(57)【要約】  観察光学系を備え、観察光学系を介して、培養容器で培養される試料を観察する観察装置において、観察光学系に起因するディストーションが発生する位置に培養容器を配置する移動部と、ディストーションが発生する位置において、培養容器を撮像して画像を生成する撮像部と、画像に基づいて、培養容器における培地の培地量を算出する算出部とを備える。
2008146474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察光学系を備え、前記観察光学系を介して、培養容器で培養される試料を観察する観察装置において、
前記観察光学系に起因するディストーションが発生する位置に前記培養容器を配置する移動部と、
前記ディストーションが発生する位置において、前記培養容器を撮像して画像を生成する撮像部と、
前記画像に基づいて、前記培養容器における培地の培地量を算出する算出部と
を備えたことを特徴とする観察装置。
【請求項２】
請求項１に記載の観察装置において、
前記算出部は、前記培養容器の底面の輪郭と、前記培地の表面の輪郭とを抽出し、抽出した輪郭に基づいて前記培地量を算出する
ことを特徴とする観察装置。
【請求項３】
請求項１に記載の観察装置において、
前記観察光学系の光路に対して出し入れ可能で、かつ、前記ディストーションを強調する光学部材をさらに備える
ことを特徴とする観察装置。
【請求項４】
観察光学系と、
１つ或いは複数のウェルが形成された培養容器を載置するステージとを有し、
前記観察光学系を介して、各々の前記ウェルに充填された培地中の細胞を観察する観察装置において、
複数の撮像画素を有し、前記観察光学系を介して前記培養容器を撮像して画像を生成する撮像部と、
前記撮像部で生成された画像に基づき、前記培養容器のウェル毎に前記画像を処理して、培養液面の輪郭と前記ウェルの上面の輪郭とを求めるか、或いは前記培養液面の輪郭と前記ウェルの底面の輪郭とを求める画像処理部と、
前記画像処理部で求めた前記培地液面の輪郭と前記ウェルの上面の輪郭或いは前記ウェルの底面の輪郭とに基づき、前記ウェルの培地量に関連する情報を算出する算出部と、
を備えたことを特徴とする観察装置。
【請求項５】
請求項４に記載の観察装置において、
前記画像処理部は、
前記撮像部で生成された画像に基づき、前記培養容器のウェルごとに前記画像を輪郭強調処理して、前記ウェルの上面の輪郭、前記培地液面の輪郭、前記ウェルの底面の輪郭を識別して求める第一画像処理部と、
前記第一画像処理部で求めた前記培地液面の輪郭と前記ウェルの底面の輪郭とに基づき、前記観察光学系の光軸からラジカル方向に見た両輪郭の間隔である液面高さ情報を算出し、また、前記第一画像処理部で求めた前記ウェルの底面の輪郭と前記ウェルの上面の輪郭とに基づき、前記観察光学系の光軸からラジアル方向に見た前記両輪郭の間隔であるウェル深さ情報を算出する第二画像処理部と、から構成され、
前記算出部は、前記液面高さ情報が前記撮像部に２つの撮像画素以上の情報として求められたと判断した場合には、前記ウェル深さ情報と前記液面高さ情報とに基づき、前記培地量に関連する情報を算出する
ことを特徴とする観察装置。
【請求項６】
請求項５に記載の観察装置において、
前記第一画層処理部で求めた前記ウェルの上面の輪郭内の画像と前記ウェルの底面の輪郭内の画像とが重なる領域の画像に基づき、前記ウェル内の培地及び細胞の健康状態を検知する状態検知部を、さらに備えた
ことを特徴とする観察装置。
【請求項７】
請求項４又は５記載の観察装置において、
前記算出部が、前記培養容器の全てのウェルの前記培地量の算出をできるように、前記ステージと前記観察光学系とを相対的に移動して、前記撮像部により前記培養容器を撮像する
