(57)【要約】観察領域設定装置、撮像制御装置、観察領域設定装置の作動方法、及び観察領域設定プログラムにおいて、撮影画像のデータ量の増大や撮影時間の長時間化を防止する。容器内に収容された観察対象に対して、先に設定された観察領域に対して先に設定された観察領域に隣り合う新たな観察領域の一部を重複させて新たな観察領域を順次設定するに際し、重複する重複領域の重複度合を、先に設定された観察領域と新たな観察領域との並び方向における先に設定された観察領域に位置する容器の底面の傾斜度合が大きいほど大きく設定する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器内に収容された観察対象に対して、先に設定された観察領域に対して該観察領域に隣り合う新たな観察領域の一部を重複させて前記新たな観察領域を順次設定する観察領域設定部と、
前記重複する重複領域の重複度合を、前記先に設定された観察領域と前記新たな観察領域との並び方向における前記先に設定された観察領域に位置する前記容器の底面の傾斜度合が大きいほど大きく設定する重複度合設定部とを備える観察領域設定装置。
【請求項２】
前記容器の底面の形状情報を受け付ける形状情報受付部を備え、
前記重複度合設定部が、前記形状情報受付部から入力された前記形状情報に基づいて前記傾斜度合を取得する請求項１記載の観察領域設定装置。
【請求項３】
前記傾斜度合が、前記先に設定された観察領域に位置する前記容器の底面の前記並び方向における両端の高さの差に基づく値である請求項１又は２記載の観察領域設定装置。
【請求項４】
前記傾斜度合が、前記先に設定された観察領域の前記新たな観察領域を設定する側の一辺を含む領域で、かつ前記先に設定された観察領域と一致する大きさの領域に位置する前記容器の底面の前記並び方向における両端の高さの差に基づく値である請求項１又は２記載の観察領域設定装置。
【請求項５】
前記観察領域が前記容器よりも小さい領域である請求項１〜４いずれか１項記載の観察領域設定装置。
【請求項６】
前記容器が、ディッシュ、ウェルプレートまたはフラスコである請求項１〜５いずれか１項記載の観察領域設定装置。
【請求項７】
上記請求項１〜６いずれか１項記載の観察領域設定装置と、
前記容器内に収容された観察対象を、前記観察領域設定装置により設定された観察領域毎に撮像部に撮像させる制御部とを備える撮像制御装置。
【請求項８】
前記容器の底面の形状情報を記憶する形状情報記憶部を備える請求項７記載の撮像制御装置。
【請求項９】
前記形状情報記憶部が、前記容器の識別情報と前記容器の底面の形状情報とを対応づけたテーブルを記憶している請求項８記載の撮像制御装置。
【請求項１０】
観察領域設定部と重複度合設定部とを備える観察領域設定装置の作動方法であって、
前記観察領域設定部が、容器内に収容された観察対象に対して、先に設定された観察領域に対して該観察領域に隣り合う新たな観察領域の一部を重複させて前記新たな観察領域を順次設定し、
前記重複度合設定部が、前記重複する重複領域の重複度合を、前記先に設定された観察領域と前記新たな観察領域との並び方向における前記先に設定された観察領域に位置する前記容器の底面の傾斜度合が大きいほど大きく設定する観察領域設定装置の作動方法。
【請求項１１】
コンピュータを、
容器内に収容された観察対象に対して、先に設定された観察領域に対して該観察領域に隣り合う新たな観察領域の一部を重複させて前記新たな観察領域を順次設定する観察領域設定手段と、
前記重複する重複領域の重複度合を、前記先に設定された観察領域と前記新たな観察領域との並び方向における前記先に設定された観察領域に位置する前記容器の底面の傾斜度合が大きいほど大きく設定する重複度合設定手段として機能させるための観察領域設定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイリング撮影において各観察領域を設定する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＥＳ（Embryonic Stem）細胞およびｉＰＳ（Induced Pluripotent Stem）細胞等の多能性幹細胞は、種々の組織の細胞に分化する能力を備えたものであり、再生医療、薬の開発、および病気の解明等において応用が可能なものとして注目されている。【０００３】
そして、ＥＳ細胞およびｉＰＳ細胞等の多能性幹細胞、または分化誘導された細胞等を顕微鏡等で撮像し、その画像の特徴を捉えることで細胞の分化状態等を評価する方法が提案されている。【０００４】
