(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
培養容器内の対象物の合焦位置を検出するフォーカス制御方法において、
前記培養容器内の対象物を含む検出領域を指定する領域指定ステップと、
前記検出領域の一部の領域と、前記検出領域とは異なる領域とからなり、前記培養容器の端から所定距離内にある領域が含まれず、かつ前記対象物の境界部分の一部が含まれる領域を前記検出領域に対するAF領域として選択し設定するAF領域設定ステップと、
焦点位置検出部により、前記AF領域において前記対象物の合焦位置を検出する焦点位検出ステップと
を含むことを特徴とするフォーカス制御方法。
【請求項２】
前記AF領域設定ステップは、前記培養容器の容器中心側に位置する前記対象物の境界部分が含まれる前記AF領域を選択する
ことを特徴とする請求項１に記載のフォーカス制御方法。
【請求項３】
対物レンズを介して前記培養容器全体を観察ユニットにて撮像して観察画像を生成する第一撮像ステップと、
前記観察画像を表示部に表示する表示ステップと
をさらに含み、
前記領域指定ステップにおいて、前記表示部に表示された前記観察画像から前記検出領域を指定する
ことを特徴とする請求項１に記載のフォーカス制御方法。
【請求項４】
前記対物レンズと、前記培養容器を載置するステージとの光軸方向の相対的間隔を調整し、前記対物レンズの焦点位置を前記合焦位置に調整する焦点調節ステップと、
前記対物レンズの焦点位置が調整された後に、前記対物レンズの焦点位置が前記合焦位置にある状態から前記相対的間隔を変化させ、その変化に応じて前記検出領域を撮像する第二撮像ステップと
をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載のフォーカス制御方法。
【請求項５】
対物レンズの焦点位置が、前記合焦位置として検出された前記対象物の境界部分に調整された後、前記培養容器を載置するステージを前記対物レンズの光軸と垂直な方向に移動させながら、観察ユニットにより前記検出領域の分割された各領域を撮像する第一撮像ステップをさらに含む
ことを特徴とする請求項１に記載のフォーカス制御方法。
【請求項６】
受精胚位置検出部が前記対象物としての培地ドロップに含まれる受精胚を前記検出領域の分割された各領域の観察画像に基づいて検出する検出ステップと、
前記対物レンズまたは前記ステージを前記対物レンズの光軸方向に移動させ、前記観察ユニットが前記光軸方向の各移動位置において前記受精胚を含む領域の観察画像を撮像する第二撮像ステップと
をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載のフォーカス制御方法。
【請求項７】
培地ドロップを配置した透明な培養容器を観察する顕微鏡を備えた培養観察装置であって、
前記顕微鏡の対物レンズと、
前記対物レンズを介して前記培地ドロップを撮像して観察画像を生成する観察部と、
前記培養容器内の培地ドロップを含む検出領域を指定する指定操作部と、
前記検出領域の一部の領域と、前記検出領域とは異なる領域とからなり、前記培養容器の端から所定距離内にある領域が含まれず、かつ前記培地ドロップの境界部分の一部が含まれる領域を前記検出領域に対するAF領域として選択する領域設定部と、
前記AF領域において前記培地ドロップの合焦位置を検出する焦点位置検出部と
を備えることを特徴とする培養観察装置。
【請求項８】
前記領域設定部は、前記培養容器の容器中心側に位置する前記培地ドロップの境界部分が含まれる前記AF領域を選択する
ことを特徴とする請求項７に記載の培養観察装置。
【請求項９】
前記観察画像を表示する表示部をさらに備え、
前記指定操作部は、前記表示部に表示された前記観察画像から前記検出領域を指定する
ことを特徴とする請求項７に記載の培養観察装置。
【請求項１０】
前記対物レンズと、前記培養容器を載置するステージとの光軸方向の相対的間隔を調整し、前記合焦位置として検出された前記培地ドロップの境界部分に前記対物レンズの焦点位置を調整する制御部をさらに備え、
前記観察部は、前記対物レンズの焦点位置が調整された後に、前記制御部により前記対物レンズの光軸方向に前記相対的間隔を変化させ、その変化に応じて前記検出領域を撮像する
ことを特徴とする請求項９に記載の培養観察装置。
【請求項１１】
前記対物レンズと、前記培養容器を載置するステージとの光軸方向の相対的間隔を調整し、前記合焦位置として検出された前記培地ドロップの境界部分に前記対物レンズの焦点位置を調整するとともに、前記ステージを前記対物レンズの光軸と垂直な方向に移動制御する制御部をさらに備え、
前記観察部は、前記制御部により前記対物レンズの焦点位置が調整された後に、前記制御部により前記ステージを前記対物レンズの光軸と垂直な方向に移動させながら、前記検出領域の分割された各領域を撮像する
ことを特徴とする請求項７に記載の培養観察装置。
【請求項１２】
前記培地ドロップに含まれる受精胚を前記検出領域の分割された各領域の観察画像に基づき検出する受精胚位置検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記対物レンズまたは前記ステージを前記対物レンズの光軸方向に移動させ、前記観察部により前記光軸方向の各移動位置において前記受精胚を含む領域の観察画像を撮像する
ことを特徴とする請求項１１に記載の培養観察装置。
【請求項１３】
前記顕微鏡は、前記培養容器を位相差観察する
ことを特徴とする請求項７乃至１２の何れか１項に記載の培養観察装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフォーカス制御方法および培養観察装置に関し、特に、培地ドロップ内で浮遊する観察物を観察する場合に用いて好適なフォーカス制御方法および培養観察装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、培養容器内の細胞を培養するとともに、内蔵された顕微鏡を利用して、細胞の観察画像を撮像して記録する細胞培養システムが知られている。【０００３】
このような細胞培養システムにおいて、観察者の操作によらず、一定の時間間隔で細胞の観察画像を撮像するには、顕微鏡の対物レンズからの光が細胞に合焦するときの対物レンズの位置を検出する機構、つまりオートフォーカス機能を細胞培養システムに設ける必要がある。【０００４】
ところが、細胞培養システムにおいて、観察者の操作によらず細胞への合焦位置を検出することは困難であるため、細胞培養システムでは、観察者により予め指定された焦点位置を基準として対物レンズが移動され、複数の観察画像が撮像されることが多い。すなわち、細胞培養システムは、指定された焦点位置を中心として、対物レンズを、その光軸方向に移動させながら、対物レンズの各位置における観察画像を撮像する。【０００５】