ことを特徴とする観察装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、培養容器で培養される試料を観察する観察装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、培養容器で培養される試料を観察する観察装置において、試料を撮像して生成した画像に基づいて試料の培養状態を判別する技術が考えられている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の発明では、画像に基づいて、培養対象の細胞の面積や細胞数などを計測することで培養状態を判別している。
【特許文献１】特開２００４−１６１９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、培養状態には、上述した細胞の面積や細胞数のみでなく様々な要素がある。例えば、培地量の変化や培地のｐＨの変化などの培養環境に関する情報も重要である。培地量は培地の蒸発等により変化する場合があり、培地量の変化とその原因とを把握することが非常に重要である。【０００４】
本発明は、新たな構成を付加することなく、培養容器における培地量に基づく詳細な培養状態を把握可能な観察装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の観察装置は、観察光学系を備え、前記観察光学系を介して、培養容器で培養される試料を観察する観察装置において、前記観察光学系に起因するディストーションが発生する位置に前記培養容器を配置する移動部と、前記ディストーションが発生する位置において、前記培養容器を撮像して画像を生成する撮像部と、前記画像に基づいて、前記培養容器における培地の培地量を算出する算出部とを備える。【０００６】
なお、好ましくは、前記算出部は、前記培養容器の底面の輪郭と、前記培地の表面の輪郭とを抽出し、抽出した輪郭に基づいて前記培地量を算出しても良い。【０００７】
また、好ましくは、前記観察光学系の光路に対して出し入れ可能で、かつ、前記ディストーションを強調する光学部材をさらに備えても良い。【０００８】
また、本発明の観察装置は、観察光学系と、１つ或いは複数のウェルが形成された培養容器を載置するステージとを有し、前記観察光学系を介して、各々の前記ウェルに充填された培地中の細胞を観察する観察装置において、複数の撮像画素を有し、前記観察光学系を介して前記培養容器を撮像して画像を生成する撮像部と、前記撮像部で生成された画像に基づき、前記培養容器のウェル毎に前記画像を処理して、培養液面の輪郭と前記ウェルの上面の輪郭とを求めるか、或いは前記培養液面の輪郭と前記ウェルの底面の輪郭とを求める画像処理部と、前記画像処理部で求めた前記培地液面の輪郭と前記ウェルの上面の輪郭或いは前記ウェルの底面の輪郭とに基づき、前記ウェルの培地量に関連する情報を算出する算出部と、を備える。【０００９】
なお、好ましくは、前記画像処理部は、前記撮像部で生成された画像に基づき、前記培養容器のウェルごとに前記画像を輪郭強調処理して、前記ウェルの上面の輪郭、前記培地液面の輪郭、前記ウェルの底面の輪郭を識別して求める第一画像処理部と、前記第一画像処理部で求めた前記培地液面の輪郭と前記ウェルの底面の輪郭とに基づき、前記観察光学系の光軸からラジカル方向に見た両輪郭の間隔である液面高さ情報を算出し、また、前記第一画像処理部で求めた前記ウェルの底面の輪郭と前記ウェルの上面の輪郭とに基づき、前記観察光学系の光軸からラジアル方向に見た前記両輪郭の間隔であるウェル深さ情報を算出する第二画像処理部と、から構成され、前記算出部は、前記液面高さ情報が前記撮像部に２つの撮像画素以上の情報として求められたと判断した場合には、前記ウェル深さ情報と前記液面高さ情報とに基づき、前記培地量に関連する情報を算出することが好ましい。【００１０】
また、好ましくは、前記第一画層処理部で求めた前記ウェルの上面の輪郭内の画像と前記ウェルの底面の輪郭内の画像とが重なる領域の画像に基づき、前記ウェル内の培地及び細胞の健康状態を検知する状態検知部を、さらに備えることが好ましい。【００１１】
