１２ａ……光透過部
１３……培養器
１３ａ……反射面
１４……操作部材
１５……状態表示部
１６、１７……接続コネクタ
１８……シール部材
２１Ｘ……第１の駆動モータ
２１Ｘａ……第１の回転軸
２１Ｙ……第２の駆動モータ
２１Ｙａ……第２の回転軸
２２Ｘ……第１減速手段
２２Ｙ……第２減速手段
２２Ｙａ……第２の回転軸
２３Ｙ……駆動ベルト
２４Ｘ……送りナット
２４Ｙ、２５Ｙ……プーリ
２６Ｙ……ベルト保持部
２６Ｙａ……固定部位
２７Ｙ……第３テーブル
２７Ｙａ……第３レール保持部
２８Ｙ……第３ガイドレール
２９Ｘ……第１テーブル
２９Ｘａ……第１レール保持部
２９Ｙ……第２テーブル
２９Ｙａ……第２レール保持部
３０Ｘ……第１ガイドレール
３０Ｙ……第２ガイドレール
３１Ｘ……第１位置検出センサ
３１Ｙ……第２位置検出センサ
３２Ｘ……第１遮光羽根
３２Ｙ……第２遮光羽根
３３Ｘ……第１位置規制手段
３３Ｙ……第２位置規制手段
３５……伝達機構
３６……第１の駆動力伝達手段
３７……第２の駆動力伝達手段
３９……連結部材
４０……撮像ユニット
４１……プリズム
４１ａ……反射面
４２……光学レンズ
４３……撮像部
４３ａ……撮像素子
４３ｂ……撮像基板
４４……光源部
４５……レンズ保持部材
４６……フォーカス駆動モータ
４７……フォーカス減速機構
４８……フォーカス回転出力軸
４９……フォーカスナット
５０……ばね係止軸
５１……フォーカスレール
５２……支軸
５３……光拡散板
５４、５５……電気基板
５９……移動光学系保持部
５９ａ……フォーカスレール保持部
６０……被駆動ユニット
６１、６３……接続線
６２……電気基板
６２ａ……電気部材
６４……リード線
１００……試料観察システム
１０１……恒温器
１０２……制御装置
１０３……入力装置
１０４……表示装置
２００……培地

Claims (5)

1. 光透過部を有する載置部に培養器を配置して、当該培養器内の試料を観察する試料観察装置において、
   上記試料を透過してきた光を反射する光学要素と、
   撮像素子を含み上記光学要素からの光を上記撮像素子の撮像面に結像させるように光軸に沿う方向に移動する移動光学系と、
   上記移動光学系の光軸に沿って当該移動光学系全体を移動させる駆動手段と、
   を具備し、
   上記光学要素及び上記移動光学系は、全体としてテレセントリック光学系を形成し、上記駆動手段によって上記移動光学系を移動させることで焦点位置を調整すると共に、上記移動光学系を光軸に沿う方向に移動させる際には画角が一定となるように構成されていることを特徴とする試料観察装置。
2. 上記光学要素の周辺に配置されていて、上記試料の下方から上方に向けて照明光を射出する光源部を有し、
   上記試料を透過してきた光は、上記照明光が上記培養器によって反射された光であることを特徴とする請求項１記載の試料観察装置。
3. 上記移動光学系を保持する保持部と、
   上記光源部及び上記光学要素とを固定すると共に、上記保持部を移動可能に支持する支持部材を、さらに有し、
   上記光源部及び上記光学要素と上記保持部との間には所定の間隔を有するように、それぞれが配置されていることを特徴とする請求項２記載の試料観察装置。
4. 上記駆動手段は、
   上記支持部材に固設される駆動モータと、
   上記駆動モータの回転出力によって移動する被駆動部材と、
   を有し、
   上記保持部と上記被駆動部材とが一体的に結合していることを特徴とする請求項１記載の試料観察装置。
5. 上記光学要素は、プリズムであることを特徴とする請求項１記載の試料観察装置。

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