专利名称：观察单元用控制装置、控制程序及控制方法以及观察系统的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及控制用于观察细胞等试样的观察单元的控制装置、控制程序及控制方 法、以及观察系统。
背景技术：
这种观察单元具备能够观察试样并取得该试样的观察像的观察装置和在该观察 装置进行试样观察时照明该试样的照明装置(例如参照专利文献1)。并且，在观察单元中， 可以选择性地设定搜索要由观察装置取得观察像的一个或多个试样的搜索模式和由观察 装置反复观察要取得观察像的一个或多个试样并且对每次观察取得该试样的观察像的观 察模式(以下称作缩时观察(夕^ A，7，time lapse)模式)。此处，在搜索模式中，用户使用观察装置搜索决定要由该观察装置取得观察像的 一个或多个试样，将针对决定的每个试样发生变化的试样信息(例如，试样的位置、变焦倍 率以及聚焦位置等)存储到存储器中。并且，在缩时观察模式中，基于存储器中存储的试样 信息，执行要取得观察像的一个或多个试样的观察。在上述观察单元的一例(专利文献1)中，该观察单元首先设定为搜索模式，取得 作为以低倍率观察试样整体时的观察像的宏观图像。用户使用该宏观图像搜索决定要取得 观察像的一个或多个试样。据此，决定的试样的试样信息存储到存储器中。随后，观察单元设定为缩时观察模式，基于存储器中存储的试样信息，通过观察装 置周期性地反复观察由用户决定的试样，并且取得该试样的观察像。通过利用以上述方式取得的试样的观察像，能够观察和分析试样的培养状态。专利文献1 国际公开第2007/142339号但是，在上述观察单元设定为搜索模式或缩时观察模式中的任一模式的情况下， 进行试样观察时，为了能够进行该观察由照明装置照明该试样。因此，由于来自照明装置的 辐射，热向试样传递，其结果是，试样的温度有上升的危险。并且，在上述观察单元中，除了 照明装置之外，还搭载有成为热源的照相机和电机等。因此，有由于来自照明装置及这些热 源的传导热而使试样的温度上升的危险。试样的温度上升后，容易对试样产生灭绝等影响。以往，为了降低细胞等试样的光褪色或光毒性对试样的影响，提出了在试样的观 察期间内，仅在执行照相机的摄像动作的期间，执行照明装置的照明动作的方案(例如，参 照专利文献1)。如果将这种控制限于对设定为搜索模式时取得宏观图像的观察单元(专利 文献1)的应用，则在希望抑制试样的温度上升的情况下可能是有效的。但是，上述控制可应用的情景是有限的，在各种情景中使用该控制时，有由于来自 照明装置的热而使试样的温度上升的危险。并且，在上述控制中，无法对来自热源的传导热 进行应对。
发明内容
对此，本发明的目的是提供一种能够减小观察单元中从照明装置等热源传递的热对试样的影响的控制装置、控制程序及控制方法、以及观察系统。本发明涉及的控制装置是控制具备观察试样并取得该试样的观察像的观察装置
(5)和在该观察装置( 进行试样观察时照明该试样的照明装置(6)的观察单元(100)的 控制装置(7)，具备第一控制部(71)，在所述观察单元(100)设定为搜索模式时控制所述 照明装置(6)以调整该照明装置(6)的照度，该搜索模式使用观察装置(5)搜索决定要由 该观察装置( 取得观察像的一个或多个试样，将针对决定的每个试样发生变化的试样信 息存储到存储器(70)中；以及第二控制部(72)，在所述观察单元(100)设定为观察模式时 控制所述照明装置(6)以调整该照明装置(6)的照度，该观察模式基于所述存储器(70)中 存储的所述试样信息，由观察装置( 观察要取得所述观察像的一个或多个试样并取得该 试样的观察像。此处，通过由所述第一控制部(71)调整照明装置(6)的照度对该照明装置
(6)设定的照度低于通过由所述第二控制部(72)调整照明装置(6)的照度对该照明装置 (6)设定的照度。通过由上述控制装置控制观察单元(100)，设定为搜索模式时的试样搜索以低于 设定为观察模式时对照明装置(6)设定的照度的照度执行。因此，与照明装置(6)的照明 动作相伴随的来自照明装置(6)的辐射量以及热传导量在试样搜索时会减少。这样，至少 在试样搜索时，从照明装置(6)向试样传递的热量会减少，与此相伴试样的温度上升得到 抑制，其结果是，减小热对试样的影响。在上述控制装置的具体结构中，所述存储器(70)中存储所述观察单元(100)设定 为所述观察模式时应对照明装置(6)设定的指定的照度，在所述观察单元(100)设定为所 述观察模式时，所述第二控制部m通过调整所述照明装置(6)的照度，将该照明装置(6) 的照度设定为所述存储器(70)中存储的所述指定的照度。通过由具有上述具体结构的控制装置控制观察单元(100)，照明装置(6)的照度 设定为指定的照度。这样，在快门速度可变的摄像部(54)设置在观察装置(5)中的结构中， 在照度与快门速度中，仅调整快门速度，能够将由摄像部(54)取得的试样的观察像的亮度 调整为指定范围内的亮度。由此，特别是在摄像部(54)的快门速度的调整所需的时间比照明装置(6)的照度 的调整所需的时间短的情况下，由摄像部(54)取得的试样的观察像的亮度调整所需的时 间被缩短。因此，在设定为观察模式时的试样观察时，由照明装置(6)照明试样的时间以及 对摄像部(54)的通电期间被缩短。这样，从照明装置(6)以及摄像部(54)向试样传递的 热量会减少，与此相伴试样的温度上升得到抑制，其结果是，减小热对试样的影响。在上述控制装置的另一具体结构中，所述存储器(70)中存储所述观察单元(100) 设定为所述搜索模式时对照明装置(6)设定的照度，在所述观察单元(100)设定为所述观 察模式时，所述第二控制部m执行对所述存储器(70)中存储的所述照度乘以大于1的 指定数的计算动作，随后通过调整所述照明装置(6)的照度，将该照明装置(6)的照度设定 为通过所述计算动作的执行计算出的照度。在试样为细胞或微生物的情况下，通过培养试样，试样生长变大，或者试样进行繁 殖。因此，在以与设定为搜索模式时对照明装置(6)设定的照度相同的照度执行设定为观 察模式时的试样观察的情况下，观察像的亮度有降低的危险。与此相对，通过由具有上述具体结构的控制装置控制观察单元(100)，设定为观察模式时对照明装置(6)设定的照度高于设定为搜索模式时对照明装置(6)设定的照度。由 此，在执行设定为搜索模式时的试样搜索后，在到执行设定为观察模式时的试样观察为止 的期间内，试样生长或试样进行繁殖的情况下，也能防止观察像的亮度的降低。并且，通过具有上述具体结构的控制装置，在设定为观察模式时的试样观察中，能 够将照明装置(6)的照度抑制为必要的最小限度的照度。由此，能够抑制从照明装置(6) 向试样传递的辐射热及传导热增大。在上述控制装置的另一具体结构中，所述观察装置( 包括用于放大试样的观察 像的变焦部(53)，所述存储器(70)中将所述观察单元(100)设定为所述观察模式时应对所 述变焦部(5 设定的变焦倍率作为所述试样信息进行存储，在所述观察单元(100)设定为 所述观察模式时，所述第二控制部执行基于所述存储器(70)中存储的所述变焦倍率 计算应对照明装置(6)设定的照度的计算动作，随后通过调整所述照明装置(6)的照度，将 该照明装置(6)的照度设定为通过所述计算动作的执行计算出的照度。在以相同的照度但不同的变焦倍率观察试样的情况下，变焦倍率较大的观察像与 变焦倍率较小的观察像相比亮度变低，其结果是观察像的亮度产生不均勻。与此相对，通过由具有上述具体结构的控制装置控制观察单元(100)，设定为搜索 模式时的照度设定为基于变焦倍率计算出的照度。这样，在针对要观察的每个试样变焦倍 率有所不同的情况下，也能减小观察像的亮度的不均勻。并且，通过具有上述具体结构的控制装置，在设定为观察模式时的试样观察中，能 够将照明装置(6)的照度抑制为必要的最小限度的照度。由此，能够抑制从照明装置(6) 向试样传递的辐射热及传导热增大。在上述控制装置的又一具体结构中，所述观察装置( 包括快门速度可变的摄像 部(M)，该控制装置(7)还具备控制所述摄像部(54)以调整该摄像部(54)的快门速度的 第三控制部。此处，所述存储器(70)中存储所述观察单元(100)设定为所述搜索模式时应 对摄像部(54)设定的指定的快门速度，所述第三控制部在所述观察单元(100)设定为所述 搜索模式时，通过调整所述摄像部(54)的快门速度，将该摄像部(54)的快门速度设定为所 述存储器(70)中存储的所述指定的快门速度。本发明涉及的观察系统具备用于观察试样的观察单元(100)和控制该观察单元 (100)的控制装置(7)，所述观察单元(100)包括观察试样并取得该试样的观察像的观察 装置( 和在该观察装置( 进行试样观察时照明该试样的照明装置(6)。