JP2002369624A - Dark place observation device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、植物に影響を与え
ない暗所で、精密作業を行うことができる植物の暗所観
察装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plant dark place observation device capable of performing precision work in a dark place that does not affect plants.
【０００２】[0002]
【従来の技術】植物は一般的に光を受けて光合成を行
う。図７は、葉による光合成の作用スペクトルである。
この図に示すように光合成に用いられる光は約３５０ｎ
ｍ（紫外）から約７３０ｎｍ（近赤外）である。また、
植物は、フィトクロムと呼ばれる色素蛋白の一種を有
し、環境から受けた光情報に応答して、発生・分化など
巨視的過程から遺伝子発現や膜機能の微視的過程にいた
るまで広く調節を行うことが知られている。このフィト
クロムの一種は、例えば約３００ｎｍ〜約７８０ｎｍの
光照射により効果が顕れる。更に、約２５０ｎｍ〜約３
５０ｎｍの紫外光によっても、植物は影響を受けること
が報告されている。2. Description of the Related Art Plants generally undergo photosynthesis by receiving light. FIG. 7 is an action spectrum of photosynthesis by leaves.
As shown in this figure, the light used for photosynthesis is about 350 n.
m (ultraviolet) to about 730 nm (near infrared). Also,
Plants possess a type of chromoprotein called phytochrome and respond to light information received from the environment to regulate widely from macroscopic processes such as development and differentiation to microscopic processes of gene expression and membrane function. It is known. This kind of phytochrome exerts its effect by light irradiation of, for example, about 300 nm to about 780 nm. Furthermore, about 250 nm to about 3
Plants are also reported to be affected by 50 nm ultraviolet light.
【０００３】光の植物に与える影響を解明するために
は、植物に影響を与える光を遮断した環境を人為的に作
りだし、通常の環境化での成長と比較する必要がある。
例えば、光に応答した根毛分化の促進機構を調べ、それ
に関する突然変異体をスクリーニングするような場合、
植物に影響する波長の光パルスを与え、植物に影響を与
えない暗所でこれを経過観察する。また、植物の各組織
・器官の光に応答した遺伝子発現の変化を研究するため
には、暗所で材料の収穫や必要な組織の切断と固定を行
う必要がある。この場合、植物に影響を与えない暗所
で、非常に小さい植物の根を多数切り取って固定液中で
固定し、これからＲＮＡを単離・分析して遺伝子発現機
構を解明することが行われる。[0003] In order to elucidate the effects of light on plants, it is necessary to artificially create an environment in which light affecting plants is blocked, and to compare it with growth under normal environmental conditions.
For example, when investigating the mechanism of promoting root hair differentiation in response to light and screening for mutants related thereto,
A light pulse having a wavelength that affects the plant is given, and the light pulse is observed in a dark place that does not affect the plant. In addition, in order to study changes in gene expression in response to light in various tissues and organs of plants, it is necessary to harvest materials and cut and fix necessary tissues in a dark place. In this case, a large number of very small plant roots are cut out and fixed in a fixing solution in a dark place where the plants are not affected, and RNA is isolated and analyzed from the roots to elucidate the gene expression mechanism.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来は、植物に影響を
与えない安全光として緑色光を用い、その照射下でこの
ような作業を行ってきた。しかし、上述したように、植
物がごく微量の可視光〜近赤外光を感知して遺伝子発現
の変化を起こすことが近年明らかとなっている。そのた
め、従来の安全光（緑色光）は、その影響が回避できな
い問題点があった。また、その影響を回避するため、作
業者自身が装着して用いる赤外線暗視スコープが一部で
提案されているが、赤外線暗視スコープは、視角が狭
く、かつ至近距離の焦点があわない問題点があり、特に
細かい作業ができなかった。また、この赤外線暗視スコ
ープは、高価で作業能率が悪く、かつ装着面から光が漏
れて材料に影響を与えるおそれもあった。Conventionally, green light has been used as safety light which does not affect plants, and such work has been performed under the irradiation of green light. However, as described above, it has recently been clarified that plants sense very small amounts of visible light to near-infrared light and cause changes in gene expression. Therefore, the conventional safety light (green light) has a problem that its influence cannot be avoided. In addition, in order to avoid the influence, some infrared night-vision scopes worn by the worker themselves have been proposed, but the infrared night-vision scope has a problem that the viewing angle is narrow and the focus at a close distance is not in focus. There was a point and I couldn't do any detailed work. Further, this infrared night-vision scope is expensive and has poor work efficiency, and there is a risk that light may leak from the mounting surface and affect the material.
【０００５】一方、暗箱中でカメラ内のフィルムを取り
出すために、図８に示すような暗箱用明視装置（特開平
１０−８３０６０号）が提案されている。この装置は、
暗箱１内を赤外照明器２で照明し、ＣＣＤカメラ３で撮
影した画像をモニター７に表示し、腕挿入口６から手を
入れ、モニターを見ながらカメラ５の中のフィルムを取
り出すものである。なお、この図で、４は出入口、８は
扉、９はモニター支え台である。On the other hand, in order to take out a film from a camera in a dark box, a clear visual device for a dark box as shown in FIG. 8 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-83060) has been proposed. This device is
The inside of the dark box 1 is illuminated by the infrared illuminator 2, an image taken by the CCD camera 3 is displayed on the monitor 7, a hand is put through the arm insertion port 6, and the film in the camera 5 is taken out while looking at the monitor. is there. In this figure, 4 is an entrance, 8 is a door, and 9 is a monitor support.
