JPH0528595B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、微生物を利用して発酵あるいは排水
処理などを行う設備において、該微生物収納容器
中の微生物の状態を自動的に観察することのでき
る微生物自動観察装置に関するものである。

〔従来の技術〕 微生物を利用して、有用物質の生産および用排
水中の汚濁物質の分解除去等を行う技術は、発酵
工業、下水および産業排水処理等の分野で広く行
われているが、今までの技術では用いられている
微生物の働きを効率良く制御することが困難で、
未だ十分な制御方法が確立しているとは言い難
い。

とりわけ、時々刻々変化する処理プロセス内の
微生物の状態を正確に把握することが、微生物を
用いる処理の進行状況を判定するのに極めて有用
な情報であるにも拘わらず、従来このための有効
な手段がなかつたため、処理プロセス内の微生物
混合液をサンプリングし、乾燥重量を測定した
り、プレパラートを作成して顕微鏡で観察して情
報を得、これによりプロセス内の微生物の状態を
推定するなどの方法がとられてきた。

しかしながら、これらの方法は、情報を得るま
でに長時間を要する上、サンプリングによつて微
生物の集合状態などが異なつてしまうことにもな
り、また専門的知識や技術を要することもあつて
頻繁には行いにくく、内部状態をリアルタイムに
正確に判定するためには甚だ不十分なものであつ
た。

このため、最近に至つて、処理プロセス内部の
微生物の状態を直接光学的な映像として取り出す
とともに、この光学的な情報を電気信号に変換し
て、画像解析処理装置とコンピユータを使用して
処理することにより、必要な情報を得ようとする
技術がみられるようになつた。

これらに必要な観察手段としては、既に実公昭
61−35280を始めとしていくつか見られ始めてい
るが、これらはいずれも、次のような問題点があ
つた。

水中浸漬型のものについては、サンプル室が
固定の大きさとなつており、かつそのサンプル
室内への微生物の導入および排出を円滑にする
ために、サンプルの厚みが数mm程度必要とされ
ていて、光学装置を用いて観察するには焦点を
合わせにくいうえ、解像度も低く、微生物の状
態に関する詳細な情報を得るには、限界があつ
て不十分なものである（特開昭62−6143、実公
昭61−35280、実開昭60−108394）。

微生物観察面を洗浄する機構を持たないた
め、微生物や藻類によるスライムの付着によつ
て、短期間に映像が劣化してしまう（特開昭62
−6143）。

洗浄機構を有していても、の理由によつて
十分な情報が得られない（実公昭61−35280）。

拡大倍率を高め、解像度の高い情報を得る工
夫として、処理プロセス内部から微生物混合液
を採取し、その通液管路の中途に被検液を固定
して観察する手段を設けるとともに、該通液路
を薬剤等を含む洗浄液によつて洗浄可能とした
システムも公表されているが（特開昭60−
244279）、管路の中途に組み込まれる構造とな
つているため、設置上の制約を受けるととも
に、観察窓汚損時などに部品交換などを考慮し
た構造となつておらず、倍率を拡大したい要求
にも応え得ていない。また、通常拡大して得た
微生物像は被検液の極く一部であるため、全体
の状態を判定するためには、数多くの被検液部
分を観察する必要があるが、（通常数十部分以
上）、このシステムの方法では、一回ごとにサ
ンプルを微生物収納タンクから導入してこなけ
ればならず、操作の手間、時間ともに過大なも
のとなり、自動観察の実を十分に上げることが
できないものであつた。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、前記したように、従来技術の有する
問題点、即ち、低倍率、低解像度、スライム付
着、設置場所や方法に制約を受ける、倍率を変更
できない、一回のサンプリングで多数の微生物像
を把えられない、といつた問題点を解消し、もつ
て精密で鮮明な微生物像を同時に多数得ることが
でき、かつ設置や取扱い、保守点検や補修が容易
な微生物自動観察装置を提供することを目的とす
るものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、前記問題点を解決し、本発明の
目的を達成するために鋭意検討の結果、微生物を
含む被検液を光学的に拡大して観察する微生物自
動観察装置において、被検液導入管、洗浄液導入
管および排水管を接続した、水平面上で自動的に
移動可能とした観察室内に、微生物を含む被検液
を導入する手段、該観察室に観察室下面を形成す
る固定された観察窓と観察室上面を形成する着脱
可能な観察窓を設け、該着脱可能な観察窓を観察
窓保持器を介して自動的に釣下げ静置することに
より、該観察室内の被検液を両観察窓間に固定す
る手段、固定された被検液を光学的に拡大し、撮
像する手段、および、該観察室内の被検液を排出
し、該観察室内を洗浄する手段が具備されている
ことを特徴とする微生物自動観察装置、を提供す
るものである。

