(57)【要約】底面に大きなバラつきを有する容器に収容された観察対象の高倍率かつ広視野画像を撮像するにあたり、価値の低い画像データを記憶するためのデータ量を節約することのできるオートフォーカス制御を実行可能な顕微鏡装置及びプログラムを提供する。結像光学系１４の対物レンズ１４ｂを光軸方向の合焦位置に搬送できず、撮像の結果非合焦画像しか得られない領域では、撮像された非合焦画像のデータを高圧縮して小さなデータとして記憶することにより、非合焦画像のデータに消費されるデータ量を節約する。
2019093186.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察対象が収容された容器内の前記観察対象を示す観察対象光を撮像素子に結像可能な結像光学系と、
駆動可能範囲内において駆動されることにより前記結像光学系を光軸方向に移動させる駆動部材と、
前記容器が設置されるステージ及び前記結像光学系の少なくとも一方の前記光軸方向に交差する面内での移動により前記結像光学系を前記容器内の各領域に対して移動させることで前記撮像素子が前記容器内の各領域を走査している状態で、前記各領域のうちの特定領域に光軸が到達する前に、前記結像光学系を前記特定領域に対する合焦位置に移動させる際の前記駆動部材の駆動量が前記駆動可能範囲を超える場合、前記光軸の前記特定領域への到達時に、撮像データ節約処理を実行する制御部と、
を含む顕微鏡装置。
【請求項２】
前記撮像データ節約処理は、前記特定領域を通過した観察対象光を前記撮像素子に結像させることにより生成された画像データを、所定量より高い圧縮率で圧縮して記憶することを含む、
請求項１に記載の顕微鏡装置。
【請求項３】
前記撮像データ節約処理は、前記結像光学系による前記特定領域の撮像を回避することを含む、
請求項１に記載の顕微鏡装置。
【請求項４】
前記駆動部材は、前記結像光学系の光軸方向に沿って変形可能な圧電素子である、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の顕微鏡装置。
【請求項５】
前記特定領域の前記光軸方向での位置を検出する検出部を更に含み、
前記特定領域の前記合焦位置は、前記検出部によって検出された前記光軸方向での前記位置に基づいて算出される、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の顕微鏡装置。
【請求項６】
前記検出部は、前記各領域に対する主走査方向に前記結像光学系を挟んで並べて設けられ、前記特定領域の前記光軸方向での位置を各々検出する一対のセンサを有する、
請求項５に記載の顕微鏡装置。
【請求項７】
前記結像光学系は、前記光軸方向に移動可能な対物レンズを有し、
前記駆動部材は前記光軸方向に前記対物レンズを移動させる、
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の顕微鏡装置。
【請求項８】
前記容器は、複数のウェルを有するウェルプレートである、
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の顕微鏡装置。
【請求項９】
コンピュータを、
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の顕微鏡装置に含まれる前記制御部として機能させるためのプログラム。
【請求項１０】
観察対象が収容された容器内の前記観察対象を示す観察対象光を撮像素子に結像可能な結像光学系と、
駆動可能範囲内において駆動されることにより前記結像光学系を光軸方向に移動させる駆動部材と、
前記容器が設置されるステージ及び前記結像光学系の少なくとも一方の前記光軸方向に交差する面内での移動により前記結像光学系を前記容器内の各領域に対して移動させることで前記撮像素子が前記容器内の各領域を走査している状態で、前記各領域のうちの特定領域に光軸が到達する前に、前記結像光学系を前記特定領域に対する合焦位置に移動させる際の前記駆動部材の駆動量が前記駆動可能範囲を超える場合、前記光軸の前記特定領域への到達時に、前記駆動部材にフォーカス制御停止処理を実行させる制御部と、
を含む顕微鏡装置。
【請求項１１】
前記フォーカス制御停止処理は、前記光軸が前記特定領域へ到達する前または前記光軸が前記特定領域へ到達した後に、前記駆動部材の前記光軸方向への移動を停止することを含む、
請求項１０に記載の顕微鏡装置。
【請求項１２】
前記フォーカス制御停止処理は、前記光軸が前記特定領域へ到達する前または前記光軸が前記特定領域へ到達した後に、前記駆動部材を前記光軸方向の基準位置へ移動させることを含む、
請求項１０に記載の顕微鏡装置。
【請求項１３】
コンピュータを、
請求項１０から請求項１２のいずれか一項に記載の顕微鏡装置に含まれる前記制御部として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の技術は、顕微鏡装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＥＳ（Embryonic Stem）細胞およびｉＰＳ（Induced Pluripotent Stem）細胞などの多能性幹細胞及び分化誘導された細胞などを顕微鏡などで撮像し、その画像の特徴を捉えることで細胞の分化状態などを判定する方法が提案されている。【０００３】
ＥＳ細胞およびｉＰＳ細胞などの多能性幹細胞は、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、及び病気の解明などにおいて応用が可能なものとして注目されている。【０００４】
一方、顕微鏡による撮像によれば高倍率画像を取得することができるが、顕微鏡の結像光学系の観察領域は狭い範囲に限られる。そこで、観察対象の高倍率かつ広視野な画像を取得するため、いわゆるタイリング撮像を行うことが提案されている。タイリング撮像とは、複数の狭視野画像を撮像し、撮像された複数の狭視野画像を連結して広視野画像を生成する撮像方法である。具体的には、顕微鏡の結像光学系と、観察対象を収容したウェルプレートなどの培養容器が設置されたステージとを２次元的に相対移動させることで観察対象全体を走査し、観察領域の各々について得られた画像を連結することで、観察対象全体を含む広視野画像を生成することができる。【０００５】
そして、多数の観察対象を短時間に走査して観察対象全体を含む広視野画像を多数生成する場合、大量のデータ容量が必要となる。記憶装置に記憶可能なデータ総量に限界があることを考慮すると、合焦されていない画像である非合焦画像のデータにメモリ容量を浪費することは好ましくない。【０００６】
