観察用プレート及び顕微鏡用加熱装置
【課題】試料の近傍温度を正確に測定すると共に、試料近傍の温度を正確に制御することが可能な観察用プレート及び顕微鏡用加熱装置を提供する。
【解決手段】透明なガラス基板１１の一方の面上に試料を載置し、試料を加熱する観察用プレート１０は、基板１１の他方の面上に、金属薄膜からなる薄膜温度センサ１２と、薄膜温度センサ１２と電気的に接続され温度計測信号を出力するセンサ端子１６ｂと、透明導電膜で形成される発熱素子１５と、発熱素子１５と電気的に接続され温度制御信号が入力される発熱素子端子１６ｄと、を備え、薄膜温度センサ１２は、発熱素子１５と発熱素子端子１６ｄとに対して電気的に絶縁されていると共に、基板１１と発熱素子１２との間に配設されてなることを特徴とする。
【解決手段】透明なガラス基板１１の一方の面上に試料を載置し、試料を加熱する観察用プレート１０は、基板１１の他方の面上に、金属薄膜からなる薄膜温度センサ１２と、薄膜温度センサ１２と電気的に接続され温度計測信号を出力するセンサ端子１６ｂと、透明導電膜で形成される発熱素子１５と、発熱素子１５と電気的に接続され温度制御信号が入力される発熱素子端子１６ｄと、を備え、薄膜温度センサ１２は、発熱素子１５と発熱素子端子１６ｄとに対して電気的に絶縁されていると共に、基板１１と発熱素子１２との間に配設されてなることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、観察用プレート及び顕微鏡用加熱装置に係り、特に、試料の近傍温度を正確に制御することが可能な観察用プレート及び顕微鏡用加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
河川等の水質管理、食品の衛生検査、また、医療分野、畜産分野における各種検査において、顕微鏡による試料の観察が行われる。このような試料の例としては微生物や生体細胞が挙げられ、その活性は温度に依存することが多いため、観察時には温度管理が必要となる場合が少なくない。
【０００３】
従来、温度制御を伴う試料の観察は、透明板に対して、別途透明発熱体が形成された基板を重ねて組み合わせたプレートを、顕微鏡の架台上に載置して、温度管理を行いながら試料の観察を行う技術が知られている。しかし、試料を載置する透明板の加熱を行う場合、間接的な加熱となることから、熱効率が悪いという問題があった。さらに、略同形同大の透明板、透明発熱体を形成した基板等を重ね合わせて組み合わせたプレートは、一枚のプレート上で、複数の領域に分割して温度制御を行うことができず、特に複数の試料観察を行う場合には、作業効率が低下するという問題があった。
【０００４】
これに対し特許文献１には、一枚のガラス基板上に、透明導電膜による発熱部を備えた複数の領域を形成し、各領域で異なる温度となるように発熱部の発熱状態を調整する技術が提案されている。このように、透明導電膜により形成される発熱部を備えており、透明導電膜自体がガラス基板上に形成されていることから、熱効率が良く、加熱しやすい。さらに、透明導電膜は複数領域に分割してガラス基板上に成膜可能であるから、複数領域に分割した温度制御が可能となる。
【０００５】
また、特許文献２には、ガラス基板上に設けられた透明導電膜によって発熱部を形成すると共に、この透明導電膜によって、温度フィードバック用の透明な温度センサを形成し、温度制御を行う技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−０９３１２６号公報
【特許文献２】特開２００９−２０１５０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
例えば微生物等を試料として観察する場合、その微生物の活性は温度に大きく依存するのが一般的である。したがって、このような試料を観察する際には適当な温度になるように温度管理が必要とされる。温度管理を伴う観察としては二種類あり、一つは様々な種類の試料に対する観測条件を一定とするために温度を一定に保つ必要がある場合と、もう一つは特定の試料の性質に関する温度依存性を測定する場合である。
何れの場合であっても、僅かな温度のずれにより誤った観測結果を与える可能性があるため、試料近傍の温度制御は正確に行われることが必要である。
【０００８】
特許文献１で提案されている技術によると、一枚のガラス基板上に複数の透明導電膜からなる発熱部が形成されているため、透明導電膜を備えた複数の領域（特許文献１では「ウェル部」と記載されている）において異なる温度を設定することが可能である。しかし、各領域の温度制御（温度測定）に関し、一定の温度に到達した際に着色変化する温度インジケータが設けられているのみであり、各領域の温度を数値化して計測できず、正確に温度制御を行うことができないという不都合があった。
【０００９】
一方、特許文献２で提案されている技術によると、ガラス基板上に透明導電膜からなる発熱部が形成され、さらに、この透明導電膜により形成された温度センサが発熱部と一体に配設されている。そして温度センサは発熱部の温度を測定し、その測定結果に依存して透明導電膜による発熱量が制御される構成であるため、温度制御を容易に行うことが可能である。
【００１０】
しかし、特許文献２の技術では、透明導電膜自体を温度センサとして使用するため、正確な温度測定を行うのが困難である。
一般に、薄膜温度センサを用いて温度を測定する際、温度測定精度を上げるためには、温度センサを構成する薄膜において所定値以上の大きさの抵抗値が必要である。特許文献２の技術では、薄膜温度センサを構成する透明導電膜が、発熱体としての役割も果たす必要があり、その結果、透明導電膜の抵抗値を大きくすると発熱体への出力も大きくしなければならない。したがって、発熱体として適当な発熱量を確保し、且つ正確な温度測定が可能であるという両条件を満足させることは容易ではない。
【００１１】
すなわち、特許文献２の技術は、試料の近傍温度を正確に測定し、さらにその温度を正確に制御することが困難であるという問題点があった。
【００１２】
本発明の目的は、試料の近傍温度を正確に測定すると共に、試料近傍の温度を正確に制御することが可能な観察用プレート及び顕微鏡用加熱装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、複数の加熱領域の温度を個別に制御すると共に、温度制御が容易な観察用プレート及び顕微鏡用加熱装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題は、本発明に係る観察用プレートによれば、透明なガラス基板の一方の面上に試料を載置し、該試料を加熱する観察用プレートであって、前記基板の他方の面上に、金属薄膜からなる薄膜温度センサと、該薄膜温度センサと電気的に接続され温度計測信号を出力するセンサ端子と、透明導電膜で形成される発熱素子と、該発熱素子と電気的に接続され温度制御信号が入力される発熱素子端子と、を備え、前記薄膜温度センサは、前記発熱素子と前記発熱素子端子とに対して電気的に絶縁されていると共に、前記基板と前記発熱素子との間に配設されてなること、により解決される。
【００１４】
このように、基板上に透明導電膜からなる発熱素子が形成され、透明導電膜が形成された範囲に対して通電されることにより、透明導電膜が形成された範囲が加熱される。そして、このような構成の発熱素子と重なる位置に薄膜形状の温度センサを積層して形成するため、本発明の観察用プレートは、発熱素子によって区画される加熱領域の温度を直接測定することができる。そして、薄膜温度センサは、基板と発熱素子との間に配設されているため、基板の試料を載置する面の裏側の温度が計測される。
したがって、発熱素子と薄膜温度センサを積層させて形成することにより、試料により近い位置の温度が薄膜温度センサによって計測されるため、正確な温度測定が可能となる。
【００１５】
このとき、請求項２のように、前記発熱素子は、前記基板の同一面上に互いに離間して複数配設され、前記薄膜温度センサは、前記複数の発熱素子に対して少なくとも一つ以上配設されてなると好適である。
このように、発熱素子を複数離間して設けることにより、本発明の観察用プレートは、複数の加熱領域を備える。したがって、一枚の基板上において、複数の異なる温度で試料を保持することができる。さらに、これら複数の発熱素子には、個別の薄膜温度センサが設けられている。したがって、複数の加熱領域を備えた場合であっても、個々の加熱領域の温度を正確に測定し、個別に温度制御することが可能である。
【００１６】
また、請求項３のように、前記複数の発熱素子の間には、金属薄膜からなる熱伝導部材が形成され、該熱伝導部材は、前記薄膜温度センサと、前記センサ端子と、前記発熱素子と、前記発熱素子端子と、に対して電気的に絶縁されてなると好ましい。
このように、本発明の観察用プレートにおいて、複数設けられた発熱素子の間には熱伝導部材が備えられている。この熱伝導部材は、基板の長手方向に沿う側面に優先的に熱を伝導させることにより、隣り合って配設された発熱素子間で生じる熱移動を抑制するために配設される。したがって、熱伝導部材によって隔てられた発熱素子は、周囲に配設された発熱素子の影響をうけることなく、個別の温度制御が可能となると共に、正確な温度制御が可能となる。
【００１７】
また、請求項４のように、前記薄膜温度センサは、白金測温抵抗体であると好適である。
このように、観察用プレートの加熱領域温度を計測するために設けられる薄膜温度センサとして、測温抵抗体を使用することにより、測定温度の誤差を小さくすることができる。
さらに白金は、抵抗温度係数が大きく、経時変化が少ないため、より正確な温度測定が可能となる。したがって、発熱素子によって区画された加熱領域の温度をより正確に測定することができる。
【００１８】
さらに、請求項５のように、前記基板は矩形状に形成され、前記センサ端子は、前記基板の一の縁端上に配設され、前記発熱素子端子は、前記基板の他の縁端上に配設されてなると好ましい。
このように、本発明の観察用プレートには、温度制御装置に接続するためのセンサ端子と発熱素子端子とが配設されている。そして、センサ端子と、発熱素子端子とが矩形状に形成された基板の異なる縁端上に設けられることにより、センサ端子と発熱素子端子とが分割されて配設されるため、配線が複雑化することがない。したがって、確実に温度制御装置に接続することができ、正確な温度測定が可能となる。
【００１９】
また、前記課題は、本発明に係る顕微鏡用加熱装置によれば、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の観察用プレートと、該観察用プレートが載置されるステージプレートと、該ステージプレートと電気的に接続されると共に、前記観察用プレートの温度制御を行う温度制御装置と、を備えた顕微鏡用加熱装置であって、前記ステージプレートは、前記センサ端子と当接するセンサ用電極と、前記発熱素子端子と当接する発熱素子用電極とを備えてなること、により解決される。
このように、顕微鏡に設置するステージプレートにおいて、観察用プレートのセンサ端子と当接するセンサ用電極と、発熱素子端子に当接する発熱素子用電極が設けられているため、ステージプレートに対して観察用プレートを設置するだけで、観察用プレートを温度制御装置に接続することができる。その結果、容易に観察用プレート上の加熱領域の温度を制御することが可能となる。
また、観察用プレートが載置されるステージプレートによって観察用プレートが固定されるため、試料が観察用プレート上で移動することなく、その結果均一に加熱することができるため、温度制御を正確に行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の観察用プレートによれば、薄膜温度センサが基板と発熱素子の間に設けられているため、試料の近傍温度を計測することができ、より正確な温度測定及び温度制御が可能となる。また、本発明の観察用プレートは、複数配設された発熱素子に対して、個別の薄膜温度センサが設けられることにより、正確な温度制御が可能となる。さらに本発明の観察用プレートは、複数の発熱素子の間に熱伝導部材が設けられているため、複数の発熱素子による加熱領域の温度制御をより正確に行うことができる。さらにまた、観察用プレートを温度制御装置に接続するために形成されるセンサ端子と、発熱素子端子とが分割されて基板上に配列されるため、使用者がその配線を間違うことなく、正確な温度制御が可能となる。
また、本発明の顕微鏡用加熱装置によれば、ステージプレート上に観察用プレートを設置することにより温度制御装置と観察用プレートが接続され、観察用プレートの表面温度を容易に制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係る顕微鏡用加熱装置の概略斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る観察用プレートの平面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る観察用プレートの分解斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る顕微鏡用加熱装置に備えられるステージプレートの平面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線に相当する概略断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る観察用プレートをステージプレートに載置した状態の平面図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ線に相当する概略断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る観察用プレートの平面図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係る観察用プレートの分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の実施形態に係る観察用プレート及び顕微鏡用加熱装置を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する材料、配置、構成等は、本発明を限定するものでなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