一方、上述したように細胞を顕微鏡で撮像する際、高倍率な広視野画像を取得するため、いわゆるタイリング撮影を行うことが提案されている。具体的には、例えばウェルプレート等が設置されたステージを、結像光学系に対して移動させることによってウェル内の各観察領域を走査して各観察領域を撮影した後、観察領域毎の撮影画像を繋ぎ合わせて合成画像を生成する方法が提案されている。【０００５】
ここで、顕微鏡観察において用いられる培養容器の底面には歪みがあるため、観察領域毎にオートフォーカス制御を行って焦点位置を合わせる必要がある。特許文献１には培養容器の底面の位置を予め測定しておき、自動的に培養容器の底面に焦点を合せて撮影を行う方法が開示されている。【０００６】
一方、例えば全ての観察領域において観察領域の中心にフォーカスを合わせた場合には、培養容器の底面の歪み度合が大きいほど、観察領域の周辺部にフォーカスが合わずに周辺部がボケた画像が撮像されてしまう。そこで、タイリング撮影を行う際に、フォーカスが合わない領域に、他の観察領域で撮影した撮影画像の一部を一定量重複させ、重複領域についてはより画質の良い撮影画像を選択して合成画像を生成することが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６３−１０６６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記重複させる領域すなわち重複領域が大き過ぎると、観察対象を全て撮影した際に撮影画像の枚数が増加して、データ量の増大や撮影時間の長時間化が生じる場合がある。【０００９】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、隣り合う観察領域における重複領域の重複度合を好適に設定することにより、撮影画像のデータ量の増大や撮影時間の長時間化を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の観察領域設定装置は、容器内に収容された観察対象に対して、先に設定された観察領域に対して先に設定された観察領域に隣り合う新たな観察領域の一部を重複させて新たな観察領域を順次設定する観察領域設定部と、
重複する重複領域の重複度合を、先に設定された観察領域と新たな観察領域との並び方向における先に設定された観察領域に位置する容器の底面の傾斜度合が大きいほど大きく設定する重複度合設定部とを備える。【００１１】
なお、本発明において「先に設定された観察領域」は、「新たな観察領域」が設定されるよりも前に設定された領域のことをいい、「先に」は時系列的な関係を意味する。また、本発明において「並び方向」は、先に設定された観察領域と新たな観察領域のそれぞれ中心を結ぶ線に沿った方向のことをいう。【００１２】
また、本発明の観察領域設定装置は、容器の底面の形状情報を受け付ける形状情報受付部を備え、
重複度合設定部が、形状情報受付部から入力された形状情報に基づいて傾斜度合を取得してもよい。【００１３】
また、本発明の観察領域設定装置は、傾斜度合が、先に設定された観察領域に位置する容器の底面の前記並び方向における両端の高さの差に基づく値であってもよい。【００１４】
また、本発明の観察領域設定装置は、傾斜度合が、先に設定された観察領域の新たな観察領域を設定する側の一辺を含む領域で、かつ先に設定された観察領域と一致する大きさの領域に位置する容器の底面の前記並び方向における両端の高さの差に基づく値であってもよい。【００１５】
また、本発明の観察領域設定装置は、観察領域が容器よりも小さい領域であってもよい。【００１６】
また、本発明の観察領域設定装置においては、容器が、ディッシュ、ウェルプレートまたはフラスコであってもよい。【００１７】
本発明の撮像制御装置は、上記の観察領域設定装置と、
容器内に収容された観察対象を、観察領域設定装置により設定された観察領域毎に撮像部に撮像させる制御部とを備える。【００１８】
なお、本発明の撮像制御装置は、容器の底面の形状情報を記憶する形状情報記憶部を備えていてもよい。【００１９】
また、この場合、形状情報記憶部が、容器の識別情報と容器の底面の形状情報とを対応づけたテーブルを記憶していてもよい。【００２０】
本発明の観察領域設定装置の作動方法は、
観察領域設定部と重複度合設定部とを備える観察領域設定装置の作動方法であって、
観察領域設定部が、容器内に収容された観察対象に対して、先に設定された観察領域に対して先に設定された観察領域に隣り合う新たな観察領域の一部を重複させて新たな観察領域を順次設定し、
重複度合設定部が、重複する重複領域の重複度合を、先に設定された観察領域と新たな観察領域との並び方向における先に設定された観察領域に位置する容器の底面の傾斜度合が大きいほど大きく設定する。【００２１】
なお、本発明による観察領域設定装置の作動方法をコンピュータに実行させるプログラムとして提供してもよい。【００２２】