これは、観察者が、細胞に合焦する対物レンズの位置を焦点位置として指定しておけば、その焦点位置を中心とする各位置に対物レンズを移動させて観察画像を撮像することで、細胞にピントが合った観察画像が得られると推定されるからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−６８４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、細胞培養システムにおける観察対象が、接着性の細胞など、観察面が比較的安定している場合には、対物レンズの位置を移動させて複数枚の観察画像を撮像すれば、細胞にピントの合った観察画像を得ることができる可能性が高い。しかしながら、観察対象が浮遊性の細胞である場合には、対物レンズの位置を移動させながら複数の観察画像を撮像しても、細胞にピントが合った観察画像を得ることができないことがある。【０００８】
例えば、体外受精を行うクリニックなどでは、ディッシュ上に培地ドロップを配置し、その培地ドロップ内で受精胚を培養することがある。そのような場合、受精胚は、培地ドロップ内を自在に移動するため、受精胚が観察視野内に入り、かつ受精胚に合焦するような対物レンズの位置を予め指定しておくことはできなくなる。そのため、細胞培養システムにおいて、観察者の操作なしに、自動で受精胚を観察することは困難であった。【０００９】
特に、培地ドロップがディッシュの端近傍にある場合には、ディッシュの側壁面において光がけられ、照明むらが生じるため、受精胚に合焦する対物レンズの位置を検出することは、さらに困難となってしまう。【００１０】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、対物レンズの対象物への合焦位置を、より簡単かつ確実に検出することができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のフォーカス制御方法は、培養容器内の対象物の合焦位置を検出するフォーカス制御方法であって、前記培養容器内の対象物を含む検出領域を指定する領域指定ステップと、前記検出領域の一部の領域と、前記検出領域とは異なる領域とからなり、前記培養容器の端から所定距離内にある領域が含まれず、かつ前記対象物の境界部分の一部が含まれる領域を前記検出領域に対するAF領域として選択し設定するAF領域設定ステップと、焦点位置検出部により、前記AF領域において前記対象物の合焦位置を検出する焦点位置検出ステップとを含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明の培養観察装置は、培地ドロップを配置した透明な培養容器を観察する顕微鏡を備えた培養観察装置であって、前記顕微鏡の対物レンズと、前記対物レンズを介して前記培地ドロップを撮像して観察画像を生成する観察部と、前記培養容器内の培地ドロップを含む検出領域を指定する指定操作部と、前記検出領域の一部の領域と、前記検出領域とは異なる領域とからなり、前記培養容器の端から所定距離内にある領域が含まれず、かつ前記培地ドロップの境界部分の一部が含まれる領域を前記検出領域に対するAF領域として選択する領域設定部と、前記AF領域において前記培地ドロップの合焦位置を検出する焦点位置検出部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、対物レンズの対象物への合焦位置を、より簡単かつ確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明を適用した培養観察装置の全体構成を示す正面図である。
【図２】第１筐体の内部の構成例を示す図である。
【図３】観察ユニットの構成例を示す図である。
【図４】培養観察装置の機能的な構成例を示す図である。
【図５】観察処理を説明するフローチャートである。
【図６】観察対象となる培養容器内の培地ドロップについて説明する図である。
【図７】培地ドロップおよび受精胚について説明する図である。
【図８】ＡＦ領域について説明する図である。
【図９】ＡＦ領域について説明する図である。
【図１０】タイリングについて説明する図である。
【図１１】粗スキャン処理について説明するフローチャートである。
【図１２】ＡＦ領域について説明する図である。
【図１３】本スキャン処理について説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明を適用した実施の形態について説明する。
【００１６】
［培養観察装置の構成］
図１は、本発明を適用した培養観察装置の全体構成を示す正面図である。なお、図１において、実線は外観に表れる部位の構造を示し、破線は外観に表れない内部の部位の構造を示している。
【００１７】
培養観察装置１１は、観察対象となる受精胚の培養を行う第１筐体２１と、フォーカス制御装置を構成する第２筐体２２とから構成され、第１筐体２１は、第２筐体２２の上に載せられた状態で使用される。
【００１８】
第１筐体２１の内部には、断熱材で覆われた恒温室３１が形成されており、この恒温室３１は、第１筐体２１の正面に設けられた正面扉３２と、第１筐体２１の正面から見て、左側側面に設けられた搬出入口３３とによって、外部と連絡している。また、第１筐体２１の恒温室３１内には、受精胚が入れられた図示せぬ培養容器を保持するストッカ３４と、培養容器を搬送する容器搬送機構３５とが設けられている。
【００１９】
さらに、第２筐体２２には、培養容器内の受精胚を撮像して得られた観察画像等が表示される表示部３６、培養観察装置１１の全体を制御する制御ユニット３８、および受精胚を観察して観察画像を撮像する観察ユニット３７が設けられている。
【００２０】
表示部３６は、第２筐体２２の正面側の表面に設けられており、例えば液晶ディスプレイなどから構成される。また、観察ユニット３７は、例えば顕微鏡などからなり、その一部が恒温室３１内に突出するように固定されている。
【００２１】
また、図２に示すように、観察者は正面扉３２を開けることにより、ストッカ３４に培養容器６１を載せたり、ストッカ３４から培養容器６１を取り出したりすることができる。すなわち、ストッカ３４には複数の棚が設けられており、各棚に１または複数の培養容器６１が収納可能となっている。ここで、培養容器６１は、例えば、観察対象の受精胚が入れられるディッシュなどとされる。
【００２２】