さらに、好ましくは、前記算出部が、前記培養容器の全てのウェルの前記培地量の算出をできるように、前記ステージと前記観察光学系とを相対的に移動して、前記撮像部により前記培養容器を撮像することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態における顕微鏡の構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態の顕微鏡１の観察対象である培養容器の例を示す。
【図３】培地量を算出する際のコンピュータ制御部３１の動作を示すフローチャートである。
【図４】ディストーションが発生した画像の例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。なお、本実施形態では、本発明の観察装置の一例として、顕微鏡を用いて説明する。【００１４】
図１は、本発明の実施形態における顕微鏡の構成を示すブロック図である。図１に示すように、顕微鏡１は、顕微鏡本体２、コンピュータ３から構成される。【００１５】
顕微鏡本体２は、白色ＬＥＤなどの照明部材、集光レンズ、絞りなどを有する照明光源部３、観察対象の試料を静置するステージ４、対物レンズ部５、撮像部６を備える。また、顕微鏡本体２は、コンピュータ３と相互に接続可能な外部Ｉ／Ｆ部７、焦点調節を行う焦点調節部８、各部を制御する顕微鏡制御部９を備える。顕微鏡制御部９は、照明光源部３、撮像部６、外部Ｉ／Ｆ部７、焦点調節部８と相互に接続されるとともに、ステージ４を制御する。【００１６】
対物レンズ部５は、対物レンズ、対物レンズ駆動部、中間変倍部などを備える。なお、複数の対物レンズを備え、それらを切り替えて使用可能な構成であっても良い。また、対物レンズ部５は、広角レンズ（例えば、焦点深度４０ｍｍ以上、水平８０°×垂直６０°以上の視野角を有するもの）などを備えるいわゆるバードビュー光学系である。撮像部６は、撮像素子６Ａ、Ａ／Ｄ変換などの画像処理を行う画像処理部などを備える。【００１７】
なお、顕微鏡１は、図１に示す構成の他に、蛍光観察用の部材や位相差観察用の部材などをさらに備えても良い。【００１８】
コンピュータ３は、コンピュータ制御部３１、表示部３２、操作部３３を備え、操作部３３を介して顕微鏡１の動作に関わるユーザ指示を受け付けるとともに、顕微鏡１により取得した画像を表示部３２に表示する。また、コンピュータ制御部３１は、不図示のメモリに各部を制御するためのプログラムを予め記録する。そして、コンピュータ制御部３１は、外部Ｉ／Ｆ部７を介して顕微鏡制御部９と接続され、撮像部６により生成された画像を顕微鏡制御部９から取得するとともに、顕微鏡制御部９を制御する。【００１９】
顕微鏡１の観察においては、ステージ４に静置された培養容器４０に対して、照明光源部３により照明光を照射する。照明光は、ステージ４上の培養容器４０および培養容器４０内の試料を照明する。そして、試料を透過した光束は、対物レンズ部５を透過して撮像部６に導かれる。撮像部６は、撮像素子６Ａにより培養容器４０および試料の透過像を撮像して画像を生成する。【００２０】
顕微鏡制御部９は、ステージ４を上下方向に移動することにより、焦点調節の対象となる面を変更するとともに、焦点調節部８を介して対物レンズ部５の一部を対物レンズの光軸方向に移動して、焦点調節を行う。なお、焦点調節は、公知技術と同様に行われるため、説明を省略する。【００２１】
図２に、本実施形態の顕微鏡１における観察対象の試料となる培養容器４０の例を示す。図２に示す培養容器４０は、６ウェルプレートである。以下では、図２に示す６ウェルプレートの６つのウェルを、それぞれウェルＡ，ウェルＢ，ウェルＣ，ウェルＤ，ウェルＥ，ウェルＦと呼ぶ。【００２２】
不図示の搬送系によりステージ４上に搬送可能であれば、ディッシュやフラスコなどどのような培養容器４０であっても良い。なお、以下では、図２に示す６ウェルプレートを培養容器４０として各ウェルの培地の培地量を算出する場合を例に挙げて説明を行う。【００２３】
従来より、培地の色に基づいて、培地量を算出する技術が考えられている。しかし、培地の色は培地量の変化だけでなく、培地のｐＨの変化などの要因によっても変化する。そこで、本実施形態では、ｐＨの変化などに関係なく培地量を算出する。【００２４】