【００２３】
図１は本発明の一実施形態に係る顕微鏡用加熱装置の概略斜視図、図２及び図３は本発明の一実施形態に係る観察用プレートに係るもので、図２は平面図、図３は分解斜視図、図４及び図５は本発明の一実施形態に係る顕微鏡用加熱装置に備えられるステージプレートに係るもので、図４はステージプレート、図５は図４のＡ−Ａ線に相当する概略断面図、図６及び図７は本発明の一実施形態に係る観察用プレートをステージプレートに載置した状態に係るもので、図６は平面図、図７は図６のＢ−Ｂ線に相当する概略断面図、図８及び図９は本発明の他の実施形態に係る観察用プレートに係るもので、図８は平面図、図９は分解斜視図である。
【００２４】
本発明の一実施形態に係る顕微鏡用加熱装置１００は、図１に示すように、顕微鏡２００と組み合わせて用いられる。顕微鏡用加熱装置１００は、観察用プレート１０と、観察用プレート１０が載置されるステージプレート２０と、ステージプレート２０と電気的に接続されると共に、観察用プレート１０の温度制御を行う温度制御装置１１０とを備えている。
【００２５】
そして、ステージプレート２０は顕微鏡２００のステージ２１０上に載置された後、ステージ２１０に対して固定される。温度制御装置１１０は、導線３０によってステージプレート２０と電気的に接続されており、観察用プレート１０からの温度計測信号を受信する（温度計測信号が入力される）と共に、観察用プレート１０に対して温度制御信号を送信し（温度制御信号を出力し）、観察用プレート１０の表面温度を制御する。その結果、使用者は観察用プレート１０上に載置された試料の温度を制御して、観察することができる。
【００２６】
観察用プレート１０には、後述の薄膜温度センサとしての測温抵抗素子１２（図２を参照）が備えられており、測温抵抗素子１２から出力された温度計測信号は、温度制御装置１１０に備えられたＣＰＵによって処理される。そして、温度制御装置１１０に備えられた温度表示部に測温抵抗素子１２よって計測された温度が表示される。
【００２７】
また、温度制御装置１１０には温度設定部が設けられており、使用者は、観察用プレート１０について、所望の表面温度を温度制御装置１１０に入力して設定することができる。したがって、温度計測信号を受信したＣＰＵは、入力された温度計測信号を参照し、温度設定部に入力された所定温度となるように温度制御信号を観察用プレート１０に出力する。なお、上述の温度計測信号及び温度制御信号の送受信は随時行われており、長時間使用する場合や、途中で設定温度を変更する場合であっても、観察用プレート１０の温度を所望の温度に制御することができる。
【００２８】
図２に示すように、観察用プレート１０は、基板１１の一方の面（表面）上に試料が載置される一方、他方の面（裏面）上に、薄膜温度センサとしての測温抵抗素子１２と、測温抵抗素子１２と電気的に接続され温度計測信号を出力するセンサ端子１６ｂと、透明導電膜で形成される発熱素子１５と、発熱素子１５と電気的に接続され温度制御信号が入力される発熱素子端子１６ｄと、を備えている。なお、図２は各素子が形成される裏面側から見た図であり、説明のため、部材が重なる部分においても、全ての部材を実線で示している。
そして、図３に示すように、測温抵抗素子１２は、発熱素子１５と、発熱素子１５に接続された発熱素子端子１６ｄに対して絶縁膜１４によって電気的に絶縁されていると共に、基板１１上の、発熱素子１５と対応する位置に配設されている。
【００２９】
基板１１は、顕微鏡２００のように、透光性が必要な機器に対して用いる場合には、透明且つ絶縁性である一般的なガラス基板を用いると好ましい。本実施形態においては、後述の薄膜状の各部材を形成しやすくするため、透明なガラス基板を用いているが、十分な強度、透光性、絶縁性を備えていれば、樹脂基板としても良い。ガラス基板及び樹脂基板は、絶縁膜を形成する必要がないため、製作工程が簡素化され、好適である。また、フィルムはその可撓性により、取り扱いの容易な観察用プレート１０を提供することができる。
【００３０】
観察用プレート１０は、所定の面積を備え、平面視略矩形の透明導電膜からなる発熱素子１５を備えており、発熱素子１５が形成された範囲内（すなわち、加熱領域内）であって、発熱素子１５や、後述の測温抵抗素子１２が形成されていない表面上に試料が載置される。そして、発熱素子１５が通電されることにより、発熱素子１５がヒーターとなって試料を加熱するため、試料を至適温度で保持し、観察することが可能となる。
【００３１】
発熱素子１５は、透明導電膜によって形成されており、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＡＺＯ（Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）等を用いることができ、好ましくはＩＴＯが用いられる。
【００３２】
これら透明導電膜からなる発熱素子１５の形成方法としては、スプレー熱分解法、ＣＶＤ法等の化学的成膜法と蒸着法、スパッタリング法等の物理的成膜法に大別することができる。中でもスパッタリング法は、得られる膜の抵抗値及び透過率の経時変化が少なく、成膜条件の制御が容易であるため、好ましい。
【００３３】
これら透明導電膜からなる発熱素子１５の成膜時、用いられるターゲットは、Ｉｎ，Ｓｎ，Ｚｎ，Ｃｄ−Ｓｎ，Ｃｄ−Ｉｎ等の金属ターゲット、又はこれら酸化物の焼結体ターゲットに、必要に応じてドナーとなる元素を添加したものが用いられる。
【００３４】
発熱素子１５には、ステージプレート２０に備えられた後述の発熱素子用電極２３（図４を参照）に当接し、通電されるための発熱素子端子１６ｄが、細い短冊状（線状）の発熱素子導線１６ｃによって電気的に接続されている。発熱素子導線１６ｃは、略矩形に成膜された発熱素子１５の対向する縁辺に沿って配設されており、略矩形状に形成された基板１１の一つの縁端側に形成された発熱素子端子１６ｄと、基板１１の内側に形成された発熱素子１５を電気的に接続するものである。
【００３５】
このように、発熱素子端子１６ｄは、ステージプレート２０に設けられた発熱素子用電極２３と当接することによって、電気的に接続される。そして、発熱素子端子１６ｄは、ステージプレート２０に接続された温度制御装置１１０からの温度制御信号が入力され（すなわち、電圧が印可され）、発熱素子１５が所望の温度に加熱される。
【００３６】
そして、発熱素子１５と、基板１１との間には、基板１１の加熱領域内の温度を計測する薄膜温度センサとしての測温抵抗素子１２が配設されている。測温抵抗素子１２と、発熱素子１５とは電気的に絶縁されており、本実施形態では、測温抵抗素子１２と発熱素子１５との間に絶縁膜１４が形成されている（図３を参照）。したがって、測温抵抗素子１２は試料に対して基板１１のみを介して配設されるため、試料に近い位置（範囲）の温度を計測することができ、正確且つ精密な温度制御が可能となる。
【００３７】
薄膜温度センサとして用いられる測温抵抗素子１２は、後述の薄膜熱電対と比較して常温、中温領域で精度が高く、基準接点補償などを必要としないため、本発明の観察用プレート１０において好適に用いられる。測温抵抗素子１２としては、一般的な薄膜型測温抵抗素子が用いられ、例えば、ニッケル測温抵抗体、白金測温抵抗体、銅測温抵抗体を用いることができる。
測温抵抗素子１２としてニッケル測温抵抗体を用いると、安価に製造することができる。また、白金測温抵抗体は、温度に対する抵抗変化が一定であり、さらに変化率が大きいため、高い精度で温度計測を行うことができる。
【００３８】
測温抵抗素子１２は、図２に示すように、細い線状の金属薄膜からなる導電性薄膜１２ａと、導電性薄膜１２ａと電気的に接続されると共に、センサ導線１６ａを介してセンサ端子１６ｂに接続される接続部１２ｂを備えている。導電性薄膜１２ａと、幅広の接続部１２ｂとは、連続した金属薄膜によって構成されている。そして、センサ端子１６ｂは、後述のステージプレート２０に備えられたセンサ用電極２２に当接し、測温抵抗素子１２からの温度計測信号は、ステージプレート２０にさらに接続された温度制御装置１１０に出力される。なお、測温抵抗体１２、接続部１２ｂ、センサ導線１６ａ、センサ端子１６ｂの構成として、二線式、三線式、四線式のいずれの方式としても良い。
【００３９】
センサ端子１６ｂは、略矩形状の基板１１において、発熱素子端子１６ｄが形成された縁端側と対向する縁端側に形成されている。このように、センサ端子１６ｂと発熱素子端子１６ｄとを基板１１上で分離して配設することにより、センサ導線１６ａ、発熱素子導線１６ｃ、さらにステージプレート２０側のセンサ用電極２２、発熱素子用電極２３等の配線構造が簡素化され、その結果、生産性の高い観察用プレート１０とすることができる。
【００４０】
上述のセンサ導線１６ａ、センサ端子１６ｂ、発熱素子導線１６ｃ、発熱素子端子１６ｄからなる配線電極１６は、導電性の金属薄膜によって形成されている。センサ導線１６ａ、発熱素子導線１６ｃは、細い線状の金属薄膜によって形成され、センサ端子１６ｂ、発熱素子端子１６ｄは外部接続用に幅広の略矩形状の金属薄膜によって形成されている。なお、センサ端子１６ｂ、発熱素子端子１６ｄの形状は、ステージプレート２０のセンサ用電極２２、発熱素子用電極２３との間で通電するように接触させる構成であれば、その形状はこれに限定されない。
これら配線電極１６の材料は、一般的な材料を用いることができ、金、銀、銅、クロム、モリブデン、アルミ等の金属の単体、あるいはそれぞれの合金を用いることができる。
【００４１】
配線電極１６は、印刷法、スパッタリング法等を用いて、基板１１上に形成される。また、エッチングによってそれぞれセンサ導線１６ａ、センサ端子１６ｂ、発熱素子導線１６ｃ、発熱素子端子１６ｄを形成しても良い。
【００４２】
測温抵抗素子１２と、発熱素子１５との間に配設される絶縁膜１４は、少なくとも発熱素子１５によって形成される加熱領域の全域を覆うように形成されている。絶縁膜１４の材料は、透明な絶縁材料を用いるのが好ましく、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂等を用いることができ、その厚さは３００〜３０００ｎｍ程度が好ましい。また、絶縁膜１４の形成方法としては、蒸着法、スパッタリング法、ディッピング法、印刷法を用いることができる。
【００４３】
そして、図３に示すように、発熱素子１５は、基板１１の同一面上において互いに離間して、複数配設されている。また、測温抵抗素子１２は、複数の発熱素子１５に対してそれぞれ一つずつ備えられており、この構成により、観察用プレート１０は、複数の加熱領域を備え、複数の加熱領域の温度をそれぞれ個別に制御することが可能となる。
【００４４】
このとき、複数の発熱素子１５にそれぞれ接続された発熱素子導線１６ｃ、発熱素子端子１６ｄは、互いに接触しない位置に配設される。また、複数の発熱素子１５に対応する位置に設けられる測温抵抗素子１２に接続されたセンサ導線１６ａ、センサ端子１６ｂもまた、互いに接触しない位置に配設される。さらに、複数の発熱素子端子１６ｄと、複数のセンサ端子１６ｂは、基板１１上の対向する縁端にそれぞれ集積して配設されている。この構成により、ステージプレート２０に設けられる発熱素子用電極２３、センサ用電極２２の構成が複雑となることなく、ステージプレート２０におけるリード線３１（図４，図５参照）等の配線も簡素化される。
【００４５】
さらに、発熱素子導線１６ｃ及びセンサ導線１６ａもまた、基板１１の外周方向に集積されて形成されていると好ましい。このような構成により、基板１１の中心方向において光が透過する範囲を最大限に確保することができるため、試料を観察する際、発熱素子導線１６ｃ及びセンサ導線１６ａによって光が遮られることなく、試料を観察し易くなる。
【００４６】
なお、本実施形態では複数の発熱素子１５が一列に配列された形状を例示しているが、発熱素子導線１６ｃ及び発熱素子端子１６ｄと、センサ導線１６ａ及びセンサ端子１６ｂとの絶縁を維持することができれば、複数列で配列しても良いのは勿論である。
【００４７】
このように、本発明の観察用プレート１０は、複数の発熱素子１５を備えることによって、複数の加熱領域を備えている。そして、各加熱領域の温度を個別に制御するため、発熱素子１５は互いに離間して配設されており、さらに熱伝導部材１３を備えていると好ましい。
【００４８】
熱伝導部材１３は、少なくとも、隣り合って配設される発熱素子１５の間に配設され、基板１１の長手方向に沿う側面に優先的に熱を伝導させることにより、隣り合って配設される発熱素子１５の間の熱伝導を抑制するものである。熱伝導部材１３は、その形状は限定されないが、例えば短冊状、線状の熱抵抗が小さい物質によって構成されている。一般に、金属はガラスよりも熱抵抗が小さいため、熱伝導部材１３は、金属薄膜によって形成されていると好ましい。さらに、本実施形態では、作業工程を短縮する目的で、後述のように、金属薄膜からなる配線電極１６と同工程で形成されるため、配線電極１６と同じ金属で形成されている。なお、同じく金属からなる測温抵抗素子１２と同時に熱伝導部材１３を作成しても良く、これにより、作業工程を短縮することができる。