また、観察ユニット３７には、培養容器６１が載置されるステージ６２が設けられており、ステージ６２は、恒温室３１内の容器搬送機構３５近傍に位置するように設けられている。容器搬送機構３５は、制御ユニット３８の制御に従って、指定された培養容器６１をストッカ３４からステージ６２上に搬送したり、ステージ６２上の培養容器６１をストッカ３４の所定の棚に搬送したりする。
【００２３】
さらに、図２の観察ユニット３７は、より詳細には図３に示すように構成される。
【００２４】
すなわち、観察ユニット３７は、本体９１、ステージ６２、およびアーム９２から構成され、ステージ６２およびアーム９２は、本体９１の図中、上側に設けられている。また、観察ユニット３７では、ステージ６２およびアーム９２が第１筐体２１の恒温室３１内に配置され、本体９１が第２筐体２２内に配置されるようになされている。
【００２５】
ステージ６２は、透光性の材質で構成され、制御ユニット３８の制御に基づいて、図中、上下方向（以下、ｚ方向と称する）、およびｚ方向と垂直な方向（以下、ｘｙ方向と称する）に移動する。
【００２６】
アーム９２は、ステージ６２の表面と対向する面を有し、アーム９２のステージ６２と対向する位置には、第１照明部１０１および容器観察部１０２が設けられている。
【００２７】
第１照明部１０１は、観察対象の受精胚を照明する照明光を射出する光源、光源からの照明光をステージ６２上の培養容器６１に照射する照明光学系などからなり、図中、上側から培養容器６１に向けて照明光を照射する。この第１照明部１０１は、培養容器６１内の受精胚を位相差観察する場合に用いられる。
【００２８】
また、容器観察部１０２は、ステージ６２上の培養容器６１から入射した光を結像する結像光学系、結像光学系により集光された光を受光して光電変換することで、受精胚を被写体とする観察画像を撮像するカメラなどからなる。この容器観察部１０２は、受精胚を明視野観察する場合に用いられる。
【００２９】
さらに、本体９１には、第１照明部１０１と対向する顕微観察部１０３と、容器観察部１０２に対向する第２照明部１０４とが設けられている。顕微観察部１０３は、受精胚を位相差観察する場合に用いられ、第２照明部１０４は、受精胚を明視野観察する場合に用いられる。
【００３０】
顕微観察部１０３には、互いに光学倍率の異なる複数の対物レンズ１２１−１乃至対物レンズ１２１−３と、複数の中間変倍レンズ１２２−１乃至中間変倍レンズ１２２−３とが設けられている。
【００３１】
ここで、対物レンズ１２１−１および中間変倍レンズ１２２−１は、受精胚を２倍の倍率で観察するときに、第１照明部１０１からの照明光の光路（以下、位相差観察光路と称する）上に配置される。また、対物レンズ１２１−２および中間変倍レンズ１２２−２は、受精胚を４倍の倍率で観察するときに、位相差観察光路上に配置され、対物レンズ１２１−３および中間変倍レンズ１２２−３は、受精胚を１０倍の倍率で観察するときに、位相差観察光路上に配置される。
【００３２】
つまり、受精胚を位相差観察する場合、観察倍率に応じて、対物レンズ１２１−１および中間変倍レンズ１２２−１、対物レンズ１２１−２および中間変倍レンズ１２２−２、または対物レンズ１２１−３および中間変倍レンズ１２２−３の何れかの組み合わせが、位相差観察光路上に配置されることになる。
【００３３】
なお、以下、対物レンズ１２１−１乃至対物レンズ１２１−３を個々に区別する必要のない場合、単に対物レンズ１２１とも称し、中間変倍レンズ１２２−１乃至中間変倍レンズ１２２−３を個々に区別する必要のない場合、単に中間変倍レンズ１２２とも称する。
【００３４】
また、顕微観察部１０３における対物レンズ１２１および中間変倍レンズ１２２の図中、下側には、結像光学系１２３およびカメラ１２４が設けられている。結像光学系１２３は、中間変倍レンズ１２２から入射した照明光を集光してカメラ１２４に入射させ、カメラ１２４は、結像光学系１２３から入射した照明光を受光して光電変換することで、受精胚を被写体とする観察画像を撮像する。
【００３５】
したがって、受精胚を位相差観察する場合には、第１照明部１０１からの照明光がステージ６２上の培養容器６１に照射され、さらに培養容器６１を透過した照明光が対物レンズ１２１乃至結像光学系１２３を通って、カメラ１２４により受光されることになる。
【００３６】
また、本体９１の第２照明部１０４は、照明光を射出する光源、光源からの照明光をステージ６２上の培養容器６１に照射する照明光学系などからなり、第２照明部１０４は、受精胚の培養容器６１全体を明視野観察する場合に用いられる。すなわち、受精胚の培養容器６１全体を明視野観察する場合には、第２照明部１０４からの照明光がステージ６２上の培養容器６１に照射され、さらに培養容器６１を透過した照明光が容器観察部１０２により受光されることになる。
【００３７】
次に、図４は、培養観察装置１１の機能的な構成例を示す図である。なお、図４において、図２または図３における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
【００３８】
図４の例では、制御ユニット３８に、ステージ６２、第１照明部１０１乃至第２照明部１０４、表示部３６、容器搬送機構３５、およびタッチパネル１５１が接続されている。タッチパネル１５１は、表示部３６の表示画面に重畳して設けられ、観察者の表示部３６の表示画面、より詳細にはタッチパネル１５１への接触を検出し、その接触位置を示す信号を制御ユニット３８に供給する。例えば、観察者は、タッチパネル１５１に触れることで入力操作を行うことができ、この入力操作により、各種の処理の実行を指示することができる。
【００３９】
制御ユニット３８は、タッチパネル１５１から供給される信号に基づいて、表示部３６に観察画像を表示させたり、観察ユニット３７や容器搬送機構３５の動作を制御したりする。制御ユニット３８は、領域設定部１６１、観察制御部１６２、焦点位置検出部１６３、マクロ画像生成部１６４、および記録部１６５を備えている。
【００４０】
領域設定部１６１は、観察対象の対象物に合焦する対物レンズ１２１の合焦位置、つまり対物レンズ１２１の焦点位置が対象物に位置するときの対物レンズ１２１の位置を検出するためのＡＦ（Auto Focus）領域を設定する。
【００４１】
すなわち、ＡＦ領域は、培養容器６１上の領域のうち、オートフォーカス制御による合焦位置の検出に用いられる領域をいい、ＡＦ領域は、対物レンズ１２１の観察視野と同じ大きさ、かつ同じ形状の領域とされてもよく、対物レンズ１２１の観察視野よりも小さい領域とされてもよい。例えば、ＡＦ領域が対物レンズ１２１の観察視野と同形状かつ同面積である場合には、撮像された観察画像全体がＡＦ領域とされ、ＡＦ領域が対物レンズ１２１の観察視野よりも小さい場合には、観察画像のうちの所定の領域がＡＦ領域とされる。
【００４２】