図３のフローチャートは、培地量を算出する際のコンピュータ制御部３１の動作を示す。【００２５】
ステップＳ１において、コンピュータ制御部３１は、顕微鏡制御部９を介してステージ４を駆動し培養容器４０を移動する。【００２６】
上述したように、対物レンズ部５は広角レンズを備える。したがって、対物レンズ部５の視野において、周辺部分にディストーションが発生しやすい。そこで、コンピュータ制御部３１は、対物レンズ部５に起因するディストーションが発生しやすい位置に培養容器４０を移動する。本実施形態では、１回目のステップＳ１において、図２に示したウェルＡおよびウェルＤが対物レンズ部５の視野の周辺部分に配置される位置（以下「算出位置」と称する）にステージ４を移動する。【００２７】
なお、培養容器４０が例えば３５ｍｍディッシュである場合も略同様である。また、培養容器４０が例えば７５ｃｍ２フラスコの場合、算出位置は、光軸と培養容器４０の中心とが合致している状態の場合の位置と同じであるので、上述したようにステージ４を移動する必要は生じない。つまり、培養容器４０の形状に応じて、最適な算出位置にステージ４を移動すれば良い。【００２８】
ステップＳ２において、コンピュータ制御部３１は、顕微鏡制御部９を介して撮像部６を駆動し、撮像素子６Ａにより培養容器４０の画像を生成する。【００２９】
本実施形態では、ステップＳ１で説明したように、ディストーションが発生しやすい位置において培養容器４０の画像を生成している。したがって、図４に示すように、生成した画像には、ディストーションが発生する。図４は、培養容器４０のうち、図２に示したウェルＡおよびウェルＤの部分の画像を示す。なお、観察時には、このようなディストーションを補正して観察画像を生成する。【００３０】
ステップＳ３において、コンピュータ制御部３１は、顕微鏡制御部９を介してステップＳ２で生成した画像を取得し、その画像から培養容器４０の底面の輪郭と、培地の表面の輪郭とを抽出する。【００３１】
図４において、Ｅ１は培養容器４０の上面の輪郭（図２のＥ１に対応）を示し、Ｅ２は培養容器４０の底面の輪郭（図２のＥ２に対応）を示す。また、図４において、Ｅ３は培養容器４０の培地表面の輪郭（図２のＥ３に対応）を示す。培養容器４０の底面の輪郭Ｅ２は、培地の量にかかわらず常に同じである。すなわち、培養容器４０の種類（形状）と、対物レンズ部５のレンズ特性（ディストーション量など）と、撮像部６による撮像条件とに応じて、予め輪郭Ｅ２をパターン化することができる。コンピュータ制御部３１は、ステップＳ２で生成した画像に対して、このパターンを用いてパターンマッチングを行い、培養容器４０の底面の輪郭Ｅ２を抽出する。【００３２】
また、培地は、通常ｐＨ指示薬などにより着色されている（図２および図４では、「斜線」により着色されていることを示す）。そこで、コンピュータ制御部３１は、着色部分を抽出することにより、培養容器４０の培地表面の輪郭Ｅ３を抽出する。【００３３】
コンピュータ制御部３１は、ステップＳ２で取得した画像に含まれるウェルごとに輪郭の抽出を行う。【００３４】
なお、パターンマッチングの手法を用いずに、画像解析により培養容器４０の底面の輪郭Ｅ２と培養容器４０の培地表面の輪郭Ｅ３とを求める構成としても良い。【００３５】
ステップＳ４において、コンピュータ制御部３１は、ステップＳ３で抽出した輪郭に基づいて、培地の高さを算出する。【００３６】
図４において、培養容器４０の上面の輪郭Ｅ１は、培養容器４０の底面の輪郭Ｅ２と同様に、培地の量にかかわらず常に同じである。図２に示すように、培養容器４０の底面から上面までの高さをＬとすると、この高さＬは不変である。そこで、高さＬと対物レンズ部５のレンズ特性と、撮像部６による撮像条件とに応じて、図４に示す培養容器４０の上面の輪郭Ｅ１と培
養容器の底面の輪郭Ｅ２との距離Ｌｄを予め求めておくことができる。【００３７】
まず、コンピュータ制御部３１は、ステップＳ３で抽出した培養容器４０の底面の輪郭Ｅ２と培養容器４０の培地表面の輪郭Ｅ３との距離Ｘｄを算出する。そして、この距離Ｘｄと上述した距離Ｌｄとに基づき、培養容器４０の底面から培地表面までの高さＸ（図２参照）を算出する。【００３８】