なお、熱伝導部材１３は、図２，図３及び図６のように、隣り合って配設された発熱素子１５の間以外の部分にさらに設けられていても良い。このとき、熱伝導部材１３が、配線電極１６に対して離間し、基板１１の長手方向に沿って発熱素子１５の周囲を囲む位置で、且つ発熱素子１５及び配線電極１６と絶縁が保たれる位置に設けられていると、発熱素子１５からの熱が熱伝導部材１３に伝導しやすいため、隣り合って配設される発熱素子１５の間の熱伝導を効果的に抑制することができる。
【００４９】
さらに、外部接続用の発熱素子端子１６ｄ、センサ端子１６ｂ以外を覆う範囲に、保護膜１７を備えていると好ましい。保護膜１７は、絶縁膜１４と同様に透明な絶縁材料を用いるのが好ましく、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂等を用いることができ、その厚さは３００〜３０００ｎｍ程度が好ましい。また、絶縁膜１４の形成方法としては、蒸着法、スパッタリング法、ディッピング法、印刷法を用いることができる。
【００５０】
次に、各部材の積層順について、図３を参照して説明する。なお、基板１１の面に関し、実際には図３において図面下側方向の面が上方となるようにステージプレート２０上に配設され、当該面上に試料が載置される構成であるが、説明のため、図３では上下を入れ替えた順で説明する。
【００５１】
観察用プレート１０の製造方法は、まず、ガラスからなる基板１１上に、全面に渡って金属薄膜が形成される。その後、測温抵抗素子１２に相当する部分の金属薄膜を残すようにエッチングされることにより、測温抵抗素子１２がパターニングされる。なお、測温抵抗素子１２に相当する部分が開口したマスクを用いて、基板１１上にスパッタリング等により測温抵抗素子１２を形成しても良い。
また、後述する配線電極１６を形成する工程において、熱伝導部材１３を同時に形成しない場合は、上記の測温抵抗素子１２を形成する工程において、同時に熱伝導部材１３を形成しても良い。
【００５２】
次に、測温抵抗素子１２上の接続部１２ｂ以外の部分を覆う位置に、絶縁膜１４が形成される。絶縁膜１４は、測温抵抗素子１２上であって、且つ後述の発熱素子１５が形成される範囲を覆う範囲で形成される。また絶縁膜１４は、上記範囲に、さらに熱伝導部材１３を含めて覆うように形成されていても良い。
【００５３】
さらに、測温抵抗素子１２の少なくとも一部と重なる位置で、絶縁膜１４上に透明導電膜からなる発熱素子１５が形成される。また、複数の発熱素子１５は、互いに離間して配設され、熱伝導部材１３と重ならない位置に配設される。
【００５４】
そして、次に配線電極１６を形成する。配線電極１６を形成する工程では、上記測温抵抗素子１２の接続部１２ｂと、発熱素子１５に対し、それぞれ重なる位置にセンサ導線１６ａ、発熱素子導線１６ｃが印刷法等により形成される。このとき、センサ導線１６ａ、発熱素子導線１６ｃにそれぞれ接続されるセンサ端子１６ｂ、発熱素子端子１６ｄもまた同時に形成される。そして、配線電極１６を形成する工程では、発熱素子１５、センサ導線１６ａ、発熱素子導線１６ｃと離間した位置に熱伝導部材１３が同時に形成されると好ましい。熱伝導部材１３が配線電極１６と同時に形成されるようにすると、製造工程を簡素化することができる。
【００５５】
最後に、基板１１上の、センサ端子１６ｂ、発熱素子端子１６ｄ以外の各部材を覆う範囲に保護膜１７が形成されると好ましい。
【００５６】
本発明の観察用プレート１０は、ステージプレート２０上に載置されることによってその表面温度を容易に制御することが可能である。以下、図４乃至図７を参照して、ステージプレート２０の構成を説明する。
ステージプレート２０は、観察用プレート１０が載置される土台となる基材２１と、観察用プレート１０のセンサ端子１６ｂと当接するセンサ用電極２２と、発熱素子端子１６ｄと当接する発熱素子用電極２３と、観察用プレート１０を上方から圧着する固定部材２４とを備えている。
【００５７】
顕微鏡２００等の光学機器において採光するため、基材２１は中空の枠状に形成されている。より詳細には、基材２１は、上方に配設される蓋部材２１ａと、土台部材２１ｂによって構成されており、蓋部材２１ａと、土台部材２１ｂは、それぞれに備えられた開口部２１ｃ，２１ｄを揃えて上下方向で重なって配設されている。
蓋部材２１ａには、観察用プレート１０よりもやや幅広に切り欠かれた略矩形状の開口部２１ｃが形成されており、開口部２１ｃの内部に観察用プレート１０が配設される。土台部材２１ｂにもまた、蓋部材２１ａに重なる位置で、観察用プレート１０よりもやや幅狭に切り欠かれた略矩形状の開口部２１ｄが形成されている。したがって、蓋部材２１ａの開口部２１ｃ側から、土台部材２１ｂの開口部２１ｄを覆うようにして観察用プレート１０を載置することができる。なお、基材２１は、樹脂等の非導通性の材料によって構成されていると好ましい。
【００５８】
ステージプレート２０は、蓋部材２１ａの開口部２１ｃと比較して、土台部材２１ｂの開口部２１ｄは幅狭に形成されているため、図５に示すように、土台部材２１ｂによって、内側方向に向かって突出した凸部、すなわち観察用プレート１０を載置する台となる部分が形成される。この部分（凸部）には、観察用プレート１０のセンサ端子１６ｂと当接するセンサ用電極２２と、発熱素子端子１６ｄと当接する発熱素子用電極２３が設けられている。
【００５９】
土台部材２１ｂの開口部２１ｄの一つの縁端側には、センサ用電極２２が配設されており、対向する縁端側には、発熱素子用電極２３が配設されている。センサ用電極２２及び発熱素子用電極２３は、それぞれ略矩形の導通面を上方に向けて導通面が水平となるように配設されており、観察用プレート１０のセンサ端子１６ｂ及び発熱素子端子１６ｄとそれぞれ当接する。なお、センサ用電極２２及び発熱素子用電極２３の形状は、センサ端子１６ｂ及び発熱素子端子１６ｄと十分に接触する構成であれば、これに限定されるものではない。
【００６０】
センサ用電極２２及び発熱素子用電極２３には、それぞれリード線３１，３２が電気的に接続されており、これらリード線３１，３２（図４中、点線で示す）は束ねられて一本の導線３０として温度制御装置１１０に接続される。
リード線３１，３２は基材２１の内部に形成された空洞部２１ｅ内に、それぞれセンサ用電極２２及び発熱素子用電極２３と電気的に接続され、延設されている。
【００６１】
基材２１の内部に形成される空洞部２１ｅは、図５に示すように、枠状の蓋部材２１ａの下面を切り欠いて形成された凹部２１ｆと、枠状の土台部材２１ｂの上面を切り欠いて形成された凹部２１ｇを互いに対向させることにより形成されている。
【００６２】
空洞部２１ｅは、図４に示すように、センサ用電極２２及び発熱素子用電極２３に隣接して設けられ、さらに、センサ用電極２２の近傍に設けられた空洞と、発熱素子用電極２３の近傍に設けられた空洞は、連続して空洞部２１ｅを形成している。そして、空洞部２１ｅ内に配設されたリード線３１，３２は、基材２１の側面に設けられた孔部２１ｈから、一本の導線３０として延出される。なお孔部２１ｈは、空洞部２１ｅが基材２１の側面に延設されることにより形成されているが、基材２１の上面又は下面に形成された構成であっても良い。
【００６３】
次に、観察用プレート１０をステージプレート２０に載置した際の構成について説明する。
図６，図７に示すように、本発明の観察用プレート１０は、ステージプレート２０上に、各部材（測温抵抗素子１２、熱伝導部材１３、絶縁膜１４、発熱素子１５、配線電極１６、保護膜１７）を下方に向けて、観察用プレート１０が開口部２１ｃ，２１ｄを覆うようにして載置される。すなわち、試料を平滑な面に載置するため、基板１１が上方になるようにして載置される。なお、図７は説明のため、基板１１に対し、薄膜によって構成される部材の膜厚を強調して示している。
【００６４】
そしてこの時、観察用プレート１０のセンサ端子１６ｂ及び発熱素子端子１６ｄは、ステージプレート２０に配設されたセンサ用電極２２、発熱素子用電極２３にそれぞれ当接するようにして載置される。その後、観察用プレート１０は、ステージプレート２０に備えられた固定部材２４によって、上方から圧締されるように、ステージプレート２０に対して固定される。
【００６５】
固定部材２４は、上方から観察用プレート１０を押圧して固定するために備えられ、本実施例では、センサ用電極２２、発熱素子用電極２３の近傍に備えられる。このような構成により、観察用プレート１０のセンサ端子１６ｂをセンサ用電極２２に、発熱素子端子１６ｄを発熱素子用電極２３に対してより確実に当接させることができる。また、蓋部材２１ａの厚みは、観察用プレート１０の厚みよりも若干薄く形成されているため、開口部２１ｃの上方から、観察用プレート１０の基板１１がわずかに上方に配設される。その結果、固定部材２４は、開口部２１ｃの上方からわずかに突出した基板１１を押圧する。
【００６６】
本実施形態の固定部材２４は、使用者が上下方向に操作する操作部２４ａと、操作部２４ａと連動して上下すると共に観察用プレート１０を押圧する固定部２４ｂとを備えている。固定部２４ｂは、観察用プレート１０のセンサ端子１６ｂ、発熱素子端子１６ｄが配設された縁辺よりもやや長く形成されており、観察用プレート１０に対して均一な力で当接し、局所的に力が加わることがない。その結果、観察用プレート１０が割れてしまうのを防ぐことができる。
なお、固定部材２４の構成はこれに限定されるものではなく、公知の手段が用いられる。
【００６７】
また、観察用プレート１０のセンサ端子１６ｂをセンサ用電極２２に、発熱素子端子１６ｄを発熱素子用電極２３に対して当接させることができれば、固定部材２４の位置は図４乃至図７に示す実施形態以外の位置であっても良い。また、観察用プレート１０を水平に保つことができれば、固定部材２４は一カ所のみに設けられていても良い。
【００６８】
観察用プレート１０が固定部材２４によってステージプレート２０に固定された後、ステージプレート２０は、顕微鏡２００のステージ２１０に載置される。また、顕微鏡２００のステージ２１０に予めステージプレート２０を固定した後、観察用プレート１０をステージプレート２０に対して固定しても良い。
【００６９】
そして、観察用プレート１０をステージプレート２０に対して載置することによって、観察用プレート１０が通電され、温度制御装置１１０との間で信号を送受信する。その結果、発熱素子１５が発熱し、また、発熱素子１５と基板１１との間に配設された測温抵抗素子１２によって加熱領域の温度が測定され、さらにその測定温度に基づき、発熱素子１５の発熱量が制御される。
基板１１上であって、透明導電膜からなる発熱素子１５によって形成された加熱領域内に試料を載置することにより、適当な温度で試料を観察することが可能となる。
【００７０】
次に、図８及び図９を参照して、本発明の他の実施形態に係る観察用プレート５０について説明する。本実施形態では上述の実施形態と異なり、薄膜温度センサとして薄膜熱電対５２を用いていることを特徴としている。したがって、薄膜温度センサ以外の共通する構成、作用についてはその説明を省略する。
【００７１】
本実施形態の観察用プレート５０は、基板５１の一方の面（表面）上に試料が載置される一方、他方の面（裏面）上に、薄膜温度センサとしての薄膜熱電対５２と、薄膜熱電対５２と電気的に接続され温度計測信号を出力するセンサ端子５６ｂと、透明導電膜で形成される発熱素子５５と、発熱素子導線５６ｃを介して発熱素子５５と電気的に接続され温度制御信号が入力される発熱素子端子５６ｄと、を備えている。
そして、図８に示すように、薄膜熱電対５２は、発熱素子５５と、発熱素子５５に接続された発熱素子端子５６ｄに対して電気的に絶縁されていると共に、基板５１と発熱素子５５との間に配設されている。なお、図８は、図２と同様に各素子が形成される裏面側から見た図であり、説明のため、部材が重なる部分においても、全ての部材を実線で示している。
【００７２】
薄膜温度センサとして測温抵抗素子１２を備えた上記実施形態とは異なり、本実施形態の薄膜温度センサは、薄膜熱電対５２を用いている。したがって、発熱素子５５と、基板５１との間には、基板５１の加熱領域内の温度を計測する薄膜温度センサとしての薄膜熱電対５２が配設されている。薄膜熱電対５２と、発熱素子５５との間には絶縁膜５４が形成されており、互いに電気的に絶縁されている（図９を参照）。
【００７３】
薄膜温度センサとして用いられる薄膜熱電対５２は、上述の測温抵抗体と比較して広い温度範囲での測温が可能であり、また、安価に製造可能であることから、本発明の観察用プレート５０において薄膜温度センサとして用いることができる。
【００７４】
薄膜熱電対５２は、図８に示すように、細い線状の異なる金属の薄膜からなる導電性薄膜５２ａ，５２ｂによって構成されている。そして、導電性薄膜５２ａ，５２ｂは、センサ端子５６ｂまで延設されており、センサ端子５６ｂに電気的に接続されている。また、導電性薄膜５２ａ，５２ｂにおいて、センサ端子５６ｂに接続されていない方の端部は、互いに積層して形成されている。この積層部、すなわち測温接点は、発熱素子５５と重なる位置に配設される。なお、導電性薄膜５２ａ，５２ｂとセンサ端子５６ｂとはそれぞれ連続した金属薄膜によって構成されていると、導電性薄膜５２ａ，５２ｂ及びセンサ端子５６ｂの成膜工程を個別に設ける必要が無く、製造工程を短縮することができるため好ましい。
【００７５】