所述控制装置 (7)具备第一控制部(71)，在所述观察单元(100)设定为搜索模式时控制所述照明装置 (6)以调整该照明装置(6)的照度，该搜索模式使用观察装置(5)搜索决定要由该观察装 置(5)取得观察像的一个或多个试样，将针对决定的每个试样发生变化的试样信息存储到 存储器(70)中；以及第二控制部(72)，在所述观察单元(100)设定为观察模式时控制所述 照明装置(6)以调整该照明装置(6)的照度，该观察模式基于所述存储器(70)中存储的所 述试样信息，由观察装置( 观察要取得所述观察像的一个或多个试样并取得该试样的观 察像。此处，通过由所述第一控制部(71)调整照明装置(6)的照度对该照明装置(6)设定 的照度低于通过由所述第二控制部(72)调整照明装置(6)的照度对该照明装置(6)设定 的照度。本发明涉及的控制程序是用于控制观察单元(100)的程序，该观察单元(100)具备观察试样并取得该试样的观察像的观察装置( 和在该观察装置( 进行试样观察时照 明该试样的照明装置(6)，该控制程序使计算机(10 执行如下步骤第一控制步骤(步骤 S44及S40，在所述观察单元(100)设定为搜索模式时控制所述照明装置(6)以调整该照 明装置(6)的照度，该搜索模式使用观察装置( 搜索决定要由该观察装置( 取得观察 像的一个或多个试样，将针对决定的每个试样发生变化的试样信息存储到存储器(70)中； 以及第二控制步骤(步骤S21及S2》，在所述观察单元(100)设定为观察模式时控制所述 照明装置(6)以调整该照明装置(6)的照度，该观察模式基于所述存储器(70)中存储的所 述试样信息，由观察装置( 观察要取得所述观察像的一个或多个试样并取得该试样的观 察像；其中，通过在所述第一控制步骤中调整照明装置(6)的照度对该照明装置(6)设定的 照度低于通过在所述第二控制步骤中调整照明装置(6)的照度对该照明装置(6)设定的照 度。本发明涉及的控制方法是控制观察单元(100)的方法，该观察单元(100)具备观 察试样并取得该试样的观察像的观察装置( 和在该观察装置( 进行试样观察时照明该 试样的照明装置(6)，该控制方法具有如下步骤第一控制步骤(步骤S44及S40，在所述 观察单元(100)设定为搜索模式时控制所述照明装置(6)以调整该照明装置(6)的照度， 该搜索模式使用观察装置( 搜索决定要由该观察装置( 取得观察像的一个或多个试 样，将针对决定的每个试样发生变化的试样信息存储到存储器(70)中；以及第二控制步骤 (步骤S21及S2》，在所述观察单元(100)设定为观察模式时控制所述照明装置(6)以调 整该照明装置(6)的照度，该观察模式基于所述存储器(70)中存储的所述试样信息，由观 察装置( 观察要取得所述观察像的一个或多个试样并取得该试样的观察像；其中，通过 在所述第一控制步骤中调整照明装置(6)的照度对该照明装置(6)设定的照度低于通过在 所述第二控制步骤中调整照明装置(6)的照度对该照明装置(6)设定的照度。(发明效果)在本发明涉及的控制装置、控制程序及控制方法、以及观察系统中，能够减小观察 单元中从照明装置等热源传递的热对试样的影响。
图1是表示本发明的一个实施方式涉及的观察系统的图。图2是表示该观察系统中包括的观察单元的外观的立体图。图3是该观察单元的侧面图。图4是该观察单元的正面图。图5是沿着图4所示的VI-VI线的剖面图。图6是该观察单元具备的X轴驱动部以及Y轴驱动部的立体图。图7是省略显示壳体的后壁的上述观察单元的后视图。图8是表示上述观察系统中包括的观察单元与中继控制部的结构的模块图。图9是表示上述观察系统中包括的个人计算机的结构的模块图。图10是上述表示观察系统中执行的观察动作过程的流程图。图11是表示该观察动作过程中包括的第一亮度控制线程的流程图。图12是表示该观察动作过程中包括的搜索动作控制过程的流程图。
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图13是表示该观察动作过程中包括的缩时观察动作控制过程的流程图。图14是表示该缩时观察动作控制过程中包括的第二亮度控制过程的流程图。图15是表示该缩时观察动作控制过程中包括的第三亮度控制过程的流程图。图16是表示上述搜索动作控制过程的变形例的流程图。符号说明(100)观察单元；(1)壳体；(2)X轴驱动部；(20)X轴电机；轴原点传感器； (3)Υ轴驱动部；(30)Υ轴电机；(36)Υ轴原点传感器；(4)载置台；(5)观察装置；(50)驱动 电机；(53)变焦透镜(变焦部)；(M)CCD照相机(摄像部)；(55)变焦用原点传感器；(56)Z 轴电机；(57)Z轴原点传感器；(6)照明装置；(61)LED;(102)中继控制部；(103)个人计算 机；(70)存储器；(7)观察单元控制部(控制装置)；(71)搜索动作控制部(第一控制部)； (72)缩时观察动作控制部(第二控制部)；(74)亮度控制部；(741)照度控制部；(742)快 门速度控制部
具体实施例方式下面，结合附图具体说明本发明的实施方式。1.观察系统图1是表示本发明的一个实施方式涉及的观察系统的图。如图1所示，观察系统 具备观察单元(100)、中继控制部(10 以及个人计算机(103)。观察单元(100)能够设置在用于培养或保存细胞等试样的保存库(101)内。此处， 保存库(101)能够采用可将该保存库(101)内的环境设定为适于试样培养的环境的孵育器 (incubator)或可将该保存库(101)内的环境维持为无菌状态的隔离器等。关于观察单元
(100)的详细情况在后面描述。在保存库(101)的内部配备搁板(104)，将观察单元(100)设置在搁板(104)上来 使用。此外，在图1所示的保存库(101)中仅设置了一个搁板(104)，但也可在保存库(101) 内配备多个搁板。在该保存库(101)中，能够在多个搁板上放置多个容器，在各容器内收容 试样以培养或保存该试样。观察单元(100)通过从该观察单元(100)引出的电缆(105)连接到设置于保存库
(101)外部的中继控制部(102)。并且，中继控制部(102)通过从该中继控制部(102)引出 的电缆(106)连接到设置于保存库(101)外部的个人计算机(103)。关于中继控制部(102) 以及个人计算机(103)的详细情况在后面描述。2.观察单元2-1.观察单元的结构图2是表示观察单元(100)的外观的立体图。图3以及图4分别是表示该观察单 元(100)的侧面图以及正面图。并且，图5是沿着图4所示的VI-VI线的剖面图。如图2 图5所示，观察单元(100)具备载置台G)，载置收容试样的容器A ;X 轴驱动部O)，使载置台(4)沿X轴方向移动；Y轴驱动部(3)，使载置台(4)沿Y轴方向移 动；观察装置(5)，能够观察容器A内的试样并取得该试样的观察像；照明装置(6)，在利用 该观察装置( 观察试样时照明该试样；Z轴电机(56)，使观察装置( 沿Z轴方向移动； 以及壳体(1)，用于配备上述结构要素。此外，X轴方向以及Y轴方向是在水平面内相互垂直的两个方向，Z轴方向是铅直方向。此处，如图5所示，壳体(1)的内部空间包括将沿水平方向与载置台(4)错开的位 置在大致铅直方向上拓宽的第一空间(11)、位于载置台(4)下方的第二空间(12)和位于载 置台(4)上方的第三空间(13)。〈X轴驱动部以及Y轴驱动部>图6是表示X轴驱动部O)以及Y轴驱动部(3)的立体图。并且，图7是省略显 示壳体(1)的后壁的观察单元(100)的后视图。在两个驱动部( (3)中，首先说明Y轴驱 动部⑶的结构。Y轴驱动部(3)具备Y轴电机(30)、一对滑轮(31) (32)、同步带(33)、倒L字形的 Y轴滑动体(34)和引导部件(35)。此处，在Y轴驱动部(3)内，Y轴电机(30)如图5及图 7所示设置在壳体(1)的第一空间(11)内，其旋转轴朝向沿X轴的方向。并且，Y轴电机 (30)采用步进电机。在一对滑轮(31) (32)中，一个滑轮(31)固定于Y轴电机(30)的旋转轴上，随着Y 轴电机(30)的旋转，一个滑轮(31)绕Y轴电机(30)的旋转中心轴旋转。另一个滑轮(32) 以可自由旋转的状态设置在沿Y轴方向与一个滑轮(31)错开的位置处。在一对滑轮(31) (32)上挂有同步带(33)，该同步带(3 上，在一对滑轮(31) (32)之间的区域处连接有Y轴滑动体(34)。并且，Y轴滑动体(34)的上边缘部分(341)在 配置载置台⑷的空间内沿X轴方向延伸。引导部件(35)在一对滑轮(31) (32)之间沿着Y轴方向延伸，Y轴滑动体(34)以 可自由滑动的方式连接在该引导部件(3 上。这样，Y轴滑动体(34)的可移动方向沿着Y 轴方向受到限定。在上述Y轴驱动部(3)中，通过一个滑轮(31)旋转使同步带(3 旋转，据此同步 带(3 在一对滑轮(31) (32)之间沿着Y轴方向移动。