本発明による他の観察領域設定装置は、コンピュータに実行させるための命令を記憶するメモリと、
記憶された命令を実行するよう構成されたプロセッサとを備え、プロセッサは、
容器内に収容された観察対象に対して、先に設定された観察領域に対して先に設定された観察領域に隣り合う新たな観察領域の一部を重複させて新たな観察領域を順次設定するに際し、
重複する重複領域の重複度合を、先に設定された観察領域と新たな観察領域との並び方向における先に設定された観察領域に位置する容器の底面の傾斜度合が大きいほど大きく設定する処理を実行する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、容器内に収容された観察対象に対して、先に設定された観察領域に対して先に設定された観察領域に隣り合う新たな観察領域の一部を重複させて新たな観察領域を順次設定するに際し、重複する重複領域の重複度合を、先に設定された観察領域と新たな観察領域との並び方向における先に設定された観察領域に位置する容器の底面の傾斜度合が大きいほど大きく設定することにより、隣り合う観察領域における重複領域の重複度合を容器の形状に合わせて好適に設定することができるので、撮影画像のデータ量の増大や撮影時間の長時間化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の画像処理装置を適用した顕微鏡観察システムの一実施形態の概略構成を示す図
【図２】ウェルプレートにおける各観察領域の走査軌跡を示す図
【図３】培養容器の底面の形状情報を説明するための図
【図４】観察領域設定部の構成を示す概略ブロック図
【図５】培養容器における観察領域毎の重複領域について説明する図
【図６】取得された撮影画像の一例を示す図
【図７】培養容器に対して設定された複数の重複領域を示す図
【図８】図７における左上隅にある観察画像の一部拡大図
【図９】図７における右上隅にある観察画像の一部拡大図
【図１０】傾斜度合を算出する他の方法を説明する図
【図１１】本実施形態において行われる処理を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の実施形態による観察領域設定装置を適用した顕微鏡観察システムの概略構成を示す図である。本実施形態の顕微鏡観察システムは、図１に示すように、顕微鏡装置１、顕微鏡制御装置２、入力装置３、および表示装置４を備える。なお、顕微鏡制御装置２が本発明の撮像制御装置に対応する。
【００２６】
本実施形態において、顕微鏡装置１は位相差顕微鏡であり、観察対象として、例えば培養された細胞の位相差画像を撮影画像として撮像するものである。具体的には、顕微鏡装置１は、図１に示すように、照明光照射部１０、結像光学系３０、ステージ６１、および撮像部４０を備える。
【００２７】
ステージ６１上には、細胞等の観察対象Ｓおよび培養液Ｃが収容された培養容器６０が設置される。ステージ６１の中央には、矩形の開口が形成されている。この開口を形成する部材の上に培養容器６０が設置され、培養容器６０内の観察対象Ｓの撮影画像が開口を通過するように構成されている。
【００２８】
ステージ６１上に設置された培養容器６０内には、観察対象Ｓとして、培養された細胞群（細胞コロニー）が配置される。培養された細胞としては、ｉＰＳ細胞およびＥＳ細胞といった多能性幹細胞、幹細胞から分化誘導された神経、皮膚、心筋および肝臓の細胞、並びに人体から取り出された皮膚、網膜、心筋、血球、神経および臓器の細胞等がある。培養容器６０としては、例えば複数のウェル（本発明の容器に相当する）を有するウェルプレートが用いられるが、これに限らず、シャーレやフラスコ、ディッシュ等を用いるようにしてもよい。なお、本実施形態においては、複数のウェルが配列されたウェルプレートを培養容器６０として用いるものとする。
【００２９】
ステージ６１上に設置された培養容器６０は、培養容器６０内の底面が観察対象Ｓの設置面Ｐ１であり、設置面Ｐ１に観察対象Ｓが配置される。培養容器６０内には培養液Ｃが満たされている。なお、本実施形態においては、培養液中で培養される細胞を観察対象Ｓとしたが、観察対象Ｓとしてはこのような培養液中のものに限らず、水、ホルマリン、エタノール、およびメタノール等の液体中において固定された細胞を観察対象Ｓとしてもよい。
【００３０】
照明光照射部１０は、ステージ６１上の培養容器６０内に収容された観察対象Ｓに対して、いわゆる位相差計測のための照明光を照射するものであり、本実施形態では、その位相差計測用の照明光としてリング状照明光を照射する。
【００３１】