【０００６】しかし、植物の暗所観察の場合、上述した
従来の手段には以下の問題点があった。 （１）暗箱用明視装置では、ＣＣＤカメラ３が暗箱の上
部にあり、モニター７が箱の後方のモニター支え台９の
上にあるので、ＣＣＤカメラとモニターの向きを一致さ
せることができない。そのため、明視する対象物（この
場合カメラ５）とモニター上の画像との上下が不一致と
なり、手探りによるような簡単な作業しかできない。す
なわち、微細な植物の根を切り取って固定液中に浸すよ
うな、精密作業を行うことができなかった。 （２）また、植物に影響を与えない暗所で、精密作業を
行うためには、全体を表示すると共に、微細な対象部分
も必要に応じて自由に拡大表示できる必要がある。 （３）更に精密作業のため両手を内部に挿入した姿勢の
まま、各機器の操作を行う必要がある。However, in the case of observing a plant in a dark place, the above-described conventional means has the following problems. (1) In the clear vision device for a dark box, since the CCD camera 3 is located above the dark box and the monitor 7 is located on the monitor support 9 behind the box, the orientations of the CCD camera and the monitor cannot be matched. For this reason, the object to be clearly seen (in this case, the camera 5) and the image on the monitor are inconsistent with each other, and only a simple operation such as groping can be performed. That is, it was not possible to perform a precision operation such as cutting out a fine plant root and immersing it in a fixative. (2) In order to perform precision work in a dark place that does not affect plants, it is necessary to display the entirety and freely enlarge and display a fine target portion as needed. (3) It is necessary to operate each device while keeping both hands inserted for precision work.
【０００７】本発明はかかる問題点を解決するために創
案されたものである。すなわち、本発明の主目的は、植
物に影響を与えない暗所で、微細な植物の根を切り取っ
て固定液中に浸すような、精密作業を行うことができる
暗所観察装置を提供することにある。また、本発明の別
の目的は、植物に影響を与えない暗所で、特定の光の影
響を観察することができ、かつそれに関する突然変異体
をスクリーニングすることができる暗所観察装置を提供
することにある。The present invention has been made to solve such a problem. That is, a main object of the present invention is to provide a dark place observation device that can perform a precision operation, such as cutting a fine plant root and immersing it in a fixing solution in a dark place that does not affect plants. It is in. Another object of the present invention is to provide a dark place observing apparatus capable of observing the influence of specific light in a dark place that does not affect plants and screening mutants related thereto. Is to do.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、外光の
侵入を完全に遮蔽しかつ内部に手を入れて作業可能なグ
ローブ（１２ａ）を有する暗箱（１２）と、該暗箱内に
配置され植物に影響を与えない波長の赤外光で暗箱内の
植物を照明する赤外光源（１４）と、暗箱内の植物を撮
影する赤外用ＣＣＤカメラ（１６）と、暗箱の外部に配
置され前記ＣＣＤカメラで撮影した画像を表示するモニ
ター（１８）とを備え、前記ＣＣＤカメラ（１６）の向
きとモニター（１８）の背面の向きがほぼ一致し、かつ
グローブ（１２ａ）から手を入れた作業者の視線上にほ
ぼ位置する、ことを特徴とする暗所観察装置が提供され
る。According to the present invention, there is provided a dark box (12) having a glove (12a) capable of completely blocking the intrusion of external light and working by putting a hand inside the dark box (12). An infrared light source (14) for illuminating the plants in the dark box with infrared light having a wavelength that does not affect the plants and an infrared CCD camera (16) for photographing the plants in the dark box, and placed outside the dark box A monitor (18) for displaying an image photographed by the CCD camera, the orientation of the CCD camera (16) and the back of the monitor (18) substantially match, and a hand is inserted from the glove (12a). A dark place observation device, which is located substantially on the line of sight of a worker who has performed the task.
【０００９】上記本発明の構成によれば、ＣＣＤカメラ
（１６）の向きとモニター（１８）の背面の向きがほぼ
一致し、かつそれらがグローブ（１２ａ）から手を入れ
た作業者の視線上にほぼ位置するので、対象物（微細な
植物）とモニター上の画像との上下が一致し、かつモニ
ター上の画像をあたかも実際の対象物を直視している感
覚で扱うことができる。従って、微細な植物の根を切り
取って固定液中に浸すような、精密作業であっても、誤
動作を起こすことなく確実に行うことができる。また、
植物に影響を与えない波長の赤外光で暗箱内の植物を照
明するので、照明・撮影時間が長時間に及ぶ場合でも、
実質的に完全な暗所で育成したと同一の効果を得ること
ができる。更に、この暗箱内に特定の光を照射すること
により、その影響を観察し、かつその突然変異体をスク
リーニングすることが容易にできる。According to the configuration of the present invention, the direction of the CCD camera (16) and the direction of the back of the monitor (18) are almost the same, and they are on the line of sight of the worker who has reached through the glove (12a). Since the object (fine plant) and the image on the monitor are vertically aligned, the image on the monitor can be handled as if the user were looking directly at the actual object. Therefore, even precision work, such as cutting out a fine plant root and immersing it in a fixative, can be reliably performed without causing a malfunction. Also,
Since the plants in the dark box are illuminated with infrared light of a wavelength that does not affect the plants, even if the lighting and shooting time is long,
The same effect as when grown in a substantially complete dark place can be obtained. Further, by irradiating the dark box with specific light, it is possible to easily observe the effect and to screen the mutant.
【００１０】本発明の好ましい実施形態によれば、前記
ＣＣＤカメラ（１６）は、撮影倍率が異なる複数のカメ
ラからなり、かつ前記モニター（１８）は、複数のカメ
ラの画像を同時に表示する。同一のモニター上に倍率の
異なる複数の画像を同時に表示することにより、作業者
の視線上に複数の画像をほぼ位置することができ、精密
作業のため両手を内部に挿入した姿勢のまま、必要に応
じて見る画像を変えるだけで、全体と細部を随時観察す
ることができる。According to a preferred embodiment of the present invention, the CCD camera (16) comprises a plurality of cameras having different photographing magnifications, and the monitor (18) displays images from the plurality of cameras simultaneously. By displaying multiple images with different magnifications on the same monitor at the same time, multiple images can be positioned almost in the line of sight of the worker. The entire image and details can be observed at any time simply by changing the image to be viewed in accordance with.