这样，一个滑轮(31)的旋转运动通 过同步带(3 转换为沿着Y轴方向的平移运动。由此，通过上述Y轴驱动部(3)，Y轴电机(30)的旋转力转换为沿着Y轴方向的平 移力并施加给Y轴滑动体(34)，其结果是Y轴滑动体(34)沿Y轴方向移动。X轴驱动部⑵具备X轴电机(20)、齿轮机构(21)、沿Y轴方向延伸的轴(22)、一 对滑轮03Μ24)、同步带05)、L字形的X轴滑动体06)和引导部件07)。此处，在X轴 驱动部⑵内，X轴电机00)如图5及图7所示设置在壳体⑴的第一空间(11)内，其旋 转轴朝向沿X轴的方向。并且，X轴电机00)采用步进电机。齿轮机构将X轴电机00)的旋转力转换为绕轴02)的中心轴的旋转力并 将该旋转力施加给轴0幻。轴0 以可自由旋转的方式由Y轴驱动部(3)的Y轴滑动体 (34)的上边缘部分(341)支撑，并能相对于齿轮机构进行滑动。在一对滑轮03) (24)中，一个滑轮03)固定于轴02)的一端，这一个滑轮03) 随着轴0 的旋转绕与该轴0 相同的轴旋转。另一个滑轮04)在沿X轴方向与一个 滑轮错开的位置处，以可自由旋转的方式设置于Y轴滑动体(34)的上边缘部分(341) 上。在一对滑轮(24)上挂有同步带(25)，该同步带0 上，在一对滑轮03) (24)之间的区域处连接有X轴滑动体06)。并且，X轴滑动体06)的下边缘部分(沈1)上
9固定载置台⑷。引导部件(XT)在一对滑轮03) (24)之间沿着X轴方向延伸，X轴滑动体06)以 可自由滑动的方式连接在该引导部件(XT)上。这样，X轴滑动体06)的可移动方向沿着X 轴方向受到限定。在上述X轴驱动部O)中，通过一个滑轮旋转使同步带0 旋转，据此同步 带0 在一对滑轮(24)之间沿着X轴方向移动。这样，一个滑轮的旋转运动通 过同步带0 转换为沿着X轴方向的平移运动。这样，X轴电机OO)的旋转力通过X轴驱动部(2)转换为X轴方向的平移力并施 加给X轴滑动体(26)，其结果是X轴滑动体06)沿X轴方向移动。由此，通过上述X轴驱动部0)，X轴电机OO)的旋转力转换为沿着X轴方向的平 移力并施加给X轴滑动体(26)，其结果是X轴滑动体06)沿X轴方向移动。这样，固定于X轴滑动体06)上的载置台(4)利用X轴电机OO)的旋转沿着X轴 方向移动，利用Y轴电机(30)的旋转沿Y轴方向移动。这样，通过分别独立地控制X轴电 机OO)与Y轴电机(30)的旋转动作，能够使载置台向XY坐标系内的各个位置移动。<原点传感器>如图6所示，X轴驱动部(2)还具备X轴原点传感器08)，Y轴驱动部(3)还具备 Y轴原点传感器(36)。X轴原点传感器08)是根据固定于X轴滑动体06)上的被检测板081)的接近 /离开来切换开/关的传感器。此处，X轴原点传感器08)设置为在其切换为开时载置台 (4)的位置与X轴的原点一致。Y轴原点传感器(36)是根据固定于Y轴滑动体(34)上的被检测板(361)的接近 /离开来切换开/关的传感器。此处，Y轴原点传感器(36)设置为在其切换为开时载置台 (4)的位置与Y轴的原点一致。通过上述X轴原点传感器08)以及Y轴原点传感器(36)，载置台(4)从可动区域 内不同于XY坐标系原点的任意位置均可返回至该原点。〈照明装置〉如图5所示，照明装置(6)设置于壳体⑴的第三空间(13)内，具备发出光的 LED (Light Emitting Diode，发光二极管)(61)和将从该LED(61)发出的光向铅直下方反 射的反射镜(62)。在形成壳体(1)的第三空间(13)的下壁(17)上，在反射镜(62)的下方位置处形 成透光部(171)。这样，由反射镜(6 反射的光透过透光部(171)后，向下通过配置载置台 (4)的空间。此处，在配置载置台⑷的空间中，在由反射镜(62)反射的光透过的位置处设定 试样的观察点M。这样，在上述观察单元(100)中，能够通过照明装置(6)照明配置在观察 点M处的试样。<观察装置>观察装置( 是相差显微镜，如图5所示，具备物镜(51)，形成作为观察对象的 试样的放大像；反射镜(52)，将由该物镜(51)形成的放大像向变焦透镜(5 引导；变焦 透镜(53)，进一步放大试样的放大像；CCD (Charge Coupled Device，电荷耦合器件)照相机(M)，通过对由变焦透镜(5 放大的放大像进行摄像来取得试样的观察像；和驱动电机
(50)，驱动变焦透镜(5 以改变该变焦透镜(5 的放大倍率。此处，CCD照相机(54)的 快门速度可变。在观察装置(5)内，CXD照相机(54)以及驱动电机(50)如图5及图7所示设置 在壳体(1)的第一空间(11)内，物镜(51)以及反射镜(52)如图5所示设置在壳体(1)的 第二空间(12)内。并且，变焦透镜(53)横跨第一空间(11)与第二空间(12)设置。物镜
(51)配置在观察点M的下方位置。在形成壳体(1)的第二空间(1 的上壁(16)上，在观察点M的下方位置处形成 透光部(15)，由照明装置(6)的反射镜(62)反射的光通过观察点M后，透过透光部(15)射 入观察装置(5)的物镜(51)。由此，通过上述观察单元(100)，能够由照明装置(6)照明试 样，并且由观察装置( 观察该试样，且取得该试样的观察像。如图5所示，观察装置( 的试样的观察倍率由物镜(51)的放大倍率和变焦透镜 (53)的放大倍率决定，通过由驱动电机(50)驱动变焦透镜(5 以改变该变焦透镜(53)的 放大倍率，来改变试样的观察倍率。由观察装置( 观察试样时的聚焦通过由Z轴电机(56)使观察装置( 沿着Z轴 方向移动来进行。并且，Z轴电机(56)如图5及图7所示设置在壳体(1)的第一空间(11) 内。如图5所示，观察装置(5)还具备变焦用原点传感器(55)。变焦用原点传感器 (55)是根据固定于变焦透镜(53)上的被检测板(未图示)的接近/离开来切换开/关的 传感器。此处，变焦用原点传感器(55)设置为在其切换为开时变焦透镜(53)的位置与指
定位置一致。通过上述变焦用原点传感器(55)，变焦透镜(5 从可动区域内不同于指定位置 的任意位置均可返回至该指定位置。如图5所示，壳体(1)的第一空间(11)中还设置Z轴原点传感器(57)。Z轴原点 传感器(57)是根据固定于观察装置(5)上的被检测板(未图示)的接近/离开来切换开 /关的传感器。此处，Z轴原点传感器(57)设置为在其切换为开时观察装置(5)的位置与 Z轴原点一致。通过上述Z轴原点传感器(57)，观察装置(5)从可动区域内不同于Z轴方向原点 的任意位置均可返回至该原点。2-2.关于热源在上述观察单元(100)中，在使照明装置(6)的LED(61)发光以照明试样的情况 下，由于来自照明装置(6)的辐射以及热传导，热传递到载置台(4)上载置的容器A及该容 器A内的试样。并且，各电机(X轴电机(20)、Y轴电机(30)、Ζ轴电机(56)、驱动电机(50))、各原 点传感器(X轴原点传感器08)、Y轴原点传感器(36)、Z轴原点传感器(57)、变焦用原点 传感器(5 )以及CCD照相机(54)在通电的状态下均会发热。各电机、各原点传感器以及 CCD照相机(54)产生的热在观察单元(100)内传导，据此传递到载置台(4)上载置的容器 A及该容器A内的试样。这样，在上述观察单元(100)中，照明装置(6)、各电机、各原点传感器以及CCD照相机(54)成为热源，热传递到载置台(4)上载置的容器A及该容器A内的试样。并且，在 试样为细胞等，容器A内收容用于培养试样的培养溶液的情况下，热也传递到该培养溶液。并且，若观察试样时传递到该试样的热量较多，则容易对试样造成灭绝等影响。2-3.关于搜索模式与缩时观察模式在上述观察单元(100)中，准备用于使用该观察单元(100)进行试样观察的两个 模式，能够对观察单元(100)选择性地设定这两个模式。此处，在两个模式中，一个模式是由用户使用观察装置( 搜索决定要由该观察 装置( 取得观察像的一个或多个试样，并将决定的针对每个试样发生变化的试样信息 (例如，试样的位置(坐标)、变焦倍率以及聚焦位置等)存储到存储器(70)(参照图9)的 搜索模式。以下，将设定为搜索模式时由观察单元(100)执行的观察动作称作“搜索动作”。在两个模式中，另一个模式是基于存储器(70)中存储的试样信息由观察装置(5) 反复观察要取得观察像的一个或多个试样，并且对每次观察取得该试样的观察像的观察模 式。以下，将该观察模式称作“缩时观察模式”，将设定为缩时观察模式时由观察单元(100) 执行的观察动作称作“缩时观察动作”。并且，除了试样信息之外，该缩时观察动作还基于由用户预先设定的设定信息执 行。此处，设定信息中包括执行缩时观察动作的观察点列表、开始时刻、结束时刻、缩时观察 周期、观察像的保存场所等。3.中继控制部的结构图8是表示上述观察系统中包括的观察单元(100)与中继控制部(102)的结构 的模块图。