特許文献１の顕微鏡装置は、走査の過程で撮像条件が正常に設定されなかった領域（非合焦画像が撮像されることが予測される領域）について、撮像条件は正常に設定されなかったことを示す異常情報を記憶装置に記憶しておき、各領域の画像を連結して広視野画像を表示する際に、異常情報が設定されている領域をハイライト表示することを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−５０５９４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、特許文献１に係る技術によっては、非合焦画像のデータに消費されるメモリ容量を節約することは困難である。【０００９】
１つの側面において、本開示の技術は、上述の問題に鑑み、非合焦画像のデータに消費するメモリ容量を節約することができる、顕微鏡装置及びプログラムを提供する。また他の側面において、本開示の技術は、適切なフォーカス制御が不可能な場合に無理なフォーカス制御を行わないことで、結像光学系の振動等を抑制できる、顕微鏡装置及びプログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示の第１の態様は、観察対象が収容された容器内の観察対象を示す観察対象光を撮像素子に結像可能な結像光学系と、駆動可能範囲内において駆動されることにより結像光学系を光軸方向に移動させる駆動部材と、容器が設置されるステージ及び結像光学系の少なくとも一方の光軸方向に交差する面内での移動により結像光学系を容器内の各領域に対して移動させることで撮像素子が容器内の各領域を走査している状態で、各領域のうちの特定領域に光軸が到達する前に、結像光学系を特定領域に対する合焦位置に移動させる際の駆動部材の駆動量が駆動可能範囲を超える場合、光軸の特定領域への到達時に、撮像データ節約処理を実行する制御部と、を含む顕微鏡装置である。【００１１】
第１の態様によれば、観察対象を走査する際に、結像光学系が合焦位置に無いときに撮像された非合焦画像のデータに消費するメモリ容量を節約できる。【００１２】
本開示の第２の態様は、第１の態様において、撮像データ節約処理は、特定領域を通過した観察対象光を撮像素子に結像させることにより生成された画像データを、所定量より高い圧縮率で圧縮して記憶することを含む、顕微鏡装置である。【００１３】
第２の態様によれば、合焦画像のデータの圧縮率（所定量）に比べて高い圧縮率で非合焦画像のデータを圧縮して記憶することにより、非合焦画像のデータに消費するメモリ容量を節約できる。【００１４】
本開示の第３の態様は、第１の態様において、撮像データ節約処理は、結像光学系による特定領域の撮像を回避することを含む、顕微鏡装置である。【００１５】
第３の態様によれば、非合焦画像のデータは撮像されず、その結果として記憶装置のメモリに記憶されないため、非合焦画像のデータに消費するメモリ容量を節約できる。【００１６】
本開示の第４の態様は、第１から第３の態様において、駆動部材は、結像光学系の光軸方向に沿って変形可能な圧電素子である、顕微鏡装置である。【００１７】
第４の態様によれば、光軸方向駆動部材として高速で変形可能な圧電素子を用いることにより、高速で行われる走査に適切に追従するオートフォーカス制御を実行することができる。【００１８】
本開示の第５の態様は、第１から第４の態様において、特定領域の光軸方向での位置を検出する検出部を更に含み、特定領域の合焦位置は、検出部によって検出された光軸方向での位置に基づいて算出される、顕微鏡装置である。【００１９】
第５の態様によれば、検出部の検出結果を用いて、走査の過程で非合焦画像が撮像される領域を予測することができる。【００２０】
本開示の第６の態様は、第５の態様において、検出部は、各領域に対する主走査方向に結像光学系を挟んで並べて設けられ、特定領域の光軸方向での位置を各々検出する一対のセンサを有する、顕微鏡装置である。【００２１】
第６の態様によれば、走査方向に並んだ一対のセンサを用いる検出部により、走査方向に応じて走査の過程で非合焦画像が撮像される領域を予測することができる。【００２２】
本開示の第７の態様は、第１から第６の態様において、結像光学系は、光軸方向に移動可能な対物レンズを有し、駆動部材は光軸方向に対物レンズを移動させる、顕微鏡装置である。【００２３】
第７の態様によれば、対物レンズが駆動部材により光軸方向に移動されることで、オートフォーカス制御が実行される。【００２４】
本開示の第８の態様は、第１から第７の態様において、容器は、複数のウェルを有するウェルプレートである、顕微鏡装置である。【００２５】
第８の態様によれば、底面のバラつきが生じやすいウェルプレートに収容された観察対象を走査する際に、非合焦画像データに消費するメモリ容量を節約できる。【００２６】
本開示の第９の態様は、コンピュータを、第１から第８の態様に係る顕微鏡装置に含まれる制御部として機能させるためのプログラムである。【００２７】
本開示の第１０の態様は、観察対象が収容された容器内の観察対象を示す観察対象光を撮像素子に結像可能な結像光学系と、駆動可能範囲内において駆動されることにより結像光学系を光軸方向に移動させる駆動部材と、容器が設置されるステージ及び結像光学系の少なくとも一方の光軸方向に交差する面内での移動により結像光学系を容器内の各領域に対して移動させることで撮像素子が容器内の各領域を走査している状態で、各領域のうちの特定領域に光軸が到達する前に、結像光学系を特定領域に対する合焦位置に移動させる際の駆動部材の駆動量が駆動可能範囲を超える場合、光軸の特定領域への到達時に、駆動部材にフォーカス制御停止処理を実行させる制御部と、を含む顕微鏡装置である。【００２８】
第１０の態様によれば、適切なフォーカス制御が不可能な場合に無理なフォーカス制御を行わないことで、結像光学系の振動等を抑制できる。【００２９】
本開示の第１１の態様は、第１０の態様において、フォーカス制御停止処理は、光軸が特定領域へ到達する前または光軸が特定領域へ到達した後に、駆動部材の光軸方向への移動を停止することを含む、顕微鏡装置である。【００３０】
第１１の態様によれば、適切なフォーカス制御が不可能な場合に、駆動部材の光軸方向への移動を停止して現在位置に保つことで、無理なフォーカス制御を回避して結像光学系の振動等を抑制できる。【００３１】
本開示の第１２の態様は、第１０の態様において、フォーカス制御停止処理は、光軸が特定領域へ到達する前または光軸が特定領域へ到達した後に、駆動部材を光軸方向の基準位置へ移動させることを含む、顕微鏡装置である。【００３２】