薄膜熱電対５２（導電性薄膜５２ａ，５２ｂ）を構成する異種金属の組み合わせとしては、クロメル−アルメル、ＰｔＲｈ−Ｐｔ、クロメル−コンスタンタン、ナイクロシル−ナイシル、Ｃｕ−コンスタンタン、Ｆｅ−コンスタンタン、Ｉｒ−ＩｒＲｈ、Ｗ−Ｒｅ、Ａｕ−Ｐｔ、Ｐｔ−Ｐｄ、Ｂｉ−Ｓｂなどを用いることができる。好ましくは、使用温度範囲が広く、温度と熱起電力の関係が直線的であるクロメル−アルメルの組み合わせを用いるのが良い。
【００７６】
そして、センサ端子５６ｂは、後述のステージプレート２０に備えられたセンサ用電極２２に当接し、薄膜熱電対５２からの温度計測信号は、ステージプレート２０にさらに接続された温度制御装置１１０に出力される。なお、薄膜熱電対５２を薄膜温度センサとして用いる場合、基準接点補償が必要であるため、温度制御装置１１０には、冷接点の温度を補償する回路が備えられている。
【００７７】
また、温度制御装置１１０に接続される導線３０において、薄膜熱電対５２と接続されるリード線３１は、補償導線である。すなわち、導電性薄膜５２ａ（より詳細には、導電性薄膜５２ａと連続して形成されたセンサ端子５６ｂ）に接続されるセンサ用電極２２、及びセンサ用電極２２に接続されたリード線３１は、導電性薄膜５２ａと同じ熱起電力特性を備えた金属で構成される。また、導電性薄膜５２ｂに接続されるリード線３１についても同様である。
【００７８】
上述のセンサ端子５６ｂ、発熱素子導線５６ｃ、発熱素子端子５６ｄからなる配線電極５６は、導電性の金属薄膜によって形成されている。発熱素子導線５６ｃは、細い短冊状（線状）の金属薄膜によって形成され、センサ端子５６ｂ、発熱素子端子５６ｄは外部接続用に幅広の略矩形状の金属薄膜によって形成されている。
【００７９】
これら配線電極５６のうち、発熱素子導線５６ｃ及び発熱素子端子５６ｄの材料は、一般的な材料を用いることができ、金、銀、銅、クロム、モリブデン、アルミ等の金属の単体、あるいはそれぞれの合金を用いることができる。また、センサ端子５６ｂの材料は、薄膜熱電対５２を構成する金属に依存して決定される。
【００８０】
薄膜熱電対５２と、発熱素子５５との間に配設される絶縁膜５４は、少なくとも発熱素子５５によって形成される加熱領域の全域を覆うように形成されている。絶縁膜５４の材料は、上述の実施形態における絶縁膜５４と同等のものが用いられ、形成方法もまた、上述の実施形態と同様である。
【００８１】
そして、図８に示すように、発熱素子５５は、基板５１の同一面上において互いに離間して、複数配設される。そして、薄膜熱電対５２は、複数の発熱素子５５に対してそれぞれ一つずつ備えられており、この構成により、観察用プレート１０は、複数の加熱領域を備え、複数の加熱領域の温度をそれぞれ個別に制御することが可能となる。
【００８２】
このとき、複数の発熱素子５５にそれぞれ接続された発熱素子導線５６ｃ、発熱素子端子５６ｄは、互いに接触しない位置に配設される。また、複数の発熱素子５５に対応する位置に設けられる薄膜熱電対５２に接続されたセンサ端子５６ｂもまた、互いに接触しない位置に配設される。
【００８３】
さらに、薄膜熱電対５２を構成する導電性薄膜５２ａ，５２ｂ及び発熱素子導線５６ｃもまた、基板５１の外周方向に集積されて形成されていると好ましい。このような構成により、基板５１の中心方向において光が透過する範囲を最大限に確保することができるため、試料を観察する際、発熱素子導線５６ｃ及び導電性薄膜５２ａ，５２ｂによって光が遮られることなく、試料を観察し易くなる。
【００８４】
このように、本発明の観察用プレート５０は、複数の発熱素子５５を備えることによって、複数の加熱領域を備えている。そして、各加熱領域の温度を個別に制御するため、発熱素子５５は互いに離間して配設されており、さらに隣り合って配設される発熱素子５５の間に、熱伝導部材５３を備えていると好ましい。
【００８５】
熱伝導部材５３は、少なくとも、隣り合って配設される発熱素子１５の間に配設され、基板１１の長手方向に沿う側面に優先的に熱を伝導させることにより、隣り合って配設される発熱素子１５の間の熱伝導を抑制するものである。熱伝導部材５３の形状、構成材料は上述の実施形態の熱伝導部材１３と同様である。なお、本実施形態においてもまた、作業工程を短縮する目的で、熱伝導部材５３は金属薄膜からなる配線電極５６と同工程で形成されるため、配線電極５６と同じ金属で形成されている。なお、同じく金属からなる薄膜熱電対５２を構成する導電性薄膜５２ａ，５２ｂのいずれかと同時に熱伝導部材５３を作成しても良く、これにより、作業工程を短縮することができる。
なお、熱伝導部材５３は、図８及び図９のように、隣り合って配設された発熱素子５５の間以外の部分にさらに設けられていても良い。このとき、熱伝導部材５３が、配線電極５６に対して離間し、基板５１の長手方向に沿って発熱素子５５の周囲を囲む位置で、且つ発熱素子５５及び配線電極５６と絶縁が保たれる位置に設けられていると、発熱素子５５からの熱が熱伝導部材５３に伝導しやすいため、隣り合って配設される発熱素子５５の間の熱伝導を効果的に抑制することができる。
【００８６】
さらに、外部接続用の発熱素子端子５６ｄ、センサ端子５６ｂ以外を覆う範囲に、保護膜５７を備えていると好ましい。保護膜５７は、絶縁膜５４と同様に透明な絶縁材料を用いるのが好ましく、その構成材料、形成方法は上述の実施形態における保護膜１７と同様である。
【００８７】
次に、各部材の積層順について、図９を参照して説明する。なお、基板５１の面に関し、実際には図９において図面下側方向の面が上方となるようにステージプレート２０上に配設され、当該面上に試料が載置される構成であるが、説明のため、図９では上下を入れ替えた順で説明する。
【００８８】
観察用プレート５０の製造方法は、まず、ガラスからなる基板５１上に、全面に渡って金属薄膜が形成される。その後、薄膜熱電対５２を構成する導電性薄膜５２ａ、センサ端子５６ｂに相当する部分の金属薄膜を残すようにエッチングされることにより、導電性薄膜５２ａ、センサ端子５６ｂがパターニングされる。なお、導電性薄膜５２ａ、センサ端子５６ｂに相当する部分が開口したマスクを用いて、基板５１上にスパッタリング等により薄膜熱電対５２、センサ端子５６ｂを形成しても良い。
【００８９】
その後、薄膜熱電対５２を構成するもう一方の導電性薄膜５２ｂを形成するため、基板５１上に、全面に渡って導電性薄膜５２ａを構成する金属とは異なる金属が成膜される。そして、導電性薄膜５２ｂ及びセンサ端子５６ｂに相当する部分の金属薄膜を残すようにエッチングされることによって、導電性薄膜５２ｂ及びセンサ端子５６ｂがパターニングされる。なお、導電性薄膜５２ｂ及びセンサ端子５６ｂの形成は、マスクを用いたスパッタリング法によって行われても良い。
また、後述する配線電極５６を形成する工程において、熱伝導部材５３を同時に形成しない場合は、上記の導電性薄膜５２ａ及びセンサ端子５６ｂの形成時、又は導電性薄膜５２ｂ及びセンサ端子５６ｂの形成時に熱伝導部材５３を同時に形成しても良い。
【００９０】
次に、薄膜熱電対５２に接続されたセンサ端子５６ｂ以外の部分を覆う位置に、絶縁膜５４が形成される。絶縁膜５４は、薄膜熱電対５２上であって、且つ後述の発熱素子５５が形成される範囲を覆う範囲で形成される。また絶縁膜５４は、上記範囲に、さらに熱伝導部材５３を含めて覆うように形成されていても良い。
【００９１】
さらに、薄膜熱電対５２の測温接点、すなわち、導電性薄膜５２ａ，５２ｂが互いに積層する積層部と重なる位置で、絶縁膜５４上に透明導電膜からなる発熱素子５５が形成される。また、複数の発熱素子５５は、互いに離間して配設され、熱伝導部材５３と重ならない位置に配設される。
【００９２】
そして、次に配線電極５６を形成する。配線電極５６を形成する工程では、上記発熱素子５５に対し、重なる位置に発熱素子導線５６ｃが印刷法等により形成される。このとき、発熱素子導線５６ｃに接続される発熱素子端子５６ｄもまた同時に形成される。そして、配線電極５６を形成する工程では、発熱素子５５、導電性薄膜５２ａ，５２ｂ、発熱素子導線５６ｃと離間した位置に熱伝導部材５３が同時に形成されると好ましい。熱伝導部材５３は配線電極５６と同時に形成されるため、製造工程を簡素化することができる。
【００９３】
最後に、基板５１上の、センサ端子５６ｂ、発熱素子端子５６ｄ以外の各部材を覆う範囲に保護膜５７が形成されると好ましい。
【００９４】
そして、観察用プレート５０は、上述のステージプレート２０に載置されることにより、基板５１の表面温度が好適に制御される。
本発明の観察用プレート５０は、ステージプレート２０上に、各部材（薄膜熱電対５２、熱伝導部材５３、絶縁膜５４、発熱素子５５、配線電極５６、保護膜５７）を下方に向けて、観察用プレート５０が開口部２１ｃ，２１ｄを覆うようにして載置される。すなわち、試料を平滑な面に載置するため、基板１１が上方になるようにして載置される。
【００９５】
そして、観察用プレート５０のセンサ端子５６ｂ及び発熱素子端子５６ｄは、ステージプレート２０に配設されたセンサ用電極２２、発熱素子用電極２３にそれぞれ当接するようにして載置される。この時、センサ用電極２２に接続されるリード線３１は、薄膜熱電対５２を構成する導電性薄膜５２ａ，５２ｂとそれぞれ同じ金属となるように構成される。
【００９６】
観察用プレート５０の成膜面を下方に向けてステージプレート２０に載置した後、その後、観察用プレート５０は、ステージプレート２０に備えられた固定部材２４によって、上方から圧締されるように、ステージプレート２０に対して固定される。
【００９７】
ステージプレート２０上に固定された観察用プレート５０は、温度制御装置１１０に接続され、基板５１上の薄膜熱電対５２によって温度が測定され、さらに発熱素子５５によってその加熱領域の温度が制御される。
【００９８】
上記実施形態では、観察用プレート１０，５０を用いて観測を行う光学機器として、顕微鏡２００を例に挙げたが、必ずしもこれに限定されず、他の測定機器に対して使用可能である。さらに、センサ端子１６ｂ，５６ｂ及び発熱素子端子１６ｄ，５６ｄが温度制御装置１１０等の外部機器に接続することができれば、基板１１，５１の形状は平面形状に限定されず、例えば、側壁面を持つ容器形状であっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明の観察用プレート１０，５０は、透明導電膜からなる発熱素子１５，５５と、基板１１，５１との間に、薄膜温度センサ（測温抵抗素子１２、薄膜熱電対５２）が配設されているため、試料を載置する基板１１，５１の表面温度を正確に測定することができる。その結果、観測対象である試料の温度制御を正確に行うことができる。また、本発明の顕微鏡用加熱装置１００は、ステージプレート２０に対して観察用プレート１０，５０を載置するという簡便な操作によって温度制御装置１１０に接続することができる。
したがって、本発明の観察用プレート１０，５０及び顕微鏡用加熱装置１００は、正確な温度制御が必要とされ、且つ試料数が多い場合に特に有効であり、例えば、医療分野、食品検査分野等において有用であると期待される。
【符号の説明】
【０１００】
１０，５０ 観察用プレート
１１，５１ 基板
１２ 測温抵抗素子（薄膜温度センサ）
１２ａ 導電性薄膜
１２ｂ 接続部
１３，５３ 熱伝導部材
１４，５４ 絶縁膜
１５，５５ 発熱素子
１６，５６ 配線電極
１６ａ センサ導線
１６ｂ，５６ｂ センサ端子
１６ｃ，５６ｃ 発熱素子導線
１６ｄ，５６ｄ 発熱素子端子
１７，５７ 保護膜
２０ ステージプレート
２１ 基材
２１ａ 蓋部材
２１ｂ 土台部材
２１ｃ，２１ｄ 開口部
２１ｅ 空洞部
２１ｆ，２１ｇ 凹部
２１ｈ 孔部
２２ センサ用電極
２３ 発熱素子用電極
２４ 固定部材
２４ａ 操作部
２４ｂ 固定部
３０ 導線
３１，３２ リード線
５２ 薄膜熱電対（薄膜温度センサ）
５２ａ，５２ｂ 導電性薄膜
１００ 顕微鏡用加熱装置
１１０ 温度制御装置
２００ 顕微鏡
２１０ ステージ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、観察用プレート及び顕微鏡用加熱装置に係り、特に、試料の近傍温度を正確に制御することが可能な観察用プレート及び顕微鏡用加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
河川等の水質管理、食品の衛生検査、また、医療分野、畜産分野における各種検査において、顕微鏡による試料の観察が行われる。このような試料の例としては微生物や生体細胞が挙げられ、その活性は温度に依存することが多いため、観察時には温度管理が必要となる場合が少なくない。
【０００３】
従来、温度制御を伴う試料の観察は、透明板に対して、別途透明発熱体が形成された基板を重ねて組み合わせたプレートを、顕微鏡の架台上に載置して、温度管理を行いながら試料の観察を行う技術が知られている。しかし、試料を載置する透明板の加熱を行う場合、間接的な加熱となることから、熱効率が悪いという問題があった。さらに、略同形同大の透明板、透明発熱体を形成した基板等を重ね合わせて組み合わせたプレートは、一枚のプレート上で、複数の領域に分割して温度制御を行うことができず、特に複数の試料観察を行う場合には、作業効率が低下するという問題があった。
【０００４】
これに対し特許文献１には、一枚のガラス基板上に、透明導電膜による発熱部を備えた複数の領域を形成し、各領域で異なる温度となるように発熱部の発熱状態を調整する技術が提案されている。このように、透明導電膜により形成される発熱部を備えており、透明導電膜自体がガラス基板上に形成されていることから、熱効率が良く、加熱しやすい。さらに、透明導電膜は複数領域に分割してガラス基板上に成膜可能であるから、複数領域に分割した温度制御が可能となる。
【０００５】