本発明を更に具体的に説明すると、微生物収納
容器から被検液を採集し、被検液導入管、洗浄水
導入管および排水管を接続した、水平面上で、自
動的に移動可能とした観察室内に導入する手段を
持ち、該観察室上面を形成する着脱可能な観察窓
を、該観察窓保持器および該保持器を上下動させ
る駆動装置を介して、該観察室下面を形成するも
う一つの観察窓に向かつて釣下げ静置することに
より、該観察室内の被検液を両観察窓間に固定す
る手段、固定された被検液を顕微鏡レンズにより
光学的に拡大するとともに、工業用テレビカメラ
によつて撮像し、これをモニターテレビおよびま
たは画像処理装置、コンピユータ等に送信する手
段を持ち、撮像後は、前記着脱可能な観察窓を、
前記他の観察窓から、前記保持器および駆動装置
を用いて離脱させ、続いて該観察室内に洗浄水も
しくは洗浄剤が噴射されて、該観察室内の被検液
を排出するとともに、該観察室内を洗浄する手段
とから成り、これらの手段がいずれも自動的に制
御されることを特徴とする微生物の自動観察装置
である。

〔実施例〕

本発明を実施例を挙げてその作用と共に具体的
に説明する。

第１図は、本発明の１実施例の主要部の概観
図、第２図Ａ，Ｂは、観察室に関わる被検液の固
定手段の動作原理を説明する図である。

第１〜２図を参照して具体的に作用機構を説明
すると、観察すべき被検液は、駆動モータ１８，
１９により水平面上で縦横方向に移動可能で、そ
の内部に、被検液導入管１６、洗浄液導入管１５
および排出管１７を接続した観察室１２へ、微生
物収納容器（図示しない）から自然流下またはポ
ンプ等の揚液手段を介して、被検液導入管１６を
通つて導入される。（第２図Ａ） 被検液が導入されると、観察窓保持器９で保持
された、観察室上面を形成する着脱可能な観察窓
８が、電磁石２１を介して観察窓保持器９に、着
脱可能ａな形で連結したアーム１０および該アー
ムを動かす図示しない駆動モータにより、該観察
室の下面を形成するもう一つの観察窓付近にまで
釣り下げられる。そして、この状態で電磁石の電
流を遮断すると、保持器９はアーム１０から離れ
て、両観察窓の間に被検液が固定される。（第２
図Ｂ） 両観察窓はガラスなどの光透過性の材質からで
きていて、光源６、集光レンズ７を通過した光を
透過する。

下面観察窓の下方には、被検液を光学的に拡大
する対物レンズ２、鏡筒３、接眼レンズ４から成
る光学顕微鏡系が配設されていて、その焦点は、
固定された被検液に合わせられている。対物レン
ズ２は交換可能で、その倍率に応じて焦点位置が
調節可能な構造となつている。この構造として
は、第１図に図示する対物レンズ単一のタイプの
ものの他、一般の研究室用卓上顕微鏡で採用され
ている様に、複数個の対物レンズを１つの回転台
にとり付けておき、必要に応じ、これを回転、選
定固定するリボルバータイプの構造も任意に採用
することができる。

光学顕微鏡系で拡大された被検液の映像は、工
業用テレビカメラ５によつて撮像され、モニタテ
レビ、画像解析処理装置、コンピユータなどに送
られ、必要な処理を受ける。固定された被検液の
一部分が、拡大撮像された後、水平面上で移動可
能なステージ１３および１４は、駆動モーター１
８，１９によつて縦横方向に水平移動ｂ，ｃし、
微生物懸濁液の他の部分を拡大撮像する。この工
程をくり返すことにより、１回の採水によつて得
られ、固定された微生物懸濁液のほとんどすべて
の部分を観察し、拡大撮像することができる。