第１２の態様によれば、適切なフォーカス制御が不可能な場合に、駆動部材を光軸方向の基準位置に復帰させることで、フォーカス制御をリセットし、容器の底面の形状に応じた新たなフォーカス制御を開始することができる。【００３３】
本開示の第１３の態様は、コンピュータを、第１０から第１２の態様に係る顕微鏡装置に含まれる制御部として機能させるためのプログラムである。【００３４】
第１３の態様によれば、適切なフォーカス制御が不可能な場合に無理なフォーカス制御を回避することで、結像光学系の振動等を抑制できるプログラムを提供できる。
【発明の効果】
【００３５】
本開示の一つの態様によれば、非合焦画像のデータに消費するメモリ容量を節約することができる。また本開示の他の態様によれば、適切なフォーカス制御が不可能な場合に無理なフォーカス制御を行わないことで、結像光学系の振動等を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】第１実施形態に係る顕微鏡装置の構成の一例を示す概略構成図である。
【図２】第１実施形態に係る顕微鏡装置に含まれる結像光学系の構成の一例を示す模式図である。
【図３】第１実施形態に係る顕微鏡装置に含まれる圧電素子の構成の一例を示す概略構成図である。
【図４】第１実施形態に係る顕微鏡装置に含まれるステージの構成の一例を示す概略構成図である。
【図５】第１実施形態に係る顕微鏡装置の電気系のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【図６】第１実施形態に係る顕微鏡装置に含まれる顕微鏡装置本体及び顕微鏡制御装置の本開示の技術に関する部分の要部構成を示すブロック図である。
【図７】第１実施形態に係る顕微鏡装置のステージに設置される培養容器内における観察対象領域の走査位置の一例を示す概念図である。
【図８Ａ】第１実施形態に係る顕微鏡装置のステージに設置される培養容器内の任意の位置に観察対象領域がある場合における結像光学系と、第１及び第２変位センサと、培養容器との位置関係の第１の形態例を示す概念図である。
【図８Ｂ】第１実施形態に係る顕微鏡装置のステージに設置される培養容器内の任意の位置に観察対象領域がある場合における結像光学系と、第１及び第２変位センサと、培養容器との位置関係の第２の形態例を示す概念図である。
【図９】第１実施形態に係る顕微鏡装置でのオートフォーカス制御のタイミングの一例を説明するための状態遷移図である。
【図１０】第１実施形態に係る広視野画像取得処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１１】第１実施形態に係るステージ移動処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１２】観察対象領域とＺ方向の距離との関係の一例を示す概念図である。
【図１３】第１実施形態に係るフォーカス制御準備処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１４】第１実施形態に係るフォーカス制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１５】第１実施形態に係る電圧テーブルの一例を示す概略構成図である。
【図１６】第２実施形態に係るフォーカス制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１７】変形例に係る顕微鏡装置の構成の一例を示す概略構成図である。
【図１８】変形例に係る顕微鏡装置に含まれる検出部の構成の一例を示す概略構成図である。
【図１９】変形例に係る顕微鏡装置に含まれる検出部における変位センサの位置の切り替えの説明に供する図である。
【図２０】第１及び第２実施形態に係る広視野画像取得プログラムが記憶された記憶媒体から広視野画像取得プログラムが顕微鏡装置にインストールされる態様の一例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、図面を参照して、本開示の各実施形態の詳細を述べる。
【００３８】
＜第１実施形態＞
＜システムの概要＞
以下、本開示の技術の第１実施形態に係る顕微鏡装置９０について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、第１実施形態の顕微鏡装置９０の概略構成を示すブロック図である。
【００３９】
顕微鏡装置９０は、顕微鏡装置本体１０と、顕微鏡制御装置２０とを含む。顕微鏡装置９０は、顕微鏡制御装置２０を介して、表示装置３０及び入力装置４０に接続されてもよい。
【００４０】
顕微鏡装置９０は、本開示の顕微鏡装置の一例である。
【００４１】
顕微鏡装置本体１０は、顕微鏡装置９０の観察対象である培養された細胞の位相差画像を撮像するものである。具体的には、顕微鏡装置本体１０は、一例として図１に示すように、白色光を出射する白色光源１１と、コンデンサレンズ１２と、スリット板１３と、結像光学系１４と、圧電素子１５と、撮像素子１６と、検出部１８とを備えている。
【００４２】
撮像素子１６は、本開示の撮像素子の一例である。  
【００４３】
スリット板１３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の照明光Ｌが形成される。
【００４４】
一例として図２に示すように、結像光学系１４は、位相差レンズ１４ａおよび結像レンズ１４ｄを備えている。そして、位相差レンズ１４ａは、対物レンズ１４ｂおよび位相板１４ｃを備えている。位相板１４ｃは、照明光Ｌ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１３のスリットの大きさは、位相板１４ｃの位相リングと共役な関係にある。
【００４５】
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。位相リング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波長ずれるとともに、その明るさが弱められる。一方、観察対象によって回折された回折光は大部分が位相板１４ｃの透明板を通過し、その位相および明るさは変化しない。
【００４６】
対物レンズ１４ｂを有する位相差レンズ１４ａは、一例として図１に示す圧電素子１５によって対物レンズ１４ｂの光軸方向に移動するものである。なお、第１実施形態においては、対物レンズ１４ｂの光軸方向とＺ方向（鉛直方向）とは同じ方向である。位相差レンズ１４ａをＺ方向において合焦位置に合わせるように移動させることによってオートフォーカス制御が行われ、撮像素子１６によって撮像される位相差画像のコントラストが調整される。
【００４７】