また、特許文献２には、ガラス基板上に設けられた透明導電膜によって発熱部を形成すると共に、この透明導電膜によって、温度フィードバック用の透明な温度センサを形成し、温度制御を行う技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−０９３１２６号公報
【特許文献２】特開２００９−２０１５０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
例えば微生物等を試料として観察する場合、その微生物の活性は温度に大きく依存するのが一般的である。したがって、このような試料を観察する際には適当な温度になるように温度管理が必要とされる。温度管理を伴う観察としては二種類あり、一つは様々な種類の試料に対する観測条件を一定とするために温度を一定に保つ必要がある場合と、もう一つは特定の試料の性質に関する温度依存性を測定する場合である。
何れの場合であっても、僅かな温度のずれにより誤った観測結果を与える可能性があるため、試料近傍の温度制御は正確に行われることが必要である。
【０００８】
特許文献１で提案されている技術によると、一枚のガラス基板上に複数の透明導電膜からなる発熱部が形成されているため、透明導電膜を備えた複数の領域（特許文献１では「ウェル部」と記載されている）において異なる温度を設定することが可能である。しかし、各領域の温度制御（温度測定）に関し、一定の温度に到達した際に着色変化する温度インジケータが設けられているのみであり、各領域の温度を数値化して計測できず、正確に温度制御を行うことができないという不都合があった。
【０００９】
一方、特許文献２で提案されている技術によると、ガラス基板上に透明導電膜からなる発熱部が形成され、さらに、この透明導電膜により形成された温度センサが発熱部と一体に配設されている。そして温度センサは発熱部の温度を測定し、その測定結果に依存して透明導電膜による発熱量が制御される構成であるため、温度制御を容易に行うことが可能である。
【００１０】
しかし、特許文献２の技術では、透明導電膜自体を温度センサとして使用するため、正確な温度測定を行うのが困難である。
一般に、薄膜温度センサを用いて温度を測定する際、温度測定精度を上げるためには、温度センサを構成する薄膜において所定値以上の大きさの抵抗値が必要である。特許文献２の技術では、薄膜温度センサを構成する透明導電膜が、発熱体としての役割も果たす必要があり、その結果、透明導電膜の抵抗値を大きくすると発熱体への出力も大きくしなければならない。したがって、発熱体として適当な発熱量を確保し、且つ正確な温度測定が可能であるという両条件を満足させることは容易ではない。
【００１１】
すなわち、特許文献２の技術は、試料の近傍温度を正確に測定し、さらにその温度を正確に制御することが困難であるという問題点があった。
【００１２】
本発明の目的は、試料の近傍温度を正確に測定すると共に、試料近傍の温度を正確に制御することが可能な観察用プレート及び顕微鏡用加熱装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、複数の加熱領域の温度を個別に制御すると共に、温度制御が容易な観察用プレート及び顕微鏡用加熱装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題は、本発明に係る観察用プレートによれば、透明なガラス基板の一方の面上に試料を載置し、該試料を加熱する観察用プレートであって、前記基板の他方の面上に、金属薄膜からなる薄膜温度センサと、該薄膜温度センサと電気的に接続され温度計測信号を出力するセンサ端子と、透明導電膜で形成される発熱素子と、該発熱素子と電気的に接続され温度制御信号が入力される発熱素子端子と、を備え、前記薄膜温度センサは、前記発熱素子と前記発熱素子端子とに対して電気的に絶縁されていると共に、前記基板と前記発熱素子との間に配設されてなること、により解決される。
【００１４】
このように、基板上に透明導電膜からなる発熱素子が形成され、透明導電膜が形成された範囲に対して通電されることにより、透明導電膜が形成された範囲が加熱される。そして、このような構成の発熱素子と重なる位置に薄膜形状の温度センサを積層して形成するため、本発明の観察用プレートは、発熱素子によって区画される加熱領域の温度を直接測定することができる。そして、薄膜温度センサは、基板と発熱素子との間に配設されているため、基板の試料を載置する面の裏側の温度が計測される。
したがって、発熱素子と薄膜温度センサを積層させて形成することにより、試料により近い位置の温度が薄膜温度センサによって計測されるため、正確な温度測定が可能となる。
【００１５】
このとき、請求項２のように、前記発熱素子は、前記基板の同一面上に互いに離間して複数配設され、前記薄膜温度センサは、前記複数の発熱素子に対して少なくとも一つ以上配設されてなると好適である。
このように、発熱素子を複数離間して設けることにより、本発明の観察用プレートは、複数の加熱領域を備える。したがって、一枚の基板上において、複数の異なる温度で試料を保持することができる。さらに、これら複数の発熱素子には、個別の薄膜温度センサが設けられている。したがって、複数の加熱領域を備えた場合であっても、個々の加熱領域の温度を正確に測定し、個別に温度制御することが可能である。
【００１６】
また、請求項３のように、前記複数の発熱素子の間には、金属薄膜からなる熱伝導部材が形成され、該熱伝導部材は、前記薄膜温度センサと、前記センサ端子と、前記発熱素子と、前記発熱素子端子と、に対して電気的に絶縁されてなると好ましい。
このように、本発明の観察用プレートにおいて、複数設けられた発熱素子の間には熱伝導部材が備えられている。この熱伝導部材は、基板の長手方向に沿う側面に優先的に熱を伝導させることにより、隣り合って配設された発熱素子間で生じる熱移動を抑制するために配設される。したがって、熱伝導部材によって隔てられた発熱素子は、周囲に配設された発熱素子の影響をうけることなく、個別の温度制御が可能となると共に、正確な温度制御が可能となる。
【００１７】
また、請求項４のように、前記薄膜温度センサは、白金測温抵抗体であると好適である。
このように、観察用プレートの加熱領域温度を計測するために設けられる薄膜温度センサとして、測温抵抗体を使用することにより、測定温度の誤差を小さくすることができる。
さらに白金は、抵抗温度係数が大きく、経時変化が少ないため、より正確な温度測定が可能となる。したがって、発熱素子によって区画された加熱領域の温度をより正確に測定することができる。
【００１８】
さらに、請求項５のように、前記基板は矩形状に形成され、前記センサ端子は、前記基板の一の縁端上に配設され、前記発熱素子端子は、前記基板の他の縁端上に配設されてなると好ましい。
このように、本発明の観察用プレートには、温度制御装置に接続するためのセンサ端子と発熱素子端子とが配設されている。そして、センサ端子と、発熱素子端子とが矩形状に形成された基板の異なる縁端上に設けられることにより、センサ端子と発熱素子端子とが分割されて配設されるため、配線が複雑化することがない。したがって、確実に温度制御装置に接続することができ、正確な温度測定が可能となる。
【００１９】
また、前記課題は、本発明に係る顕微鏡用加熱装置によれば、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の観察用プレートと、該観察用プレートが載置されるステージプレートと、該ステージプレートと電気的に接続されると共に、前記観察用プレートの温度制御を行う温度制御装置と、を備えた顕微鏡用加熱装置であって、前記ステージプレートは、前記センサ端子と当接するセンサ用電極と、前記発熱素子端子と当接する発熱素子用電極とを備えてなること、により解決される。
このように、顕微鏡に設置するステージプレートにおいて、観察用プレートのセンサ端子と当接するセンサ用電極と、発熱素子端子に当接する発熱素子用電極が設けられているため、ステージプレートに対して観察用プレートを設置するだけで、観察用プレートを温度制御装置に接続することができる。その結果、容易に観察用プレート上の加熱領域の温度を制御することが可能となる。
また、観察用プレートが載置されるステージプレートによって観察用プレートが固定されるため、試料が観察用プレート上で移動することなく、その結果均一に加熱することができるため、温度制御を正確に行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の観察用プレートによれば、薄膜温度センサが基板と発熱素子の間に設けられているため、試料の近傍温度を計測することができ、より正確な温度測定及び温度制御が可能となる。また、本発明の観察用プレートは、複数配設された発熱素子に対して、個別の薄膜温度センサが設けられることにより、正確な温度制御が可能となる。さらに本発明の観察用プレートは、複数の発熱素子の間に熱伝導部材が設けられているため、複数の発熱素子による加熱領域の温度制御をより正確に行うことができる。さらにまた、観察用プレートを温度制御装置に接続するために形成されるセンサ端子と、発熱素子端子とが分割されて基板上に配列されるため、使用者がその配線を間違うことなく、正確な温度制御が可能となる。
また、本発明の顕微鏡用加熱装置によれば、ステージプレート上に観察用プレートを設置することにより温度制御装置と観察用プレートが接続され、観察用プレートの表面温度を容易に制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係る顕微鏡用加熱装置の概略斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る観察用プレートの平面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る観察用プレートの分解斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る顕微鏡用加熱装置に備えられるステージプレートの平面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線に相当する概略断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る観察用プレートをステージプレートに載置した状態の平面図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ線に相当する概略断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る観察用プレートの平面図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係る観察用プレートの分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の実施形態に係る観察用プレート及び顕微鏡用加熱装置を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する材料、配置、構成等は、本発明を限定するものでなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
【００２３】
図１は本発明の一実施形態に係る顕微鏡用加熱装置の概略斜視図、図２及び図３は本発明の一実施形態に係る観察用プレートに係るもので、図２は平面図、図３は分解斜視図、図４及び図５は本発明の一実施形態に係る顕微鏡用加熱装置に備えられるステージプレートに係るもので、図４はステージプレート、図５は図４のＡ−Ａ線に相当する概略断面図、図６及び図７は本発明の一実施形態に係る観察用プレートをステージプレートに載置した状態に係るもので、図６は平面図、図７は図６のＢ−Ｂ線に相当する概略断面図、図８及び図９は本発明の他の実施形態に係る観察用プレートに係るもので、図８は平面図、図９は分解斜視図である。
【００２４】
本発明の一実施形態に係る顕微鏡用加熱装置１００は、図１に示すように、顕微鏡２００と組み合わせて用いられる。顕微鏡用加熱装置１００は、観察用プレート１０と、観察用プレート１０が載置されるステージプレート２０と、ステージプレート２０と電気的に接続されると共に、観察用プレート１０の温度制御を行う温度制御装置１１０とを備えている。
【００２５】
そして、ステージプレート２０は顕微鏡２００のステージ２１０上に載置された後、ステージ２１０に対して固定される。温度制御装置１１０は、導線３０によってステージプレート２０と電気的に接続されており、観察用プレート１０からの温度計測信号を受信する（温度計測信号が入力される）と共に、観察用プレート１０に対して温度制御信号を送信し（温度制御信号を出力し）、観察用プレート１０の表面温度を制御する。その結果、使用者は観察用プレート１０上に載置された試料の温度を制御して、観察することができる。
【００２６】
観察用プレート１０には、後述の薄膜温度センサとしての測温抵抗素子１２（図２を参照）が備えられており、測温抵抗素子１２から出力された温度計測信号は、温度制御装置１１０に備えられたＣＰＵによって処理される。そして、温度制御装置１１０に備えられた温度表示部に測温抵抗素子１２よって計測された温度が表示される。
【００２７】
また、温度制御装置１１０には温度設定部が設けられており、使用者は、観察用プレート１０について、所望の表面温度を温度制御装置１１０に入力して設定することができる。したがって、温度計測信号を受信したＣＰＵは、入力された温度計測信号を参照し、温度設定部に入力された所定温度となるように温度制御信号を観察用プレート１０に出力する。なお、上述の温度計測信号及び温度制御信号の送受信は随時行われており、長時間使用する場合や、途中で設定温度を変更する場合であっても、観察用プレート１０の温度を所望の温度に制御することができる。