【００１１】前記赤外光源（１４）の波長は、植物に影
響を与えない約７８０ｎｍ以上であり、かつ赤外用ＣＣ
Ｄカメラ（１６）で撮影可能な約１３００ｎｍ以下であ
る。かかる波長の光源を用いることにより、植物に影響
を与えずに暗所内の植物を観察することができる。The wavelength of the infrared light source (14) is about 780 nm or more that does not affect plants, and the infrared CC
It is about 1300 nm or less that can be photographed by the D camera (16). By using a light source having such a wavelength, plants in a dark place can be observed without affecting the plants.
【００１２】前記赤外光源（１４）は、水蒸気の吸収波
長と一致しない波長約１０６０ｎｍ又は約１２００ｎｍ
のＬＥＤ又はレーザー光であるのがよい。かかるＬＥＤ
又はレーザー光を光源として用いることにより、植物自
体またはその周囲の水分の昇温を回避し、植物への影響
を更に低減することができる。The infrared light source (14) has a wavelength of about 1060 nm or about 1200 nm which does not match the absorption wavelength of water vapor.
LED or laser light. Such LED
Alternatively, by using laser light as a light source, it is possible to avoid an increase in the temperature of water in the plant itself or its surroundings, and to further reduce the effect on the plant.
【００１３】また、前記赤外用ＣＣＤカメラ（１６）の
画像を経時的に録画する録画装置（２１）と、録画され
た画像を解析する画像解析装置（２２）を備えるのがよ
い。この構成により、録画した画像の解析から、植物の
各器官や組織の成長速度等を定量的に解析することが可
能となる。It is preferable that a recording device (21) for recording the image of the infrared CCD camera (16) with time and an image analysis device (22) for analyzing the recorded image are provided. With this configuration, it is possible to quantitatively analyze the growth rate of each organ or tissue of a plant from the analysis of the recorded image.
【００１４】更に、暗箱内の植物を録画と連動させて昇
降させるラボジャッキ（２３）を備え、植物の一部の拡
大像を高倍率で連続して撮影し全体像を再構築するのが
よい。この構成により、上下に伸びる試料（例えば植物
の根）を高倍率で観察しながら全体像を高精度に再構築
することができる。Further, it is preferable that a lab jack (23) for raising and lowering the plants in the dark box in conjunction with the recording is provided, and that an enlarged image of a part of the plants be continuously photographed at a high magnification to reconstruct the whole image. . With this configuration, the whole image can be reconstructed with high accuracy while observing the sample (for example, the root of a plant) extending vertically at a high magnification.
【００１５】また、植物に影響を与える特定波長の光を
暗箱内の植物に一時的に又は継続して照射する光照射装
置（２４）を備える、ことが好ましい。かかる光照射装
置（２４）により、例えば特定の波長の可視光（青色
光、赤色光、近赤外光）をＬＥＤ又は光ファイバ等で照
射して、特定の光の影響を暗所で直接観察することがで
き、かつそれに関する突然変異体をスクリーニングする
ことができる。It is preferable that a light irradiation device (24) for temporarily or continuously irradiating the plant in the dark box with light having a specific wavelength affecting the plant is provided. By such a light irradiation device (24), for example, visible light (blue light, red light, near infrared light) of a specific wavelength is irradiated by an LED or an optical fiber or the like, and the influence of the specific light is directly observed in a dark place. And screen for mutants therefor.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面を参照して説明する。なお、各図において、共通
する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略す
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In each of the drawings, common portions are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
【００１７】図１は、本発明による暗所観察装置の第１
実施形態を示す正面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線
における断面図である。図１及び図２に示すように、本
発明の暗所観察装置１０は、暗箱１２、赤外光源１４、
赤外用ＣＣＤカメラ１６及びモニター１８を備える。FIG. 1 shows a first embodiment of a dark place observation apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a front view showing the embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, the dark place observation device 10 of the present invention includes a dark box 12, an infrared light source 14,
An infrared CCD camera 16 and a monitor 18 are provided.
【００１８】暗箱１２は、外光の侵入を完全に遮蔽しか
つ内部に手を入れて作業可能なグローブ１２ａを有す
る。この例において、暗箱１２は、幅及び奥行きが約４
００ｍｍ、高さが約３５０ｍｍの矩形の箱であり、その
側面の２ヶ所にグローブ１２ａが取付けられ、このグロ
ーブ１２ａから内部に両手を挿入して、外光の侵入（光
漏れ）を防止しながら内部の対象物１１（例えば植物の
根）を両手で操作できるようになっている。また、暗箱
１２の上面又は任意の箇所に開閉扉（図示せず）を有
し、内部へ計測機器や試料を搬入できるようになってい
る。The dark box 12 has a glove 12a which completely blocks the invasion of external light and can be operated by hand. In this example, the dark box 12 has a width and depth of about 4
It is a rectangular box having a height of about 00 mm and a height of about 350 mm. Gloves 12a are attached to two places on the sides of the box, and both hands are inserted into the gloves 12a to prevent outside light from entering (light leakage). The internal object 11 (for example, a plant root) can be operated with both hands. Further, an opening / closing door (not shown) is provided on the upper surface of the dark box 12 or at an arbitrary position, so that a measuring instrument or a sample can be carried inside.