具体的には、本実施形態の照明光照射部１０は、位相差計測用の白色光を出射する白色光源１１、リング形状のスリットを有し、白色光源１１から出射された白色光が入射されてリング状照明光を出射するスリット板１２、およびスリット板１２から出射されたリング状照明光が入射され、入射されたリング状照明光を観察対象Ｓに対して照射するコンデンサレンズ１３を備える。
【００３２】
スリット板１２は、白色光源１１から出射された白色光を遮光する遮光板に対して白色光を透過するリング形状のスリットが設けられたものであり、白色光がスリットを通過することによってリング状照明光が形成される。コンデンサレンズ１３は、スリット板１２から出射されたリング状照明光を観察対象Ｓに向かって収束させる。
【００３３】
結像光学系３０は、培養容器６０内の観察対象Ｓの像を撮像部４０に結像するものであり、対物レンズ３１、位相板３２および結像レンズ３３を備える。
【００３４】
位相板３２は、リング状照明光の波長に対して透明な透明板に対して位相リングを形成したものである。なお、上述したスリット板１２のスリットの大きさは、この位相リングと共役な関係にある。
【００３５】
位相リングは、入射された光の位相を１／４波長ずらす位相膜と、入射された光を減光する減光フィルタとがリング状に形成されたものである。位相板３２に入射された直接光は位相リングを通過することによって位相が１／４波長ずれ、かつその明るさが弱められる。一方、観察対象Ｓによって回折された回折光は大部分が位相板３２の透明板の部分を通過し、その位相および明るさは変化しない。
【００３６】
結像レンズ３３は、位相板３２を通過した直接光および回折光が入射され、これらの光を撮像部４０に結像する。
【００３７】
撮像部４０は、結像レンズ３３によって結像された観察対象Ｓの像を受光し、観察対象Ｓを撮像して位相差画像を観察画像として出力する撮像素子を備える。撮像素子としては、ＣＣＤ（charge-coupled device）イメージセンサ、およびＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）イメージセンサ等を用いることができる。
【００３８】
ここで、ステージ６１は、駆動部６２により駆動されて、水平面内において直交するＸ方向およびＹ方向に移動する。ステージ６１の移動によって、ウェルプレートの各ウェル内における、ウェルよりも小さい各観察領域が走査され、観察領域毎の撮影画像が撮像部４０により取得される。この際、隣り合う観察領域の一部を重複させて、各観察領域が走査される。なお隣り合う観察領域の重複領域については後で詳細に説明する。そして観察領域毎の撮影画像は顕微鏡制御装置２に出力される。
【００３９】
図２は、６つのウェル７１を有するウェルプレート７０を用いた場合における、各観察領域の走査軌跡を実線７７で示した図である。図２に示すように、ウェルプレート７０内の各観察領域は、ステージ６１のＸ方向およびＹ方向の移動によって走査開始点７５から走査終了点７６までの実線７７に沿って走査される。
【００４０】
なお、本実施形態においては、ステージ６１を移動させることによってウェル内の観察領域毎の撮影画像を取得するようにしたが、これに限らず、結像光学系３０をステージ６１に対して移動させることによって観察領域毎の撮影画像を取得するようにしてもよい。または、ステージ６１と結像光学系３０の両方を移動させるようにしてもよい。また、本実施形態においては、図２に示す走査軌跡で走査したが、本発明はこれに限らず、例えば渦巻き状等、他の走査軌跡で走査してもよい。
【００４１】
顕微鏡制御装置２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０、一次記憶部２４、二次記憶部２５及び外部Ｉ／Ｆ（Interface）２８等を備えたコンピュータから構成される。ＣＰＵ２０は、制御部２１、観察領域設定装置２２及び画像処理部２３を備え、顕微鏡観察システムの全体を制御する。一次記憶部２４は、各種プログラムの実行時のワークエリア等として用いられる揮発性のメモリである。一次記憶部２４の一例としては、ＲＡＭ（Random Access Memory）が挙げられる。二次記憶部２５は、各種プログラム及び各種パラメータ等を予め記憶した不揮発性のメモリであり、本発明の形状情報記憶部の一例である形状情報２６が記憶されている。また二次記憶部２５には、本発明の観察領域設定プログラム２７の一実施形態がインストールされている。この観察領域設定プログラム２７がＣＰＵ２０によって実行されることによって観察領域設定装置２２が機能する。二次記憶部２５の一例としては、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）又はフラッシュメモリ等が挙げられる。外部Ｉ／Ｆ２８は顕微鏡装置１と顕微鏡制御装置２との間の各種情報の送受信を司る。ＣＰＵ２０、一次記憶部２４、及び二次記憶部２５は、バスライン２９に接続されている。また、外部Ｉ／Ｆ２８も、バスライン２９に接続されている。