【００２８】
図２に示すように、観察用プレート１０は、基板１１の一方の面（表面）上に試料が載置される一方、他方の面（裏面）上に、薄膜温度センサとしての測温抵抗素子１２と、測温抵抗素子１２と電気的に接続され温度計測信号を出力するセンサ端子１６ｂと、透明導電膜で形成される発熱素子１５と、発熱素子１５と電気的に接続され温度制御信号が入力される発熱素子端子１６ｄと、を備えている。なお、図２は各素子が形成される裏面側から見た図であり、説明のため、部材が重なる部分においても、全ての部材を実線で示している。
そして、図３に示すように、測温抵抗素子１２は、発熱素子１５と、発熱素子１５に接続された発熱素子端子１６ｄに対して絶縁膜１４によって電気的に絶縁されていると共に、基板１１上の、発熱素子１５と対応する位置に配設されている。
【００２９】
基板１１は、顕微鏡２００のように、透光性が必要な機器に対して用いる場合には、透明且つ絶縁性である一般的なガラス基板を用いると好ましい。本実施形態においては、後述の薄膜状の各部材を形成しやすくするため、透明なガラス基板を用いているが、十分な強度、透光性、絶縁性を備えていれば、樹脂基板としても良い。ガラス基板及び樹脂基板は、絶縁膜を形成する必要がないため、製作工程が簡素化され、好適である。また、フィルムはその可撓性により、取り扱いの容易な観察用プレート１０を提供することができる。
【００３０】
観察用プレート１０は、所定の面積を備え、平面視略矩形の透明導電膜からなる発熱素子１５を備えており、発熱素子１５が形成された範囲内（すなわち、加熱領域内）であって、発熱素子１５や、後述の測温抵抗素子１２が形成されていない表面上に試料が載置される。そして、発熱素子１５が通電されることにより、発熱素子１５がヒーターとなって試料を加熱するため、試料を至適温度で保持し、観察することが可能となる。
【００３１】
発熱素子１５は、透明導電膜によって形成されており、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＡＺＯ（Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）等を用いることができ、好ましくはＩＴＯが用いられる。
【００３２】
これら透明導電膜からなる発熱素子１５の形成方法としては、スプレー熱分解法、ＣＶＤ法等の化学的成膜法と蒸着法、スパッタリング法等の物理的成膜法に大別することができる。中でもスパッタリング法は、得られる膜の抵抗値及び透過率の経時変化が少なく、成膜条件の制御が容易であるため、好ましい。
【００３３】
これら透明導電膜からなる発熱素子１５の成膜時、用いられるターゲットは、Ｉｎ，Ｓｎ，Ｚｎ，Ｃｄ−Ｓｎ，Ｃｄ−Ｉｎ等の金属ターゲット、又はこれら酸化物の焼結体ターゲットに、必要に応じてドナーとなる元素を添加したものが用いられる。
【００３４】
発熱素子１５には、ステージプレート２０に備えられた後述の発熱素子用電極２３（図４を参照）に当接し、通電されるための発熱素子端子１６ｄが、細い短冊状（線状）の発熱素子導線１６ｃによって電気的に接続されている。発熱素子導線１６ｃは、略矩形に成膜された発熱素子１５の対向する縁辺に沿って配設されており、略矩形状に形成された基板１１の一つの縁端側に形成された発熱素子端子１６ｄと、基板１１の内側に形成された発熱素子１５を電気的に接続するものである。
【００３５】
このように、発熱素子端子１６ｄは、ステージプレート２０に設けられた発熱素子用電極２３と当接することによって、電気的に接続される。そして、発熱素子端子１６ｄは、ステージプレート２０に接続された温度制御装置１１０からの温度制御信号が入力され（すなわち、電圧が印可され）、発熱素子１５が所望の温度に加熱される。
【００３６】
そして、発熱素子１５と、基板１１との間には、基板１１の加熱領域内の温度を計測する薄膜温度センサとしての測温抵抗素子１２が配設されている。測温抵抗素子１２と、発熱素子１５とは電気的に絶縁されており、本実施形態では、測温抵抗素子１２と発熱素子１５との間に絶縁膜１４が形成されている（図３を参照）。したがって、測温抵抗素子１２は試料に対して基板１１のみを介して配設されるため、試料に近い位置（範囲）の温度を計測することができ、正確且つ精密な温度制御が可能となる。
【００３７】
薄膜温度センサとして用いられる測温抵抗素子１２は、後述の薄膜熱電対と比較して常温、中温領域で精度が高く、基準接点補償などを必要としないため、本発明の観察用プレート１０において好適に用いられる。測温抵抗素子１２としては、一般的な薄膜型測温抵抗素子が用いられ、例えば、ニッケル測温抵抗体、白金測温抵抗体、銅測温抵抗体を用いることができる。
測温抵抗素子１２としてニッケル測温抵抗体を用いると、安価に製造することができる。また、白金測温抵抗体は、温度に対する抵抗変化が一定であり、さらに変化率が大きいため、高い精度で温度計測を行うことができる。
【００３８】
測温抵抗素子１２は、図２に示すように、細い線状の金属薄膜からなる導電性薄膜１２ａと、導電性薄膜１２ａと電気的に接続されると共に、センサ導線１６ａを介してセンサ端子１６ｂに接続される接続部１２ｂを備えている。導電性薄膜１２ａと、幅広の接続部１２ｂとは、連続した金属薄膜によって構成されている。そして、センサ端子１６ｂは、後述のステージプレート２０に備えられたセンサ用電極２２に当接し、測温抵抗素子１２からの温度計測信号は、ステージプレート２０にさらに接続された温度制御装置１１０に出力される。なお、測温抵抗体１２、接続部１２ｂ、センサ導線１６ａ、センサ端子１６ｂの構成として、二線式、三線式、四線式のいずれの方式としても良い。
【００３９】
センサ端子１６ｂは、略矩形状の基板１１において、発熱素子端子１６ｄが形成された縁端側と対向する縁端側に形成されている。このように、センサ端子１６ｂと発熱素子端子１６ｄとを基板１１上で分離して配設することにより、センサ導線１６ａ、発熱素子導線１６ｃ、さらにステージプレート２０側のセンサ用電極２２、発熱素子用電極２３等の配線構造が簡素化され、その結果、生産性の高い観察用プレート１０とすることができる。
【００４０】
上述のセンサ導線１６ａ、センサ端子１６ｂ、発熱素子導線１６ｃ、発熱素子端子１６ｄからなる配線電極１６は、導電性の金属薄膜によって形成されている。センサ導線１６ａ、発熱素子導線１６ｃは、細い線状の金属薄膜によって形成され、センサ端子１６ｂ、発熱素子端子１６ｄは外部接続用に幅広の略矩形状の金属薄膜によって形成されている。なお、センサ端子１６ｂ、発熱素子端子１６ｄの形状は、ステージプレート２０のセンサ用電極２２、発熱素子用電極２３との間で通電するように接触させる構成であれば、その形状はこれに限定されない。
これら配線電極１６の材料は、一般的な材料を用いることができ、金、銀、銅、クロム、モリブデン、アルミ等の金属の単体、あるいはそれぞれの合金を用いることができる。
【００４１】
配線電極１６は、印刷法、スパッタリング法等を用いて、基板１１上に形成される。また、エッチングによってそれぞれセンサ導線１６ａ、センサ端子１６ｂ、発熱素子導線１６ｃ、発熱素子端子１６ｄを形成しても良い。
【００４２】
測温抵抗素子１２と、発熱素子１５との間に配設される絶縁膜１４は、少なくとも発熱素子１５によって形成される加熱領域の全域を覆うように形成されている。絶縁膜１４の材料は、透明な絶縁材料を用いるのが好ましく、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂等を用いることができ、その厚さは３００〜３０００ｎｍ程度が好ましい。また、絶縁膜１４の形成方法としては、蒸着法、スパッタリング法、ディッピング法、印刷法を用いることができる。
【００４３】
そして、図３に示すように、発熱素子１５は、基板１１の同一面上において互いに離間して、複数配設されている。また、測温抵抗素子１２は、複数の発熱素子１５に対してそれぞれ一つずつ備えられており、この構成により、観察用プレート１０は、複数の加熱領域を備え、複数の加熱領域の温度をそれぞれ個別に制御することが可能となる。
【００４４】
このとき、複数の発熱素子１５にそれぞれ接続された発熱素子導線１６ｃ、発熱素子端子１６ｄは、互いに接触しない位置に配設される。また、複数の発熱素子１５に対応する位置に設けられる測温抵抗素子１２に接続されたセンサ導線１６ａ、センサ端子１６ｂもまた、互いに接触しない位置に配設される。さらに、複数の発熱素子端子１６ｄと、複数のセンサ端子１６ｂは、基板１１上の対向する縁端にそれぞれ集積して配設されている。この構成により、ステージプレート２０に設けられる発熱素子用電極２３、センサ用電極２２の構成が複雑となることなく、ステージプレート２０におけるリード線３１（図４，図５参照）等の配線も簡素化される。
【００４５】
さらに、発熱素子導線１６ｃ及びセンサ導線１６ａもまた、基板１１の外周方向に集積されて形成されていると好ましい。このような構成により、基板１１の中心方向において光が透過する範囲を最大限に確保することができるため、試料を観察する際、発熱素子導線１６ｃ及びセンサ導線１６ａによって光が遮られることなく、試料を観察し易くなる。
【００４６】
なお、本実施形態では複数の発熱素子１５が一列に配列された形状を例示しているが、発熱素子導線１６ｃ及び発熱素子端子１６ｄと、センサ導線１６ａ及びセンサ端子１６ｂとの絶縁を維持することができれば、複数列で配列しても良いのは勿論である。
【００４７】
このように、本発明の観察用プレート１０は、複数の発熱素子１５を備えることによって、複数の加熱領域を備えている。そして、各加熱領域の温度を個別に制御するため、発熱素子１５は互いに離間して配設されており、さらに熱伝導部材１３を備えていると好ましい。
【００４８】
熱伝導部材１３は、少なくとも、隣り合って配設される発熱素子１５の間に配設され、基板１１の長手方向に沿う側面に優先的に熱を伝導させることにより、隣り合って配設される発熱素子１５の間の熱伝導を抑制するものである。熱伝導部材１３は、その形状は限定されないが、例えば短冊状、線状の熱抵抗が小さい物質によって構成されている。一般に、金属はガラスよりも熱抵抗が小さいため、熱伝導部材１３は、金属薄膜によって形成されていると好ましい。さらに、本実施形態では、作業工程を短縮する目的で、後述のように、金属薄膜からなる配線電極１６と同工程で形成されるため、配線電極１６と同じ金属で形成されている。なお、同じく金属からなる測温抵抗素子１２と同時に熱伝導部材１３を作成しても良く、これにより、作業工程を短縮することができる。
なお、熱伝導部材１３は、図２，図３及び図６のように、隣り合って配設された発熱素子１５の間以外の部分にさらに設けられていても良い。このとき、熱伝導部材１３が、配線電極１６に対して離間し、基板１１の長手方向に沿って発熱素子１５の周囲を囲む位置で、且つ発熱素子１５及び配線電極１６と絶縁が保たれる位置に設けられていると、発熱素子１５からの熱が熱伝導部材１３に伝導しやすいため、隣り合って配設される発熱素子１５の間の熱伝導を効果的に抑制することができる。
【００４９】
さらに、外部接続用の発熱素子端子１６ｄ、センサ端子１６ｂ以外を覆う範囲に、保護膜１７を備えていると好ましい。保護膜１７は、絶縁膜１４と同様に透明な絶縁材料を用いるのが好ましく、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂等を用いることができ、その厚さは３００〜３０００ｎｍ程度が好ましい。また、絶縁膜１４の形成方法としては、蒸着法、スパッタリング法、ディッピング法、印刷法を用いることができる。
【００５０】
次に、各部材の積層順について、図３を参照して説明する。なお、基板１１の面に関し、実際には図３において図面下側方向の面が上方となるようにステージプレート２０上に配設され、当該面上に試料が載置される構成であるが、説明のため、図３では上下を入れ替えた順で説明する。
【００５１】
観察用プレート１０の製造方法は、まず、ガラスからなる基板１１上に、全面に渡って金属薄膜が形成される。その後、測温抵抗素子１２に相当する部分の金属薄膜を残すようにエッチングされることにより、測温抵抗素子１２がパターニングされる。なお、測温抵抗素子１２に相当する部分が開口したマスクを用いて、基板１１上にスパッタリング等により測温抵抗素子１２を形成しても良い。
また、後述する配線電極１６を形成する工程において、熱伝導部材１３を同時に形成しない場合は、上記の測温抵抗素子１２を形成する工程において、同時に熱伝導部材１３を形成しても良い。
【００５２】
次に、測温抵抗素子１２上の接続部１２ｂ以外の部分を覆う位置に、絶縁膜１４が形成される。絶縁膜１４は、測温抵抗素子１２上であって、且つ後述の発熱素子１５が形成される範囲を覆う範囲で形成される。また絶縁膜１４は、上記範囲に、さらに熱伝導部材１３を含めて覆うように形成されていても良い。
【００５３】
さらに、測温抵抗素子１２の少なくとも一部と重なる位置で、絶縁膜１４上に透明導電膜からなる発熱素子１５が形成される。また、複数の発熱素子１５は、互いに離間して配設され、熱伝導部材１３と重ならない位置に配設される。
【００５４】
そして、次に配線電極１６を形成する。配線電極１６を形成する工程では、上記測温抵抗素子１２の接続部１２ｂと、発熱素子１５に対し、それぞれ重なる位置にセンサ導線１６ａ、発熱素子導線１６ｃが印刷法等により形成される。このとき、センサ導線１６ａ、発熱素子導線１６ｃにそれぞれ接続されるセンサ端子１６ｂ、発熱素子端子１６ｄもまた同時に形成される。そして、配線電極１６を形成する工程では、発熱素子１５、センサ導線１６ａ、発熱素子導線１６ｃと離間した位置に熱伝導部材１３が同時に形成されると好ましい。熱伝導部材１３が配線電極１６と同時に形成されるようにすると、製造工程を簡素化することができる。