【００１９】赤外光源１４は、暗箱内に配置され植物１
１に影響を与えない波長の赤外光で暗箱内の植物を照明
する。植物１１に影響を与える波長は、上述したよう
に、約２５０ｎｍ〜約７８０ｎｍの紫外光、可視光、近
赤外光である。従って、植物に影響を与えない波長とし
て、少なくとも約７８０ｎｍ以上、好ましくは約８００
ｎｍ以上の赤外光を用いるのがよい。The infrared light source 14 is placed in a dark box and the plant 1
The plants in the dark box are illuminated with infrared light of a wavelength that does not affect 1. As described above, the wavelengths affecting the plant 11 are ultraviolet light, visible light, and near-infrared light of about 250 nm to about 780 nm. Therefore, the wavelength that does not affect plants is at least about 780 nm or more, preferably about 800 nm.
It is preferable to use infrared light of nm or more.
【００２０】赤外用ＣＣＤカメラ１６は、赤外光源１４
で照明された暗箱内の植物１１を撮影する。従って、赤
外用ＣＣＤカメラ１６は、使用する赤外光源１４の波長
に対応した感度分布を有する必要がある。The infrared CCD camera 16 includes an infrared light source 14
The plant 11 in the dark box illuminated by is photographed. Therefore, the infrared CCD camera 16 needs to have a sensitivity distribution corresponding to the wavelength of the infrared light source 14 to be used.
【００２１】図３は、本発明を構成する赤外光源１４の
発光スペクトル特性の例である。この図において、
（Ａ）は発光波長９５０ｎｍのＬＥＤの例であり、約９
５０ｎｍをピークとし、約８７０ｎｍから約１０５０ｎ
ｍの赤外光を発光する。また、（Ｂ）は発光波長１２０
０ｎｍのＬＥＤの例であり、約１２００ｎｍをピークと
し、約１０００ｎｍから約１３００ｎｍの赤外光を発光
する。従って、これらのＬＥＤを赤外光源１４として用
いることができる。また、例えば約９８０ｎｍ、約１０
６０ｎｍのレーザー光も赤外光源１４として用いること
ができる。FIG. 3 shows an example of the emission spectrum characteristics of the infrared light source 14 constituting the present invention. In this figure,
(A) is an example of an LED having an emission wavelength of 950 nm,
Peaking at 50 nm, from about 870 nm to about 1050 n
m infrared light. (B) shows an emission wavelength of 120.
This is an example of an LED of 0 nm, which peaks at about 1200 nm and emits infrared light of about 1000 nm to about 1300 nm. Therefore, these LEDs can be used as the infrared light source 14. For example, about 980 nm, about 10
A 60 nm laser light can also be used as the infrared light source 14.
【００２２】図４は、本発明を構成する赤外用ＣＣＤカ
メラの感度分布例である。この例において、ＣＣＤカメ
ラの感度範囲は、約４００ｎｍ〜約１３００ｎｍの範囲
である。従ってこの赤外用ＣＣＤカメラを用いる場合、
約１３００ｎｍを超える赤外光源は使用できない。従っ
て、赤外光源１４の波長は、植物に影響を与えない約７
８０ｎｍ以上であり、かつ赤外用ＣＣＤカメラ１６で撮
影可能な約１３００ｎｍ以下である必要がある。なお、
この要件は、本質的ではなく、約１３００ｎｍを超える
範囲で高い感度特性を有するＣＣＤカメラと赤外光源を
用いてもよい。FIG. 4 shows an example of the sensitivity distribution of the infrared CCD camera constituting the present invention. In this example, the sensitivity range of the CCD camera ranges from about 400 nm to about 1300 nm. Therefore, when using this infrared CCD camera,
Infrared light sources exceeding about 1300 nm cannot be used. Therefore, the wavelength of the infrared light source 14 is about 7 which does not affect plants.
It must be at least 80 nm and not more than about 1300 nm that can be photographed by the infrared CCD camera 16. In addition,
This requirement is not essential, and CCD cameras and infrared light sources with high sensitivity characteristics in the range above about 1300 nm may be used.
【００２３】図５は、水蒸気により吸収される波長を示
す図である。この図から、波長約７８０ｎｍ〜約１３０
０ｎｍの範囲において、約９５０ｎｍと約１１５０ｎｍ
において水蒸気による吸収が大きいことがわかる。従っ
て、赤外光の照射により植物自体への直接的な影響はな
いが、植物自体またはその周囲の水分の昇温を回避する
ために、赤外光源１４は、水蒸気の吸収波長と一致しな
い波長、例えば約１０６０ｎｍ又は約１２００ｎｍのＬ
ＥＤ又はレーザー光であることが特に望ましい。なお水
温の影響が少ない場合には、発光波長９５０ｎｍのＬＥ
Ｄを用いてもよい。FIG. 5 is a diagram showing wavelengths absorbed by water vapor. From this figure, it can be seen that the wavelength is about 780 nm to about 130.
In the range of 0 nm, about 950 nm and about 1150 nm
It can be seen that the absorption by water vapor is large. Therefore, irradiation of infrared light has no direct effect on the plant itself, but in order to avoid the temperature rise of the water itself or its surroundings, the infrared light source 14 emits light having a wavelength that does not match the absorption wavelength of water vapor. For example, L of about 1060 nm or about 1200 nm
Particularly preferred is ED or laser light. When the influence of the water temperature is small, the LE of 950 nm emission wavelength is used.
D may be used.
【００２４】図１及び図２において、モニター１８は、
暗箱１２の外部に配置され、ＣＣＤカメラ１６で撮影し
た画像を表示するようになっている。In FIGS. 1 and 2, the monitor 18 is
It is arranged outside the dark box 12 and displays an image taken by the CCD camera 16.