如图8所示，中继控制部(102)中包括照明调光控制部(81)、具备继电器电路 (820)的电源部(821)、继电器控制部(82)、4个电机驱动器(831) (834)以及电机控制 部(83)。照明调光控制部(81)控制观察单元(100)具有的LED(61)的发光动作，调整该 LED (61)的 LED 占空比(duty)。电源部(821)的继电器电路(820)执行切换观察单元(100)的主电源的开/关的 继电动作和分别独立切换观察单元(100)具有的CCD照相机(M)、LED(61)、各电机以及各 原点传感器的通电(开)/非通电(关)的继电动作。继电器控制部(82)通过独立控制继 电器电路(820)的各继电动作，来控制观察单元(100)具有的CCD照相机(54)、LED(61)、 各电机以及各原点传感器的通电状态(通电(开)/非通电(关))。在4个电机驱动器(831) (834)中，第一电机驱动器(831)驱动驱动电机(50)， 第二电机驱动器(83 驱动Z轴电机(56)，第三电机驱动器(83 驱动X轴电机(20)，第 四电机驱动器(834)驱动Y轴电机(30)。电机控制部(8 分别独立控制4个电机驱动器 (831) (834)，以控制各电机的旋转动作。并且，电机控制部(83)能够基于各原点传感器 的检测信号，控制与该原点传感器成对的电机的旋转动作。4.个人计算机4-1.个人计算机的整体结构图9是表示上述观察系统中包括的个人计算机(103)的结构的模块图。如图9所 示，个人计算机(10 中包括观察单元控制部(7)，作为控制观察单元(100)的控制装置 起作用；存储器(70)，存储控制观察单元(100)的缩时观察动作所必需的试样信息等；通信部(701)，通过电缆(106)在与中继控制部(10 之间进行通信；输出部(702)，与显示器或 扬声器等输出装置(202)连接；和总线(703)，在个人计算机(103)内部将这些结构要素相 互连接。此处，总线(70 上还连接有鼠标或键盘等用于输入各种指令的输入装置001)。并且，存储器(701)中也可以存储由观察单元(100)的CXD照相机(54)取得的试 样的观察像。4-2.观察单元控制部的结构通过由观察单元控制部(7)向中继控制部(10 发送控制指令，或者经由中继控 制部(102)向观察单元(100)发送控制指令，控制观察单元(100)的动作。具体而言，通过由观察单元控制部(7)向中继控制部(10 发送LED控制指令，照 明调光控制部(81)接收该LED控制指令以控制观察单元(100)的LED(61)的发光动作。通 过由观察单元控制部(7)向中继控制部(10 发送继电器控制指令，继电器控制部(82)接 收该继电器控制指令以控制电源部(821)的继电器电路(820)的继电动作。通过由观察单 元控制部(7)向中继控制部(102)发送电机控制指令，电机控制部(83)接收该电机控制指 令以分别独立控制4个电机驱动器(831) (834)，控制观察单元(100)的各电机的旋转动 作。并且，通过由观察单元控制部(7)经由中继控制部(102)向观察单元(100)发送 照相机控制指令，控制CCD照相机(54)的摄像动作(观察像的取得动作)。对观察单元控制部(7)的详细结构进行说明。如图9所示，观察单元控制部(7) 中包括搜索动作控制部(71)、缩时观察动作控制部m以及亮度控制部(74)。由这些控 制部(71) (72) (74)执行的控制(在下面详细描述)可以通过使个人计算机(10 执行控 制程序来实现。〈搜索动作控制部〉在从输入装置(201)输入了选择搜索模式作为要对观察单元(100)设定的模式的 选择指令的情况下，搜索动作控制部(71)接收该选择指令而起动。据此，搜索动作控制部 (71)转至可控制观察单元(100)的搜索动作的状态。这样，观察单元(100)被设定为搜索 模式。搜索动作控制部(71)在对观察单元(100)设定了搜索模式时，基于用户从输入装 置O01)输入的操作指令，控制观察单元(100)的搜索动作。具体而言，搜索动作控制部(71)按照用户使用输入装置O01)进行的搜索操作， 向中继控制部(10 的电机控制部(8 发送电机控制指令。据此，根据用户的搜索操作， 观察单元(100)具备的各电机的旋转动作受到控制，其结果是，配置在观察点M处的试样的 坐标、变焦倍率以及聚焦位置被改变。并且，在用户从输入装置(201)输入了用于决定要由观察装置(5)取得观察像的 试样的决定指令的情况下，搜索动作控制部(71)接收决定指令，将与接收该决定指令时配 置在观察点M处的试样有关的试样信息存储到存储器(70)中。<缩时观察动作控制部>在从输入装置(201)输入了选择缩时观察模式作为要对观察单元(100)设定的模 式的选择指令的情况下，缩时观察动作控制部m接收该选择指令而起动。据此，缩时观 察动作控制部(7 转至可控制观察单元(100)的缩时观察动作的状态。这样，观察单元
13(100)被设定为缩时观察模式。缩时观察动作控制部在对观察单元(100)设定了缩时观察模式时，读入存 储器(70)中存储的试样信息以及设定信息，基于该试样信息以及设定信息，控制观察单元 (100)的缩时观察动作。具体而言，缩时观察动作控制部(72)基于存储器(70)中存储的试样信息以及设 定信息，向中继控制部(10 的电机控制部(8 发送电机控制指令。据此，观察单元(100) 具备的各电机的旋转动作按照试样信息及设定信息受到控制。并且，缩时观察动作控制部(72)对于具有试样信息的每个试样，基于该试样信息 以及设定信息控制各电机的旋转动作，随后向观察单元(100)的CCD照相机(54)发送照相 机控制指令。据此，通过CXD照相机(54)取得具有试样信息的全部试样的观察像。〈亮度控制部〉亮度控制部(74)是调整通过CXD照相机(54)取得的观察像的亮度的控制部，亮 度控制部(74)中包括照度控制部(741)与快门速度控制部(742)。此处，在观察像的亮度 的调整中，可以将LED(61)的LED占空比、CXD照相机(54)的快门速度以及CXD照相机(54) 的照相机放大系数作为参数使用。不过，在将照相机放大系数作为参数使用以调整观察像 的亮度的情况下，通过CCD照相机(54)取得的观察像变为包含噪声的画质较低的图像。由 此，在本实施方式中，通过将LED (61)的LED占空比和CXD照相机(54)的快门速度作为参 数使用，来调整观察像的亮度。并且，亮度控制部(74)的亮度控制动作基于从搜索动作控制部(71)或缩时观察 动作控制部m向亮度控制部(74)发送的亮度控制指令执行。此处，来自搜索动作控制 部(71)的亮度控制指令的发送仅在搜索动作控制部(71)起动时即观察单元(100)设定为 搜索模式时可以执行，来自缩时观察动作控制部m的亮度控制指令的发送仅在缩时观 察动作控制部m起动时即观察单元(loo)设定为缩时观察模式时可以执行。照度控制部(741)生成根据要对LED(61)设定的LED占空比而发生变化的LED占 空比指令值，执行从观察单元控制部⑵向中继控制部(102)的LED控制指令的发送。在 此时发送的LED控制指令中，作为指令信息包括由照度控制部(741)生成的LED占空比指 令值。照明调光控制部(81)通过接收LED控制指令，基于该LED控制指令中包括的LED占 空比指令，调整LED (61)的LED占空比。据此，LED (61)的LED占空比被设定为与LED占空 比指令值对应的值。在本实施方式中，存储器(70)中存储对观察单元(100)设定缩时观察模式时应 对LED(61)设定的指定的LED占空比(在本实施方式中是可对LED(61)设定的范围的上限 值)。照度控制部(741)在从缩时观察动作控制部m接收亮度控制指令时，即在观察单 元(100)设定为缩时观察模式时，读出存储器(70)中存储的指定的LED占空比，生成与该 指定的LED占空比对应的LED占空比指令值，随后执行从观察单元控制部(7)向中继控制 部(102)的LED控制指令的发送。据此，LED(61)的LED占空比被设定为存储器(70)中存 储的指定的LED占空比。并且，照度控制部(741)在从搜索动作控制部(71)接收亮度控制指令时，生成比 从缩时观察动作控制部(72)接收亮度控制指令时生成的LED占空比指令值小的LED占空 比指令值。这样，观察单元(100)设定为搜索模式时对LED(61)设定的LED占空比变得低