観察制御部１６２は、観察ユニット３７の各部、および容器搬送機構３５の動作を制御する。焦点位置検出部１６３は、領域設定部１６１により設定されたＡＦ領域と、撮像された観察画像とから、対物レンズ１２１の対象物への合焦位置を検出する。
【００４３】
ここで、対物レンズ１２１の対象物への合焦位置とは、対物レンズ１２１の焦点（焦点面）が対象物（例えば、受精胚）に位置するときの、対物レンズ１２１のステージ６２に対するｚ方向（対物レンズ１２１の光軸方向）の相対的な位置をいう。培養観察装置１１では、対物レンズ１２１は固定されたままとされ、ステージ６２がｚ方向に移動するので、対物レンズ１２１の合焦位置は、例えば、対物レンズ１２１の焦点が対象物に位置するときのステージ６２のｚ方向の位置（ｚ座標）により表すことができる。
【００４４】
なお、培養観察装置１１が、対物レンズ１２１が固定されたステージ６２に対して移動するような構成とされている場合には、対物レンズ１２１の合焦位置は、対物レンズ１２１そのもののｚ方向の位置とすることができる。
【００４５】
マクロ画像生成部１６４は、培養容器６１の異なる位置を撮像して得られた複数の観察画像から、培養容器６１全体が表示される１つの画像をマクロ画像として生成する。記録部１６５は、例えば不揮発性のメモリからなり、制御ユニット３８が実行するプログラムや、各種のデータ、観察画像などを記録する。なお、記録部１６５には、マクロ画像も記録されるが、マクロ画像ではなく、培養容器６１の異なる位置を撮像して得られた複数の観察画像のそれぞれが、そのまま記録部１６５に記録されるようにしてもよい。つまり、マクロ画像を構成する複数の観察画像のそれぞれが、記録されてもよい。
【００４６】
［培養観察装置の動作］
ところで、観察者がタッチパネル１５１を操作して、ストッカ３４の所定の棚に収納されている培養容器６１内の受精胚の観察の開始を指示すると、制御ユニット３８は、観察者の操作により指定された培養容器６１をステージ６２上に移動させる。すなわち、観察制御部１６２は、タッチパネル１５１からの信号に応じて、容器搬送機構３５を制御し、容器搬送機構３５は、その制御に従ってストッカ３４に収納されている培養容器６１を搬送して、ステージ６２上に載置する。
【００４７】
観察者により指定された培養容器６１がステージ６２上に載置されると、培養観察装置１１は、培養容器６１内の受精胚を観察する観察処理を開始する。以下、図５のフローチャートを参照して、観察処理について説明する。
【００４８】
ステップＳ１１において、容器観察部１０２は、ステージ６２上の培養容器６１全体の画像を撮像する。
【００４９】
すなわち、観察制御部１６２は、ステージ６２を制御して、ステージ６２上の培養容器６１が、第２照明部１０４からの照明光の光路上に配置されるように、ステージ６２を移動させる。そして、観察制御部１６２は第２照明部１０４に照明光を照射させるとともに、容器観察部１０２に、培養容器６１全体を被写体とする観察画像を撮像させる。観察画像が撮像されると、制御ユニット３８は容器観察部１０２から観察画像を取得して表示部３６に供給し、観察画像を表示させる。
【００５０】
ステップＳ１２において、制御ユニット３８は、表示部３６に表示された観察画像において、観察の対象とすべき対象物が含まれている検出領域の指定を受け付ける。
【００５１】
すなわち、表示部３６に観察画像が表示されると、観察者は表示部３６の表示画面に対する入力操作を行って、表示されている観察画像上の領域であって、観察対象とすべき対象物が含まれている領域を検出領域として指定する。制御ユニット３８は、タッチパネル１５１からの信号に基づいて、観察者により指定された領域を検出領域として選択する。
【００５２】
例えば、培養容器６１の底に、観察対象とされる受精胚が含まれるいくつかの培地ドロップが配置され、培養容器６１内が無色透明のミネラルオイルで満たされているものとする。そして、そのような場合に、容器観察部１０２により撮像された観察画像として、図６に示す観察画像が表示部３６に表示されたとする。
【００５３】
図６の例では、観察画像の中央に円形の培養容器６１が表示されており、矢印Ｃ１１により示される位置は、培養容器６１の底の中心位置（以下、中心位置Ｃ１１と称する）を示している。また、培養容器６１内には、２つの培地ドロップＤ１１−１および培地ドロップＤ１１−２が形成されている。
【００５４】
培地ドロップＤ１１−１は中心位置Ｃ１１から見て図中、右上方向に位置し、培地ドロップＤ１１−２は中心位置Ｃ１１から見て図中、左下方向に位置している。そして、例えば観察者により、培地ドロップＤ１１−１全体を含む、培地ドロップＤ１１−１近傍の領域Ｒ１１−１と、培地ドロップＤ１１−２全体を含む、培地ドロップＤ１１−２近傍の領域Ｒ１１−２とが、検出領域として指定される。
【００５５】
なお、以下、培地ドロップＤ１１−１および培地ドロップＤ１１−２を個々に区別する必要のない場合、単に培地ドロップＤ１１とも称し、領域Ｒ１１−１および領域Ｒ１１−２を個々に区別する必要のない場合、単に領域Ｒ１１とも称する。
【００５６】
培養容器６１内に形成された培地ドロップＤ１１は、例えば図７に示すように、ｚ方向にある程度の厚みを有している。なお、図７において、縦方向はｚ方向、つまり容器観察部１０２内の対物レンズおよび対物レンズ１２１の光軸方向を示している。
【００５７】
図７の例では、培養容器６１の底Ｂ１１に半球状の培地ドロップＤ１１が形成されており、培地ドロップＤ１１の内部には、観察対象とされる１つの受精胚Ｈ１１が浮遊している。培地ドロップＤ１１は底Ｂ１１に対して移動しないが、受精胚Ｈ１１は培地ドロップＤ１１内の任意の位置に移動する。
【００５８】
そのため培養観察装置１１では、対物レンズ１２１の受精胚Ｈ１１への合焦位置を検出するにあたり、まずオートフォーカス制御によって、対物レンズ１２１の培地ドロップＤ１１への合焦位置が検出される。つまり対物レンズ１２１の焦点のｚ方向の位置が、矢印Ａ１１に示される、培地ドロップＤ１１の境界部分（エッジ部分）と、培養容器６１の底Ｂ１１との境界の位置となるような、ステージ６２のｚ方向の位置が検出される。
【００５９】
そして、培地ドロップＤ１１への合焦位置を基準としたオートフォーカス制御により、対物レンズ１２１の受精胚Ｈ１１への合焦位置、つまり対物レンズ１２１の焦点のｚ方向の位置が、矢印Ａ１２に示される受精胚Ｈ１１の中心の位置となるような、ステージ６２のｚ方向の位置が検出される。
【００６０】
これは、移動する受精胚Ｈ１１への合焦位置に比べて、移動のない培地ドロップＤ１１への合焦位置を検出することは比較的容易であり、さらに培地ドロップＤ１１への合焦位置を基準として、受精胚Ｈ１１への合焦位置を検出すれば、より確実に受精胚Ｈ１１への合焦位置を検出できるからである。