【００５５】
最後に、基板１１上の、センサ端子１６ｂ、発熱素子端子１６ｄ以外の各部材を覆う範囲に保護膜１７が形成されると好ましい。
【００５６】
本発明の観察用プレート１０は、ステージプレート２０上に載置されることによってその表面温度を容易に制御することが可能である。以下、図４乃至図７を参照して、ステージプレート２０の構成を説明する。
ステージプレート２０は、観察用プレート１０が載置される土台となる基材２１と、観察用プレート１０のセンサ端子１６ｂと当接するセンサ用電極２２と、発熱素子端子１６ｄと当接する発熱素子用電極２３と、観察用プレート１０を上方から圧着する固定部材２４とを備えている。
【００５７】
顕微鏡２００等の光学機器において採光するため、基材２１は中空の枠状に形成されている。より詳細には、基材２１は、上方に配設される蓋部材２１ａと、土台部材２１ｂによって構成されており、蓋部材２１ａと、土台部材２１ｂは、それぞれに備えられた開口部２１ｃ，２１ｄを揃えて上下方向で重なって配設されている。
蓋部材２１ａには、観察用プレート１０よりもやや幅広に切り欠かれた略矩形状の開口部２１ｃが形成されており、開口部２１ｃの内部に観察用プレート１０が配設される。土台部材２１ｂにもまた、蓋部材２１ａに重なる位置で、観察用プレート１０よりもやや幅狭に切り欠かれた略矩形状の開口部２１ｄが形成されている。したがって、蓋部材２１ａの開口部２１ｃ側から、土台部材２１ｂの開口部２１ｄを覆うようにして観察用プレート１０を載置することができる。なお、基材２１は、樹脂等の非導通性の材料によって構成されていると好ましい。
【００５８】
ステージプレート２０は、蓋部材２１ａの開口部２１ｃと比較して、土台部材２１ｂの開口部２１ｄは幅狭に形成されているため、図５に示すように、土台部材２１ｂによって、内側方向に向かって突出した凸部、すなわち観察用プレート１０を載置する台となる部分が形成される。この部分（凸部）には、観察用プレート１０のセンサ端子１６ｂと当接するセンサ用電極２２と、発熱素子端子１６ｄと当接する発熱素子用電極２３が設けられている。
【００５９】
土台部材２１ｂの開口部２１ｄの一つの縁端側には、センサ用電極２２が配設されており、対向する縁端側には、発熱素子用電極２３が配設されている。センサ用電極２２及び発熱素子用電極２３は、それぞれ略矩形の導通面を上方に向けて導通面が水平となるように配設されており、観察用プレート１０のセンサ端子１６ｂ及び発熱素子端子１６ｄとそれぞれ当接する。なお、センサ用電極２２及び発熱素子用電極２３の形状は、センサ端子１６ｂ及び発熱素子端子１６ｄと十分に接触する構成であれば、これに限定されるものではない。
【００６０】
センサ用電極２２及び発熱素子用電極２３には、それぞれリード線３１，３２が電気的に接続されており、これらリード線３１，３２（図４中、点線で示す）は束ねられて一本の導線３０として温度制御装置１１０に接続される。
リード線３１，３２は基材２１の内部に形成された空洞部２１ｅ内に、それぞれセンサ用電極２２及び発熱素子用電極２３と電気的に接続され、延設されている。
【００６１】
基材２１の内部に形成される空洞部２１ｅは、図５に示すように、枠状の蓋部材２１ａの下面を切り欠いて形成された凹部２１ｆと、枠状の土台部材２１ｂの上面を切り欠いて形成された凹部２１ｇを互いに対向させることにより形成されている。
【００６２】
空洞部２１ｅは、図４に示すように、センサ用電極２２及び発熱素子用電極２３に隣接して設けられ、さらに、センサ用電極２２の近傍に設けられた空洞と、発熱素子用電極２３の近傍に設けられた空洞は、連続して空洞部２１ｅを形成している。そして、空洞部２１ｅ内に配設されたリード線３１，３２は、基材２１の側面に設けられた孔部２１ｈから、一本の導線３０として延出される。なお孔部２１ｈは、空洞部２１ｅが基材２１の側面に延設されることにより形成されているが、基材２１の上面又は下面に形成された構成であっても良い。
【００６３】
次に、観察用プレート１０をステージプレート２０に載置した際の構成について説明する。
図６，図７に示すように、本発明の観察用プレート１０は、ステージプレート２０上に、各部材（測温抵抗素子１２、熱伝導部材１３、絶縁膜１４、発熱素子１５、配線電極１６、保護膜１７）を下方に向けて、観察用プレート１０が開口部２１ｃ，２１ｄを覆うようにして載置される。すなわち、試料を平滑な面に載置するため、基板１１が上方になるようにして載置される。なお、図７は説明のため、基板１１に対し、薄膜によって構成される部材の膜厚を強調して示している。
【００６４】
そしてこの時、観察用プレート１０のセンサ端子１６ｂ及び発熱素子端子１６ｄは、ステージプレート２０に配設されたセンサ用電極２２、発熱素子用電極２３にそれぞれ当接するようにして載置される。その後、観察用プレート１０は、ステージプレート２０に備えられた固定部材２４によって、上方から圧締されるように、ステージプレート２０に対して固定される。
【００６５】
固定部材２４は、上方から観察用プレート１０を押圧して固定するために備えられ、本実施例では、センサ用電極２２、発熱素子用電極２３の近傍に備えられる。このような構成により、観察用プレート１０のセンサ端子１６ｂをセンサ用電極２２に、発熱素子端子１６ｄを発熱素子用電極２３に対してより確実に当接させることができる。また、蓋部材２１ａの厚みは、観察用プレート１０の厚みよりも若干薄く形成されているため、開口部２１ｃの上方から、観察用プレート１０の基板１１がわずかに上方に配設される。その結果、固定部材２４は、開口部２１ｃの上方からわずかに突出した基板１１を押圧する。
【００６６】
本実施形態の固定部材２４は、使用者が上下方向に操作する操作部２４ａと、操作部２４ａと連動して上下すると共に観察用プレート１０を押圧する固定部２４ｂとを備えている。固定部２４ｂは、観察用プレート１０のセンサ端子１６ｂ、発熱素子端子１６ｄが配設された縁辺よりもやや長く形成されており、観察用プレート１０に対して均一な力で当接し、局所的に力が加わることがない。その結果、観察用プレート１０が割れてしまうのを防ぐことができる。
なお、固定部材２４の構成はこれに限定されるものではなく、公知の手段が用いられる。
【００６７】
また、観察用プレート１０のセンサ端子１６ｂをセンサ用電極２２に、発熱素子端子１６ｄを発熱素子用電極２３に対して当接させることができれば、固定部材２４の位置は図４乃至図７に示す実施形態以外の位置であっても良い。また、観察用プレート１０を水平に保つことができれば、固定部材２４は一カ所のみに設けられていても良い。
【００６８】
観察用プレート１０が固定部材２４によってステージプレート２０に固定された後、ステージプレート２０は、顕微鏡２００のステージ２１０に載置される。また、顕微鏡２００のステージ２１０に予めステージプレート２０を固定した後、観察用プレート１０をステージプレート２０に対して固定しても良い。
【００６９】
そして、観察用プレート１０をステージプレート２０に対して載置することによって、観察用プレート１０が通電され、温度制御装置１１０との間で信号を送受信する。その結果、発熱素子１５が発熱し、また、発熱素子１５と基板１１との間に配設された測温抵抗素子１２によって加熱領域の温度が測定され、さらにその測定温度に基づき、発熱素子１５の発熱量が制御される。
基板１１上であって、透明導電膜からなる発熱素子１５によって形成された加熱領域内に試料を載置することにより、適当な温度で試料を観察することが可能となる。
【００７０】
次に、図８及び図９を参照して、本発明の他の実施形態に係る観察用プレート５０について説明する。本実施形態では上述の実施形態と異なり、薄膜温度センサとして薄膜熱電対５２を用いていることを特徴としている。したがって、薄膜温度センサ以外の共通する構成、作用についてはその説明を省略する。
【００７１】
本実施形態の観察用プレート５０は、基板５１の一方の面（表面）上に試料が載置される一方、他方の面（裏面）上に、薄膜温度センサとしての薄膜熱電対５２と、薄膜熱電対５２と電気的に接続され温度計測信号を出力するセンサ端子５６ｂと、透明導電膜で形成される発熱素子５５と、発熱素子導線５６ｃを介して発熱素子５５と電気的に接続され温度制御信号が入力される発熱素子端子５６ｄと、を備えている。
そして、図８に示すように、薄膜熱電対５２は、発熱素子５５と、発熱素子５５に接続された発熱素子端子５６ｄに対して電気的に絶縁されていると共に、基板５１と発熱素子５５との間に配設されている。なお、図８は、図２と同様に各素子が形成される裏面側から見た図であり、説明のため、部材が重なる部分においても、全ての部材を実線で示している。
【００７２】
薄膜温度センサとして測温抵抗素子１２を備えた上記実施形態とは異なり、本実施形態の薄膜温度センサは、薄膜熱電対５２を用いている。したがって、発熱素子５５と、基板５１との間には、基板５１の加熱領域内の温度を計測する薄膜温度センサとしての薄膜熱電対５２が配設されている。薄膜熱電対５２と、発熱素子５５との間には絶縁膜５４が形成されており、互いに電気的に絶縁されている（図９を参照）。
【００７３】
薄膜温度センサとして用いられる薄膜熱電対５２は、上述の測温抵抗体と比較して広い温度範囲での測温が可能であり、また、安価に製造可能であることから、本発明の観察用プレート５０において薄膜温度センサとして用いることができる。
【００７４】
薄膜熱電対５２は、図８に示すように、細い線状の異なる金属の薄膜からなる導電性薄膜５２ａ，５２ｂによって構成されている。そして、導電性薄膜５２ａ，５２ｂは、センサ端子５６ｂまで延設されており、センサ端子５６ｂに電気的に接続されている。また、導電性薄膜５２ａ，５２ｂにおいて、センサ端子５６ｂに接続されていない方の端部は、互いに積層して形成されている。この積層部、すなわち測温接点は、発熱素子５５と重なる位置に配設される。なお、導電性薄膜５２ａ，５２ｂとセンサ端子５６ｂとはそれぞれ連続した金属薄膜によって構成されていると、導電性薄膜５２ａ，５２ｂ及びセンサ端子５６ｂの成膜工程を個別に設ける必要が無く、製造工程を短縮することができるため好ましい。
【００７５】
薄膜熱電対５２（導電性薄膜５２ａ，５２ｂ）を構成する異種金属の組み合わせとしては、クロメル−アルメル、ＰｔＲｈ−Ｐｔ、クロメル−コンスタンタン、ナイクロシル−ナイシル、Ｃｕ−コンスタンタン、Ｆｅ−コンスタンタン、Ｉｒ−ＩｒＲｈ、Ｗ−Ｒｅ、Ａｕ−Ｐｔ、Ｐｔ−Ｐｄ、Ｂｉ−Ｓｂなどを用いることができる。好ましくは、使用温度範囲が広く、温度と熱起電力の関係が直線的であるクロメル−アルメルの組み合わせを用いるのが良い。
【００７６】
そして、センサ端子５６ｂは、後述のステージプレート２０に備えられたセンサ用電極２２に当接し、薄膜熱電対５２からの温度計測信号は、ステージプレート２０にさらに接続された温度制御装置１１０に出力される。なお、薄膜熱電対５２を薄膜温度センサとして用いる場合、基準接点補償が必要であるため、温度制御装置１１０には、冷接点の温度を補償する回路が備えられている。
【００７７】
また、温度制御装置１１０に接続される導線３０において、薄膜熱電対５２と接続されるリード線３１は、補償導線である。すなわち、導電性薄膜５２ａ（より詳細には、導電性薄膜５２ａと連続して形成されたセンサ端子５６ｂ）に接続されるセンサ用電極２２、及びセンサ用電極２２に接続されたリード線３１は、導電性薄膜５２ａと同じ熱起電力特性を備えた金属で構成される。また、導電性薄膜５２ｂに接続されるリード線３１についても同様である。
【００７８】
上述のセンサ端子５６ｂ、発熱素子導線５６ｃ、発熱素子端子５６ｄからなる配線電極５６は、導電性の金属薄膜によって形成されている。発熱素子導線５６ｃは、細い短冊状（線状）の金属薄膜によって形成され、センサ端子５６ｂ、発熱素子端子５６ｄは外部接続用に幅広の略矩形状の金属薄膜によって形成されている。
【００７９】
これら配線電極５６のうち、発熱素子導線５６ｃ及び発熱素子端子５６ｄの材料は、一般的な材料を用いることができ、金、銀、銅、クロム、モリブデン、アルミ等の金属の単体、あるいはそれぞれの合金を用いることができる。また、センサ端子５６ｂの材料は、薄膜熱電対５２を構成する金属に依存して決定される。
【００８０】
薄膜熱電対５２と、発熱素子５５との間に配設される絶縁膜５４は、少なくとも発熱素子５５によって形成される加熱領域の全域を覆うように形成されている。絶縁膜５４の材料は、上述の実施形態における絶縁膜５４と同等のものが用いられ、形成方法もまた、上述の実施形態と同様である。
【００８１】
そして、図８に示すように、発熱素子５５は、基板５１の同一面上において互いに離間して、複数配設される。そして、薄膜熱電対５２は、複数の発熱素子５５に対してそれぞれ一つずつ備えられており、この構成により、観察用プレート１０は、複数の加熱領域を備え、複数の加熱領域の温度をそれぞれ個別に制御することが可能となる。
【００８２】
このとき、複数の発熱素子５５にそれぞれ接続された発熱素子導線５６ｃ、発熱素子端子５６ｄは、互いに接触しない位置に配設される。また、複数の発熱素子５５に対応する位置に設けられる薄膜熱電対５２に接続されたセンサ端子５６ｂもまた、互いに接触しない位置に配設される。
【００８３】
さらに、薄膜熱電対５２を構成する導電性薄膜５２ａ，５２ｂ及び発熱素子導線５６ｃもまた、基板５１の外周方向に集積されて形成されていると好ましい。このような構成により、基板５１の中心方向において光が透過する範囲を最大限に確保することができるため、試料を観察する際、発熱素子導線５６ｃ及び導電性薄膜５２ａ，５２ｂによって光が遮られることなく、試料を観察し易くなる。