14于观察单元(100)设定为缩时观察模式时对LED(61)设定的LED占空比。快门速度控制部(74 生成根据要对CCD照相机(54)设定的快门速度而发生变 化的快门速度指令值，执行从观察单元控制部(7)向观察单元(100)的照相机控制指令的 发送。在此时发送的照相机控制指令中，作为指令信息包括由快门速度指令部(74 生成 的快门速度指令值。CXD照相机(54)通过接收照相机控制指令，基于该照相机控制指令中 包括的快门速度指令值，调整CCD照相机(54)的快门速度。据此，CCD照相机(54)的快门 速度被设定为与快门速度指令值对应的值。在本实施方式中，存储器(70)中存储对观察单元(100)设定搜索模式时应对CCD 照相机(54)设定的指定的快门速度(在本实施方式中是可对CCD照相机(54)设定的范围 的下限值)。快门速度控制部(74 在从搜索动作控制部(71)接收亮度控制指令时，即在观 察单元(100)设定为搜索模式时，读出存储器(70)中存储的指定的快门速度，生成与该指 定的快门速度对应的快门速度指令值，随后执行从观察单元控制部(7)向观察单元(100) 的照相机控制指令的发送。据此，CCD照相机(54)的快门速度被设定为存储器(70)中存 储的指定的快门速度。此处，亮度控制部(74)的照度控制部(741)与快门速度控制部(742)调整 LED (61)的LED占空比及/或CCD照相机(54)的快门速度，以使由CCD照相机(54)取得的 观察像的平均亮度为指定范围内的亮度。并且，亮度的指定范围例如由用户预先设定并存 储在存储器(70)中。具体而言，在亮度控制部(74)的照度控制部(741)调整LED(61)的LED占空比的 情况下，通过在照度控制部(741)中执行反馈控制，反复执行LED(61)的LED占空比的调 整，直到由CCD照相机(54)取得的观察像的平均亮度成为指定范围内的亮度。以下，将该 反复过程所需的时间称作“LED占空比的调整所需的时间”。并且，在亮度控制部(74)的快门速度控制部(742)调整CCD照相机(54)的快门 速度的情况下，通过在快门速度控制部(742)中执行反馈控制，反复执行CCD照相机(54) 的快门速度的调整，直到由CCD照相机(54)取得的观察像的平均亮度成为指定范围内的亮 度。以下，将该反复过程所需的时间称作“快门速度的调整所需的时间”。在本实施方式中，CXD照相机(54)的快门速度的调整所需的时间比LED(61)的 LED占空比的调整所需的时间短。在以上述方式构成的观察单元控制部(7)中，搜索动作控制部(71)具有如下控制 功能，即在观察单元(100)设定为搜索模式时使用照度控制部(741)控制LED(61)以调整 该LED(61)的LED占空比的控制功能，和在观察单元(100)设定为搜索模式时使用快门速 度控制部(742)控制CCD照相机(54)以调整该CCD照相机(54)的快门速度的控制功能。并且，缩时观察动作控制部(72)具有如下控制功能，即在观察单元(100)设定为 缩时观察模式时使用照度控制部(741)控制LED(61)以调整该LED(61)的LED占空比的控 制功能，和在观察单元(100)设定为缩时观察模式时使用快门速度控制部(74 控制CCD 照相机(54)以调整该CCD照相机(54)的快门速度的控制功能。5.观察系统中执行的观察动作过程5-1.观察动作过程的整体流程图10是表示观察系统中执行的观察动作过程的流程图。观察系统中开始观察动
15作过程后，首先在步骤Sl中，通过由用户操作设置于中继控制部(102)的电源开关(未图 示)，向继电器控制部(8 输入用于将观察单元(100)的主电源设定为开的电源注入指令。 继电器控制部(8 接收电源注入指令后控制继电器电路(820)的继电动作，其结果是观察 单元(100)的主电源从关切换为开。并且，也可以不使用继电器控制部(82)，仅使用电源开关，机械地将观察单元 (100)的主电源从关切换为开。接着，在步骤S2中，通过由用户操作输入装置001)，在个人计算机(10 中起动 观察用软件。随后，在步骤S3中，通过由用户操作输入装置001)，向观察单元控制部(7) 的搜索动作控制部(71)输入选择搜索模式的选择指令。据此，搜索动作控制部(71)转至 可控制观察单元(100)的搜索动作的状态，观察单元(100)被设定为搜索模式。接着，在步骤S4中，亮度控制部(74)从搜索动作控制部(71)接收线程开始指令， 据此开始在设定为搜索模式时调整由CCD照相机(54)取得的观察像的亮度的第一亮度控 制线程的执行。5-2.第一亮度控制线程图11是表示第一亮度控制线程的流程图。由亮度控制部(74)开始第一亮度控制 线程后，首先在步骤S41中，快门速度控制部(74 读出存储器(70)中存储的指定的快门 速度(在本实施方式中是可对CCD照相机(54)设定的范围的下限值)，生成与该指定的快 门速度对应的快门速度指令值。随后从观察单元控制部(7)向观察单元(100)发送照相机 控制指令。据此，CCD照相机(54)的快门速度被设定为下限值。并且，在将CXD照相机(54)的快门速度设定为下限值，据此由该CXD照相机(54) 取得的观察像中产生模糊或实时性下降的情况下，可以将CCD照相机(54)的快门速度设定 为大于下限值的观察像中难以产生模糊或实时性下降的值。接着，在步骤S42中，从观察单元控制部(7)向中继控制部(10 发送LED控制指 令(点灯指令)。据此，照明调光控制部(81)接收LED控制指令后控制LED(61)，其结果是 LED (61)被点亮。并且，也可以不使用照明调光控制部(81)，使用继电器控制部(82)控制继电器电 路(820)的继电动作，据此将LED(61)的通电状态控制为开以点亮LED(61)。以下也是同样。随后，在步骤S43中，亮度控制部(74)判断由CCD照相机(54)取得的观察像的平 均亮度是否为指定范围内的亮度。在步骤S43中判断为观察像的平均亮度不是指定范围 内的亮度(“否”)的情况下，在步骤S44中照度控制部(741)生成用于向照明调光控制部 (81)发送的LED占空比指令值，该LED占空比指令值用于使该照明调光控制部(81)调整 LED(61)的LED占空比，以使由CCD照相机(54)取得的观察像的平均亮度为指定范围内的 亮度。步骤S44执行后，流程转至步骤S45。在步骤S45中，从观察单元控制部(7)向中 继控制部(10 发送包括步骤S44中生成的LED占空比指令值作为指令信息的LED控制指 令(调整指令)。据此，照明调光控制部(81)接收LED控制指令后控制LED (61)，其结果是， LED(61)的LED占空比被设定为与LED占空比指令值对应的值。随后，流程返回步骤S43， 再次执行步骤S43。并且，反复执行步骤S43 S45 (反馈控制)，直到在步骤S43中判断为“是”为止。另一方面，在步骤S43中判断为观察像的平均亮度为指定范围内的亮度(“是”) 的情况下，在步骤S46中判断是否向亮度控制部(74)输入了线程结束指令。在步骤S46中 判断为输入了线程结束指令(“是”)的情况下，在步骤S47中，从观察单元控制部(7)向中 继控制部(10 发送LED控制指令(灭灯指令)。据此，照明调光控制部(81)接收LED控 制指令后控制LED (61)，其结果是，LED (61)灭灯。并且，也可以不使用照明调光控制部(81)，使用继电器控制部(82)控制继电器电 路(820)的继电动作，据此将LED(61)的通电状态控制为关以灭掉LED(61)。以下也是同样。步骤S47执行后，由亮度控制部(74)执行的第一亮度控制线程结束。与此相对，在步骤S46中判断为未输入线程结束指令(“否”)的情况下，流程转至 步骤S43，再次执行步骤S43 S46。并且，反复执行步骤S43 S46，直到在步骤S46中判 断为“是”为止。5-3.搜索动作控制过程如图10所示，步骤S4执行后，在步骤S5中，搜索动作控制部(71)执行观察单元 (100)的搜索动作的控制。图12是表示由搜索动作控制部(71)执行的搜索动作控制过程的流程图。由搜索 动作控制部(71)开始搜索动作控制过程后，首先在步骤S51中搜索动作控制部(71)按照 用户使用输入装置(201)进行的搜索操作，向中继控制部(10 的电机控制部(8 发送电 机控制指令。据此，根据用户的搜索操作，观察单元(100)具备的各电机的旋转动作受到控 制，其结果是，配置在观察点M处的试样的坐标、变焦倍率以及聚焦位置被改变。并且，用户一边观察与个人计算机(10 连接的显示器上显示的试样的影像，一 边进行试样的搜索操作。接着，在步骤S52中，搜索动作控制部(71)判断是否通过用户的操作从输入装置 (201)输入了作为要由观察装置( 取得观察像的一个或多个试样登记配置在观察点M处 的试样的登记指令。在步骤S52中判断为输入了登记指令(“是”)的情况下，在步骤S53 中搜索动作控制部(71)将配置在观察点M处的试样的坐标、和该试样的观察中使用的变焦 倍率以及聚焦位置存储到存储器(70)中。随后，在步骤S54中搜索动作控制部(71)通过向CXD照相机(54)发送照相机控 制指令，使CCD照相机(54)执行摄像动作。