【００４２】
観察領域設定プログラム２７は、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）及びＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）などの記録媒体に記録されて配布され、その記録媒体からコンピュータにインストールされる。又は、観察領域設定プログラム２７は、ネットワークに接続されたサーバコンピュータの記憶装置もしくはネットワークストレージに対して、外部からアクセス可能な状態で記憶され、外部からの要求に応じてコンピュータにダウンロードされた後に、インストールされるようにしてもよい。
【００４３】
形状情報２６は、培養容器６０の底面すなわち設置面Ｐ１の形状情報である。培養容器６０の底面の形状情報は、たとえばレーザ変位計などを用いて予め計測される。図３は培養容器６０の底面の形状情報を説明するための図である。本実施形態の形状情報は、図３に示すように培養容器６０の底面６０ａをＸ−Ｙ方向に１０μｍ×１０μｍの空間分解能で計測された情報とする。なお、形状情報の空間分解能はこれに限られるものではない。また、培養容器６０の底面６０ａの形状情報の計測方法としては、レーザ変位計による計測に限らず、共焦点方式および分光干渉方式などその他の方式を用いて計測するようにしてもよい。
【００４４】
また、培養容器６０の底面６０ｓの形状情報は、ステージ６１上に培養容器６０が設置された際に、顕微鏡装置１に設けられたレーザ変位計によって計測するようにしてもよいし、培養容器６０の識別情報と予め計測された形状情報とを対応づけたテーブルを二次記憶部２５に記憶しておいてもよい。そして、ユーザが、入力装置３を用いてステージ６１上に設置した培養容器６０の識別情報を設定入力し、その識別情報を有する培養容器６０の形状情報を二次記憶部２５から読み出すようにしてもよい。また、培養容器６０の識別情報については、ユーザが設定入力するのではなく、培養容器６０にバーコードなどを付与し、そのバーコードを読み取ることによって識別情報を取得するようにしてもよい。なお培養容器６０の識別情報は、例えば製造メーカの型式番号であってもよいし、製造番号であってもよい。
【００４５】
また、上記では、汎用コンピュータが顕微鏡制御装置２として機能する場合について説明したが、専用コンピュータによって実施されてもよい。専用コンピュータは、内蔵されたＲＯＭ(Read Only Memory)やフラッシュメモリなど、不揮発メモリに記録されたプログラムを実行するファームウェアであってもよい。さらに、この顕微鏡制御装置２の少なくとも一部の機能を実行するためのプログラムを永久的に記憶するＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit ：特定用途向け集積回路）やＦＰＧＡ（field programmable gate arrays）などの専用回路を設けるようにしてもよい。あるいは、専用回路に記憶されたプログラム命令と、専用回路のプログラムを利用するようにプログラムされた汎用のＣＰＵによって実行されるプログラム命令と組み合わせるようにしてもよい。以上のように、コンピュータのハードウェア構成をどのように組み合わせてプログラム命令を実行してもよい。
【００４６】
制御部２１は、照明光照射部１０、ステージ６１を駆動する駆動部６２、結像光学系３０および撮像部４０の駆動を制御して観察対象Ｓの撮影画像を取得する。また、制御部２１は、顕微鏡装置１によって撮像された各観察位置の位相差画像を結合することによって生成された１枚の合成位相差画像を表示装置４に表示させる表示制御部としても機能する。また制御部２１は、撮像部４０に観察対象Ｓを撮像させる。本実施形態においては、培養容器６０は複数のウェルが配列されたウェルプレートであるため、制御部２１は各ウェル内における各観察領域を撮像部４０に撮像させる。
【００４７】
観察領域設定装置２２は、培養容器６０に対する観察領域を設定する。図４は観察領域設定装置２２の構成を示す概略ブロック図である。図４に示すように、観察領域設定装置２２は、観察領域設定部５０、重複度合設定部５１及び形状情報受付部５２を備える。形状情報受付部５２は、二次記憶部２５に記憶された形状情報２６から培養容器６０の底面の形状情報を読み出して取得する。なお本実施形態の観察領域設定装置２２は形状情報受付部５２を備えるものとしたが、本発明はこれに限られるものではなく、形状情報受付部５２を備えていなくても良い。この場合、ＣＰＵ２０からの指令により必要に応じて二次記憶部２５から形状情報２６が読み出される。