ここで、第１実施形態においては、予め後述するステージ５１に設置された後述する培養容器５０の底面のＺ方向位置が検出され、基準面として設定されている。そして、結像光学系１４について、基準面に対して合焦位置にあるようにＺ方向の基準位置が設定されている。
【００４８】
観察対象を収容した後述する培養容器５０の底面、つまり培養容器５０の底部と観察対象との境界面が基準面と一致していれば、基準位置に置かれた結像光学系１４は観察対象に対して合焦状態になるはずである。しかしながら、培養容器５０の底面は、基準面に近いが、完全には一致しない。培養容器５０の底面に、製造誤差等に基づくバラつきが存在するからである。つまり、培養容器５０の底面の各領域に対する現実の合焦位置は、基準位置とは一致しないことが多い。
【００４９】
本開示におけるオートフォーカス制御とは、結像光学系１４をＺ方向に移動させて培養容器５０の底面の各領域と基準面とのズレを補正し、各領域において結像光学系１４が観察対象に対して現実の合焦位置にあるように制御することである。
【００５０】
また、位相差レンズ１４ａの倍率を変更可能な構成としてもよい。具体的には、異なる倍率を有する位相差レンズ１４ａまたは結像光学系１４を交換可能に構成するようにしてもよい。位相差レンズ１４ａまたは結像光学系１４の交換は、自動的に行うようにしてもよいし、ユーザが手動で行うようにしてもよい。
【００５１】
一例として図３に示すように、圧電素子１５は結像光学系１４の対物レンズ１４ｂを保持し、対物レンズ１４ｂをＺ方向に移動させるためのＺ方向搬送装置として機能する。
【００５２】
圧電素子１５は、本開示の駆動部材の一例である。
【００５３】
Ｚ方向搬送装置としての圧電素子１５には、以下の特徴の相違がある。圧電素子１５は、高速で結像光学系１４の対物レンズ１４ｂをＺ方向に移動させることが可能である。一方で、圧電素子１５は駆動可能範囲が限られている。
【００５４】
なお、圧電素子１５は、位相差レンズ１４ａを通過した位相差光をそのまま通過させる構成となっている。
【００５５】
また、対物レンズ１４ｂのＺ方向搬送装置は圧電素子１５に限らず、走査に追従して十分高速でＺ方向に移動できればよい。
【００５６】
結像レンズ１４ｄは、位相差レンズ１４ａおよび圧電素子１５を通過した位相差光が入射され、これを撮像素子１６に結像するものである。
【００５７】
撮像素子１６は、結像レンズ１４ｄによって結像された位相差画像を撮像するものである。撮像素子１６としては、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）イメージセンサなどが用いられる。撮像素子としては、ＲＧＢ（Red Green Blue）のカラーフィルタが設けられた撮像素子を用いてもよいし、モノクロの撮像素子を用いるようにしてもよい。
【００５８】
検出部１８は、ステージ５１に設置された培養容器５０のＺ方向（鉛直方向）の位置を検出するものである。検出部１８は、具体的には、第１変位センサ１８ａおよび第２変位センサ１８ｂを備えたものである。第１実施形態における第１変位センサ１８ａおよび第２変位センサ１８ｂはレーザ変位計であり、培養容器５０にレーザ光を照射し、その反射光を検出することによって、培養容器５０の底面のＺ方向の位置を検出するものである。なお、本開示において培養容器５０の底面とは、培養容器５０の底部と観察対象である細胞との境界面、すなわち観察対象設置面を指す。
【００５９】
培養容器５０は、開示における容器の一例である。
【００６０】
第１実施形態において、第１変位センサ１８ａおよび第２変位センサ１８ｂは、位相差レンズ１４ａを挟んで、図１に示すＸ方向に並べて設けられている。
【００６１】
一例として、第１変位センサ１８ａおよび第２変位センサ１８ｂの各々は、位相差レンズ１４ａから、正方形である観察対象領域Ｒの一辺Ｄの９倍の距離、つまり９Ｄだけ離間するように配置されている。観察対象領域Ｒについては後述する。
【００６２】
検出部１８によって検出された培養容器５０のＺ方向の位置情報は、後述の撮像制御部２１に出力され、撮像制御部２１は、入力された位置情報に基づいて、圧電素子１５を制御し、オートフォーカス制御を行う。なお、第１変位センサ１８ａおよび第２変位センサ１８ｂによる培養容器５０の位置の検出および撮像制御部２１によるオートフォーカス制御については、後で詳述する。
【００６３】
スリット板１３と位相差レンズ１４ａおよび検出部１８との間には、ステージ５１が設けられている。ステージ５１上には、観察対象である細胞が収容された培養容器５０が設置される。
【００６４】
第１実施形態に係る顕微鏡装置においては、一例として図７に示すように、６個のウェルＷを有するウェルプレートを培養容器５０として用いる。ただし、培養容器５０はこれに限定されるものではない。例えば、２４個または９６個のウェルを有するウェルプレートを培養容器５０として用いることができ、その他任意の個数のウェルを有するウェルプレート、またはシャーレ、ディッシュなどのウェルプレート以外の容器を用いることが可能である。観察対象及び観察の目的に応じて、適切な容器を培養容器５０として選択することができる。
【００６５】
また、培養容器５０に収容される細胞としては、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などがある。
【００６６】
ステージ５１は、後述するステージ駆動装置１７によって互いに直交するＸ方向およびＹ方向に移動するものである。Ｘ方向およびＹ方向は、Ｚ方向に直交する方向であり、水平面内において互いに直交する方向である。第１実施形態においては、Ｘ方向を主走査方向とし、Ｙ方向を副走査方向とする。
【００６７】
一例として図４に示すように、ステージ５１の中央には、矩形の開口５１ａが形成されている。培養容器５０は、開口５１ａを形成する部材の上に設置され、培養容器５０内の細胞の位相差光が開口５１ａを通過する。
【００６８】
表示装置３０は、後述する広視野画像取得処理によって生成され記憶された合成位相差画像を表示するものであり、たとえば液晶ディスプレイなどを備えたものである。また、表示装置３０をタッチパネルによって構成し、入力装置４０と兼用するようにしてもよい。
【００６９】
入力装置４０は、マウス及びキーボードなどを備えたものであり、ユーザによる種々の設定入力を受け付けるものである。入力装置４０は、たとえば位相差レンズ１４ａの倍率の変更指示およびステージの移動速度の変更指示などの設定入力を受け付けるものである。
【００７０】
次に、顕微鏡装置本体１０を制御する顕微鏡制御装置２０の構成について説明する。図５は、顕微鏡制御装置２０の電気系の構成の一例を示す。