【００６１】
受精胚Ｈ１１は、培地ドロップＤ１１内を浮遊するが、培地ドロップＤ１１内における培養容器６１の底Ｂ１１付近に位置することが多い。そこで、培地ドロップＤ１１への合焦位置、つまり底Ｂ１１を基準として、底Ｂ１１から図中、上方向に所定の距離の範囲内を検出対象とすれば、従来のように、何ら基準位置を設けずに受精胚Ｈ１１への合焦位置を検出する場合と比べて、より確実に合焦位置を検出することができる。
【００６２】
なお、以下において、培地ドロップＤ１１の境界（表面）部分と、培養容器６１の底Ｂ１１との境界部分、つまり図７において、培地ドロップＤ１１の半球状の表面と底Ｂ１１とが交わる部分を、培地ドロップＤ１１のエッジ部分と称することとする。
【００６３】
図５のフローチャートの説明に戻り、観察者により、観察画像上のいくつかの領域Ｒ１１が検出領域として指定されると、制御ユニット３８は、指定された検出領域のうちの１つを、処理対象とする検出領域として選択する。
【００６４】
そして、ステップＳ１３において、制御ユニット３８の領域設定部１６１は、処理対象とされた検出領域内の培地ドロップに対して、ＡＦ領域を設定する。
【００６５】
例えば、領域設定部１６１は、図６において、処理対象とされた検出領域内の培地ドロップＤ１１が中心位置Ｃ１１よりも図中、右側に位置する場合、検出領域とされた矩形の領域Ｒ１１の左側の辺の中心の位置を中心とする、所定の大きさの領域をＡＦ領域とする。
【００６６】
なお、ＡＦ領域の大きさは、ＡＦ領域に培地ドロップＤ１１のエッジ部分が含まれるような大きさとされる。ここで、ＡＦ領域に培地ドロップＤ１１のエッジ部分が含まれるようにするのは、そのエッジ部分のコントラスト強度に基づいて合焦位置を検出するからである。
【００６７】
具体的には、図６の領域Ｒ１１−１が処理対象の検出領域とされた場合、図８に示すように、領域Ｒ１１−１の図中、左側の辺の中心の位置Ｃ２１−１を中心とする、所定の大きさの領域Ｒ２１−１がＡＦ領域として選択される。領域Ｒ２１−１には、培地ドロップＤ１１−１の図中、左側のエッジ部分が含まれている。
【００６８】
また、例えば、領域設定部１６１は、図６において、処理対象とされた検出領域内の培地ドロップＤ１１が中心位置Ｃ１１よりも図中、左側に位置する場合、検出領域とされた矩形の領域Ｒ１１の右側の辺の中心の位置を中心とする、所定の大きさの領域をＡＦ領域とする。なお、ＡＦ領域の大きさは、ＡＦ領域に培地ドロップＤ１１のエッジ部分が含まれるような大きさとされる。
【００６９】
具体的には、図６の領域Ｒ１１−２が処理対象の検出領域とされた場合、図９に示すように、領域Ｒ１１−２の図中、右側の辺の中心の位置Ｃ２１−２を中心とする、所定の大きさの領域Ｒ２１−２がＡＦ領域として選択される。領域Ｒ２１−２には、培地ドロップＤ１１−２の図中、右側のエッジ部分が含まれている。
【００７０】
なお、以下、位置Ｃ２１−１および位置Ｃ２１−２を個々に区別する必要のない場合、単に位置Ｃ２１とも称し、領域Ｒ２１−１および領域Ｒ２１−２を個々に区別する必要のない場合、単に領域Ｒ２１とも称する。
【００７１】
このように、検出領域とされた領域Ｒ１１の中心位置Ｃ１１側の境界上の位置Ｃ２１を中心とし、培地ドロップＤ１１のエッジ部分を含む領域Ｒ２１をＡＦ領域として選択することで、より簡単かつ確実に培地ドロップＤ１１への合焦位置を検出することができる。
【００７２】
例えば、通常、合焦位置の検出は、対物レンズ１２１からステージ６２までの距離を変化させながら複数の観察画像を撮像し、それらの観察画像のうち、コントラスト強度が最大となる観察画像を検出することにより行われる。つまり、コントラスト強度が最大である観察画像が撮像されたときの対物レンズ１２１の位置が、対物レンズ１２１の対象物への合焦位置であるとされる。
【００７３】
また、培養容器６１の端近傍、つまり培養容器６１の側壁面近傍においては、培養容器６１に照射された照明光が側壁面でけられて照明のむら、つまり明るさにむらが生じる。このような照明むらが生じると、照明むらによりコントラストが変化するので、照明のむらを含む領域をＡＦ領域として用いると、対物レンズ１２１の対象物への合焦位置の誤検出が生じ、合焦位置の検出精度が低下してしまう。
【００７４】
そこで、培養観察装置１１は、誤検出の要因となる領域がＡＦ領域に含まれないように、培地ドロップＤ１１から見て、培養容器６１の中心位置Ｃ１１側の領域をＡＦ領域として選択する。これにより、より簡単かつ確実に対象物（培地ドロップＤ１１）への合焦位置を検出することができる。
【００７５】
なお、ＡＦ領域とされる領域は、培地ドロップＤ１１のエッジ部分を含み、かつ照明むらの生じない領域であればよい。
【００７６】
したがって、例えば、培養容器６１の側壁面から所定の距離Ｌ以内の領域にのみ照明むらが生じる場合には、培養容器６１の側壁面から距離Ｌ以内にある領域が含まれず、かつ培地ドロップＤ１１のエッジ部分が含まれる領域を、ＡＦ領域とすればよい。
【００７７】
図５のフローチャートの説明に戻り、ＡＦ領域が設定されると、観察制御部１６２は顕微観察部１０３を制御し、対物レンズ１２１−１および中間変倍レンズ１２２−１が位相差観察光路上に配置されるように、対物レンズ１２１−１および中間変倍レンズ１２２−１を移動させる。
【００７８】
また、観察制御部１６２はステージ６２を制御し、ステージ６２上の培養容器６１が位相差観察光路上に配置されるように、ステージ６２を移動させる。より詳細には、観察制御部１６２は、処理対象とされている検出領域に対して定められたＡＦ領域の中心位置が、位相差観察光路上に位置するように、ステージ６２を移動させる。この場合、例えば、対物レンズ１２１の観察視野全体がＡＦ領域となるようにされる。つまり、観察画像全体がＡＦ領域とされる。
【００７９】
さらに、観察制御部１６２は第１照明部１０１を制御して、照明光を培養容器６１に照射させる。これにより、培養容器６１の光学倍率２倍での位相差観察が可能となる。
【００８０】
ステップＳ１４において、観察制御部１６２は、ステージ６２をｚ方向に移動させながら、カメラ１２４にステージ６２の各位置での観察画像を撮像させる。すなわち、第１照明部１０１から培養容器６１のＡＦ領域に照射された照明光は、ＡＦ領域（例えば、培地ドロップ等）を透過して対物レンズ１２１−１に入射する。
【００８１】
そして、対物レンズ１２１−１に入射した照明光は、対物レンズ１２１−１により集光され、さらに中間変倍レンズ１２２−１および結像光学系１２３を通って、カメラ１２４に入射する。カメラ１２４は、ステージ６２の移動に合わせて、結像光学系１２３から入射した照明光を光電変換することで、ＡＦ領域を含む領域の観察画像を撮像する。
【００８２】