【００２５】ＣＣＤカメラ１６は、この例では、低倍率
正面カメラ１６ａ、高倍率正面カメラ１６ｂ、魚眼平面
カメラ１６ｃ及び図示しない側面カメラからなる。この
うち、低倍率正面カメラ１６ａと高倍率正面カメラ１６
ｂは、グローブ１２ａから手（この場合両手）を入れた
作業者の試料１１を見るための視線上に同一の向きでほ
ぼ位置している。低倍率正面カメラ１６ａは、暗室内の
試料１１（植物）の正面全体を撮影するように倍率の低
いレンズを備えたＣＣＤカメラである。高倍率正面カメ
ラ１６ｂは、試料１１（植物）の正面の一部を拡大撮影
するように倍率の高いレンズを有する。魚眼平面カメラ
１６ｃは、試料を含む暗箱内全体を上面から撮影するよ
うに広角又は魚眼のレンズを有する。側面カメラは、例
えば低倍率のレンズを備え、正面から把握しにくい視覚
領域を撮影するように配置される。In this example, the CCD camera 16 comprises a low-magnification front camera 16a, a high-magnification front camera 16b, a fish-eye flat camera 16c, and a side camera (not shown). Among them, the low-magnification front camera 16a and the high-magnification front camera 16a
b is located substantially in the same direction on the line of sight for viewing the sample 11 of the worker who has put his hands (in this case, both hands) from the glove 12a. The low-magnification front camera 16a is a CCD camera provided with a low-magnification lens so as to photograph the entire front of the sample 11 (plant) in the dark room. The high-magnification front camera 16b has a high-magnification lens so as to magnify and photograph a part of the front of the sample 11 (plant). The fish-eye flat camera 16c has a wide-angle or fish-eye lens so that the entire inside of the dark box including the sample is photographed from above. The side camera includes, for example, a low-magnification lens and is arranged so as to photograph a visual region that is difficult to grasp from the front.
【００２６】なお、ＣＣＤカメラ１６は、この組合せに
限定されず、例えば正面カメラ１６ａ，１６ｂの一方又
は両方をズームレンズにしてもよい。また、この例で
は、低倍率正面カメラ１６ａを視線上のわずかに上側、
高倍率正面カメラ１６ｂをわずかに下側に配置している
が、本発明はこれに限定されず、例えば、上下を逆に
し、或いは左右に配置してもよい。The CCD camera 16 is not limited to this combination. For example, one or both of the front cameras 16a and 16b may be zoom lenses. Also, in this example, the low-magnification front camera 16a is slightly
Although the high-magnification front camera 16b is arranged slightly below, the present invention is not limited to this. For example, the camera may be arranged upside down or left and right.
【００２７】ＣＣＤカメラ１６（この例では１６ａと１
６ｂ）の向きとモニター１８の背面の向きがほぼ一致
し、かつグローブ１２ａから手を入れた作業者の視線上
にほぼ位置して配置される。すなわちグローブ１２ａか
ら手を入れた作業者が暗箱１２内の試料１１を見る方向
に、モニター１８、ＣＣＤカメラ１６、試料１１の順で
ほぼ並ぶように配置されている。また、この例で、モニ
ター１８は、４つのカメラの画像を同時に表示するよう
に、４分割されたディスプレイ面１８ａ，１８ｂ，１８
ｃ，１８ｄを有する。各ディスプレイ面には、それぞれ
低倍率正面カメラ１６ａ、高倍率正面カメラ１６ｂ、魚
眼平面カメラ１６ｃ及び図示しない側面カメラの画像が
表示され、精密作業のため両手を内部に挿入した姿勢の
まま、必要に応じて見る画像を変えるだけで、全体と細
部を随時観察することができるようになっている。The CCD camera 16 (16a and 1 in this example)
The direction of 6b) and the direction of the back of the monitor 18 substantially match, and the position is almost positioned on the line of sight of an operator who has reached through the glove 12a. That is, the monitor 18, the CCD camera 16, and the sample 11 are arranged in this order in a direction in which an operator who puts his hand through the glove 12 a looks at the sample 11 in the dark box 12. In this example, the monitor 18 is divided into four display surfaces 18a, 18b, 18 so as to simultaneously display images from four cameras.
c, 18d. On each display surface, images of the low-magnification front camera 16a, high-magnification front camera 16b, fish-eye flat camera 16c, and side camera (not shown) are displayed, and it is necessary to keep both hands inserted for precision work. The entire image and details can be observed at any time simply by changing the image to be viewed according to the image.
【００２８】上述したように、本発明の暗所観察装置
は、低倍率正面カメラ１６ａと高倍率正面カメラ１６ｂ
を備えて実体顕微鏡としての機能も併せもっている。す
なわち、倍率の異なる２つのＣＣＤカメラ１６ａと１６
ｂを正面に設けたことにより、両手が暗箱１２の中で作
業している状態、例えば片手で試料を持ち、片手でハサ
ミを持っている状態で、倍率を変える操作をすることな
く、微細な試料を扱うことができる。なお、ズームレン
ズのついた１台のＣＣＤカメラを内部で或いは足で操作
して代用することも可能である。As described above, the dark place observation apparatus of the present invention comprises a low-magnification front camera 16a and a high-magnification front camera 16b.
It also has the function of a stereo microscope. That is, two CCD cameras 16a and 16
By providing b in the front, it is possible to perform fine operations without changing the magnification while both hands are working in the dark box 12, for example, holding the sample with one hand and holding scissors with one hand. Can handle samples. Incidentally, it is also possible to operate one CCD camera with a zoom lens internally or by using a foot and substitute it.