【００７１】
顕微鏡制御装置２０はコンピュータを備えている。顕微鏡制御装置２０のコンピュータは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）７０、一次記憶部７２、二次記憶部７４、及びＩ／Ｏ（インプット・アウトプット・インタフェース）７６等を備えている。ＣＰＵ７０、一次記憶部７２、二次記憶部７４、及びＩ／Ｏ７６は、バスラインによって接続されている。
【００７２】
ＣＰＵ７０は、顕微鏡装置の全体を制御する。一次記憶部７２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７２の一例としては、ＲＡＭ（Random Access Memory）が挙げられる。二次記憶部７４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、本開示の技術に係るプログラムの一例である広視野画像取得プログラム８０を記憶している。二次記憶部７４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。Ｉ／Ｏ７６は顕微鏡装置本体１０と顕微鏡制御装置２０との間の各種情報の送受信を司る。
【００７３】
ＣＰＵ７０は、二次記憶部７４から広視野画像取得プログラム８０を読み出す。そして、ＣＰＵ７０は、読み出した広視野画像取得プログラム８０を一次記憶部７２に展開し、展開した広視野画像取得プログラム８０を実行することで、一例として図６に示す撮像制御部２１及びステージ制御部２２として動作する。
【００７４】
ステージ制御部２２は、ステージ駆動装置１７を制御することで、ステージ５１をＸ方向およびＹ方向に移動させる。ステージ駆動装置１７は、例えば、圧電素子などを有するアクチュエータである。
【００７５】
撮像制御部２１は、検出部１８によって検出された培養容器５０のＺ方向の位置情報に基づいて、圧電素子１５に対して制御（オートフォーカス制御）を行う。オートフォーカス制御は、圧電素子１５の駆動によって結像光学系１４の対物レンズ１４ｂが光軸方向に移動することで実現される。
【００７６】
撮像制御部２１は、本開示の技術に係る制御部の一例である。
【００７７】
＜広視野画像取得処理＞
以下、本開示の第１実施形態に係る顕微鏡装置９０による広視野画像取得のプロセスについて詳細を説明する。  
【００７８】
図１０、１１、１３、１５は、第１実施形態において広視野画像取得処理を行うためのプログラムの一例を示すフローチャートである。図１０、１１、１３、１５は、顕微鏡制御装置２０が実行するプログラムの一例を示している。
【００７９】
ここで、顕微鏡制御装置２０が実行するプログラムは、具体的には撮像制御部２１及びステージ制御部２２として機能する顕微鏡制御装置２０のＣＰＵ７０によって実行される。
【００８０】
なお、以下では、説明の便宜上、広視野画像取得処理を（１）フローの開始、（２）走査処理、（３）走査処理後の処理、の３つに分けて述べる。
【００８１】
［フローの開始］
第１実施形態に係る顕微鏡装置９０においては、顕微鏡制御装置２０がステージ５１に対する２次元的な移動制御及び結像光学系１４に対するオートフォーカス制御を行いながら、顕微鏡装置本体１０がステージ５１上に配置された培養容器５０の狭視野画像を連続的に撮像することにより、観察対象に対する走査が実行される。
【００８２】
観察対象の広視野画像の撮像を希望するユーザは、まず、観察対象である細胞が収容された培養容器５０をステージ５１上に設置する。
【００８３】
上述したように、第１実施形態においては、一例として、培養容器５０は６個のウェルＷを有するウェルプレートであるものとして説明する。
【００８４】
ユーザが入力装置４０を通じて広視野画像の撮像を顕微鏡制御装置２０に指示することにより、第１実施形態に係る広視野画像取得処理が開始される。以下、顕微鏡制御装置２０のＣＰＵ７０は、広視野画像取得プログラム８０を二次記憶部７４から読み出し、処理を実行する。図１０は、広視野画像取得処理の全体を示すフローチャートである。
【００８５】
［走査処理］
ステップＳ１００で、ＣＰＵ７０は、走査処理を実行する。ステップＳ１００では、ステージ移動処理（図１１参照）と、フォーカス制御準備処理（図１３参照）と、フォーカス制御処理（図１４参照）とが実行される。
【００８６】
ステージ移動処理、フォーカス制御準備処理、及びフォーカス制御処理は、互いに同期して行われる。以下では、この同期制御を前提として、処理を説明する。
【００８７】
（ステージ移動処理）
図１０のステップＳ１００に含まれるステージ移動処理は、サブルーチンとして図１１に示されている。図１１は、ステージ制御部２２として機能する顕微鏡制御装置２０のＣＰＵ７０が実行する処理プログラムの一例である。
【００８８】
ステップＳ２０２において、ステージ制御部２２は、ステージ５１に対するＸ軸移動方向の初期設定を行う。一例として、ステージ５１のＸ軸移動方向は負方向に設定される。
【００８９】
次にステップＳ２０４において、ステージ制御部２２は、ステージ駆動装置１７により、設定されたＸ軸移動方向に沿ったステージ５１の移動を開始させる。図１１のサブルーチン開始直後であれば、ステップＳ２０２においてＸ軸移動方向が負方向に設定されているから、ステージ５１は、Ｘ軸の負方向に対して移動を開始する。この場合、図８Ａに示されるように、静止している顕微鏡装置本体１０の結像光学系１４は、ステージ５１に対して相対的にＸ軸の正方向に対して移動することになる。以下では、ステージ駆動装置１７によるステージ５１の移動に伴う、結像光学系１４（および観察対象領域Ｒ）のステージ５１に対する相対移動を、便宜上、結像光学系１４（および観察対象領域Ｒ）の移動として説明する。
【００９０】
図８Ａおよび図８Ｂは、培養容器５０の底面上の任意の位置に観察対象領域Ｒがある場合における結像光学系１４、第１変位センサ１８ａおよび第２変位センサ１８ｂと、培養容器５０とのＸＹ平面上での位置関係を示した図である。観察対象領域Ｒは、培養容器５０の底面において、顕微鏡装置本体１０が撮影を行い、位相差画像を生成することができる領域である。結像光学系１４のステージ５１に対する相対移動に伴い、観察対象領域Ｒもステージ５１に対して相対移動する。以下、ステージ５１のＸ方向移動に伴う、結像光学系１４及び観察対象領域Ｒの培養容器５０の底面を含む平面上での進行方向を、Ｘ軸走査方向と呼ぶ。さらに、培養容器５０の底面を含むＸＹ平面を、走査平面と呼ぶ。
【００９１】
以下では、説明の便宜上、観察対象領域Ｒは正方形の領域であるものとするが、これに限られるものではない。
【００９２】
