專利名稱：培養(yǎng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于培養(yǎng)在被調(diào)節(jié)到預(yù)定環(huán)境條件的恒溫室內(nèi)部的 培養(yǎng)容器中的樣本的培養(yǎng)器。
背景技術(shù)：
在背景技術(shù)中，通常使用具有恒溫室的培養(yǎng)器，用于培養(yǎng)各種微 生物或細胞。通常，培養(yǎng)器的恒溫室配備有傳感器和環(huán)境調(diào)節(jié)裝置， 其中所述傳感器用于檢測環(huán)境條件(例如，溫度、濕度、二氧化碳濃 度、氧氣濃度、氮氣濃度等)的當前值，所述環(huán)境調(diào)節(jié)裝置用于調(diào)節(jié) 上述各種參數(shù)。恒溫室的內(nèi)部被調(diào)節(jié)到預(yù)定環(huán)境條件。此外，專利文獻1公開了一種培養(yǎng)器，其具有傳送裝置，用于在 恒溫室內(nèi)部傳送培養(yǎng)容器以及顯微鏡單元，將培養(yǎng)容器傳送進/出具 有自動門的傳送入口/出口 ，以及自動地傳送培養(yǎng)容器或觀測恒溫室 內(nèi)的樣本等。根據(jù)專利文獻1的培養(yǎng)器，傳送裝置的電動機及顯微鏡單元的照 明光源的熱源等被布置在恒溫室的內(nèi)部，因此，當傳送培養(yǎng)容器或觀 測樣本時，恒溫室內(nèi)部的溫度上升。此外，當培養(yǎng)容器被傳送進和傳 送出傳送入口/出口時，由于打開和關(guān)閉自動門，恒溫室內(nèi)部的環(huán)境 條件被改變。然而，根據(jù)背景技術(shù)的培養(yǎng)器，當由于裝置的操作帶來環(huán)境條件 的變化吋，環(huán)境調(diào)節(jié)裝置并不操作，直到在環(huán)境條件的參數(shù)中檢測到 等于或大于閾值的變化，并且由于在恒溫室內(nèi)部的環(huán)境條件中很容易 產(chǎn)生相當大的非一致性，因此存在改進的余地。專利文獻1:日本未審專利申請公開No. 2004-180675

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題本發(fā)明用于解決背景技術(shù)中的上述問題，并且本發(fā)明的一個目的 是提供能夠顯著地限制構(gòu)成恒溫室內(nèi)部的環(huán)境變化因素的、由于裝置 的操作而產(chǎn)生的環(huán)境條件的變化。用于解決問題的手段本發(fā)明的第一方面具有一種培養(yǎng)器，該培養(yǎng)器包括被調(diào)節(jié)到預(yù)定 環(huán)境條件的恒溫室，用于培養(yǎng)該恒溫室內(nèi)部的培養(yǎng)容器中的樣本。所 述培養(yǎng)器包括移動機構(gòu)，用于通過電動機移動所述培養(yǎng)容器在所述恒 溫室內(nèi)部的位置；溫度調(diào)節(jié)部件，用于調(diào)節(jié)所述恒溫室內(nèi)部的溫度； 操作信息生成部件，用于在操作電動機之前生成關(guān)于操作的位置和操 作電動機的時間段的操作信息；估計變化量輸出部件，用于基于所述 操作信息，輸出由于操作電動機而產(chǎn)生的溫度狀態(tài)的估計變化量；以 及控制部件，用于與操作所述電動機同步地控制所述溫度調(diào)節(jié)部件來 消除所述估計變化量的溫度變化。本發(fā)明的第二方面，其中多個溫度調(diào)節(jié)部件被布置在恒溫室內(nèi)部 彼此不同的位置上，并且所述控制部件根據(jù)本發(fā)明的第一方面中的操 作電動機的位置，彼此獨立地改變各個溫度調(diào)節(jié)部件的輸出。本發(fā)明的第三方面，其中，通過移動機構(gòu)的操作來改變操作所述 電動機的位置，并且所述控制部件基于本發(fā)明的第二方面中的操作電 動機的位置中的變化，彼此獨立地改變各個溫度調(diào)節(jié)部件的輸出。本發(fā)明的第四方面具有一種培養(yǎng)器，該培養(yǎng)器包括被調(diào)節(jié)到預(yù)定 環(huán)境條件的恒溫室，用于培養(yǎng)該恒溫室內(nèi)部的培養(yǎng)容器中的樣本。所 述培養(yǎng)器包括照明光源，用于照射所述恒溫室內(nèi)部的培養(yǎng)容器；溫度 調(diào)節(jié)部件，用于調(diào)節(jié)所述恒溫室內(nèi)部的溫度；操作信息生成部件，用 于在操作所述照明光源之前生成關(guān)于所述照明光源的照射時間段的 操作信息；估計變化量輸出部件，用于基于所述操作信息，輸出由于 操作所述照明光源而產(chǎn)生的溫度狀態(tài)的估計變化量；以及控制部件， 用于與操作所述照明光源同步地控制所述溫度調(diào)節(jié)部件來消除所述 估計變化量中的溫度變化。 