これにより、ステージ６２がｚ方向の各位置のそれぞれにある状態における観察画像のそれぞれが得られるので、制御ユニット３８は、カメラ１２４から撮像された複数の観察画像を取得する。
【００８３】
ステップＳ１５において、焦点位置検出部１６３は、カメラ１２４から取得された複数の観察画像に基づいて、対物レンズ１２１−１の培地ドロップへの合焦位置（以下、特に境界合焦位置と称することとする）を検出する。すなわち、焦点位置検出部１６３は、複数の観察画像のそれぞれのコントラスト強度を求め、コントラスト強度が最大である観察画像が撮像されたときのステージ６２のｚ方向の位置を、境界合焦位置とする。
【００８４】
このようにして検出された境界合焦位置は、対物レンズ１２１−１の焦点位置が、培地ドロップのエッジ部分と、培養容器６１の底との境界位置となるときのステージ６２の位置である。
【００８５】
なお、境界合焦位置を検出するための観察画像の撮像時には、培地ドロップのエッジ部分をより正確に検出できるように、焦点深度が狭い高ＮＡ（Numerical Aperture）の光学系が用いられることが好ましい。
【００８６】
ステップＳ１６において、観察制御部１６２はタイリングを行う。すなわち、観察制御部１６２は、顕微観察部１０３を制御し、対物レンズ１２１−２および中間変倍レンズ１２２−２が位相差観察光路上に配置されるように、対物レンズ１２１−２および中間変倍レンズ１２２−２を移動させる。これにより、培養容器６１の光学倍率４倍での位相差観察が可能となる。
【００８７】
なお、より詳細には、対物レンズ１２１の切り替えに合わせて、切り替え後の対物レンズ１２１−２の焦点位置が、培地ドロップのエッジ部分と、培養容器６１の底との境界位置となるように、観察制御部１６２の制御によりステージ６２が移動される。
【００８８】
さらに、観察制御部１６２は、ステージ６２をｘｙ方向に移動させながら、複数回の撮像により、処理対象となっている検出領域の全ての領域が撮像されるように、カメラ１２４にステージ６２の各位置での観察画像を撮像させる。
【００８９】
これにより、例えば、図１０に示すように、検出領域とされた領域Ｒ１１の全体が複数回に分けて撮像される。なお、図１０において、１つの四角形、例えば領域ＲＳ１１は、１回の撮像により得られた観察画像に含まれる領域を示している。
【００９０】
図１０の例では、縦方向に５回、横方向に５回の合計２５回の撮像により、領域Ｒ１１全体が撮像されている。また、各観察画像は、隣接する観察画像と重なる部分を有している。すなわち、検出領域において、観察画像として撮像される１つの領域の端近傍の領域は、他の観察画像として撮像される領域にも含まれる。
【００９１】
このようにして検出領域内の各領域の観察画像が撮像されると、制御ユニット３８は、これらの複数の観察画像をカメラ１２４から取得する。
【００９２】
ステップＳ１７において、マクロ画像生成部１６４は、タイリングにより得られた検出領域の各領域の観察画像に基づいて、検出領域内の受精胚の位置（以下、受精胚位置と称する）を特定する。例えば、マクロ画像生成部１６４は、各観察画像について、観察画像に含まれる物体の形状と大きさを求めて、その物体が受精胚であるか否かを判定することで、検出領域内の受精胚位置を特定する。
【００９３】
例えば、図１０の例では、検出領域とされた領域Ｒ１１内における領域ＲＳ１１内に受精胚Ｈ１１が位置しているので、領域ＲＳ１１の観察画像から受精胚Ｈ１１が検出され、その受精胚Ｈ１１の位置が受精胚位置とされる。
【００９４】
ステップＳ１８において、マクロ画像生成部１６４は、タイリングにより得られた複数の観察画像のそれぞれを、それらの観察画像の被写体となった領域と同じ位置関係となるように並べて１つの画像を生成し、その画像をマクロ画像とする。すなわち、マクロ画像は、複数の観察画像を並べて合成することにより得られた、検出領域全体の画像となる。
【００９５】
なお、マクロ画像を得るための観察画像の撮像時には、検出領域全体、特に受精胚への焦点ずれをより小さくするために、焦点深度が広い低ＮＡの光学系が用いられることが好ましい。
【００９６】
ステップＳ１９において、培養観察装置１１は、粗スキャン処理を行い、処理対象の検出領域内の受精胚へのおおよその合焦位置を検出する。例えば、粗スキャン処理では、受精胚位置を中心とする領域がＡＦ領域とされ、かつ培地ドロップへの合焦位置が基準とされて、オートフォーカス制御が行われる。なお、粗スキャン処理の詳細は後述する。
【００９７】
ステップＳ２０において、培養観察装置１１は本スキャン処理を行い、処理対象の検出領域内の受精胚へのより正確な合焦位置を検出する。例えば、本スキャン処理では、受精胚位置を中心とする領域がＡＦ領域とされ、かつ粗スキャン処理で得られた合焦位置が基準とされてオートフォーカス制御が行われる。また、本スキャン処理では、ステージ６２のｚ方向の各位置での観察画像が撮像され、それらの観察画像、受精胚位置、対物レンズ１２１の受精胚への合焦位置、およびマクロ画像が記録部１６５に記録される。なお、本スキャン処理の詳細は後述する。
【００９８】
ステップＳ２１において、制御ユニット３８は、最終的に得られた対物レンズ１２１の受精胚への合焦位置に、ステージ６２（対物レンズ１２１）が位置する状態で撮像された観察画像を表示部３６に供給し、表示部３６に観察画像を表示させる。
【００９９】
ステップＳ２２において、制御ユニット３８は、処理を終了するか否かを判定する。例えば、観察者により指定された複数の検出領域の全てが処理対象とされて合焦位置が検出された場合、処理は終了すると判定される。
【０１００】
ステップＳ２２において、処理を終了しないと判定された場合、まだ選択されていない次の検出領域が処理対象とされて、処理はステップＳ１３に戻り、上述した処理が繰り返される。
【０１０１】
これに対して、ステップＳ２２において、処理を終了すると判定された場合、容器搬送機構３５は観察制御部１６２の制御に従って、ステージ６２上の培養容器６１をストッカ３４の棚内に搬送し、観察処理は終了する。
【０１０２】
以上のように、培養観察装置１１は、培養容器６１内の培地ドロップのエッジ部分を含み、かつ照明むらのない領域をＡＦ領域として選択し、ＡＦ領域を対象として培地ドロップの境界合焦位置を検出する。そして、培養観察装置１１は、境界合焦位置を基準として、さらに受精胚への合焦位置を検出する。
【０１０３】
このように、培地ドロップのエッジ部分を含み、かつ照明むらのない領域をＡＦ領域として境界合焦位置を検出することで、より簡単かつ確実に対物レンズ１２１の培地ドロップへの境界合焦位置を検出することができる。さらに、この境界合焦位置を基準として、受精胚への合焦位置の検出を行えば、最終的に得たい受精胚への合焦位置を、より簡単かつ確実に検出することができる。