なお、顕微鏡装置本体１０は、図１に図示されていない水平位置検出センサを備えている。ステージ制御部２２は、この水平位置検出センサを用いて、ステージ５１における観察対象領域Ｒの現時点での走査平面上の位置を検出する。
【００９３】
なお、第１実施形態において、観察対象領域Ｒは、Ｘ軸走査方向に沿って一定の速度で移動する。
【００９４】
結像光学系１４の観察対象領域Ｒが走査平面における終点位置に到達すると、ステップＳ２０６において、観察対象領域Ｒが終点位置に到達したか否かの判断が肯定判断となる。ここで終点位置とは、走査平面においてＸ軸方向の走査を終了する位置であり、図７において図示されている。
【００９５】
一方、ステップＳ２０６の判断が肯定判断となるまで、ステージ制御部２２は、ステージ駆動装置１７によるＸ軸移動方向に沿ったステージ５１の移動を継続する。つまり、ステップＳ２０６の判断が肯定判断となるまで、結像光学系１４は、ステージ５１に対して相対的にＸ軸走査方向に沿って移動し続ける。
【００９６】
観察対象領域ＲがＸ軸走査方向に向かって移動する過程で、後述する撮像制御処理がステージ移動処理と同期して実行されていることにより、顕微鏡制御装置２０のＣＰＵ７０は、顕微鏡装置本体１０に、培養容器５０の底面において観察対象領域Ｒと重なる領域を撮影させ、複数の位相差画像を生成する。つまり、Ｘ軸走査方向に沿って連続する培養容器５０の底面上の各領域の位相差画像が生成される。
【００９７】
後述する撮像制御処理が実行されていることにより、観察対象領域Ｒに重ねあわされる培養容器５０の底面上の各領域において、結像光学系１４の対物レンズ１４ｂは、そのＺ方向位置が合焦位置に設定されていることに注意されたい。したがって、観察対象領域ＲがＸ軸走査方向に向かって相対移動する過程で、Ｘ軸走査方向に沿って連続する培養容器５０の底面上の各領域について、合焦状態の位相差画像が生成される。
【００９８】
ただし、後述する撮像制御処理の説明において詳述する通り、圧電素子１５によって対物レンズ１４ｂを合焦位置に搬送できない場合があり得る。この場合に撮像が行われれば、非合焦状態の位相差画像が生成される。
【００９９】
さらに顕微鏡制御装置２０のＣＰＵ７０は、一例として、生成された複数の位相差画像を、一次記憶部７２に記憶する。なお、生成された複数の位相差画像は、ＣＰＵ７０の図示しないキャッシュメモリ、または二次記憶部７４に記憶されてもよい。
【０１００】
ステップＳ２０４の判断が肯定判断である場合、ステップＳ２０８においてステージ制御部２２は、ステージ駆動装置１７によるＸ軸走査方向に沿ったステージ５１の移動を終了する。さらに、顕微鏡制御装置２０のＣＰＵ７０は、顕微鏡装置本体１０による狭視野画像の連続的な撮影を終了する。次に、処理はステップＳ２１０に移行する。
【０１０１】
ステップＳ２１０において、ステージ制御部２２は、観察対象領域Ｒが走査終了点Ｅに到達したか否かの判断を行う。走査終了点Ｅとは、走査平面において走査処理を終了する点であり、図７に例示的に示されている。
【０１０２】
ステップＳ２１０の判断が否定判断である場合、処理はステップＳ２１２へ移行する。
【０１０３】
ステップＳ２１２において、ステージ制御部２２は、ステージ駆動装置１７により、ステージ５１をＸ軸の負方向に一単位だけ移動させる。ここで一単位とは、観察対象領域Ｒの一辺の長さＤに相当する距離である。この点に関し、図７を参照する。よって、培養容器５０の底面において、観察対象領域ＲはＹ軸の正方向に一単位だけ移動することになる。次に、処理はステップＳ２１４に移行する。
【０１０４】
ステップＳ２１４において、ステージ制御部２２は、ステージ５１に対するＸ軸移動方向を反転させる。これにより、観察対象領域ＲのＸ軸走査方向が反転される。そして、図１１の処理はステップＳ２０４に戻り、ステージ制御部２２は再びＸ軸走査を開始し、顕微鏡制御装置２０のＣＰＵ７０は、顕微鏡装置本体１０による狭視野画像の連続的な撮影を再開する。
【０１０５】
例えば、図１１の処理において初めてステップＳ２１４が実行される場合には、ステップＳ２０２においてステージ５１に対するＸ軸移動方向が負方向に設定されているから、反転の結果としてステージ５１に対するＸ軸移動方向は正方向に設定される。この場合、図１１の処理がステップＳ２０４に戻ると、ステージ５１はＸ軸の正方向に対して移動を開始する。したがって、この場合、図８Ｂに示されるように、静止している顕微鏡装置本体１０の結像光学系１４(及び観察対象領域Ｒ）は、ステージ５１に対して相対的にＸ軸の負方向に対して移動することになる。
【０１０６】
ステップＳ２１０の判断が肯定判断となるまで、図１１の処理は継続される。
【０１０７】
以上説明したように、ステージ制御部２２がステージ移動処理サブルーチンを実行することにより、ステージ５１がＸ方向およびＹ方向に移動され、結像光学系１４の観察対象領域Ｒが培養容器５０の底面を２次元状に走査し、各領域の位相差画像が生成され、記憶される。
【０１０８】
図７の実線Ｍは、走査処理における、培養容器５０の底面を含む走査平面での観察対象領域Ｒの移動の一例を示している。
【０１０９】
図７に示すように、結像光学系１４の観察対象領域Ｒは、走査開始点Ｓから走査終了点Ｅまで実線Ｍに沿って移動する。すなわち、観察対象領域Ｒは、Ｘ軸の正方向（図７右方向）に走査した後、Ｙ軸の正方向（図７の下方向）に移動し、さらにＸ軸の負方向（図７の左方向）に走査する。次いで、観察対象領域Ｒは、再びＹ軸の正方向に移動し、再びＸ軸の正方向に走査する。このように、観察対象領域Ｒは、Ｘ方向についての往復移動とＹ方向への移動を繰り返し行うことによって、培養容器５０の底面を２次元状に走査する。
【０１１０】
なお、ステージ移動処理における終点位置及びステージ移動速度の設定について、以下の点に留意されたい。
【０１１１】
第１実施形態において、培養容器５０の底面全体に対して走査を実行するためには、図７に示すように、培養容器５０の範囲よりもＸ方向について外側の範囲Ｒ１、Ｒ２まで結像光学系１４、第１変位センサ１８ａおよび第２変位センサ１８ｂを相対的に移動させる必要がある。そして、範囲Ｒ１のＸ方向の幅として、少なくとも第１変位センサ１８ａと結像光学系１４とのＸ方向の間隔を確保する必要があり、範囲Ｒ２のＸ方向の幅として、少なくとも第２変位センサ１８ｂと結像光学系１４とのＸ方向の間隔を確保する必要がある。そして、観察対象領域Ｒの走査時間をできるだけ短縮するには、観察対象領域Ｒの走査範囲をできるだけ狭くすることが望ましい。したがって、範囲Ｒ１のＸ方向の幅は、第１変位センサ１８ａと結像光学系１４とのＸ方向の間隔とすることが望ましく、範囲Ｒ２のＸ方向の幅は、第２変位センサ１８ｂと結像光学系１４とのＸ方向の間隔とすることが望ましい。