【００４８】
観察領域設定部５０は、培養容器６０に収容された観察対象Ｓに対して、先に設定された観察領域に対してこの観察領域に隣り合う新たな観察領域の一部を重複させて新たな観察領域を順次設定する。ここで図５に培養容器６０における観察領域毎の重複領域について説明する図、図６に取得された撮影画像の一例を示す図をそれぞれ示す。なお本実施形態においては、培養容器６０は複数のウェルが配列されたウェルプレートであるため、各ウェル内において観察領域が設定される。図５においては、ウェルの底面の両端をそれぞれ端Ａ、端Ｂとし、底面の中心を中心Ｏとする。
【００４９】
通常、被写界深度が浅い場合に、例えば図５に示すようにａからｂまでの１つの観察領域において中心ｆにフォーカスを合わせると、撮影部４０によって撮影された撮影画像は、図６に斜線で示すようにａ側及びｂ側の周辺部がボケた画像となってしまう。
【００５０】
そこで、撮影画像においてボケやすい上記周辺部に対応する観察領域に、隣り合う観察領域を重複させて順次観察領域を設定することにより、撮影部４０に重複領域を含む撮影画像を複数撮影させて、重複領域において画質の良い方の撮影画像を選択可能にしている。
【００５１】
ここで図７に培養容器６０に対して設定された複数の重複領域を示す図を示す。本実施形態においては、上述したように、隣り合う観察領域の一部を重複させて、各観察領域が走査される。このため、図７に示すように、培養容器６０がウェルプレート７０である場合において、１つのウェル７１の各観察領域に対応する複数の撮影画像が取得されるが、各観察領域Ｇｉ（ｉは観察領域の数）は隣り合う観察領域と重複する重複領域を含むものとなっている。なお、図７においては、走査方向に沿って、上の行（１行目）の左端から順に観察領域Ｇ１〜Ｇ５、２行目の右端から順にＧ６〜Ｇ１２、３行目の左端から順にＧ１３〜Ｇ２１、４行目の右端から順にＧ２２〜Ｇ３０、５行目の左端から順にＧ３１〜Ｇ３９、６行目の右端から順にＧ４０〜Ｇ４８、７行目の左端から順にＧ４９〜Ｇ５７、８行目の右端から順にＧ５８〜Ｇ６４、９行目の左端から順にＧ６５〜Ｇ６９が設定されている。なお図７においては、図面上は重複領域の幅ｄは全て同じ大きさで示されているが、実際には重複度合設定部５１によって異なる大きさに設定される。
【００５２】
ここで重複度合設定部５１による重複度合の設定方法について説明する。図８は図７における左上隅にある観察画像の拡大図、図９は図７における右上隅にある観察画像の拡大図である。図８に示すように、図７における左上隅にある観察領域Ｇ１とその右に隣接する観察領域Ｇ２との重複領域を重複領域Ｋ１、観察領域Ｇ２とその右に隣接する観察領域Ｇ３との重複領域をＫ２とする場合、観察領域Ｇ１が本発明の先に設定された観察領域、観察領域Ｇ１に対して観察領域Ｇ２が新たな観察領域となり、観察領域Ｇ２を先に設定された観察領域とすると観察領域Ｇ３が観察領域Ｇ２に対して新たな観察領域となる。
【００５３】
重複度合設定部５１は、重複する領域つまり図８においては重複領域Ｋ１と重複領域Ｋ２の重複度合を設定する。なお１つの観察領域に対して重複領域が例えば２０〜３０％の割合で設定されることが好ましい。重複度合設定部５１は、先ず観察領域Ｇ１に位置する培養容器６０（本実施形態ではウェル７１）の底面の形状情報から、観察領域Ｇ１と観察領域Ｇ２の並び方向すなわち図７及び図８中の矢印Ｍ１の方向（Ｘ方向）における観察領域Ｇ１の両端の辺の中心位置に対応する底面の高さを取得し、この両端の高さの差を算出する。本実施形態においては、この高さの差の値を重複領域Ｋ１の傾斜度合とする。ここでは、観察領域Ｇ１の両端の辺の中心位置に対応する底面の高さを取得したが、これに限らず、両端の辺それぞれに対応する位置の底面の高さの平均値を求め、その高さの平均値の差を両端の高さの差としてもよい。なお傾斜度合は観察領域の両端の高さの差そのものの値を使用するものに限られず、例えば重複領域Ｋ１における高さの差の値を基準として新たに値を設定してもよい。
【００５４】
重複領域Ｋ２の傾斜度合も重複領域Ｋ１と同様にして算出する。すなわち観察領域Ｇ２の矢印Ｍ１の方向における両端の高さを取得し、この両端の高さの差を算出して傾斜度合とする。ここで本実施形態の培養容器６０（ウェル７１）の底面は、図５に示す形状を有するものであるとすると、矢印Ｍ１の方向において培養容器６０の中心からより離れている方が底面の傾斜が大きいので、上記算出した傾斜度合は重複領域Ｋ１が重複領域Ｋ２よりも大きくなる。
【００５５】