コンピュータ制御部３１は、ステップＳ２で取得した画像に含まれるウェルごとに培地の高さＸを算出する。【００３９】
ステップＳ５において、コンピュータ制御部３１は、培養容器４０に含まれる全てのウェルの培地の高さを算出したか否かを判定する。そして、全てのウェルの培地の高さを算出したと判定すると、コンピュータ制御部３１はステップＳ６に進む。一方、まだ培地の高さを算出していないウェルがあると判定すると、コンピュータ制御部３１は、ステップＳ１に戻り、次のウェルの培地の高さを算出するために、顕微鏡制御部９を介してステージ４を駆動し培養容器４０を移動する。すなわち、２回目のステップＳ１において、図２に示したウェルＢおよびウェルＥを算出位置に配置し、３回目のステップＳ１において、図２に示したウェルＣおよびウェルＦを算出位置に配置する。【００４０】
ステップＳ６において、コンピュータ制御部３１は、ステップＳ４で算出した各ウェルの培地の高さを不図示のメモリに記録して、一連の処理を終了する。【００４１】
なお、上述した一連の処理を行うために必要な対物レンズ部５に起因するディストーションの量は、培養容器４０の形状と、撮像部６の解像度と、培地量の算出における要求精度との少なくとも１つに応じて、必要なディストーション量を予め算出可能である。例えば、撮像部６の解像度が高ければ必要なディストーション量は小さくなり、逆に撮像部６の解像度が低ければ必要なディストーション量は大きくなる。また、算出における要求精度が高ければ必要なディストーション量は大きくなり、逆に要求精度が低ければ必要なディストーション量は小さくなる。【００４２】
さらに、このディストーション量を調整するために、対物レンズ部５の光路中に出し入れ可能で、かつ、ディストーションを強調する光学部材をさらに備えても良い。また、対物レンズ部５がディストーションを有さない場合に、ディストーションを発生させる光学部材を対物レンズ部５の光路中に出し入れ可能に構成しても良い。【００４３】
また、図３のフローチャートでは、培養容器４０を移動して（ステップＳ１）画像を生成する（ステップＳ２）たびに培地の高さを算出する（ステップＳ３，４）例を示したが、全てのウェルについて画像を生成してから培地の高さを算出する構成としても良い。また、処理の一部または全部を顕微鏡本体２内で行う構成としても良い。【００４４】
また、図３のフローチャートではでは、ステップＳ２において２ウェルずつ培養容器４０の画像を生成する例を示したが、１ウェルずつ画像を生成する構成としても良いし、３ウェルずつ（ウェルＡ〜Ｃで１枚、ウェルＤ〜Ｆで１枚）画像を生成する構成としても良いし、６ウェル全てを含む画像を生成する構成としても良い。また、１枚の画像に含まれるウェル数の異なる複数の画像を生成し、それぞれの画像に基づいて算出した培地の高さを平均することにより培地の高さを求める構成としても良い。【００４５】
また、図３のフローチャートでは、１枚の画像（ステップＳ２で生成した画像）に基づいて培地の高さを算出する例を示した。しかし、ステージ４および焦点調節部８を制御して、焦点距離の異なる複数の画像を生成し、複数の画像に基づいて培地の高さを算出する構成としても良い。例えば、培養容器４０の底面に対して焦点調節を行って生成した画像と、培養容器４０の底面と上面との中間近傍の面に対して焦点調節を行って生成した画像とに基づいて培地の高さを算出する構成としても良い。【００４６】
さらに、図３のフローチャートで説明した１枚の画像に基づいて培地の高さを算出する方法と、複数の画像に基づいて培地の高さを算出する方法とを選択的に利用したり、組み合わせて利用する構成としても良い。【００４７】
本実施形態では、対物レンズ部５の視野周辺部にディストーションを故意に与えることで、培養容器４０に設けられるウェルの上面の輪郭、培地液面の輪郭及びウェルの底面の輪郭の各輪郭を検出し易くしているが、ディストーションを故意に与えなくとも培養容器４０に設けられるウェルの上面の輪郭、培地液面の輪郭及びウェルの底面の輪郭の各輪郭を検出することは可能である。【００４８】