本發(fā)明的第五方面，其中多個溫度調(diào)節(jié)部件被布置在恒溫室內(nèi)部 彼此不同的位置上，并且布置在所述照明光源附近的區(qū)域處的溫度調(diào) 節(jié)部件在溫度變化性能上被設(shè)置為高于處于根據(jù)本發(fā)明的第四方面 的其它位置處的溫度調(diào)節(jié)部件。本發(fā)明的第六方面，其中估計變化量輸出部件由記錄有操作信息 和估計變化量之間的對應(yīng)關(guān)系的記錄部件和基于本發(fā)明的第一到第 五方面中的任何一個的操作信息計算估計變化量的計算部件中任何 一個構(gòu)成。本發(fā)明的第七方面具有一種培養(yǎng)器，該培養(yǎng)器包括被調(diào)節(jié)到預(yù)定 環(huán)境條件的恒溫室，用于培養(yǎng)該恒溫室內(nèi)部的培養(yǎng)容器的樣本。所述 培養(yǎng)器包括傳送入口/出口，用于將培養(yǎng)容器傳送入恒溫室內(nèi)部和傳 送出恒溫室內(nèi)部；自動門，用于打開和關(guān)閉傳送入口/出口；環(huán)境參 數(shù)調(diào)節(jié)部件，用于調(diào)節(jié)選自恒溫室內(nèi)部的溫度、濕度、二氧化碳濃度、 氧氣濃度和氮氣濃度中任何一個的環(huán)境參數(shù)；第一傳感器部件，用于 獲取恒溫室內(nèi)部的環(huán)境參數(shù)值；第二傳感器部件，用于獲得恒溫室外 部的環(huán)境參數(shù)值；操作信息生成部件，用于在操作來打開自動門之前 生成關(guān)于打開自動門的時間段的操作信息；估計變化量輸出部件，用 于基于恒溫室內(nèi)部和外部的環(huán)境參數(shù)差和所述操作信息，輸出由于打 開自動門而產(chǎn)生的環(huán)境參數(shù)的估計變化量；以及控制部件，用于與操 作所述自動門同步地控制所述環(huán)境參數(shù)調(diào)節(jié)部件來消除所述估計變 化量的環(huán)境參數(shù)中的變化。本發(fā)明的第八方面，其中估計變化量輸出部件由記錄有恒溫室內(nèi) 部和外部之間的環(huán)境參數(shù)的差以及操作信息和估計變化量之間的對 應(yīng)關(guān)系的記錄部件和基于恒溫室內(nèi)部和外部之間的環(huán)境參數(shù)的差以 及本發(fā)明的第一到第七方面中的操作信息計算估計變化量的計算部 件中任何一個構(gòu)成。 (發(fā)明效果)根據(jù)本發(fā)明，與產(chǎn)生環(huán)境條件中的變化的裝置的操作同步地調(diào)節(jié) 溫度等的環(huán)境參數(shù)來消除估計變化量中的變化，從而可以顯著地限制 培養(yǎng)器內(nèi)部的環(huán)境參數(shù)中的變化。


圖1是根據(jù)第一實施例的培養(yǎng)器的正視圖；圖2是示出圖1中的第一盒體(cabinet)的正門的打開狀態(tài)的示圖；圖3是示出恒溫室的內(nèi)部的構(gòu)成的正視圖； 圖4是示出盒體側(cè)面方向的儲料器的容器收納狀態(tài)的示圖； 圖5示出了盒體側(cè)面方向的容器傳送機構(gòu)的輪廓圖(a)和盒體 的平面方向的容器傳送機構(gòu)的輪廓圖(b); 圖6是示出傳送臂部件的構(gòu)成的正視圖； 圖7是示出傳送臂部件的構(gòu)件的側(cè)視圖； 圖8是根據(jù)第一實施例的控制單元的方框圖；圖9是示出當操作容器傳送機構(gòu)的電動機時的溫度控制的流程圖；圖10是示出當操作顯微鏡單元的照明裝置時的溫度控制的流程圖；圖11是示出在打開傳送入口/出口時的環(huán)境參數(shù)控制的實例的流 程圖；圖12是根據(jù)第二實施例的控制單元的方框圖。
具體實施方式
(第一實施例的說明)圖1和圖2是示出根據(jù)第一實施例的培養(yǎng)器的總構(gòu)成的輪廓正視 圖。所述培養(yǎng)器由第一盒體10和第二盒體11構(gòu)成。第一盒體10被安放在第二盒體11的上側(cè)。第一盒體10的內(nèi)部 形成有由絕緣件覆蓋的恒溫室12。第一盒體10的正面?zhèn)葮?gòu)成開口部 分10a。此外，開口部分10a由雙扇正門13可打開/關(guān)閉地閉合。此 外，能夠使培養(yǎng)容器14 (培養(yǎng)板、曲頸瓶、培養(yǎng)皿等)通過的傳送 入口/出口 15形成在第一盒體10的左側(cè)面的下側(cè)附近。傳送入口/出 口 15由驅(qū)動機構(gòu)16滑動的自動門可打開/關(guān)閉地閉合。此外，第一