従って重複度合設定部５１は重複領域Ｋ１が重複領域Ｋ２よりも大きくなるように、重複領域Ｋ２の幅ｄ２を重複領域Ｋ１の幅ｄ１よりも小さく設定する。同様にして、図７に示す重複領域Ｋ１〜Ｋ４の幅ｄ１〜ｄ４を設定する。なお、最初の幅すなわち重複領域Ｋ１の幅ｄ１については、観察領域Ｇ１に対して重複領域Ｋ１が例えば２０〜３０％の割合で設定されるように予め定められ、例えば二次記憶部２５に記憶された初期設定の値を読み出しても良い。また、二次記憶部２５に高さの差と幅ｄとの関係を定めた対応テーブルを記憶しておき、この対応テーブルに基づいて幅ｄ１を設定してもよい。
【００５６】
次に重複度合設定部５１は、図９における重複領域Ｋ５と重複領域Ｋ６の重複度合を設定する。重複度合設定部５１は、先ず観察領域Ｇ５に位置する培養容器６０（本実施形態ではウェル７１）の底面の形状情報から、観察領域Ｇ５と観察領域Ｇ６の並び方向すなわち図７及び図８中の矢印Ｍ２の方向（Ｙ方向）における観察領域Ｇ５の両端の辺の中心位置に対応する底面の高さを取得し、この両端の高さの差を算出する。本実施形態においては、この高さの差の値を重複領域Ｋ５の傾斜度合とする。さらに重複領域Ｋ６の傾斜度合も重複領域Ｋ５と同様にして算出する。すなわち観察領域Ｇ６の矢印Ｍ２の方向における観察領域Ｇ６の両端の辺の中心位置に対応する底面の高さを取得し、この両端の高さの差を算出して傾斜度合とする。
【００５７】
ここで本実施形態の培養容器６０（ウェル７１）の底面は、図５に示す形状を有するものであるとすると、矢印Ｍ２の方向において培養容器６０の中心からより離れている方が底面の傾斜が大きいので、上記算出した傾斜度合は重複領域Ｋ５が重複領域Ｋ６よりも大きくなる。
【００５８】
そして重複度合設定部５１は重複領域Ｋ５が重複領域Ｋ６よりも大きくなるように、重複領域Ｋ６の幅ｄ６を重複領域Ｋ５の幅ｄ５よりも小さく設定する。矢印Ｍ３の方向に走査して観察される観察領域Ｇ６からＧ１２については、観察領域Ｇ７と観察領域Ｇ８との重複領域Ｋ８から、観察領域Ｋ１０と観察領域Ｋ１１との重複領域Ｋ１１までの重複領域はそれぞれ、図７に示す重複領域Ｋ１〜Ｋ４の幅ｄ１〜ｄ４と同様の幅を設定する。観察領域Ｇ６と観察領域Ｇ７との重複領域Ｋ７の幅ｄ７、及び、観察領域Ｇ１１と観察領域Ｇ１２との重複領域Ｋ１２の幅ｄ１２は、上記の方法と同様に設定する。以上のようにして図７の矢印Ｍ１の方向（矢印Ｍ３の方向を走査するものも含む）及び矢印Ｍ２の方向についてそれぞれ列及び行毎に重複領域Ｋの幅ｄを設定する。
【００５９】
なお本実施形態においては、図７の矢印Ｍ１の方向（矢印Ｍ３の方向を走査するものも含む）及び矢印Ｍ２の方向についてそれぞれ列及び行毎に重複領域Ｋの幅ｄを設定したが、本発明はこれに限られるものではなく、列と行のいずれか一方毎に重複領域Ｋの幅ｄを設定しても良いし、各観察領域毎に矢印Ｍ１の方向及び矢印Ｍ２の方向についてそれぞれ重複領域Ｋの幅ｄを設定してもよい。
【００６０】
また本実施形態においては、傾斜度合を取得する際に、先に設定された観察領域すなわち観察領域が走査される際に先に走査される観察領域の高さの差を算出したが、本発明はこれに限られるものではない。ここで図１０に傾斜度合を算出する他の方法を説明する図を示す。
【００６１】
重複度合設定部５１は、図１０に示すように、観察領域Ｇ１の観察領域Ｇ２を設定する側の一辺ｈを含み、かつ観察領域Ｇ１と一致する大きさの領域Ｇｈに位置する培養容器６０（本実施形態ではウェル７１）の底面の形状情報から、観察領域Ｇ１と観察領域Ｇ２の並び方向における領域Ｇｈの両端の辺の中心位置に対応する底面の高さを取得し、この両端の辺の中心位置に対応する底面の高さの差を算出して傾斜度合としてもよい。上記領域Ｇｈの位置についてはユーザによって適宜変更可能とする。
【００６２】
以上のように観察領域設定装置２２は構成されており、重複度合設定部５１によって設定された重複度合に基づいて、観察領域設定部５０が培養容器６０に収容された観察対象Ｓに対して観察領域を順次設定する。本実施形態においては、隣り合う観察領域における重複領域の重複度合を培養容器６０の形状に合わせて好適に設定することができるので、撮影画像のデータ量の増大や撮影時間の長時間化を防止することができる。
【００６３】
次に、図１に戻って、画像処理部２３は、撮像部１６によって取得された画像信号に対して、ガンマ補正、輝度・色差変換、及び圧縮処理等の各種処理を行う。また、画像処理部２３は、各種処理を行って得た画像信号を特定のフレームレートで１フレーム毎に制御部２１に出力する。また、画像処理部２３は、顕微鏡装置１によって撮像された各観察領域の位相差画像を結合することによって、１枚の合成画像を生成する。なお重複領域については、重複部分の画像がより画質のよい方を選択する。例えばコントラストが最も高い撮影画像を重複領域の画像として使用してもよいし、培養容器６０の中心に最も近い側の撮影画像の重複部分を重複領域の画像として使用してもよい。なお観察領域の周辺部にボケた画像のない、つまり画質のよい合成画像を生成するためには、重複領域を大きく設定すればよい。しかしながら重複画像を大きく設定すると撮影枚数が多くなるので、撮影に時間がかかる。本発明のように容器の傾斜が大きいほど重複度合を大きく設定することで合成画像の高画質を維持し、かつ撮影画像のデータ量の増大や撮影時間の長時間化を防止することができる。