例えば対物レンズ部５として低倍の広角レンズを使用した場合、対物レンズ部５の視野周辺部においては培養容器４０を斜視することになるので、ディストーションを故意に与えなくとも、培養容器４０の各ウェルの上面、培地液面及びウェルの底面が視差をもって撮像部６に撮像される。このような画像に対して画像処理を施すことで、培養容器４０に設けられるウェルの上面の輪郭、培地液面の輪郭、ウェルの底面の輪郭の各輪郭を検出することが可能である。以下では、ディストーションを故意に与えずに培地量の算出を行う場合について説明するが、この場合の処理の流れも本実施形態と同様であることから、上述した図３のフローチャートを用いて説明する。また、以下では、上述した図３のフローチャートのステップＳ２〜Ｓ６について詳細に説明する。【００４９】
ステップＳ２：観察光学系である対物レンズ部５を介して、培養容器４０（例えば１つ又は複数のウェルが形成された容器）が撮像部６（例えばＣＣＤカメラのように、２次元撮像画素アレイを有するカメラ）により撮像され、培養容器４０の画像が得られる。【００５０】
ステップＳ３：コンピュータ制御部３１は、ステップＳ２で取得された画像を用いて、ウェルの上面の輪郭Ｅ１、培地液面の輪郭Ｅ２及びウェルの底面の輪郭Ｅ３を抽出する処理工程を実行する。この処理工程としては、撮像部６で生成された培養容器４０の画像に基づき、培養容器４０のウェルＡ〜ウェルＦの各ウェル毎に画像を輪郭強調処理を施し、この輪郭強調処理された画像を用いてウェルの上面の輪郭Ｅ１、培地液面の輪郭Ｅ２及びウェルの底面の輪郭Ｅ３を識別して、これら輪郭情報を取得する第一画像処理工程を含む。【００５１】
なお、輪郭Ｅ１〜輪郭Ｅ３の全てを求める必要はなく、第一画像処理工程において、特定の２つの輪郭情報、具体的には、培地液面の輪郭Ｅ２とウェルの上面の輪郭Ｅ１との輪郭情報、或いは培地液面の輪郭Ｅ２とウェルの底面の輪郭Ｅ３との輪郭情報の何れかを求めるだけでも良い。【００５２】
第一画像処理工程では、撮像部６で取得された培養容器４０の全体が写り込んだマクロ画像を、各ウェルに対応するように画像分割処理する。そのために、培養容器４０のマクロ画像は、周知の輪郭強調処理が行われた後、各ウェルに相当するウェルの上面の輪郭Ｅ１、培地液面の輪郭Ｅ２及びウェルの底面の輪郭Ｅ３の３つの輪郭情報が重なり合う領域を１区画として画像分割される。ただし、対物レンズ部５の光軸中心周辺の領域に位置するウェルは、必ずしも３つの輪郭情報が得られるとは限らないが、その場合には、１つ又は２つの輪郭情報を１区画とする。【００５３】
そして、第一画像処理工程では、区画毎に、つまりウェル毎に輪郭情報が記録される。３つの輪郭情報、或いは特定の２つの輪郭情報がある場合には、各輪郭情報は、ウェルの上面の輪郭Ｅ１、培地液面の輪郭Ｅ３、ウェルの底面の輪郭Ｅ２の３つの輪郭情報に分類され、ウェル毎に記録される。【００５４】
ステップＳ４：コンピュータ制御部３１は、ステップＳ３で抽出した輪郭に基づいて、培地の高さなどの培地量に関連する情報を算出する算出工程を実行する。このステップＳ４の工程は、第一画像処理工程で求めた培地液面の輪郭Ｅ３とウェルの底面の輪郭Ｅ２とに基づいて、対物レンズ部５の光軸からラジアル方向に見た両輪郭の間隔である液面高さ情報（Ｘｄ）を算出し、また、第一画像処理工程で求めたウェルの底面の輪郭Ｅ２とウェルの上面の輪郭Ｅ１とに基づいて、対物レンズ部５の光軸からラジアル方向に見た両輪郭の間隔であるウェル深さ情報（Ｌｄ）を算出する第二画像処理工程を含む。この第二画像処理工程では、特定の２つの輪郭情報（培地液面の輪郭Ｅ３とウェルの上面の輪郭Ｅ１、或いは培地液面の輪郭Ｅ３とウェルの底面の輪郭Ｅ２）から基準となるウェルの深さ情報との比較、或いは幾何学的に、それぞれの深さ情報を求めることができる。【００５５】
そして、コンピュータ制御部３１は、液面高さ情報（Ｘｄ）が撮像部６の２つの撮像画素以上の情報として求められたと判断した場合（液面高さ情報の算出基準をクリアした場合）には、培養容器４０のウェル高さ情報（Ｌｄ）と液面高さ情報（Ｘｄ）とに基づいて培地量に関連する情報を算出する。例えば、培地量に関連する情報とは、培地量そのものであったり、或いは培地の厚さであったりする。【００５６】