【０１０４】
次に、図１１のフローチャートを参照して、図５のステップＳ１９の処理に対応する粗スキャン処理について説明する。
【０１０５】
ステップＳ５１において、観察制御部１６２は、観察ユニット３７における培養容器６１の観察時の光学倍率を変更する。
【０１０６】
すなわち、観察制御部１６２は顕微観察部１０３を制御し、対物レンズ１２１−３および中間変倍レンズ１２２−３が位相差観察光路上に配置されるように、対物レンズ１２１−３および中間変倍レンズ１２２−３を移動させる。
【０１０７】
また、観察制御部１６２は、ビニングにより観察画像の解像度が低くなるようにカメラ１２４の設定を変更するとともに、第１照明部１０１を制御して、照明光を培養容器６１に照射させる。これにより、培養容器６１の光学倍率１０倍での位相差観察が可能となる。なお、光学倍率は、受精胚が観察画像全体に収まれば１０倍でなくてもよく、例えば観察者により予め指定された倍率とされてもよい。
【０１０８】
さらに、観察制御部１６２はステージ６２を制御し、図５のステップＳ１７において特定された受精胚位置が、位相差観察光路上に位置するように、ステージ６２をｘｙ方向に移動させる。同時に、観察制御部１６２はステージ６２を制御し、ステージ６２のｚ方向の位置が、図５のステップＳ１５において検出された境界合焦位置となるように、ステージ６２を移動させる。
【０１０９】
これにより、対物レンズ１２１の焦点位置は、ｘｙ方向の位置が受精胚と同じであり、ｚ方向の位置が培地ドロップと培養容器６１の底との境界面の位置となる。したがって、この状態からステージ６２（対物レンズ１２１）をｚ方向に移動させていけば、受精胚に合焦させることができる。
【０１１０】
さらに、領域設定部１６１は、例えば、図１２に示すように、受精胚位置を中心とし、培地ドロップＤ１１全体が含まれる、培地ドロップＤ１１近傍の領域ＲＦ１１をＡＦ領域として設定する。この領域ＲＦ１１は、その境界が培地ドロップＤ１１の境界と近接した位置となるようにされており、培地ドロップＤ１１が領域ＲＦ１１の殆どの領域を占めるように決定される。
【０１１１】
このように、培地ドロップＤ１１全体を含む、培地ドロップＤ１１近傍の領域ＲＦ１１をＡＦ領域として選択することで、より確実に受精胚への合焦位置を検出できるようになる。すなわち、培養容器６１には、培地ドロップＤ１１の他に異物が混入しているため、ＡＦ領域が広過ぎるとＡＦ領域に多くの異物が含まれ、合焦位置の検出精度が低下してしまう。そこで、培地ドロップＤ１１近傍の領域をＡＦ領域とすることで、ＡＦ領域に含まれる異物を少なくし、合焦位置をより精度よく検出することができるようになる。
【０１１２】
図１１のフローチャートの説明に戻り、ステップＳ５２において、観察制御部１６２は、ステージ６２を境界合焦位置からｚ方向に移動させながら、カメラ１２４にステージ６２の各位置での観察画像を撮像させる。すなわち、第１照明部１０１からの照明光は、培養容器６１、ステージ６２、対物レンズ１２１−３、中間変倍レンズ１２２−３、および結像光学系１２３を通ってカメラ１２４に入射し、カメラ１２４により観察画像が撮像される。
【０１１３】
例えば、対物レンズ１２１のｚ方向の焦点位置が、図７の矢印Ａ１１に示される位置に位置する状態（ステージ６２が境界合焦位置にある状態）から、矢印Ａ１２に示される位置よりも図中、上側の予め定められた位置（例えば、培地ドロップＤ１１の上側の端付近）まで移動される。そして、対物レンズ１２１がｚ方向の各位置に位置する状態のそれぞれにおいて、観察画像が撮像される。
【０１１４】
このように、境界合焦位置を含む所定のｚ方向の範囲内の各位置にステージ６２を移動させ、ステージ６２が各位置にある状態で観察画像を撮像して、受精胚への合焦位置を検出すれば、検出精度を向上させることができる。なお、ステージ６２（対物レンズ１２１）をｚ方向に移動させる範囲は、確実に受精胚に合焦されるように、ある程度広い範囲とされる。
【０１１５】
ｚ方向の各位置での観察画像が撮像されると、制御ユニット３８は、カメラ１２４から撮像された複数の観察画像を取得する。なお、撮像された観察画像は、ＡＦ領域が含まれる画像であればよく、対物レンズ１２１−３の観察視野と、ＡＦ領域とが一致している必要はない。
【０１１６】
図１１のフローチャートの説明に戻り、ステップＳ５３において、焦点位置検出部１６３は、カメラ１２４から取得された複数の観察画像に基づいて、対物レンズ１２１−３の受精胚への合焦位置（以下、特に仮受精胚合焦位置と称することとする）を検出する。
【０１１７】
すなわち、焦点位置検出部１６３は、複数の観察画像のそれぞれのＡＦ領域内におけるコントラスト強度を求め、コントラスト強度が最大である観察画像が撮像されたときのステージ６２のｚ方向の位置を、仮受精胚合焦位置とする。
【０１１８】
このようにして検出された仮受精胚合焦位置は、対物レンズ１２１−３の焦点位置が、受精胚の位置となるときのステージ６２のｚ方向の位置である。但し、粗スキャン処理においては、解像度の低い観察画像を用いての検出であるため、ある程度の検出精度しか得ることはできない。
【０１１９】
ステップＳ５４において、観察制御部１６２は、ステージ６２が仮受精胚合焦位置に位置する状態で撮像された観察画像を用いて、本スキャン処理の実行時に設定すべき、カメラ１２４の露光時間を算出する。例えば、観察制御部１６２は、観察画像全体の各画素の輝度値を求め、それらの輝度値の平均値に予め定められた係数を乗算することにより、露光時間を算出する。
【０１２０】
このようにして算出された露光時間は、受精胚を被写体として撮像するときに適したものである。すなわち、受精胚が培地ドロップ内のどの位置にあるかによって、観察画像の撮像時における受精胚近傍の明るさが大きく変化するため、露光時間を適切に設定する必要がある。
【０１２１】
ここで、ステージ６２が仮受精胚合焦位置に位置する状態は、受精胚に大まかにピントが合っている状態であり、この状態で撮像される観察画像では、被写体とすべき受精胚が画像の中央に位置している。つまり、この状態で撮像された観察画像は、本スキャン処理において、より正確に受精胚にピントが合った状態で撮像される観察画像とほぼ同じ環境で撮像される画像である。そこで、受精胚に大まかにピントが合っている状態で撮像された観察画像を用いて、その撮像環境に適した露光時間を算出し、本スキャン処理において、算出された露光時間で撮像を行えば、より適切な明るさの観察画像を得ることができる。
【０１２２】
このようにして露光時間が算出されると、粗スキャン処理は終了し、処理は図５のステップＳ２０に進む。
【０１２３】