【００６４】
入力装置３は、マウスおよびキーボード等を備え、ユーザによる種々の設定入力を受け付けるものである。
【００６５】
表示装置４は、画像処理部５３により生成された合成画像を表示するものであり、例えば液晶ディスプレイ等を備える。また、表示装置４をタッチパネルによって構成し、入力装置３と兼用するようにしてもよい。
【００６６】
次いで、本実施形態において行われる観察領域設定装置２２による処理について説明する。図１１は本実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。まず、形状情報受付部５２が、培養容器６０の底面の形状情報を取得する(ステップＳ１)。次いで、重複度合設定部５１が、ステップＳ１において取得した形状情報から、先に設定された観察領域すなわち図８においては観察領域Ｇ１に位置する培養容器６０の底面の高さの差を算出し（ステップＳ２）、この高さの差を傾斜度合として取得する（ステップＳ３）。
【００６７】
そして重複度合設定部５１が上述したようにして観察領域毎に重複度合を決定し（ステップＳ４）、観察領域設定部５０が重複度合設定部５１により決定された重複度合に基づいて観察領域を順次設定して（ステップＳ５）処理を終了する。観察領域設定装置２２は以上のようにして観察領域を設定する。
【００６８】
顕微鏡制御装置２は、制御部２１が、観察領域設定装置２２によって設定された観察領域毎に撮像部４０に撮像させて、複数の観察領域毎の撮像画像を取得し、画像処理部２３が複数の撮影画像を繋ぎ合わせて合成画像Ｇｓを生成する。そして、生成された合成画像Ｇｓは、表示装置４に表示され、観察に供される。
【００６９】
なお、上記実施形態は、本発明を位相差顕微鏡に適用したものであるが、本発明は、位相差顕微鏡に限らず、微分干渉顕微鏡および明視野顕微鏡等のその他の顕微鏡に適用することができる。
【００７０】
以下、本実施形態の作用効果について説明する。
【００７１】
培養容器６０内に収容された観察対象Ｓに対して、先に設定された観察領域に対して先に設定された観察領域に隣り合う新たな観察領域の一部を重複させて新たな観察領域を順次設定するに際し、重複する重複領域の重複度合を、先に設定された観察領域と新たな観察領域との並び方向における先に設定された観察領域に位置する容器の底面の傾斜度合が大きいほど大きく設定することにより、隣り合う観察領域における重複領域の重複度合を容器の形状に合わせて好適に設定することができるので、撮影画像のデータ量の増大や撮影時間の長時間化を防止することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１      顕微鏡装置
２      顕微鏡制御装置
３      入力装置
４      表示装置
１０    照明光照射部
１１    白色光源
１２    スリット板
１３    コンデンサレンズ
２１    制御部
２２    画像処理装置
３０    結像光学系
３１    対物レンズ
３２    位相板
３３    結像レンズ
４０    撮像部
５０    観察領域設定部
５１    重複度合設定部
６０    培養容器
６０ａ  底面
６１    ステージ
６２    領域
７０    ウェルプレート
７１    ウェル
７５    走査終了点
７６    走査開始点
７７    走査軌跡を示す実線
Ａ０，Ａ１    矢印
Ｃ      培養液
Ｇｉ    観察領域
Ｇｓ    合成画像
Ｋ      重複領域
ｄ      重複領域の幅
Ｐ１    設置面（底面）
Ｓ      観察対象
Ｍ１、Ｍ２，Ｍ３      並び方向
【図１】
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【図２】
2019088034.tif 000004
【図３】
2019088034.tif 000005
【図４】
2019088034.tif 000006
【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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【国際調査報告】
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