液面高さ情報（Ｘｄ）が、撮像部６の２つの撮像画素以上の情報でない場合には、液面高さ情報が１つの撮像画素中に埋もれて、検出精度が低くなることから、コンピュータ制御部３１は、液面高さ情報を算出することはない。【００５７】
従って、撮像部で得られた培養容器４０の各ウェルの画像は、コンピュータ制御部３１により上記液面高さ情報の算出基準に適合するものと、適合しないものとに分けられる。【００５８】
ステップＳ５、Ｓ６：液面高さ情報の算出基準に適合しないウェルの画像は、対物レンズ部５の光軸中心付近の画像となるので、コンピュータ制御部３１では、ステージ４を駆動して対物レンズ部５の相対位置を変更することで、液面高さ情報の算出基準に適合しない培養容器４０の領域を、対物レンズ部５の視野の周辺領域へ移動させ、培養容器４０の全てのウェルの液面高さ情報などを得る。【００５９】
なお、上述した実施形態のそれぞれにおいてはステージ４を駆動させる形態としているが、これに限定される必要はなく、対物レンズ部５を駆動させて、ステージ４と対物レンズ部５との相対位置を変更し、培養容器４０の撮像領域を変更しても良い。【００６０】
次に、培養容器４０の培地交換時期、培養容器４０内の培地、或いは細胞の健康状態、育成状態を検知する工程について説明する。【００６１】
上述したように、コンピュータ制御部３１は直接的に培地量を測定できるので、測定した培地量と所定の閾値とを比較することで培養容器４０の培地交換時期を検知できる。また、上述したように、コンピュータ制御部３１は培養容器４０のウェル毎に画像の解析処理を行っているが、特に、ウェルの底面の輪郭Ｅ２の画像及びウェルの上面の輪郭Ｅ１の画像が重ね合わされた領域内の画像を処理することで、ウェル内の培地、或いは細胞の健康状態、育成状態などを検知できる。また、培地、或いは細胞の健康状態や育成状態は、測定された培地量と、細胞の分裂状態、核の数、細胞の繁殖面積、細胞の色変化などとを総合的に判断して検出することにより、正確に把握できる。【００６２】
以上説明したように、本実施形態によれば、観察光学系に起因するディストーションが発生する位置に培養容器４０を配置し、培養容器４０を撮像して画像を生成する。そして、生成した画像に基づいて、培養容器４０における培地の培地量を算出する。したがって、観察光学系に起因するディストーションを利用して、新たな構成を付加することなく、培養容器４０における培地量を算出することができる。そして、算出した培地量に基づく詳細な培養状態を把握することができる。【００６３】
特に、本実施形態によれば、培地量を把握するために第２の撮像部等の新たな構成を付加する必要がない。また、本実施形態で説明した培地量と、培地の色に基づいて算出した培地量などとを考慮することにより、培地量が変化した原因などを含めた詳細な培養状態を把握することができる。【００６４】
また、本実施形態で説明した技術は、自動培地交換や自動添加装置などを備えた自動観察装置にも好適である。例えば、算出した培地量に基づいて、継続的な培養の可否の判断や、培養における異常状態の把握や、培地交換が的確に行われているか否かの判断などを行うことができる。【００６５】
なお、本実施形態では、本発明の観察装置の一例として図１に示した顕微鏡を例に挙げて説明したが、その他の顕微鏡や観察装置にも本発明を同様に適用することができる。例えば、マクロ光学系とミクロ光学系との両方を備える顕微鏡などにも本発明を同様に適用することができる。
【図１】
2008146474.tif 000003
【図２】
2008146474.tif 000004
【図３】
2008146474.tif 000005
【図４】
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【国際調査報告】
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