【００２９】また、作業者の視線に配置した２台のＣＣ
Ｄカメラは角度が固定されているため、暗箱内に死角が
生じるが、４分割モニタで別の角度からの映像を含む複
数（３〜４台）のＣＣＤカメラの映像を同時に見ること
ができるため、死角の影響をなくすことができる。な
お、モニタ１８は、分割型の液晶モニタを暗箱１２の手
前に配置するようにしたが、作業者の視線上にほぼ位置
し、かつ作業者が無理のない姿勢で映像を見ることがで
きる範囲であれば、これに限定されない。例えば、分割
モニタの替わりに複数のモニタを用いたい場合には、上
述の範囲内で暗箱１２の上部に配置してもよい。Also, two CCs arranged in the line of sight of the worker
Since the angle of the D camera is fixed, a blind spot occurs in the dark box, but the images of a plurality of (3 to 4) CCD cameras including images from different angles can be simultaneously viewed on the 4-split monitor. , The effects of blind spots can be eliminated. Note that the monitor 18 is such that the split-type liquid crystal monitor is arranged in front of the dark box 12, but is located almost on the line of sight of the worker and allows the worker to view images in a reasonable posture. However, it is not limited to this. For example, when it is desired to use a plurality of monitors instead of the divided monitors, the monitors may be arranged above the dark box 12 within the above range.
【００３０】更に、カメラが作業者の視線上にあり、か
つ作業の邪魔にならない位置（暗箱の角）にカメラを配
置したため、自然な感覚でモニタの画像を見ながら作業
を進めることができる。すなわち、ＣＣＤカメラ１６ａ
と１６ｂとモニター１８を適切に配置することにより、
あたかもモニターの位置にある窓を透視して暗箱１２内
の試料１１を直接見ているようにできる。また、作業中
に不自然な姿勢にならないので、長時間の作業が可能で
ある。特に、細かい作業を行うために、ＣＣＤカメラが
作業者の視線にあることが重要である。Further, since the camera is located in the line of sight of the worker and is located at a position (corner of the dark box) that does not hinder the work, the work can be performed while looking at the image on the monitor with a natural feeling. That is, the CCD camera 16a
By properly arranging the monitor 18 and the monitor 18,
It is possible to see the sample 11 in the dark box 12 directly through the window at the position of the monitor. Further, since the posture does not become unnatural during the operation, the operation can be performed for a long time. In particular, in order to perform detailed work, it is important that the CCD camera is in the line of sight of the worker.
【００３１】図２において、本発明の植物の暗所観察装
置１０は、更に、赤外用ＣＣＤカメラ１６の画像を経時
的に録画する録画装置２１と、録画された画像を解析す
る画像解析装置２２を備える。録画装置２１は、パソコ
ン又はビデオデッキ、画像解析装置２２は例えばパソコ
ンであり、ＣＣＤカメラの映像をパソコンのビデオボー
ドまたはビデオデッキで受け取り、経時的に画像を録画
し、更に録画した画像を画像解析ソフトウェアで解析
し、各器官や組織の成長速度を定量することができる。
これにより、例えば、暗所でのシロイヌナズナの成長
（根毛の分化）の解析を行うことができる。In FIG. 2, the plant dark place observation device 10 of the present invention further comprises a recording device 21 for recording the image of the infrared CCD camera 16 with time, and an image analysis device 22 for analyzing the recorded image. Is provided. The recording device 21 is a personal computer or a video deck, and the image analyzing device 22 is, for example, a personal computer. The image of the CCD camera is received by the video board or the video deck of the personal computer, the image is recorded over time, and the recorded image is analyzed. It can be analyzed with software to quantify the growth rate of each organ or tissue.
Thus, for example, the growth of Arabidopsis thaliana in a dark place (root hair differentiation) can be analyzed.
【００３２】図６は、縦長のシャーレに育てている試料
１１（植物）の成長過程を水平方向から観察できるよう
にした場合の図２と同様の断面図である。作業者の視線
上にあるＣＣＤカメラ（この例では１６ａ）の向きとモ
ニター１８の背面の向きがほぼ一致し、かつグローブ１
２ａから手を入れた作業者の視線上にほぼ位置する点
で、図２と同様である。この例において、ＣＣＤカメラ
１６ｂは、試料１１を水平方向から撮影するように配置
されている。また、モニター１８を、破線で示したよう
に、ＣＣＤカメラ１６ｂの位置に移動することによっ
て、試料１１をＣＣＤカメラ１６ｂに対して水平になる
ように微調整することができる。FIG. 6 is a cross-sectional view similar to FIG. 2 when the growth process of the sample 11 (plant) grown in a vertically long petri dish can be observed from the horizontal direction. The direction of the CCD camera (16a in this example) in the line of sight of the worker and the direction of the back of the monitor 18 substantially match, and the glove 1
This is similar to FIG. 2 in that it is located substantially on the line of sight of the worker who has put his hand from 2a. In this example, the CCD camera 16b is arranged to photograph the sample 11 from a horizontal direction. Further, by moving the monitor 18 to the position of the CCD camera 16b as shown by the broken line, the sample 11 can be finely adjusted so as to be horizontal with respect to the CCD camera 16b.
【００３３】更に、この例において、本発明の植物の暗
所観察装置１０は、暗箱１２内の植物１１を録画と連動
させて昇降させるラボジャッキ２３を備えている。この
構成により、複数の植物個体を連続して自動で撮影する
ことができ、かつ個体の一部の拡大像を高倍率で連続し
て自動で撮影し、全体像を再構築することができる。な
お電動マニピュレータ或いは電動ステージを用いて試料
１１を水平移動させ、複数の植物個体を連続して自動撮
影してもよい。Further, in this example, the plant dark place observing apparatus 10 of the present invention is provided with a lab jack 23 for raising and lowering the plant 11 in the dark box 12 in conjunction with recording. With this configuration, a plurality of individual plants can be continuously and automatically photographed, and an enlarged image of a part of the individual plant can be continuously and automatically photographed at a high magnification to reconstruct the entire image. The sample 11 may be horizontally moved using an electric manipulator or an electric stage, and a plurality of individual plants may be automatically photographed continuously.