盒體10的底面形成有開口 10b，用于將稍后描述的顯微鏡單元26布 置在從正面看接近右側(cè)的位置處。此外，第一盒體10的外部布置有 外部傳感器18，用于檢測恒溫室12外部的環(huán)境參數(shù)(例如，溫度、 濕度、二氧化碳濃度、氧氣濃度、氮氣濃度等)值。圖3是示出恒溫室的內(nèi)部的構(gòu)成的正視圖。第一盒體10的各個 壁面包括具有Pertier元件的多個環(huán)境調(diào)節(jié)裝置19。所述環(huán)境調(diào)節(jié)裝 置19通過反轉(zhuǎn)Pertier元件的導(dǎo)電極性，利用Pertier效應(yīng)來執(zhí)行加熱 或冷卻。此外，各個溫度調(diào)節(jié)裝置19可以彼此獨立地執(zhí)行溫度控制。 此外，在用于布置安置在圖2的恒溫室12的右下角的顯微鏡單元26 的區(qū)域周圍，由于顯微鏡單元26產(chǎn)生熱量，與其它位置相比，更需 要限制熱量。因此，根據(jù)第一實施例，在布置顯微鏡單元得區(qū)域附近 處的溫度調(diào)節(jié)裝置19的加熱性能和冷卻性能被設(shè)置為高于其它位置 處的溫度調(diào)節(jié)裝置19的加熱性能和冷卻性能。此外，在恒溫室12內(nèi)部的左側(cè)面，布置有用于調(diào)節(jié)濕度的噴霧 裝置20。此外，在恒溫室12內(nèi)部的上面，布置有氣體引入部件21。 所述氣體引入部件21與二氧化碳彈(bomb)、氧氣彈和氮氣彈(省 略彈的例示)相連。此外，氣體引入部件21將來自各個彈的氣體引 入到恒溫室12中，以調(diào)節(jié)恒溫室12內(nèi)部的二氧化碳濃度、氧氣濃度 和氮氣濃度。此外，恒溫室12的內(nèi)側(cè)布置有內(nèi)部傳感器22，用于檢 測恒溫室12內(nèi)部的環(huán)境參數(shù)值。儲料器23、容器移動機構(gòu)24、容器傳送入/出機構(gòu)25和顯微鏡 單元26被收納在第一盒體10的恒溫室12的內(nèi)部。從第一盒體10的正面看，儲料器23被布置在恒溫室12的內(nèi)部 的左側(cè)。如圖4所示，儲料器23的內(nèi)部被沿上下方向分成多個架子 23a。此外，使得培養(yǎng)容器14能夠水平地收納在儲料器23中。此外， 儲料器23的最下段構(gòu)成布置容器傳送入/出機構(gòu)25的空間。這里，根據(jù)第一實施例，為了便于由容器移動機構(gòu)24傳送培養(yǎng) 容器14，培養(yǎng)容器14被處理為安放在形式為托盤的支持物27上。 此外，支持物27的外周部分形成有指向外部的支持片27a (參見圖6 和圖7)。
從第一盒體10的正面看，容器移動機構(gòu)24布置在恒溫室12內(nèi) 部的中心處。所述容器移動機構(gòu)24包括基座28、垂直框29和傳送 臂部分30，其中所述基座28的形狀為矩形且沿前后方向伸長，垂直 框29沿上下方向延伸，所述傳送臂部分30用于支持所述支持物27?；?8沿前后方向(Y方向)可移動地與垂直框29附接在一起。 垂直框29在Y方向上的位置由位置傳感器31檢測。此外，基座28 的外側(cè)固定有用于沿Y方向驅(qū)動垂直框29的第一電動機32。垂直框29由兩條彼此平行布置的導(dǎo)軌構(gòu)成。傳送臂部分30沿上 下方向(Z方向)可移動地附接在垂直框29之間。傳送臂部分30由 包括在一個垂直框39中的螺桿軸(未例示)移動。此外，垂直框29 固定有用于沿Z方向驅(qū)動傳送臂部分30的第二電動機33，以及用于 檢測傳送臂部分30在Z方向上的位置的位置傳感器34。此外，根據(jù) 垂直框29的移動，改變第二電動機33的位置。傳送臂部分30包括容器支持部分35、滑動機構(gòu)部分36和第三 電動機37。容器支持部分35包括主體部分35a和一組掛爪35b，其 中主體部分35a的寬度被設(shè)置為寬于或窄于支持物27的總寬度，一 組掛爪形成在主體部分35a的兩側(cè)邊緣上。掛爪35b彼此相對地布置， 以指向主體部分35a的下側(cè)的內(nèi)側(cè)。此外，掛爪35b的前端部分之間 的間隔被設(shè)置為稍微大于除支持片27a之外的支持物27的主體部分 的寬度。因此，使得容器支持部分35能夠通過嚙合掛爪35b和支持 片27a來支持支持物27?；瑒訖C構(gòu)部分36布置在容器支持部分35的上面?zhèn)??；瑒訖C構(gòu)部 分36沿左右方向(X方向)滑動容器支持部分35。通過操作滑動機構(gòu) 部分36，使得安放有培養(yǎng)容器14的支持物27能夠在儲料器23、容 器傳送入/出機構(gòu)25或顯微鏡單元26和容器移動機構(gòu)24之間遞送和 接收。此外，滑動機構(gòu)部分36包括與垂直框29的螺桿軸耦合的螺母 部分36a。此外，滑動機構(gòu)部分36固定有用于沿X方向驅(qū)動容器支 持部分35的第三電動機37。此外，根據(jù)垂直軸29的移動沿Y方向 改變第三電動機37的位置，以及根據(jù)傳送臂部分30的移動沿Z方向 改變第三電動機37的位置。