【００８４】
このように、本発明の観察用プレート５０は、複数の発熱素子５５を備えることによって、複数の加熱領域を備えている。そして、各加熱領域の温度を個別に制御するため、発熱素子５５は互いに離間して配設されており、さらに隣り合って配設される発熱素子５５の間に、熱伝導部材５３を備えていると好ましい。
【００８５】
熱伝導部材５３は、少なくとも、隣り合って配設される発熱素子１５の間に配設され、基板１１の長手方向に沿う側面に優先的に熱を伝導させることにより、隣り合って配設される発熱素子１５の間の熱伝導を抑制するものである。熱伝導部材５３の形状、構成材料は上述の実施形態の熱伝導部材１３と同様である。なお、本実施形態においてもまた、作業工程を短縮する目的で、熱伝導部材５３は金属薄膜からなる配線電極５６と同工程で形成されるため、配線電極５６と同じ金属で形成されている。なお、同じく金属からなる薄膜熱電対５２を構成する導電性薄膜５２ａ，５２ｂのいずれかと同時に熱伝導部材５３を作成しても良く、これにより、作業工程を短縮することができる。
なお、熱伝導部材５３は、図８及び図９のように、隣り合って配設された発熱素子５５の間以外の部分にさらに設けられていても良い。このとき、熱伝導部材５３が、配線電極５６に対して離間し、基板５１の長手方向に沿って発熱素子５５の周囲を囲む位置で、且つ発熱素子５５及び配線電極５６と絶縁が保たれる位置に設けられていると、発熱素子５５からの熱が熱伝導部材５３に伝導しやすいため、隣り合って配設される発熱素子５５の間の熱伝導を効果的に抑制することができる。
【００８６】
さらに、外部接続用の発熱素子端子５６ｄ、センサ端子５６ｂ以外を覆う範囲に、保護膜５７を備えていると好ましい。保護膜５７は、絶縁膜５４と同様に透明な絶縁材料を用いるのが好ましく、その構成材料、形成方法は上述の実施形態における保護膜１７と同様である。
【００８７】
次に、各部材の積層順について、図９を参照して説明する。なお、基板５１の面に関し、実際には図９において図面下側方向の面が上方となるようにステージプレート２０上に配設され、当該面上に試料が載置される構成であるが、説明のため、図９では上下を入れ替えた順で説明する。
【００８８】
観察用プレート５０の製造方法は、まず、ガラスからなる基板５１上に、全面に渡って金属薄膜が形成される。その後、薄膜熱電対５２を構成する導電性薄膜５２ａ、センサ端子５６ｂに相当する部分の金属薄膜を残すようにエッチングされることにより、導電性薄膜５２ａ、センサ端子５６ｂがパターニングされる。なお、導電性薄膜５２ａ、センサ端子５６ｂに相当する部分が開口したマスクを用いて、基板５１上にスパッタリング等により薄膜熱電対５２、センサ端子５６ｂを形成しても良い。
【００８９】
その後、薄膜熱電対５２を構成するもう一方の導電性薄膜５２ｂを形成するため、基板５１上に、全面に渡って導電性薄膜５２ａを構成する金属とは異なる金属が成膜される。そして、導電性薄膜５２ｂ及びセンサ端子５６ｂに相当する部分の金属薄膜を残すようにエッチングされることによって、導電性薄膜５２ｂ及びセンサ端子５６ｂがパターニングされる。なお、導電性薄膜５２ｂ及びセンサ端子５６ｂの形成は、マスクを用いたスパッタリング法によって行われても良い。
また、後述する配線電極５６を形成する工程において、熱伝導部材５３を同時に形成しない場合は、上記の導電性薄膜５２ａ及びセンサ端子５６ｂの形成時、又は導電性薄膜５２ｂ及びセンサ端子５６ｂの形成時に熱伝導部材５３を同時に形成しても良い。
【００９０】
次に、薄膜熱電対５２に接続されたセンサ端子５６ｂ以外の部分を覆う位置に、絶縁膜５４が形成される。絶縁膜５４は、薄膜熱電対５２上であって、且つ後述の発熱素子５５が形成される範囲を覆う範囲で形成される。また絶縁膜５４は、上記範囲に、さらに熱伝導部材５３を含めて覆うように形成されていても良い。
【００９１】
さらに、薄膜熱電対５２の測温接点、すなわち、導電性薄膜５２ａ，５２ｂが互いに積層する積層部と重なる位置で、絶縁膜５４上に透明導電膜からなる発熱素子５５が形成される。また、複数の発熱素子５５は、互いに離間して配設され、熱伝導部材５３と重ならない位置に配設される。
【００９２】
そして、次に配線電極５６を形成する。配線電極５６を形成する工程では、上記発熱素子５５に対し、重なる位置に発熱素子導線５６ｃが印刷法等により形成される。このとき、発熱素子導線５６ｃに接続される発熱素子端子５６ｄもまた同時に形成される。そして、配線電極５６を形成する工程では、発熱素子５５、導電性薄膜５２ａ，５２ｂ、発熱素子導線５６ｃと離間した位置に熱伝導部材５３が同時に形成されると好ましい。熱伝導部材５３は配線電極５６と同時に形成されるため、製造工程を簡素化することができる。
【００９３】
最後に、基板５１上の、センサ端子５６ｂ、発熱素子端子５６ｄ以外の各部材を覆う範囲に保護膜５７が形成されると好ましい。
【００９４】
そして、観察用プレート５０は、上述のステージプレート２０に載置されることにより、基板５１の表面温度が好適に制御される。
本発明の観察用プレート５０は、ステージプレート２０上に、各部材（薄膜熱電対５２、熱伝導部材５３、絶縁膜５４、発熱素子５５、配線電極５６、保護膜５７）を下方に向けて、観察用プレート５０が開口部２１ｃ，２１ｄを覆うようにして載置される。すなわち、試料を平滑な面に載置するため、基板１１が上方になるようにして載置される。
【００９５】
そして、観察用プレート５０のセンサ端子５６ｂ及び発熱素子端子５６ｄは、ステージプレート２０に配設されたセンサ用電極２２、発熱素子用電極２３にそれぞれ当接するようにして載置される。この時、センサ用電極２２に接続されるリード線３１は、薄膜熱電対５２を構成する導電性薄膜５２ａ，５２ｂとそれぞれ同じ金属となるように構成される。
【００９６】
観察用プレート５０の成膜面を下方に向けてステージプレート２０に載置した後、その後、観察用プレート５０は、ステージプレート２０に備えられた固定部材２４によって、上方から圧締されるように、ステージプレート２０に対して固定される。
【００９７】
ステージプレート２０上に固定された観察用プレート５０は、温度制御装置１１０に接続され、基板５１上の薄膜熱電対５２によって温度が測定され、さらに発熱素子５５によってその加熱領域の温度が制御される。
【００９８】
上記実施形態では、観察用プレート１０，５０を用いて観測を行う光学機器として、顕微鏡２００を例に挙げたが、必ずしもこれに限定されず、他の測定機器に対して使用可能である。さらに、センサ端子１６ｂ，５６ｂ及び発熱素子端子１６ｄ，５６ｄが温度制御装置１１０等の外部機器に接続することができれば、基板１１，５１の形状は平面形状に限定されず、例えば、側壁面を持つ容器形状であっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明の観察用プレート１０，５０は、透明導電膜からなる発熱素子１５，５５と、基板１１，５１との間に、薄膜温度センサ（測温抵抗素子１２、薄膜熱電対５２）が配設されているため、試料を載置する基板１１，５１の表面温度を正確に測定することができる。その結果、観測対象である試料の温度制御を正確に行うことができる。また、本発明の顕微鏡用加熱装置１００は、ステージプレート２０に対して観察用プレート１０，５０を載置するという簡便な操作によって温度制御装置１１０に接続することができる。
したがって、本発明の観察用プレート１０，５０及び顕微鏡用加熱装置１００は、正確な温度制御が必要とされ、且つ試料数が多い場合に特に有効であり、例えば、医療分野、食品検査分野等において有用であると期待される。
【符号の説明】
【０１００】
１０，５０ 観察用プレート
１１，５１ 基板
１２ 測温抵抗素子（薄膜温度センサ）
１２ａ 導電性薄膜
１２ｂ 接続部
１３，５３ 熱伝導部材
１４，５４ 絶縁膜
１５，５５ 発熱素子
１６，５６ 配線電極
１６ａ センサ導線
１６ｂ，５６ｂ センサ端子
１６ｃ，５６ｃ 発熱素子導線
１６ｄ，５６ｄ 発熱素子端子
１７，５７ 保護膜
２０ ステージプレート
２１ 基材
２１ａ 蓋部材
２１ｂ 土台部材
２１ｃ，２１ｄ 開口部
２１ｅ 空洞部
２１ｆ，２１ｇ 凹部
２１ｈ 孔部
２２ センサ用電極
２３ 発熱素子用電極
２４ 固定部材
２４ａ 操作部
２４ｂ 固定部
３０ 導線
３１，３２ リード線
５２ 薄膜熱電対（薄膜温度センサ）
５２ａ，５２ｂ 導電性薄膜
１００ 顕微鏡用加熱装置
１１０ 温度制御装置
２００ 顕微鏡
２１０ ステージ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明なガラス基板の一方の面上に試料を載置し、該試料を加熱する観察用プレートであって、
前記基板の他方の面上に、金属薄膜からなる薄膜温度センサと、該薄膜温度センサと電気的に接続され温度計測信号を出力するセンサ端子と、透明導電膜で形成される発熱素子と、該発熱素子と電気的に接続され温度制御信号が入力される発熱素子端子と、を備え、
前記薄膜温度センサは、前記発熱素子と前記発熱素子端子とに対して電気的に絶縁されていると共に、前記基板と前記発熱素子との間に配設されてなることを特徴とする観察用プレート。
【請求項２】
前記発熱素子は、前記基板の同一面上に互いに離間して複数配設され、
前記薄膜温度センサは、前記複数の発熱素子に対して少なくとも一つ以上配設されてなることを特徴とする請求項１に記載の観察用プレート。
【請求項３】
前記複数の発熱素子の間には、金属薄膜からなる熱伝導部材が形成され、
該熱伝導部材は、前記薄膜温度センサと、前記センサ端子と、前記発熱素子と、前記発熱素子端子と、に対して電気的に絶縁されてなることを特徴とする請求項２に記載の観察用プレート。
【請求項４】
前記薄膜温度センサは、白金測温抵抗体であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の観察用プレート。
【請求項５】
前記基板は矩形状に形成され、
前記センサ端子は、前記基板の一の縁端上に配設され、
前記発熱素子端子は、前記基板の他の縁端上に配設されてなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の観察用プレート。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の観察用プレートと、
該観察用プレートが載置されるステージプレートと、
該ステージプレートと電気的に接続されると共に、前記観察用プレートの温度制御を行う温度制御装置と、を備えた顕微鏡用加熱装置であって、
前記ステージプレートは、前記センサ端子と当接するセンサ用電極と、前記発熱素子端子と当接する発熱素子用電極とを備えてなることを特徴とする顕微鏡用加熱装置。
【請求項１】
透明なガラス基板の一方の面上に試料を載置し、該試料を加熱する観察用プレートであって、
前記基板の他方の面上に、金属薄膜からなる薄膜温度センサと、該薄膜温度センサと電気的に接続され温度計測信号を出力するセンサ端子と、透明導電膜で形成される発熱素子と、該発熱素子と電気的に接続され温度制御信号が入力される発熱素子端子と、を備え、
前記薄膜温度センサは、前記発熱素子と前記発熱素子端子とに対して電気的に絶縁されていると共に、前記基板と前記発熱素子との間に配設されてなることを特徴とする観察用プレート。
【請求項２】
前記発熱素子は、前記基板の同一面上に互いに離間して複数配設され、
前記薄膜温度センサは、前記複数の発熱素子に対して少なくとも一つ以上配設されてなることを特徴とする請求項１に記載の観察用プレート。
【請求項３】
前記複数の発熱素子の間には、金属薄膜からなる熱伝導部材が形成され、
該熱伝導部材は、前記薄膜温度センサと、前記センサ端子と、前記発熱素子と、前記発熱素子端子と、に対して電気的に絶縁されてなることを特徴とする請求項２に記載の観察用プレート。
【請求項４】
前記薄膜温度センサは、白金測温抵抗体であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の観察用プレート。
【請求項５】
前記基板は矩形状に形成され、
前記センサ端子は、前記基板の一の縁端上に配設され、
前記発熱素子端子は、前記基板の他の縁端上に配設されてなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の観察用プレート。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の観察用プレートと、
該観察用プレートが載置されるステージプレートと、
該ステージプレートと電気的に接続されると共に、前記観察用プレートの温度制御を行う温度制御装置と、を備えた顕微鏡用加熱装置であって、
前記ステージプレートは、前記センサ端子と当接するセンサ用電極と、前記発熱素子端子と当接する発熱素子用電極とを備えてなることを特徴とする顕微鏡用加熱装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−３７４４９（Ｐ２０１２−３７４４９Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７９４４６（Ｐ２０１０−１７９４４６）
【出願日】平成２２年８月１０日（２０１０．８．１０）
【出願人】（５９１１２４７６５）ジオマテック株式会社 (35)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月１０日（２０１０．８．１０）
【出願人】（５９１１２４７６５）ジオマテック株式会社 (35)
【Ｆターム（参考）】
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