【０１１２】
一方、ステージ５１をＸ方向に移動させることによって観察対象領域Ｒを培養容器５０の範囲内において走査する場合、培養容器５０の範囲における観察対象領域Ｒの移動速度は一定であることが望ましい。したがって、ステージ５１のＸ方向への移動開始時にはステージ５１が一定の速度になるまで加速する必要があり、ステージ５１のＸ方向への移動終了時には、ステージ５１を一定の速度から減速して停止させる必要がある。
【０１１３】
また、ステージ５１のＸ方向への移動速度を一定の速度にする場合、加速域をほとんどもたせることなく急速に一定の速度に制御することは可能であるが、このような制御を行った場合、培養容器５０に細胞とともに収容された培養液などの液面が揺れてしまい、位相差画像の画質の低下を招く可能性がある。また、ステージ５１を停止する際にも同様の問題が発生する可能性がある。
【０１１４】
そこで、第１実施形態においては、図５に示す範囲Ｒ１および範囲Ｒ２をステージ５１のＸ方向への移動の加減速域に設定する。このように培養容器５０の範囲のＸ方向の両側に加減速域を設定することによって、走査範囲を無駄に広げることなく、かつ培養容器５０の範囲において観察対象領域Ｒを一定の速度で走査することができる。さらに、上述したような培養液の液面の揺れも抑制することができる。
【０１１５】
（撮像制御処理）
図１０のステップＳ１００に含まれる撮像制御処理は、サブルーチンとして図１３及び図１４に示されている。
【０１１６】
上述したように、第１実施形態においては、第１変位センサ１８ａと第２変位センサ１８ｂは、図８Ａ及び図８Ｂに示すように結像光学系１４を挟んでＸ方向に並べて設けられている。そのため、上述したステージ移動処理において結像光学系１４の観察対象領域ＲがＸ方向に沿って連続する培養容器５０の底面上の各領域を走査する際に、検出部１８は、観察対象領域Ｒの位置よりもＸ軸走査方向前方に位置する領域に対して、培養容器５０の底面のＺ方向の位置を検出することができる。
【０１１７】
具体的には、観察対象領域Ｒが図８Ａに示す矢印方向（図８Ａの右方向）に移動している場合には、第１変位センサ１８ａおよび第２変位センサ１８ｂのうち、観察対象領域Ｒに対してＸ軸走査方向前方に位置する第１変位センサ１８ａが、培養容器５０の底面のＺ方向の位置を検出する。そして、観察対象領域Ｒが図８Ａの右方向にさらに移動する際に、第１変位センサ１８ａが検出した培養容器５０の底面のＺ方向の位置と、前もって検出された培養容器５０の基準面高さとを含むパラメータに基づくフォーカス制御を実行することにより、Ｘ軸走査方向に沿った培養容器５０の底面上の各領域において、結像光学系１４の対物レンズ１４ｂのＺ方向位置を合焦位置に合わせることができる。つまり、フォーカス制御を実行することにより、観察対象領域Ｒが図７の右方向に移動する際に、結像光学系１４を培養容器５０の底面に対して合焦状態に保ちつつ、各領域を撮影することができる。
【０１１８】
一方、観察対象領域Ｒが、図８Ｂの矢印方向（図８Ｂの左方向）に移動している場合には、第１変位センサ１８ａおよび第２変位センサ１８ｂのうち、観察対象領域Ｒに対してＸ軸走査方向前方に位置する第２変位センサ１８ｂが、培養容器５０の底面のＺ方向の位置を検出する。そして、図８Ａについて説明した通り、フォーカス制御を実行することにより、観察対象領域Ｒが図８Ｂの左方向に移動する際に、結像光学系１４を培養容器５０の底面に対して合焦状態に保ちつつ、各領域を撮影することができる。
【０１１９】
このように第１変位センサ１８ａを用いた培養容器５０の底面のＺ方向位置検出と第２変位センサ１８ｂを用いた培養容器５０の底面のＺ方向位置検出とを、観察対象領域Ｒの移動方向に応じて切り替えることによって、常に、観察対象領域Ｒの撮影に先行して、観察対象領域Ｒの位置における培養容器５０のＺ方向の位置情報を取得することができる。
【０１２０】
撮像制御部２１は、圧電素子１５を用いて、結像光学系１４の対物レンズ１４ｂのＺ方向位置を調整することにより、フォーカス制御を行う。具体的には、撮像制御部２１は、圧電素子１５に印加する電圧量を適切に変化させることにより、フォーカス制御を実行する。
【０１２１】
しかしながら、圧電素子１５は駆動可能範囲に限界があるため、対物レンズ１４ｂをフォーカス制御に必要な距離だけ移動させることができない事態が生じ得る。
【０１２２】
この点について、図１２を参照して説明する。便宜上、以下では、観察対象領域Ｒは図８Ａに示すようにＸ軸正方向に移動しているものとして説明する。
【０１２３】
説明の便宜上、培養容器５０の底面のＸ軸方向を観察対象領域Ｒの一辺Ｄで分割することを考える。観察対象領域ＲがＩ番目の領域にある場合、観察予定領域はＩ＋１０番目の領域に配置されている。つまり、観察予定領域は、観察対象領域Ｒに対してＸ軸走査方向の１０単位先前方の領域に位置している。図９は、以上の関係を示す図である。
【０１２４】
ここで観察予定領域とは、第１変位センサ１８ａの鉛直上方に位置する培養容器５０の底面上の領域であって、所定時間経過後に観察対象領域Ｒが重ね合わせられる領域をいう。上述したように、一例として、第１変位センサ１８ａは、位相差レンズ１４ａからＸ方向に観察対象領域Ｒの一辺Ｄの９倍の距離だけ離間するように配置されている。
【０１２５】
観察予定領域は、本開示の特定領域の一例である。
【０１２６】
図１２は、図９に示されたＩ番目の領域からＩ＋１０番目までの各領域について、結像光学系１４の対物レンズ１４ｂの合焦位置を図式的に示した図である。図１２において、観察対象領域Ｒは、現在走査平面上でのＩ番目の領域に位置し、観察予定領域はＩ＋１０番目の領域である。
【０１２７】
図１２において、下方の破線は、培養容器５０の底面の基準面に相当する高さ（基準面に対して合焦位置となる対物レンズ１４ｂのＺ方向位置）、中央の破線は対物レンズ１４ｂの現在のＺ方向位置を表し、上方の破線は圧電素子１５の駆動可能範囲の上限を表している。また、水平な棒はＩ番目の領域からＩ＋１０番目までの各領域の合焦位置を表している。先行する走査において、第１変位センサ１８ａにより、Ｉ番目の領域からＩ＋１０番目までの各領域について培養容器５０の底面のＺ方向位置が既に検出されている。そして、各領域での合焦位置は、培養容器５０の基準面のＺ方向位置から検出された各領域のＺ方向位置を減算することにより、導出することができる。
【０１２８】
同期されているステージ移動処理により、観察対象領域ＲはＩ番目の領域からＩ＋１番目の領域、Ｉ＋２番目の領域、というように、走査平面上においてＸ軸走査方向の各領域をＩ＋１０番目の領域（つまり、観察予定領域）まで移動していく。撮像制御部２１は、圧電素子１５を制御して、各領域において対物レンズ１４ｂのＺ方向位置をそれぞれの合焦位置に合わせる。