容器傳送入/出機構(gòu)25被安裝在儲料器23的最下段處的傳送入 口/出口 15的附近。容器傳送入/出機構(gòu)25包括能夠安放支持物27 的傳送臺25a，以及用于將傳送臺25a往復(fù)傳送進和傳送出傳送入口/ 出口 15的電動機單元25b。從第一盒體10的正面看，顯微鏡單元26布置在恒溫室12內(nèi)部 的右側(cè)。顯微鏡單元26包括用于安放培養(yǎng)容器14和支持物27的樣 本臺38，以及以延伸到樣本臺38的上側(cè)的狀態(tài)布置的照明裝置39。 顯微鏡單元26被布置為安裝到第一盒體10的底面的開口 10b。此外， 盡管樣本臺38和照明裝置39被布置在第一盒體10的恒溫室12的內(nèi) 部，但是顯微鏡單元26的大部分主體部分被收納到第二盒體11的一 側(cè)。這里，樣本臺38被配置為能夠沿水平方向(X方向和Y方向) 移動支持物27。此外，照明裝置39從上側(cè)照射培養(yǎng)容器14。另一方面，顯微鏡單元26的主體部分和控制單元40收納在第二 盒體11中?？刂茊卧?0包括CPU41、操作指示部件42和顯示面板43。這 里，圖8示出了控制單元40和培養(yǎng)器的各個部分之間的關(guān)系的方框 圖。CPU41連接到驅(qū)動機構(gòu)16、外部傳感器18、溫度調(diào)節(jié)裝置19、 噴霧裝置20、氣體引入部件21、內(nèi)部傳感器22、容器傳送機構(gòu)24、 容器傳送入/出機構(gòu)25以及顯微鏡單元26。此外，CPU41根據(jù)預(yù)定 程序控制各個部分。操作指示部分41包括鍵盤等的輸入模塊，用于利用CPU 41來 操作培養(yǎng)器的各個部分。也就是，CPU41執(zhí)行下述操作調(diào)節(jié)恒溫 室12內(nèi)部的環(huán)境參數(shù)，將培養(yǎng)容器14傳送入恒溫室12的內(nèi)部或傳 送出恒溫室12的外部，觀測培養(yǎng)容器14中的樣本，以及在恒溫室內(nèi) 部傳送培養(yǎng)容器14等。這里，操作指示部分42的指令包括從用戶直 接輸入的指令和先前由程序設(shè)置的指令兩者。此外，顯示面板43顯 示從CPU 41輸出的恒溫室12的環(huán)境條件等的輸出。以下說明第一實施例的培養(yǎng)器的操作。此外，將會簡略地說明培 養(yǎng)器的各個部分的一般操作。當操作培養(yǎng)器時，CPU 41通過內(nèi)部傳感器22來監(jiān)測恒溫室12
內(nèi)部的環(huán)境參數(shù)值。當環(huán)境參數(shù)值存在變化時，CPU41操作溫度調(diào) 節(jié)裝置19、噴霧裝置20和氣體引入部件21中的任何一個，以將恒 溫室12內(nèi)部的環(huán)境參數(shù)值調(diào)節(jié)為恒定。當從操作指示部件42指示傳送培養(yǎng)容器14時，CPU分別驅(qū)動 容器傳送機構(gòu)24的各個電動機32、 33、 37，以傳送支持物27上的 培養(yǎng)容器14。在此場合，容器傳送機構(gòu)24執(zhí)行以下任何一個動作(1)交換儲料器23內(nèi)部的培養(yǎng)容器14， (2)將培養(yǎng)容器14遞送到 容器入/出機構(gòu)23， (3)將培養(yǎng)容器14遞送到顯微鏡單元26。當從操作指示部件42指示觀測培養(yǎng)容器14時，CPU 41通過操 作顯微鏡單元26來觀測培養(yǎng)容器14的樣本。在此場合，CPU 41通 過顯微鏡單元26的照明裝置39來照射樣本。此外，根據(jù)操作指示部 件42的指令，CPU 41沿水平方向移動樣本臺38。由此，可以在培 養(yǎng)容器14的任意位置觀測樣本。當從操作指示部件42指示傳送出培養(yǎng)容器14時，CPU 41通過 操作驅(qū)動機構(gòu)16來打開自動門17。此外，CPU 41通過操作容器傳 送入/出機構(gòu)25的電動機單元25b，將傳送臺25a的培養(yǎng)容器14和支 持物27傳送出恒溫室14的外部。類似地，當從操作指示部件42指 示傳送入培養(yǎng)容器14時，CPU41通過操作容器傳送入/出機構(gòu)25的 電動機單元25b，將傳送臺25a的培養(yǎng)容器14和支持物27傳送入恒 溫室14的內(nèi)部。此外，CPU 41通過操作驅(qū)動機構(gòu)16來關(guān)閉自動門 17。接著，對第一實施例特有的操作進行說明。當傳送入/出培養(yǎng)容 器14時，觀測樣本，利用如上所述的操作指示部件42的指令來傳送 培養(yǎng)容器14，由于電動機生熱等或使外部氣流流入/流出傳送入口/ 出口 15而導(dǎo)致的溫度升高帶來環(huán)境參數(shù)的變化。因此，根據(jù)第一實 施例的培養(yǎng)器，CPU41在上述情形下執(zhí)行下述控制。 (操作電動機時的情形)圖9是示出在操作容器傳送機構(gòu)24的電動機32、 33和37的情 況下的溫度控制的流程圖。此外，盡管在操作樣本臺38、操作容器 傳送入/出機構(gòu)25的電動機單元25b和操作自動門17的驅(qū)動機構(gòu)16