据此，登记的试样的观察像由CCD照相机(54) 取得，取得的观察像存储到存储器(70)中。步骤SM执行后，由搜索动作控制部(71)执行 的搜索动作控制过程结束。另一方面，在步骤S52中判断为未输入登记指令(“否”)的情况下，由搜索动作控 制部(71)执行的搜索动作控制过程结束。5-4.观察动作过程的整体流程(续)如图10所示，步骤S5执行后，在步骤S6中，观察单元控制部(7)判断是否通过用 户的操作从输入装置(201)输入了结束试样搜索的搜索结束指令。在通过由用户输入搜索 结束指令，在步骤S6中判断为输入了搜索结束指令(“是”)的情况下，在步骤S7中，从搜 索动作控制部(71)向亮度控制部(74)发送线程结束指令。亮度控制部(74)接收线程结束指令，据此结束第一亮度控制线程(图11的步骤S46)。 另一方面，在用户继续进行试样搜索，据此在步骤S6中判断为未输入搜索结束指 令(“否”)的情况下，流程返回步骤S5，再次执行搜索动作控制过程。并且，反复执行步骤 S5，直到在步骤S6中判断为“是”为止，将要观察的多个试样的试样信息存储到存储器(70) 中。 步骤S7执行后，在步骤S8中，通过由用户操作输入装置(201)，选择缩时观察模式 的选择指令向观察单元控制部(7)的缩时观察动作控制部m输入。据此，缩时观察动作 控制部m转至可控制观察单元(100)的缩时观察动作的状态，观察单元(100)被设定为 缩时观察模式。接着，在步骤S9中，通过由用户操作输入装置001)，输入使观察单元(100)执行 缩时观察动作所必需的设定信息(观察点列表、开始时刻、结束时刻、缩时观察周期、观察 像的保存场所等)。随后，在步骤SlO中，通过用户的操作从输入装置(201)输入开始缩时 观察动作的执行的开始指令后，在步骤Sll中缩时观察动作控制部(72)在存储器(70)中 存储的设定信息中读入与缩时观察动作的开始时刻有关的信息，随后待机至该开始时刻。观察单元控制部(7)在步骤Sll中的待机后，在步骤S12中，执行观察单元(100) 的缩时观察动作的控制。5-5.缩时观察动作控制过程<缩时观察动作控制过程的整体流程>图13是表示由缩时观察动作控制部(7 执行的缩时观察动作控制过程的流程 图。由缩时观察动作控制部(72)执行的缩时观察动作控制过程开始后，首先在步骤S61中 缩时观察动作控制部(7 向中继控制部(10 的电机控制部(8 发送电机控制指令(原 点返回指令)。据此，电机控制部(83)基于各原点传感器的检测信号控制与该原点传感器 成对的电机的旋转动作。其结果是，载置台(4)返回至XY坐标系的原点，变焦透镜(53)返 回至指定位置，观察装置( 返回至Z轴方向的原点。接着在步骤S62中缩时观察动作控制部读入存储器(70)中存储的试样信息 及设定信息。随后，在步骤S63中缩时观察动作控制部基于从存储器(70)读入的试样信 息及设定信息，向中继控制部(10 的电机控制部(8 发送电机控制指令。据此，观察单元 (100)具备的各电机的旋转动作按照试样信息及设定信息受到控制，其结果是，配置在观察 点M处的试样的坐标、变焦倍率以及聚焦位置分别按照设定信息中包含的观察点列表被改 变为试样信息中包含的坐标、变焦倍率以及聚焦位置。接着在步骤S64中缩时观察动作控制部(7 向亮度控制部(74)发送亮度控制指 令。亮度控制部(74)接收来自缩时观察动作控制部m的亮度控制指令，据此执行在设 定为缩时观察模式时调整由CCD照相机(54)取得的观察像的亮度的第二亮度控制过程。〈第二亮度控制过程〉图14是表示第二亮度控制过程的流程图。由亮度控制部(74)开始第二亮度控制 过程后，首先在步骤S21中照度控制部(741)读出存储器(70)中存储的指定的LED占空比 (在本实施方式中是可对LED (61)设定的范围的上限值)，生成与该指定的LED占空比对应 的LED占空比指令值。
接着在步骤S22中，从观察单元控制部(7)向中继控制部(10 发送包括在步骤 S21中生成的LED占空比指令值作为指令信息的LED控制指令(点灯指令)。据此，照明调 光控制部(81)接收LED控制指令后控制LED (61)，其结果是，LED (61)以设定为上限值的 LED占空比被点亮。接着在步骤S23中，亮度控制部(74)判断由CCD照相机(54)取得的观察像的平均 亮度是否为指定范围内的亮度。在步骤S23中判断为观察像的平均亮度为指定范围内的亮 度(“是”)的情况下，不进行CCD照相机(54)的快门速度的调整，结束由亮度控制部(74) 执行的第二亮度控制过程。另一方面，在步骤S23中判断为观察像的平均亮度不是指定范围内的亮度(“否”) 的情况下，在步骤S24中快门速度控制部(74 生成用于向CCD照相机(54)发送的快门速 度指令值，该快门速度指令值用于调整该CCD照相机(54)的快门速度，以使由CCD照相机 (54)取得的观察像的平均亮度为指定范围内的亮度。步骤SM执行后，在步骤S25中，从观察单元控制部(7)向观察单元(100)发送包 括在步骤SM中生成的快门速度指令值作为指令信息的照相机控制指令。据此，CCD照相机 (54)的快门速度设定为与快门速度指令值对应的值。随后，流程返回至步骤S23，再次执行 步骤S23。并且，反复执行步骤S23 S25 (反馈控制)，直到在步骤S23中判断为“是”为止。<缩时观察动作控制过程的整体流程(续)>如图13所示，在步骤S64的第二亮度控制过程结束后，在步骤S65中缩时观察动 作控制部(7 执行自动聚焦控制。据此，自动调整聚焦位置。接着，在步骤S66中缩时观察动作控制部向亮度控制部(74)再次发送亮度 控制指令。亮度控制部(74)再次接收来自缩时观察动作控制部m的亮度控制指令，据 此执行在设定为缩时观察模式时调整由CCD照相机(54)取得的观察像的亮度的第三亮度 控制过程。〈第三亮度控制过程〉图15是表示第三亮度控制过程的流程图。由亮度控制部(74)开始第三亮度控制 过程后，首先在步骤S31中亮度控制部(74)判断由CCD照相机(54)取得的观察像的平均 亮度是否为指定范围内的亮度。在步骤S31中判断为观察像的平均亮度为指定范围内的亮 度(“是”)的情况下，不进行CCD照相机(54)的快门速度的调整，结束由亮度控制部(74) 执行的第三亮度控制过程。另一方面，在步骤S31中判断为观察像的平均亮度不是指定范围内的亮度(“否”) 的情况下，在步骤S32中快门速度控制部(74 生成用于向CCD照相机(54)发送的快门速 度指令值，该快门速度指令值用于调整该CCD照相机(54)的快门速度，以使由CCD照相机 (54)取得的观察像的平均亮度为指定范围内的亮度。步骤S32执行后，在步骤S33中，从观察单元控制部(7)向观察单元(100)发送包 括在步骤S32中生成的快门速度指令值作为指令信息的照相机控制指令。据此，CCD照相机 (54)的快门速度设定为与快门速度指令值对应的值。随后，流程返回至步骤S31，再次执行 步骤S31。并且，反复执行步骤S31 S33 (反馈控制)，直到在步骤S31中判断为“是”为止。
通过上述步骤S66的第三亮度控制过程，在执行步骤S65的自动聚焦控制后观察 像的平均亮度从指定范围偏离的情况下，也能将该观察像的平均亮度再次重新设定为指定 范围内的亮度。<缩时观察动作控制过程的整体流程(续)>在步骤S66的第三亮度控制过程结束后，在步骤S67中缩时观察动作控制部(72) 向CCD照相机(54)发送照相机控制指令，据此使CCD照相机(54)执行摄像动作。据此，由 CCD照相机(54)取得步骤S63中配置在观察点M处的试样的观察像，将取得的观察像存储 到存储器(70)中。接着在步骤S68中，从观察单元控制部(7)向中继控制部(10 发送LED控制指 令(灭灯指令)。据此，照明调光控制部(81)接收LED控制指令后控制LED(61)，其结果是 LED (61)被灭灯。随后，在步骤S69中缩时观察动作控制部咖判断观察点列表中登记的全部试样 的观察是否完成。在步骤S69中判断为全部试样的观察未完成(“否”)的情况下，流程返 回至步骤S62，再次执行步骤S62 S69。并且，反复执行步骤S62 S69，直到在步骤S69 中判断为“是”为止。另一方面，在步骤S69中判断为全部试样的观察已完成(“是”)的情况下，在步骤 S70中缩时观察动作控制部m向继电器控制部(8 发送继电器控制指令，据此使继电器 控制部(82)将观察单元(100)具备的CCD照相机(54)、X轴电机(20)以及Y轴电机(30) 的通电状态控制为关。并且，对LED (61)的通电状态在第二亮度控制过程(步骤S64)的步骤S22(图14) 中控制为开，在步骤S68中控制为关。Z轴电机(56)的通电状态在步骤S63中改变聚焦位 置时以及在步骤S65中执行自动聚焦控制时控制为开，在步骤S63执行后以及步骤S65执 行后紧接着控制为关。