【００３４】また、本発明の植物の暗所観察装置１０
は、更に、植物１１に影響を与える特定波長の光を暗箱
内の植物に一時的に又は継続して照射する光照射装置２
４を備える。この光照射装置２４は、例えば暗箱の外部
に設置された図示しない光源とこの光を暗箱内の特定の
箇所まで導入する光ファイバとからなる。かかる光照射
装置２４により、例えば特定の波長の可視光（青色光、
赤色光、近赤外光）をＬＥＤ又は光ファイバ等で照射し
て、特定の光の影響を暗所で直接観察することができ、
かつそれに関する突然変異体をスクリーニングすること
ができる。更に、長時間の培養実験中に、温度及びガス
環境を一定に保つために、換気システムや温度制御シス
テムを備えることが好ましい。Further, the plant dark place observation apparatus 10 of the present invention
Further, the light irradiation device 2 for temporarily or continuously irradiating the plant in the dark box with light of a specific wavelength affecting the plant 11
4 is provided. The light irradiation device 24 includes, for example, a light source (not shown) installed outside the dark box and an optical fiber for introducing the light to a specific location in the dark box. By such a light irradiation device 24, for example, visible light (blue light,
Red light, near-infrared light) by irradiating with LED or optical fiber, etc., it is possible to directly observe the influence of specific light in a dark place,
And mutants related thereto can be screened. Further, it is preferable to provide a ventilation system and a temperature control system in order to keep the temperature and gas environment constant during a long-term culture experiment.
【００３５】上述した本発明の暗所観察装置により、光
に応答した根毛分化の促進機構を調べ、野生型のシロイ
ヌナズナの根毛分化過程を解析し、そのデータを基に突
然変異体をスクリーニングすること等ができる。また、
様々な光刺激を与えた後、暗培養しているシロイヌナズ
ナの根毛分化の解析、或いはそれ以外の器官（胚軸や根
の伸長、子葉の開閉、フック形成等）の解析にも適用で
きる。更に、例えば目的の突然変異体が見つかった場
合、暗所で必要な個体あるいは培養容器のみを取り出
し、残りの植物に関しては引き続き暗培養しながら観察
することもできる。すなわち、上述した植物の暗所観察
装置を用い、赤外線でモニタリングしながら、非常に小
さい植物であるシロイヌナズナをポットから抜き出し、
根を切り取り、固定液に浸す作業が容易にできる。The mechanism for promoting root hair differentiation in response to light by the above-described dark place observation device of the present invention is analyzed, the root hair differentiation process of wild-type Arabidopsis is analyzed, and mutants are screened based on the data. And so on. Also,
It can be applied to analysis of root hair differentiation of dark-cultured Arabidopsis thaliana after giving various light stimuli, or analysis of other organs (hypocotyl and root elongation, cotyledon opening and closing, hook formation, etc.). Furthermore, for example, when a target mutant is found, only a necessary individual or culture vessel can be taken out in a dark place, and the remaining plants can be observed while continuing dark culture. In other words, using the plant dark place observation device described above, while monitoring with infrared, pull out a very small plant Arabidopsis thaliana,
It is easy to cut the roots and soak them in the fixative.
【００３６】なお本発明は以上に述べた実施形態に限ら
れるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で各種
の変更が可能である。例えば、本発明は可視光の影響を
排除したいいかなる作業にも応用できる。The present invention is not limited to the embodiment described above, and various changes can be made without departing from the gist of the invention. For example, the present invention can be applied to any task that wants to eliminate the effects of visible light.
【００３７】[0037]
【発明の効果】上述したように、本発明の暗所観察装置
は、植物に影響を与えない暗所で、微細な植物の根を切
り取って固定液中に浸すような、精密作業を行うことが
でき、かつ植物に影響を与えない暗所で、特定の光の影
響を観察することができ、かつそれに関する突然変異体
をスクリーニングすることができる、等の優れた効果を
有する。As described above, the dark place observing device of the present invention performs a precision work such as cutting out a fine plant root and immersing it in a fixative in a dark place that does not affect the plant. And can observe the effect of a specific light in a dark place that does not affect plants, and can screen for mutants related thereto.
【図１】本発明による暗所観察装置の第１実施形態を示
す正面図である。FIG. 1 is a front view showing a first embodiment of a dark place observation device according to the present invention.
【図２】図１のＡ−Ａ線における断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.
【図３】本発明を構成する赤外光源の発光スペクトル特
性図の例である。FIG. 3 is an example of an emission spectrum characteristic diagram of an infrared light source constituting the present invention.
【図４】本発明を構成する赤外用ＣＣＤカメラの感度分
布例である。FIG. 4 is an example of sensitivity distribution of the infrared CCD camera constituting the present invention.
【図５】水蒸気により吸収される波長を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing wavelengths absorbed by water vapor.
【図６】本発明の暗所観察装置の第２実施形態を示す図
２と同様の断面図である。FIG. 6 is a sectional view similar to FIG. 2, showing a second embodiment of the dark place observation device of the present invention.
【図７】葉による光合成の作用スペクトルである。FIG. 7 is an action spectrum of photosynthesis by leaves.
【図８】先行出願の暗箱用明視装置の模式図である。FIG. 8 is a schematic view of a clear vision device for a dark box of the prior application.