時也進行類似的溫度控制，但是其內(nèi)容基本與下面描述的圖9的情形 中的內(nèi)容相同，因此，省略對其進行重復(fù)說明。步驟S101:根據(jù)用戶的輸入或預(yù)定程序，操作指示部件42指示 CPU 41來操作容器傳送機構(gòu)24。步驟S102: CPU 41基于操作指示部件42的操作指令，生成容 器傳送機構(gòu)24的各個電動機32、 33、 37的操作信息(位置信息和操 作時間信息)。這里，位置信息包括在容器傳送機構(gòu)24中操作的電動 機的初始位置(開始操作時的位置)的信息，以及根據(jù)容器傳送機構(gòu) 24的操作改變電動機的位置的信息。此外，所述操作時間信息被示 出為操作電動機的時間量和操作電動機的時間點，其中從容器傳送機 構(gòu)24開始操作時開始計算。例如，關(guān)于位置信息，第一電動機32不移動，因此CPU41僅 生成第一電動機32的初始位置作為位置信息。另一方面，根據(jù)容器 傳送機構(gòu)24的操作，移動第二電動機33和第三電動機37的位置， 因此，如下生成位置信息。CPU 41根據(jù)位置傳感器31的輸出檢測第二電動機33的當前位 置，并且生成第二電動機33的初始位置的信息。此外，CPU41通過 根據(jù)位置傳感器31、 34的輸出檢測第三電動機37的當前位置，生成 第三電動機37的初始位置的信息。接著，CPU41基于第二電動機33的當前位置和操作指令的內(nèi)容， 計算第二電動機33在Y方向的位置中的變化，并且生成第二電動機 33的位置中的變化的信息。此外，CPU 41基于第三電動機37的當 前位置和操作指令的內(nèi)容，計算第三電動機37在Y方向、Z方向的 位置中的變化的信息，并且生成第二電動機33的位置中的變化的信 息。注意，作為第二電動機33和第三電動機37的位置中的變化的信 息，以預(yù)定秒的間隔來生成與一序列操作對應(yīng)的多條位置信息。步驟S103: CPU 41計算在從幵始操作容器傳送機構(gòu)24到完成 操作容器傳送機構(gòu)24的時間段內(nèi)的恒溫室12內(nèi)部的溫度狀態(tài)的估計 變化量。具體地，基于各個電動機的操作信息(S102)和先前設(shè)置的 各個電動機的每單位時間的生熱量，利用預(yù)定的狀態(tài)等式來計算估計
變化量。此外，為彼此分離地相關(guān)設(shè)置于恒溫室12內(nèi)部的各個分割區(qū)域計算估計變化量。利用構(gòu)成熱源的電動機的位置關(guān)系(初始位置和電 動機的移動)和操作電動機的狀態(tài)(在各個位置出的電動機的ON/OFF)，分別改變各個分割區(qū)域的估計變化量。步驟S104: CPU 41基于操作指示部件42的操作指令，操作容 器傳送機構(gòu)24的各個電動機。步驟S105:與容器傳送機構(gòu)24的操作同步，CPU 41彼此獨立 地分別控制各個溫度調(diào)節(jié)裝置19來消除溫度狀態(tài)中的估計變化量 (S103)。由此，即使在操作電動機時，恒溫室12內(nèi)部的溫度也維持 為基本一致。此外，CPU 41完成各個溫度調(diào)節(jié)裝置的控制以及完成 容器傳送機構(gòu)24的操作，以恢復(fù)到正常溫度控制狀態(tài)。圖9的實例 的說明已經(jīng)完成。(操作照明裝置時的溫度控制的情形)圖10示出了在操作顯微鏡單元26的照明裝置39時的溫度控制 的流程圖。步驟S201:根據(jù)用戶的輸入或預(yù)定程序，操作指示部件42指示 CPU 41操作來觀測樣本。步驟S202: CPU 41基于操作指示部件42的操作指令，生成照 明裝置39的操作信息(照明裝置39的布置信息和照明時間信息)。步驟S203: CPU 41計算在從開始操作照明裝置39到完成操作 照明裝置39的時間段內(nèi)的恒溫室12內(nèi)部的溫度狀態(tài)的估計變化量。 具體地，基于照明裝置39的操作信息(S202)和先前設(shè)置的照明裝 置39的每單位時間的生熱量，利用預(yù)定的狀態(tài)等式來計算估計變化此外，為彼此分離地相關(guān)設(shè)置于恒溫室12內(nèi)部的各個分割區(qū)域 計算估計變化量。利用距離照明裝置39的距離和照明時間，分別改變各個分割區(qū)域的估計變化量。步驟S204: CPU 41基于操作指示部件42的操作指令，點亮照 明裝置39。此外，CPU41利用顯微鏡單元26執(zhí)行對樣本的觀測。
步驟S205:與在步驟S204中點亮照明裝置39同步，CPU41彼
此獨立地分別控制各個溫度調(diào)節(jié)裝置19來消除溫度狀態(tài)中的估計變 化量(S203)。由此，即使在點亮照明裝置39時，恒溫室12內(nèi)部的 溫度也維持為基本一致。此外，CPU41在完成容器傳送機構(gòu)24的操 作后完成步驟S205中的各個溫度調(diào)節(jié)裝置的控制，以恢復(fù)到正常溫 度控制狀態(tài)。圖IO的實例的說明已經(jīng)完成。 (打幵傳送入口/出口時的環(huán)境參數(shù)控制的情形)
圖11示出了打開傳送入口/出口 15時的環(huán)境參數(shù)控制的實例的 流程圖。在圖11的實例中，將會對調(diào)節(jié)溫度、濕度和二氧化碳濃度 的情形給出說明。此外，當調(diào)節(jié)氧氣濃度和氮氣濃度時，其內(nèi)容基本 與調(diào)節(jié)二氧化碳濃度的情形中的內(nèi)容相同，因此，省略對其進行重復(fù)說明。
歩驟S301:根據(jù)用戶的輸入或預(yù)定程序，操作指示部件42指示 CPU41操作來傳送出容器(或傳送入容器)。