驱动电机(50)在步骤S63中改变变焦倍率时控制为开，在步骤S63 执行后紧接着控制为关。对各原点传感器的通电状态在步骤S61中执行原点返回时控制为 开，在步骤S61执行后紧接着控制为关。接着在步骤S71中，从步骤S61的执行开始的时刻(在多次执行步骤S61的情况 下，是最后执行的步骤S61的开始时刻)起，直到经过设定信息中包括的缩时观察周期为 止，缩时观察动作控制部m进行待机。步骤S71执行后，在步骤S72中，判断当前时刻是否到达设定信息中包括的缩时观 察动作的结束时刻。在步骤S72中判断为当前时刻到达结束时刻(“是”)的情况下，结束 由缩时观察动作控制部m执行的缩时观察动作控制过程。另一方面，在步骤S72中判断 为当前时刻未到达结束时刻(“否”)的情况下，流程返回至步骤S61，再次执行步骤S61 S72。并且，反复执行步骤S61 S72，直到在步骤S72中判断为“是”为止。5-6.观察动作过程的整体流程(续)如图10所示，步骤S12的缩时观察动作控制过程结束后，在步骤S13中，通过由用 户操作输入装置001)，在个人计算机(103)中结束观察用软件。随后，在步骤S14中，通过 由用户操作设置于中继控制部(102)的电源开关(未图示)，向继电器控制部(82)输入用 于将观察单元(100)的主电源设定为关的电源切断指令。继电器控制部(82)接收电源切 断指令后控制继电器电路(820)的继电动作，其结果是观察单元(100)的主电源从开切换
20为关。并且，也可以不使用继电器控制部(82)，仅使用电源开关，机械地将观察单元 (100)的主电源从开切换为关。通过步骤S14的执行，在观察系统中结束观察动作过程。并且，在上述观察动作过程中，可通过使个人计算机(103)执行控制程序来实现 的控制过程是图11所示的第一亮度控制线程、图12所示的搜索动作控制过程、图10所示 的步骤S11、以及图13 图15所示的缩时观察动作控制过程、第二亮度控制过程及第三亮 度控制过程。5-7.作用效果通过上述观察系统中执行的观察动作过程，从缩时观察动作的开始时刻至结束时 刻周期性地取得由用户登记的试样的观察像。这样，通过利用取得的试样的观察像，能够观 察和分析试样的培养状态。并且，在上述观察系统中执行的观察动作过程中，在第一亮度控制线程(步骤S4。 参照图10及图11)中，CCD照相机(54)的快门速度设定为可对CCD照相机(54)设定的范 围的下限值。并且，调整LED(61)的LED占空比，以使由CXD照相机(54)取得的观察像的 平均亮度成为指定范围内。由此，LED(61)的LED占空比设定为较低的值。另一方面，在上述观察动作过程中，在缩时观察动作控制过程(步骤SU)的第二 亮度控制过程(步骤S64。参照图13及图14)中，LED(61)的LED占空比设定为可对LED(61) 设定的范围的上限值。这样，观察单元(100)设定为搜索模式时对LED(61)设定的LED占空比变得低于 观察单元(100)设定为缩时观察模式时对LED(61)设定的LED占空比。由此，设定为搜索模式时的试样搜索以低于设定为缩时观察模式时对LED(61)设 定的LED占空比的LED占空比执行。因此，与LED(61)的发光动作相伴随的来自照明装置 (6)的辐射量以及热传导量在试样搜索时减少。这样，在试样搜索时，从照明装置(6)向试 样传递的热量减少，与此相伴试样的温度上升得到抑制，其结果是，热对试样的影响变小。另外，在使用培养溶液培养试样(细胞)的情况下，不仅试样的温度上升得到抑 制，而且培养溶液的温度上升也得到抑制，据此，热对试样的影响变小。另外，在试样搜索时，需要使CCD照相机(54)以及各电机的通电状态预先为开。理 由如下。在试样搜索时将X轴电机00)以及Y轴电机(30)的通电状态仅在它们的驱动时 控制为开的情况下，在将它们的通电状态控制为关时，振动等外力施加至载置台，据此 载置台(4)发生错位，要观察的试样的坐标有从观察点M偏离的危险。并且，在试样搜索时 将CCD照相机(54)、Z轴电机(56)以及驱动电机(50)的通电状态仅在它们的驱动时控制 为开的情况下，从用户从输入装置O01)输入操作指令到它们的驱动开始之间产生时间延 迟，有操作性降低的危险。在上述观察系统中，在难以如此抑制来自CCD照相机(54)以及各电机的发热量的 状况下，通过如上所述将LED(61)的LED占空比设定为较低的值，也能抑制热对试样的影 响。在上述观察系统中执行的缩时观察动作控制过程中，CXD照相机(54)、X轴电机 (20)以及Y轴电机(30)的通电状态在从步骤S61中从缩时观察动作控制部(72)向中继控制部(102)发送电机控制指令(原点返回指令)起，到步骤S70中通电状态控制为关为止 的期间中，维持为开。因此，缩短该期间，则能减少来自CCD照相机(54)、X轴电机00)以 及Y轴电机(30)的发热量。在上述观察系统中执行的观察动作过程中，在缩时观察动作控制过程(步骤S12) 的第二亮度控制过程(步骤S64。参照图13以及图14)中，LED(61)的LED占空比设定为 可对LED(61)设定的范围的上限值。并且，在LED(61)的LED占空比和CXD照相机(54)的 快门速度中仅调整CCD照相机(54)的快门速度，以使由CCD照相机(54)取得的观察像的 平均亮度成为指定范围内。此处，在本实施方式中，如上所述，CXD照相机(54)的快门速度的调整所需的时间 比LED(61)的LED占空比的调整所需的时间短。由此，由CXD照相机(54)取得的试样观察 像的亮度调整所需的时间被缩短。因此，在设定为观察模式时的试样观察时，由LED(61)照 明试样的时间、和对CCD照相机(54)、X轴电机00)以及Y轴电机(30)的通电时间被缩 短。这样，从照明装置(6)、CCD照相机(54)、X轴电机00)以及Y轴电机(30)向试样传递 的热量减少，与此相伴试样的温度上升得到抑制，其结果是热对试样的影响变小。并且，通过缩短由CXD照相机(54)取得的试样观察像的亮度调整所需的时间，缩 短观察观察点列表中登记的全部试样的周期。这样，能够将作为设定信息存储在存储器 (70)中的缩时观察周期设定得较短，其结果是能够增加从缩时观察动作的开始时刻起到结 束时刻为止的一定期间中可执行的周期数。通过上述第二亮度控制过程，如上所述对CXD照相机(54)、X轴电机Q0)以及Y 轴电机(30)的通电期间被缩短。这样，特别是在与通过来自照明装置(6)的辐射和热传导 而传递给试样的热量相比从CCD照相机(54)、X轴电机OO)以及Y轴电机(30)传递给试 样的热量更大的情况下，通过上述第二亮度控制过程的执行，较大地发挥抑制试样温度上 升的抑制效果。6.变形例6-1.变形例 1在上述实施方式中，设定为搜索模式时的CCD照相机(54)的快门速度设定为可对 CCD照相机(54)设定的范围的下限值，设定为缩时观察模式时的LED(61)的LED占空比设 定为可对LED(61)设定的范围的上限值，但本发明并不限定于此。设定为搜索模式时的CCD 照相机(54)的快门速度也可以采用可设定范围内与下限值不同的值。并且，设定为缩时观 察模式时的LED(61)的LED占空比也可以采用可设定范围内与上限值不同的值。6-2.变形例 2在上述实施方式中，存储器(70)中存储对观察单元(100)设定缩时观察模式时应 对LED(61)设定的指定的LED占空比(在上述实施方式中，是可对LED(61)设定的范围的 上限值)，在从缩时观察动作控制部向亮度控制部(74)发送亮度控制指令时，即观察 单元(100)设定为缩时观察模式时，由照度控制部(741)将LED(61)的LED占空比设定为 存储器(70)中存储的指定的LED占空比，但本发明并不限定于此。也可以在存储器(70)中存储观察单元(100)设定为搜索模式时对LED (61)设定 的LED占空比，在从缩时观察动作控制部向亮度控制部(74)发送亮度控制指令时，由 照度控制部(741)执行对存储器(70)中存储的设定为搜索模式时的LED占空比乘以大于1的指定数的计算动作，随后，通过调整LED(61)的LED占空比，将该LED(61)的LED占空比 设定为利用所述计算动作的执行计算出的LED占空比。在本变形例中，对存储器(70)的设定为搜索模式时的LED占空比的存储如图16 所示，在搜索动作控制过程(步骤S5)中，由位于步骤S53之后且设定在步骤SM之前的步 骤S541执行。另外，图16所示的其他步骤S51 S54与已经说明的相同。并且，由照度控制部(741)执行的计算动作的执行以及LED占空比的调整代替图 14所示的第二亮度控制过程(步骤S64)的步骤S21执行。另外，在试样为细胞或微生物的情况下，通过培养试样，试样生长变大，或者试样 进行繁殖。