このように、粗スキャン処理では、培地ドロップへの合焦位置を基準として、受精胚への合焦位置を検出することで、受精胚への大まかな合焦位置をより確実に得ることができる。しかも、受精胚近傍の領域のみをＡＦ領域として用いるので、さらに合焦位置の検出精度を向上させることができる。
【０１２４】
次に、図１３のフローチャートを参照して、図５のステップＳ２０の処理に対応する本スキャン処理について説明する。
【０１２５】
ステップＳ８１において、観察制御部１６２は、観察ユニット３７における培養容器６１の観察時の設定を変更する。すなわち、観察制御部１６２は、カメラ１２４の露光時間が、図１１のステップＳ５４の処理で算出した露光時間に変更され、かつ観察画像の解像度が粗スキャン処理時よりも高くなるようにカメラ１２４の設定を変更する。
【０１２６】
また、観察制御部１６２は、第１照明部１０１を制御して、照明光を培養容器６１に照射させる。これにより、培養容器６１の光学倍率１０倍での位相差観察が可能となる。
【０１２７】
さらに、観察制御部１６２はステージ６２を制御し、図５のステップＳ１７において特定された受精胚位置が、位相差観察光路上に位置するように、ステージ６２をｘｙ方向に移動させる。同時に、観察制御部１６２はステージ６２を制御し、ステージ６２のｚ方向の位置が、図１１のステップＳ５３において検出された仮受精胚合焦位置となるように、ステージ６２を移動させる。
【０１２８】
これにより、対物レンズ１２１の焦点位置はほぼ受精胚と同じ位置となる。したがって、この状態からステージ６２を、仮受精胚合焦位置を中心とする比較的狭いｚ方向の範囲内で移動させていけば、より正確に受精胚に合焦させることができる。
【０１２９】
さらに、領域設定部１６１は、粗スキャン処理時と同様に、受精胚位置を中心とし、培地ドロップ全体が含まれる、培地ドロップ近傍の領域をＡＦ領域として設定する。このＡＦ領域は、粗スキャン処理時のＡＦ領域と同じ領域である。
【０１３０】
ステップＳ８２において、観察制御部１６２は、ステージ６２を仮受精胚合焦位置からｚ方向に移動させながら、カメラ１２４にステージ６２の各位置での観察画像を撮像させる。すなわち、第１照明部１０１からの照明光は、培養容器６１、ステージ６２、対物レンズ１２１−３、中間変倍レンズ１２２−３、および結像光学系１２３を通ってカメラ１２４に入射し、カメラ１２４により観察画像が撮像される。
【０１３１】
例えば、対物レンズ１２１のｚ方向の焦点位置が、図７の矢印Ａ１２に示される位置にある状態から、その位置を中心とする予め定められた範囲内の各位置に移動される。そして、対物レンズ１２１がｚ方向の各位置に位置する状態のそれぞれにおいて、観察画像が撮像される。換言すれば、ステージ６２が仮受精胚合焦位置を中心とする所定の範囲内の各位置に移動されて、観察画像が撮像される。
【０１３２】
このように、仮受精胚合焦位置を中心とする所定のｚ方向の範囲内の各位置にステージ６２を移動させ、ステージ６２が各位置にある状態で観察画像を撮像して、受精胚への合焦位置を検出すれば、より正確な合焦位置を検出することができる。
【０１３３】
なお、本スキャン処理において対物レンズ１２１（ステージ６２）を移動させるｚ方向の範囲は、粗スキャン処理において対物レンズ１２１を移動させる範囲よりも狭い範囲とされる。これは、粗スキャン処理により、既に受精胚への大まかな合焦位置が検出されているため、その合焦位置近傍を検出対象とすればよいからである。
【０１３４】
ｚ方向の各位置での観察画像が撮像されると、制御ユニット３８は、カメラ１２４から撮像された複数の観察画像を取得する。なお、撮像された観察画像は、ＡＦ領域が含まれる画像であればよい。
【０１３５】
図１３のフローチャートの説明に戻り、ステップＳ８３において、焦点位置検出部１６３は、カメラ１２４から取得された複数の観察画像に基づいて、対物レンズ１２１−３の受精胚への合焦位置（以下、特に最終受精胚合焦位置と称することとする）を検出する。
【０１３６】
すなわち、焦点位置検出部１６３は、複数の観察画像のそれぞれのＡＦ領域内におけるコントラスト強度を求め、コントラスト強度が最大である観察画像が撮像されたときのステージ６２のｚ方向の位置を、最終受精胚合焦位置とする。
【０１３７】
このようにして検出された最終受精胚合焦位置は、対物レンズ１２１−３の焦点位置が、受精胚の位置となるときのステージ６２の位置である。本スキャン処理は、粗スキャン処理よりも、より解像度の高い観察画像を用いての検出であるため、最終受精胚合焦位置は、仮受精胚合焦位置よりも、より正確な合焦位置を示しているはずである。
【０１３８】
ステップＳ８４において、制御ユニット３８は、本スキャン処理において撮像された複数の観察画像、最終受精胚合焦位置、受精胚位置、およびマクロ画像を記録部１６５に記録させる。なお、より詳細には、各観察画像と関連付けられて、その観察画像が撮像されたときのｘ，ｙ，ｚ方向のステージ６２の位置も記録される。
【０１３９】
このようにして記録された観察画像のうち、最終受精胚合焦位置で撮像された観察画像が、図５のステップＳ２１において、表示部３６に表示されることになる。観察画像等が記録部１６５に記録されると、本スキャン処理は終了し、その後、処理は図５のステップＳ２１に進む。
【０１４０】
このように、本スキャン処理では、受精胚への仮受精胚合焦位置を基準として、受精胚への合焦位置を検出することで、受精胚へのより正確な合焦位置を、より簡単かつ確実に得ることができる。しかも、受精胚近傍の領域のみをＡＦ領域として用いるので、さらに合焦位置の検出精度を向上させることができる。
【０１４１】
なお、以上においては、観察者により培養容器６１と、その培養容器６１の観察が指示されたときに観察処理が行われると説明したが、一度、観察者により検出領域が指定された後は、観察者の指示によらず、一定の時間間隔で観察処理が行われる。そのような場合、先に指定された各検出領域が順番に処理対象とされて、観察画像が撮像される。
【０１４２】
また、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【０１４３】
１１  培養観察装置，  ３７  観察ユニット，  ３８  制御ユニット，  ６２  ステージ，  １０１  第１照明部，  １０２  容器観察部，  １０３  顕微観察部，  １０４  第２照明部，  １５１  タッチパネル，  １６１  領域設定部，  １６２  観察制御部，  １６３  焦点位置検出部，  １６４  マクロ画像生成部，  １６５  記録部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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