步驟S302: CPU 41通過外部傳感器18和內(nèi)部傳感器22分別獲 取恒溫室12內(nèi)部和外部的環(huán)境參數(shù)(溫度、濕度和二氧化碳濃度) 值。此外，CPU41基于恒溫室12內(nèi)部和外部的各個環(huán)境參數(shù)值的差 來計算每單位時間各個環(huán)境參數(shù)的變化量。
步驟S303: CPU 41基于操作指示部件42的操作指令，生成完 全打開所述傳送入口/出口 15的時間段(完全打開所述傳送入口/出口 的時間段)的信息。
步驟S304: CPU 41分別計算從打開傳送入口/出口 15到關(guān)閉傳 送入口/出口 15的時間段期間恒溫室12內(nèi)部的各個環(huán)境參數(shù)的估計 變化量。具體地，CPU41基于(1)每單位時間的各個環(huán)境參數(shù)的估 計變化量(S302)， (2)完全打幵傳送入口/出口 15的時間段(S303)， (3)傳送入口/出口 15的開口區(qū)域，利用預(yù)定的狀態(tài)等式計算各個 環(huán)境參數(shù)的估計變化量。此外，進一步優(yōu)選的是，CPU41基于打開 和關(guān)閉傳送入口/出口 15的必要時間和自動門17的打開和關(guān)閉速度 的信息，在打開和關(guān)閉自動門17時計算各個環(huán)境參數(shù)的估計變化量。
步驟S305: CPU 41基于操作指示部件42的操作指令，通過操
作自動門17的驅(qū)動機構(gòu)16來打開傳送入口/出口 15。此外，CPU41 通過操作容器傳送入/出機構(gòu)25的電動機單元25b，將傳送臺25a傳 送出恒溫室12的外部。
步驟S306:與步驟S305中的傳送入口/出口 15的操作同步，CPU 41操作溫度調(diào)節(jié)裝置19、噴霧裝置20和氣體引入部件21來消除環(huán) 境參數(shù)中的估計變化量(S304)。由此，即使在打開傳送入口/出口 15 時，恒溫室12內(nèi)部的溫度、濕度和二氧化碳濃度基本上維持為一致。 此外，CPU41通過完成關(guān)閉自動門來完成溫度調(diào)節(jié)裝置19等的上述 控制，以恢復(fù)到正?？刂茽顟B(tài)。圖11的實例的說明已經(jīng)完成。
此外，盡管在上述圖9到圖11的說明中，為了方便說明，僅對 分別單獨進行各個操作的情形進行說明，但是實際上，還存在同吋進 行上述多個操作的情形。例如，當利用顯微鏡單元26觀測樣本吋， 存在同時進行照明裝置39的照射和樣本臺38的操作的情形，在此情 形下，基本上同時進行對消除照明裝置39的熱量生成的控制和對消 除樣本臺38的生熱的控制。此外，根據(jù)第一實施例，處于布置顯微 鏡單元26的區(qū)域附近的溫度調(diào)節(jié)裝置19的加熱性能和冷卻性能高于 處于其它位置的溫度調(diào)節(jié)裝置，因此，同樣在此情形下，顯微鏡單元 26附近的溫度可以被調(diào)節(jié)為類似于通常情形。
如下描述根據(jù)第一實施例的培養(yǎng)器的效果。 (1)根據(jù)第一實施例，當操作容器傳送裝置24的各個電動機、 顯微鏡單元26的樣本臺38、容器傳送入/出機構(gòu)25的電動機單元25b 或自動門17的驅(qū)動機構(gòu)時，CPU 41計算溫度狀態(tài)的估計變化量 (S103)。此外，溫度調(diào)節(jié)裝置19與電動機的操作同步地控制恒溫室 12內(nèi)部的溫度來消除估計變化量(S105)。
因此，根據(jù)第一實施例，幵始操作電動機和開始溫度控制間的時 間差變得非常小，根據(jù)電動機的生熱量進行溫度控制，因此，可以顯 著地降低恒溫室12內(nèi)部的溫度變化。也就是，根據(jù)第一實施例的培 養(yǎng)器，可以相對容易實現(xiàn)的是，在自動地在恒溫室12內(nèi)部傳送培養(yǎng) 容器14時，恒溫室12內(nèi)部的溫度環(huán)境可以維持為基本恒定。
特別地，根據(jù)第一實施例，在考慮到操作的電動機位置的情況下，
多個溫度調(diào)節(jié)裝置19彼此獨立地控制恒溫室12內(nèi)部的溫度(S103， S105)。此外，當移動電動機的位置(第二電動機33和第三電動機 37等)時，還在考慮到電動機的移動的情況下，進行恒溫室12內(nèi)部 的溫度控制(S102、 S103)。因此，可以顯著地限制產(chǎn)生恒溫室12 內(nèi)部的溫度中的非一致性。(2) 根據(jù)第一實施例，當照明裝置39照射顯微鏡單元26時， CPU 41計算溫度狀態(tài)的估計變化量(S203)。此外，溫度調(diào)節(jié)裝置 19與照明裝置39的操作同步地控制恒溫室12內(nèi)部的溫度來消除估 計變化量(S205)。因此，開始照明裝置39的照射和開始溫度控制間的時間差變得 非常小，根據(jù)照明裝置39的生熱量進行溫度控制，因此，可以顯著 地降低恒溫室12內(nèi)部的溫度變化。