因此，在以与设定为搜索模式时对LED(61)设定的LED占空比相同的LED占空 比执行设定为缩时观察模式时的试样观察的情况下，由CCD照相机(54)取得的观察像的亮 度有降低的危险。通过本变形例涉及的控制过程，设定为缩时观察模式时对LED (61)设定的LED占 空比高于设定为搜索模式时对LED(61)设定的LED占空比。由此，在执行设定为搜索模式 时的试样搜索后，在到执行设定为缩时观察模式时的试样观察为止的期间内，试样生长或 试样进行繁殖的情况下，也能防止由CCD照相机(54)取得的观察像的亮度的降低。并且，通过本变形例涉及的控制过程，在设定为缩时观察模式时的试样观察中，能 够将LED(61)的LED占空比抑制为必要的最小限度值。由此，能够抑制从照明装置(6)向 试样传递的辐射热及传导热增大。6-3.变形例 3代替上述变形例2，也可以在存储器(70)中，将观察单元(100)设定为缩时搜索 模式时应对变焦透镜(5 设定的变焦倍率作为试样信息进行存储，在从缩时观察动作控 制部向亮度控制部(74)发送亮度控制指令时，照度控制部(741)基于存储器(70) 中存储的变焦倍率执行计算应对LED(61)设定的LED占空比的计算动作，随后，通过调整 LED(Bl)的LED占空比，将该LED(61)的LED占空比设定为利用所述计算动作的执行计算出 的LED占空比。此处，在所述计算动作中，存储器(70)中存储的变焦倍率越大，则照度控制 部(741)计算出越高的值的LED占空比。在本变形例中，对存储器(70)的变焦倍率的存储在图12所示的搜索动作控制过 程(步骤S5)的步骤S53中执行。并且，由照度控制部(741)执行的计算动作的执行以及 LED占空比的调整代替图14所示的第二亮度控制过程(步骤S64)的步骤S21执行。另外，在以相同的LED占空比但不同的变焦倍率观察试样的情况下，变焦倍率较 大的观察像与变焦倍率较小的观察像相比亮度变低，其结果是观察像的亮度产生不均勻。通过本变形例涉及的控制过程，设定为缩时搜索模式时的LED占空比设定为基于 变焦倍率计算出的LED占空比。这样，在针对要观察的每个试样变焦倍率有所不同的情况 下，也能减小由CCD照相机(54)取得的观察像的亮度的不均勻。并且，通过本变形例涉及的控制过程，在设定为缩时观察模式时的试样观察中，能 够将LED(61)的LED占空比抑制为必要的最小限度值。由此，能够抑制从照明装置(6)向 试样传递的辐射热及传导热增大。另外，本发明的各个部件的结构并不限于上述实施方式，在权利要求书的范围内 记载的技术范围内可以进行各种变形。例如，上述观察系统中采用的各种结构并不限于观
23察单元(100)在保存库(101)内使用的观察系统，在观察单元(100)在保存库(101)外使 用的观察系统中也能适用。不过，保存库(101)内的温度往往设定得比保存库(101)外的温度高，因此在保 存库(101)内使用观察单元(100)的情况下，由于观察单元(100)的发热，试样以保存库 (101)内的温度为基准上升，其结果是，试样的温度容易变高。这样，本发明特别是在观察单 元(100)在保存库(101)内使用的观察系统中实施尤佳。并且，上述观察系统中采用的各种结构还能适用于观察单元(100)具有不包括X 轴驱动部(2)及/或Y轴驱动部(3)的结构的观察系统。
2权利要求
1.一种控制装置，用于控制观察单元，该观察单元具备观察试样并取得该试样的观察 像的观察装置和在该观察装置进行试样观察时照明该试样的照明装置，该控制装置的特征 在于，具备第一控制部，在所述观察单元设定为搜索模式时控制所述照明装置以调整该照明装 置的照度，该搜索模式使用观察装置搜索决定要由该观察装置取得观察像的一个或多个试 样，将针对决定的每个试样发生变化的试样信息存储到存储器中；以及第二控制部，在所述观察单元设定为观察模式时控制所述照明装置以调整该照明装置 的照度，该观察模式基于所述存储器中存储的所述试样信息，由观察装置观察要取得所述 观察像的一个或多个试样并取得该试样的观察像；通过由所述第一控制部调整照明装置的照度而对该照明装置设定的照度低于通过由 所述第二控制部调整照明装置的照度而对该照明装置设定的照度。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于所述存储器中存储所述观察单元设定为所述观察模式时应对照明装置设定的指定照 度，在所述观察单元设定为所述观察模式时，所述第二控制部通过调整所述照明装置的照 度，将该照明装置的照度设定为所述存储器中存储的所述指定照度。
3.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于所述存储器中存储所述观察单元设定为所述搜索模式时对照明装置设定的照度，在所 述观察单元设定为所述观察模式时，所述第二控制部执行对所述存储器中存储的所述照度 乘以大于1的指定数的计算动作，随后通过调整所述照明装置的照度，将该照明装置的照 度设定为通过执行所述计算动作而计算出的照度。
4.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于所述观察装置包括用于放大试样的观察像的变焦部；所述存储器中存储所述观察单元设定为所述观察模式时应对所述变焦部设定的变焦 倍率作为所述试样信息，在所述观察单元设定为所述观察模式时，所述第二控制部执行基 于所述存储器中存储的所述变焦倍率计算应对照明装置设定的照度的计算动作，随后通过 调整所述照明装置的照度，将该照明装置的照度设定为通过执行所述计算动作而计算出的 照度。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的控制装置，其特征在于所述观察装置包括快门速度可变的摄像部；所述控制装置还具备控制所述摄像部以调整该摄像部的快门速度的第三控制部，所述 存储器中存储所述观察单元设定为所述搜索模式时应对摄像部设定的指定快门速度，所述 第三控制部在所述观察单元设定为所述搜索模式时，通过调整所述摄像部的快门速度，将 该摄像部的快门速度设定为所述存储器中存储的所述指定快门速度。
6.一种观察系统，具备用于观察试样的观察单元和控制该观察单元的控制装置，所述 观察单元包括观察试样并取得该试样的观察像的观察装置和在该观察装置进行试样观察 时照明该试样的照明装置，该观察系统的特征在于，所述控制装置具备第一控制部，在所述观察单元设定为搜索模式时控制所述照明装置以调整该照明装 置的照度，该搜索模式使用观察装置搜索决定要由该观察装置取得观察像的一个或多个试 样，将针对决定的每个试样发生变化的试样信息存储到存储器中；以及第二控制部，在所述观察单元设定为观察模式时控制所述照明装置以调整该照明装置 的照度，该观察模式基于所述存储器中存储的所述试样信息，由观察装置观察要取得所述 观察像的一个或多个试样并取得该试样的观察像；通过由所述第一控制部调整照明装置的照度而对该照明装置设定的照度低于通过由 所述第二控制部调整照明装置的照度而对该照明装置设定的照度。
7. —种控制程序，用于控制观察单元，该观察单元具备观察试样并取得该试样的观察 像的观察装置和在该观察装置进行试样观察时照明该试样的照明装置，该控制程序的特征 在于，使计算机执行如下步骤第一控制步骤，在所述观察单元设定为搜索模式时控制所述照明装置以调整该照明装 置的照度，该搜索模式使用观察装置搜索决定要由该观察装置取得观察像的一个或多个试 样，将针对决定的每个试样发生变化的试样信息存储到存储器中；以及第二控制步骤，在所述观察单元设定为观察模式时控制所述照明装置以调整该照明装 置的照度，该观察模式基于所述存储器中存储的所述试样信息，由观察装置观察要取得所 述观察像的一个或多个试样并取得该试样的观察像；通过在所述第一控制步骤中调整照明装置的照度而对该照明装置设定的照度低于通 过在所述第二控制步骤中调整照明装置的照度而对该照明装置设定的照度。
全文摘要
本发明提供一种观察单元用控制装置、控制程序及控制方法以及观察系统，能够减小观察单元中从照明装置等热源传递的热对试样的影响。本发明涉及的控制装置是控制具备观察试样并取得该试样的观察像的观察装置和在该观察装置进行试样观察时照明该试样的照明装置的观察单元(100)的控制装置，具备第一控制部，在观察单元(100)设定为搜索模式时控制照明装置以调整该照明装置的照度；以及第二控制部，在观察单元(100)设定为缩时观察模式时控制照明装置以调整该照明装置的照度。此处，通过由第一控制部调整照明装置的照度对该照明装置设定的照度低于通过由第二控制部调整照明装置的照度对该照明装置设定的照度。
文档编号G02B21/06GK102122064SQ201110005908
公开日2011年7月13日 申请日期2011年1月6日 优先权日2010年1月7日
发明者井上贵博, 山中义太郎 申请人:三洋电机株式会社