１ 暗箱、２ 赤外照明器、３ ＣＣＤカメラ、４ 出
入口、５ カメラ、６ 腕挿入口、７ モニター、８
扉、９ モニター支え台、１０ 暗所観察装置、１１
試料（植物）、１２ 暗箱、１２ａ グローブ、１４
赤外光源、１６ 赤外用ＣＣＤカメラ、１６ａ 低倍率
正面カメラ、１６ｂ 高倍率正面カメラ、１６ｃ 魚眼
平面カメラ、１８ モニター、１８ａ〜１８ｄ 分割デ
ィスプレイ面、２１ 録画装置、２２ 画像解析装置、
２３ ラボジャッキ、２４ 光照射装置1 dark box, 2 infrared illuminator, 3 CCD camera, 4 doorway, 5 camera, 6 arm slot, 7 monitor, 8
Door, 9 Monitor support, 10 Dark place observation device, 11
Sample (plant), 12 dark box, 12a glove, 14
Infrared light source, 16 infrared CCD camera, 16a low-magnification front camera, 16b high-magnification front camera, 16c fish-eye plane camera, 18 monitors, 18a to 18d split display surface, 21 recording device, 22 image analysis device,
23 Lab jack, 24 Light irradiation device
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 均 宮城県仙台市青葉区荒巻字青葉519−1399 理化学研究所 フォトダイナミクス研究 センター内 Ｆターム(参考） 2B022 DA01 DA08 DA19 5C054 AA01 CA05 CC01 CH02 CH08 EA01 EA05 FE11 GA01 GB01 HA00 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Hitoshi Suzuki 519-1399, Aoba, Aramaki, Aoba-ku, Sendai, Miyagi Prefecture F-term in the Photodynamics Research Center, RIKEN (Reference) 2B022 DA01 DA08 DA19 5C054 AA01 CA05 CC01 CH02 CH08 EA01 EA05 FE11 GA01 GB01 HA00
Claims (7)
を入れて作業可能なグローブ（１２ａ）を有する暗箱
（１２）と、該暗箱内に配置され植物に影響を与えない
波長の赤外光で暗箱内の植物を照明する赤外光源（１
４）と、暗箱内の植物を撮影する赤外用ＣＣＤカメラ
（１６）と、暗箱の外部に配置され前記ＣＣＤカメラで
撮影した画像を表示するモニター（１８）とを備え、 前記ＣＣＤカメラ（１６）の向きとモニター（１８）の
背面の向きがほぼ一致し、かつグローブ（１２ａ）から
手を入れた作業者の視線上にほぼ位置する、ことを特徴
とする暗所観察装置。1. A dark box (12) having a glove (12a) that can completely block the intrusion of external light and can be operated by putting a hand in the inside, and a dark box (12) arranged in the dark box and having a wavelength that does not affect plants. An infrared light source that illuminates plants in a dark box with infrared light (1
4), an infrared CCD camera (16) for photographing a plant in the dark box, and a monitor (18) arranged outside the dark box for displaying an image photographed by the CCD camera. The CCD camera (16) A dark place observing device, wherein the direction of the rear surface of the monitor (18) substantially matches the direction of the rear surface of the monitor (18), and the position is substantially on the line of sight of an operator who has put his hand through the glove (12a).
が異なる複数のカメラからなり、かつ前記モニター（１
８）は、複数のカメラの画像を同時に表示する、ことを
特徴とする請求項１に記載の暗所観察装置。2. The CCD camera (16) includes a plurality of cameras having different photographing magnifications, and the monitor (1).
8) The dark place observation device according to claim 1, wherein 8) displays images of a plurality of cameras simultaneously.
影響を与えない約７８０ｎｍ以上であり、かつ赤外用Ｃ
ＣＤカメラ（１６）で撮影可能な約１３００ｎｍ以下で
ある、ことを特徴とする請求項１に記載の暗所観察装
置。3. The infrared light source (14) has a wavelength of about 780 nm or more that does not affect plants,
The dark place observation device according to claim 1, wherein the distance is about 1300 nm or less, which can be photographed by a CD camera (16).
波長と一致しない波長約１０６０ｎｍ又は約１２００ｎ
ｍのＬＥＤ又はレーザー光である、ことを特徴とする請
求項１に記載の暗所観察装置。4. The infrared light source (14) has a wavelength of about 1060 nm or about 1200 n that does not match the absorption wavelength of water vapor.
The dark place observation device according to claim 1, wherein the device is m LEDs or laser light.
を経時的に録画する録画装置（２１）と、録画された画
像を解析する画像解析装置（２２）を備える、ことを特
徴とする請求項１に記載の暗所観察装置。5. A recording device for recording an image of said infrared CCD camera over time, and an image analyzing device for analyzing the recorded image. Item 2. The dark place observation device according to Item 1.
せるラボジャッキ（２３）を備え、植物の一部の拡大像
を高倍率で連続して撮影し全体像を再構築する、ことを
特徴とする請求項５に記載の暗所観察装置。6. A lab jack (23) that raises and lowers a plant in a dark box in conjunction with recording, and continuously captures an enlarged image of a part of the plant at a high magnification to reconstruct the whole image. The dark place observation device according to claim 5, characterized in that:
内の植物に一時的に又は継続して照射する光照射装置
（２４）を備える、ことを特徴とする請求項１に記載の
暗所観察装置。7. The dark as claimed in claim 1, further comprising a light irradiation device (24) for temporarily or continuously irradiating the plant in the dark box with light of a specific wavelength affecting the plant. Station observation device.
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|---|---|---|---|
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN107462561A (en) * | 2017-09-09 | 2017-12-12 | 华中农业大学 | Tobacco leaf scab character fluorescence dynamic automatic testing device and method |
-
2001
- 2001-06-14 JP JP2001179858A patent/JP3549107B2/en not_active Expired - Fee Related
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| CN107462561A (en) * | 2017-09-09 | 2017-12-12 | 华中农业大学 | Tobacco leaf scab character fluorescence dynamic automatic testing device and method |
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