也就是，根據(jù)第一實施例的培養(yǎng) 器，可以相對容易實現(xiàn)的是，在自動地在恒溫室12內(nèi)部觀測樣本時， 恒溫室12內(nèi)部的溫度環(huán)境可以維持為基本恒定。(3) 根據(jù)第一實施例，當打開傳送入口/出口 15時，CPU41計 算各個環(huán)境參數(shù)的估計變化量(S304)。此外，與照明裝置39的操作 同步，溫度調(diào)節(jié)裝置19控制恒溫室12內(nèi)部的環(huán)境參數(shù)來消除估計變 化量(S306)。因此，根據(jù)第一實施例，打開傳送入口/出口 15和開始溫度控制 間的時間差變得非常小，通過打開傳送入口/出口 15，根據(jù)環(huán)境參數(shù) 的變化量進行溫度控制，因此，可以顯著地降低恒溫室12內(nèi)部的環(huán) 境條件的變化量。也就是，裉據(jù)第一實施例的培養(yǎng)器，當將培養(yǎng)容器 14自動地傳送入和傳送出恒溫室12時，可以相對容易實現(xiàn)的是，恒 溫室12內(nèi)部的溫度環(huán)境可以維持為基本恒定。 (第二實施例的說明)圖12是示出根據(jù)第二實施例的控制單元40和培養(yǎng)器的各個部分 間的關(guān)系的方框圖。第二實施例是第一實施例的修改例，并且除了控 制單元40夕卜，其組成與第一實施例基本相同。因此，第二實施例中 與第一實施例相同的組成被賦予相同的標注，并且省略對其的重復(fù)說 明。
根據(jù)第二實施例的控制單元40，存儲器44連接到CPU。存儲器 44存儲有(1)示出各個電動機的操作信息和溫度狀態(tài)的估計變化量 之間的對應(yīng)關(guān)系的查找表(LUT)， (2)示出照明裝置39的操作信息 和溫度狀態(tài)的估計變化量之間的對應(yīng)關(guān)系的LUT， (3)示出每單位 時間各個環(huán)境參數(shù)的變化量及完全打開傳送入口/出口 15時間段和環(huán) 境參數(shù)的估計變化量之間的對應(yīng)關(guān)系的查找表(LUT)。這里，在上述(1)的LUT中，準備與培養(yǎng)器的各個部分對應(yīng)的 LUT。此外，在上述(3)的LUT中，準備分別與受控的環(huán)境參數(shù)對 應(yīng)的LUT。根據(jù)第二實施例，CPU 41通過存儲器44的LUT獲取估計變化 量。因此，根據(jù)第二實施例，除了基本與第一實施例類似的效果外， 可以實現(xiàn)CPU41的計算量的降低、CPU41的電路規(guī)模的簡化。此外， 根據(jù)第二實施例，在操作電動機時，可以由內(nèi)部傳感器22來對實際 環(huán)境參數(shù)中的變化量進行采樣，并且CPU41可以基于測量值校正存 儲器44的LUT的數(shù)據(jù)。(實施例的補充項)盡管已經(jīng)利用上述實施例對本發(fā)明進行了說明，但是本發(fā)明的技 術(shù)范圍并不限于上述實施例，而是例如由下述方面構(gòu)成。(1) 本發(fā)明的培養(yǎng)器并不限于能夠調(diào)節(jié)二氧化碳濃度、氧氣濃 度和氮氣濃度中的所有的構(gòu)成。而且，能夠調(diào)節(jié)二氧化碳濃度、氧氣 濃度和氮氣濃度中的任何一個或兩個的培養(yǎng)器自然也包括在本發(fā)明 的技術(shù)范圍內(nèi)。(2) 本發(fā)明的各個部分的構(gòu)成并不限于實施例。例如，本發(fā)明 的溫度調(diào)節(jié)裝置可以由加熱單元和制冷循環(huán)系統(tǒng)等的組合的其它公 知裝置來實現(xiàn)。此外，根據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)濕度的環(huán)境參數(shù)調(diào)節(jié)部件可 以由存儲濕水的加濕皿和用于控制加濕皿的水溫度的溫度調(diào)節(jié)裝置(省略兩者的說明)構(gòu)成。
權(quán)利要求
1、一種培養(yǎng)器，該培養(yǎng)器包括被調(diào)節(jié)到預(yù)定環(huán)境條件的恒溫室，以及用于培養(yǎng)該恒溫室內(nèi)部的培養(yǎng)容器中的樣本，所述培養(yǎng)器包括移動機構(gòu)，用于通過電動機移動所述培養(yǎng)容器在所述恒溫室內(nèi)部的位置；溫度調(diào)節(jié)部件，用于調(diào)節(jié)所述恒溫室內(nèi)部的溫度；操作信息生成部件，用于在操作電動機之前生成關(guān)于操作的位置和操作所述電動機的時間段的操作信息；估計變化量輸出部件，用于基于所述操作信息，輸出由于操作電動機而產(chǎn)生的溫度狀態(tài)的估計變化量；以及控制部件，用于與操作所述電動機同步地控制所述溫度調(diào)節(jié)部件來消除所述估計變化量的溫度變化。
2、 如權(quán)利要求1所述的培養(yǎng)器，其中多個所述溫度調(diào)節(jié)部件被布置在所述恒溫室內(nèi)部彼此不同的位 置上，以及所述控制部件基于操作所述電動機的位置，彼此獨立地改變各個 溫度調(diào)節(jié)部件的輸出。