必要な撮像が終了したら、図示しない駆動モー
タによつて電磁石２１が下降し、電流が流れて観
察窓保持器９を引きつけ、上方に移動させて、固
定状態を解放する。続いて観察室１２内には、洗
浄剤導入管１５より、図示しない洗浄剤を含む液
が噴射され、排出管１７を通して排出されること
で、懸濁液の排出、観察室１２の洗浄が行われ
る。この洗浄剤としては、清水、塩素水、オゾン
水、洗浄液あるいは、排水処理設備であればその
処理水など、設置条件および管理、コストなどを
考慮して任意に選定することができる。また、洗
浄剤導入管１５、被検液導入管１６及び排出管１
７の設置位置は観察室内で適宜設定できる。

以上に述べた工程をくり返すことにより、微生
物収納容器内の微生物の状態をモニタTV上で観
察したり、あるいは、画像処理装置により電気信
号として処理することが、自動的に可能となるた
め、これらの動作を必要に応じて任意の周期でく
り返すことにより、液中の微生物の状態の変化を
追跡することができる。

入手した微生物の画像情報は、目的に応じて
種々の情報に加工することができる。例えば、排
水処理設備にあつては、活性汚泥フロツクの稠密
度の判定、糸状性細菌の種類や量の同定、原生動
物の種類や量の同定などである。これら加工され
た情報を、対象とする微生物プロセスの管理情報
として記録することは勿論、プロセス制御装置に
送り、該微生物プロセスの自動制御に利用するこ
ともできる。

〔発明の効果〕

以上に示した本発明による微生物自動観察装置
の特徴と、その効果は次の通りである。

(1) 微生物プロセスの運転を停止したり、微生物
収納容器を開放してサンプリングを行うことな
く、収納容器中の微生物懸濁液を自動的に採取
することができる。

(2) プレパラートの作成というわずらわしい作業
をすることなく、光学顕微鏡と同等に拡大され
た微生物像を自動的に得ることができる。

(3) 微生物観察時には、微生物懸濁液が薄層を作
つて固定されるため、高倍率でも解像度の高い
鮮明な微生物像を得ることができる。

(4) 観察室を水平面上で自動的に自由移動させる
ことができる構造のため、１回のサンプリング
で、多数の微生物画像を短時間に得ることがで
き、微生物プロセス内の微生物の状態を全体的
に把握することができる。

(5) サンプルの導入、排出および観察室、導水路
の洗浄などの全操作を人手を介することなく自
動的に行うことができる。

(6) 観察室の上面観察窓が着脱可能な構造のた
め、万一の破損時にも容易に交換が可能であ
る。

(7) 対象および条件に応じて観察倍率を容易に変
更でき、必要の程度に応じた情報を任意に得る
ことができる。

(8) 微生物の映像を遠隔地にてモニター観察した
り、画像処理したりすることができる。

(9) 画像処理などで得られた結果にもとづいて、
微生物プロセスを自動制御したり、最適な運転
管理に役立てることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の主要部を示す概観
図、第２図Ａ，Ｂは観察室に被検液を固定する手
段の動作原理を説明する概略図である。 １…装置本体、２…対物レンズ、３…鏡筒、４
…接眼レンズ、５…テレビカメラ、６…照明、７
…集光レンズ、８…観察窓、９…観察窓保持器、
１０…アーム、１１…観察窓ガラス、１２…観察
室、１３…Ｘステージ、１４…Ｙステージ、１５
…洗浄剤導入管、１６…被検液導入管、１７…排
出管、１８…Ｘステージ駆動モータ、１９…Ｙス
テージ駆動モータ、２０…アーム駆動モータ、２
１…電磁石。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 微生物を含む被検液を光学的に拡大して観察
   する微生物自動観察装置において、被検液導入
   管、洗浄液導入管および排水管を接続した、水平
   面上で自動的に移動可能とした観察室内に、微生
   物を含む被検液を導入する手段、該観察室に観察
   室下面を形成する固定された観察窓と観察室上面
   を形成する着脱可能な観察窓を設け、該着脱可能
   な観察窓を観察窓保持器を介して自動的に釣下げ
   静置することにより、該観察室内の被検液を両観
   察窓間に固定する手段、固定された被検液を光学
   的に拡大し、撮像する手段、および、該観察室内
   の被検液を排出し、該観察室内を洗浄する手段が
   具備されていることを特徴とする微生物自動観察
   装置。