3、 如權(quán)利要求2所述的培養(yǎng)器，其中操作所述電動機的位置由所述移動機構(gòu)的操作來改變，并且所述 控制部件基于操作所述電動機的位置中的變化來彼此獨立地改變每 個所述溫度調(diào)節(jié)部件的輸出。
4、 一種培養(yǎng)器，該培養(yǎng)器包括被調(diào)節(jié)到預(yù)定環(huán)境條件的恒溫室， 以及用于培養(yǎng)該恒溫室內(nèi)部的培養(yǎng)容器中的樣本，所述培養(yǎng)器包括照明光源，用于照射所述恒溫室內(nèi)部的所述培養(yǎng)容器； 溫度調(diào)節(jié)部件，用于調(diào)節(jié)所述恒溫室內(nèi)部的溫度； 操作信息生成部件，用于在操作所述照明光源之前生成關(guān)于所述 照明光源的照射時間段的操作信息；估計變化量輸出部件，用于基于所述操作信息，輸出由于操作所 述照明光源而產(chǎn)生的溫度狀態(tài)的估計變化量；以及控制部件，用于與操作所述照明光源同步地控制所述溫度調(diào)節(jié)部 件以消除所述估計變化量的溫度變化。
5、 如權(quán)利要求4所述的培養(yǎng)器，其中多個所述溫度調(diào)節(jié)部件被布置在恒溫室內(nèi)部彼此不同的位置上，以及布置在所述照明光源附近的區(qū)域處的溫度調(diào)節(jié)部件在溫度變化 性能上被設(shè)置為高于布置在其它位置處的溫度調(diào)節(jié)部件。
6、 如權(quán)利要求1到5中任何一個權(quán)利要求所述的培養(yǎng)器，其中 所述估計變化量輸出部件由記錄有所述操作信息和所述估計變化量之間的對應(yīng)關(guān)系的記錄部件和基于所述操作信息計算所述估計 變化量的計算部件中任何一個構(gòu)成。
7、 一種培養(yǎng)器，該培養(yǎng)器包括被調(diào)節(jié)到預(yù)定環(huán)境條件的恒溫室， 以及用于培養(yǎng)所述恒溫室內(nèi)部的培養(yǎng)容器中的樣本，所述培養(yǎng)器包 括傳送入口/出口 ，用于將所述培養(yǎng)容器傳送入所述恒溫室內(nèi)部和 傳送出所述恒溫室內(nèi)部；自動門，用于打開和關(guān)閉所述傳送入口/出口；環(huán)境參數(shù)調(diào)節(jié)部件，用于調(diào)節(jié)選自所述恒溫室內(nèi)部的溫度、濕度、 二氧化碳濃度、氧氣濃度和氮氣濃度中任何一個的環(huán)境參數(shù)；第一傳感器部件，用于獲取所述恒溫室內(nèi)部的環(huán)境參數(shù)值；第二傳感器部件，用于獲得所述恒溫室外部的環(huán)境參數(shù)值；操作信息生成部件，用于在操作來打開所述自動門之前生成關(guān)于 打開所述自動門的時間段的操作信息；估計變化量輸出部件，用于基于所述恒溫室內(nèi)部和外部的環(huán)境參 數(shù)差和所述操作信息，輸出由于打開所述自動門而產(chǎn)生的環(huán)境參數(shù)的 估計變化量；以及控制部件，用于與操作所述自動門同步地控制所述環(huán)境參數(shù)調(diào)節(jié) 部件來消除所述估計變化量的所述環(huán)境參數(shù)中的變化。
8、如權(quán)利要求7所述的培養(yǎng)器，其中所述估計變化量輸出部件由記錄有所述恒溫室內(nèi)部和外部之間 的環(huán)境參數(shù)的差以及所述操作信息和所述估計變化量之間的對應(yīng)關(guān) 系的記錄部件和基于所述恒溫室內(nèi)部和外部之間的環(huán)境參數(shù)的差以 及所述操作信息計算所述估計變化量的計算部件中任何一個構(gòu)成。
全文摘要
一種培養(yǎng)器，該培養(yǎng)器包括被調(diào)節(jié)到預(yù)定環(huán)境條件的恒溫室，以及用于培養(yǎng)該恒溫室內(nèi)部的培養(yǎng)容器的樣本。所述培養(yǎng)器包括移動機構(gòu)，用于通過電動機移動所述培養(yǎng)容器在所述恒溫室內(nèi)部的位置；溫度調(diào)節(jié)部件，用于調(diào)節(jié)所述恒溫室內(nèi)部的溫度；操作信息生成部件，用于在操作電動機之前生成關(guān)于操作的位置和操作電動機的時間段的操作信息；估計變化量輸出部件，用于基于所述操作信息，輸出由于操作電動機而產(chǎn)生的溫度狀態(tài)的估計變化量；以及控制部件，用于與操作所述電動機同步地控制所述溫度調(diào)節(jié)部件來消除所述估計變化量的溫度變化。
文檔編號C12M1/00GK101213289SQ200680023989
公開日2008年7月2日 申請日期2006年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月1日
發(fā)明者清田泰次郎, 鹽野博文, 米谷信彥, 魚住孝之 申請人:株式會社尼康