【０１２９】
しかしながら、図１２に示された状況では、Ｉ＋１０番目の領域（つまり、観察予定領域）の合焦位置の基準面との距離が、圧電素子１５の駆動可能範囲を超えている。この状況をレンジオーバーという。圧電素子１５の駆動可能範囲は、本開示の駆動可能範囲の一例である。
【０１３０】
したがって、撮像制御部２１は、圧電素子１５のみを用いる制御によっては、観察対象領域Ｒが観察予定領域に到達した時点において、結像光学系１４を合焦位置に到達させることができない。Ｉ＋１０番目の領域において撮像される狭視野画像は、非合焦状態である。観察対象について広視野画像を生成する際に、非合焦状態の狭視野画像は価値が低い。記憶装置に記憶可能なデータ総量に限界があることを考慮すると、非合焦状態の狭視野画像のデータは、保存する価値が低い。
【０１３１】
そこで、第１実施形態に係る撮像制御部２１は、観察対象領域Ｒが観察予定領域に到達すると、非合焦状態で撮像を行い、生成された非合焦状態の狭視野画像のデータを合焦状態の狭視野画像を記憶する際の圧縮率よりも高い圧縮率でデータを圧縮して、一次記憶部７２等の記憶装置に記憶する。以下、合焦状態の狭視野画像を記憶する際の圧縮率よりも高い圧縮率でデータを圧縮することを、高圧縮と呼ぶ。価値の低い非合焦画像のデータを高圧縮して記憶することにより、記憶装置のメモリを節約することができる。
【０１３２】
合焦状態の狭視野画像を記憶する際の圧縮率は、本開示の所定量の一例である。また、画像のデータを高圧縮して記憶することは、本開示の撮像データ節約処理の一例である。
【０１３３】
なお、図１２には図示されていないが、圧電素子１５のＺ方向位置を適切に配置することにより、対物レンズ１４ｂを基準面より鉛直下方に搬送することが可能である。つまり、圧電素子１５のＺ方向変形の最低位置を基準面に相当する位置（図１２の下方の破線）に合わせる必要は無く、基準面よりＺ方向下方に駆動可能範囲の下限を設定することが可能である。
【０１３４】
第１実施形態に係る撮像制御処理は、図１３に示されたフォーカス制御準備処理サブルーチンと、図１４に示されたフォーカス制御処理サブルーチンとを含む。撮像制御部２１は、フォーカス制御準備処理サブルーチンと、フォーカス制御処理サブルーチンとを同期させて実行することにより、培養容器５０の底面を走査する過程で、対物レンズ１４ｂが非合焦位置にある場合に撮像された狭視野画像のデータを高圧縮して記憶する。
【０１３５】
フォーカス制御準備処理サブルーチンにおいては、合焦位置が圧電素子１５の駆動可能範囲を超える領域を検出し、フラグを記憶する。フォーカス制御処理サブルーチンにおいては、各領域に対するフラグがオフであるかオンであるかに基づいて、撮像した画像データに対し通常の圧縮率で記憶するか、高圧縮して記憶するかの判断がなされる。
【０１３６】
まず、図１３のフォーカス制御準備処理サブルーチンについて説明する。便宜上、図１２に示されたように、走査平面上において観察対象領域ＲがＩ番目の領域に位置している状況を用いて説明する。
【０１３７】
ステップＳ３０２において、撮像制御部２１は、第１変位センサ１８ａによって、培養容器５０の底面における観察予定領域のＺ方向位置検出を行う。
【０１３８】
次にステップＳ３０４において、撮像制御部２１は、観察予定領域のＺ方向位置情報を導出し、記憶装置に記憶する。Ｚ方向位置情報は、検出されたＺ方向位置とこれに基づいて定まる観察予定領域の合焦位置の情報を含む。一例として、ＣＰＵ７０の図示しないキャッシュメモリに記憶される。また、検出されたＺ方向位置は、一次記憶部７２または二次記憶部７４に記憶されてもよい。
【０１３９】
次に、ステップＳ３０６において、撮像制御部２１は、基準面に相当するＺ方向位置（図１２の下方の破線）から観察予定領域の合焦位置のズレである距離を導出する。上述したように、各領域の合焦位置は、先行する処理によって導出されているものとする。
【０１４０】
算出された距離は、一例として、ＣＰＵ７０の図示しないキャッシュメモリに記録される。また、距離は、一次記憶部７２または二次記憶部７４に記憶されてもよい。
【０１４１】
観察予定領域を適切に撮影するためには、観察対象領域Ｒが現在の観察予定領域に移動する際に、結像光学系１４の対物レンズ１４ｂをＺ方向に距離だけ移動させる必要がある。
【０１４２】
そしてステップＳ３０８において、撮像制御部２１は、距離が閾値より小さいか否かを判断する。上述したように、閾値は、一例として、圧電素子１５の移動可能距離の上限である。
【０１４３】
ステップＳ３０８の判断が肯定判断である場合、図１３の処理はステップＳ３１０へ移行する。ステップＳ３１０において、撮像制御部２１は、観察予定領域に対してフラグを立てる（フラグをオンする）。フラグは、観察予定領域の合焦位置が圧電素子１５によって到達可能ではないことを示す。フラグは、一例として、ＣＰＵ７０の図示しないキャッシュメモリに記録される。
【０１４４】
そして、同期されているステージ移動処理によって、観察対象領域Ｒが隣接するＩ＋１番目の領域に移動すると、ステップＳ３１２の判断は肯定判断となり、図１３の処理はステップＳ３１４へ移行する。この場合、観察対象領域ＲはＩ＋１番目の領域に位置し、Ｉ＋１１番目の領域が新たな観察予定領域である。
【０１４５】
ステップＳ３１４において、撮像制御部２１は、ステージ制御部２２が実行するステージ移動処理において、新たな観察予定領域が走査終了点Ｅに到達したか否かの判断を行う。ステップＳ３１４の判断は、図１１に示されたステージ移動サブルーチンのステップＳ２１０に対応するものである。
【０１４６】
ステップＳ３２４の判断が否定判断である場合、図１３の処理は再びステップＳ３０２に戻り、新たな処理が開始される。つまり、観察対象領域Ｒが現在配置されているＩ＋１番目の領域に対し、Ｉ＋１１番目の領域を新たな観察予定領域として、ステップＳ３０２以降の処理が実行される。
【０１４７】
一方、ステップＳ３０８の判断が否定判断である場合、観察予定領域（Ｉ＋１０番目の領域）について、フラグは立てられない(オンされない）。つまり、Ｉ＋１０番目の領域に関するフラグはオフである）。そして、同期されているステージ移動処理によって、観察対象領域Ｒが隣接するＩ＋１番目の領域に移動すると、ステップＳ３１２の判断は肯定判断となり、図１３の処理はステップＳ３１４へ移行する。以降の処理は、ステップＳ３０８の判断が肯定判断である場合と同様である。
【０１４８】
このようにして、フォーカス制御準備処理において、撮像制御部２１は、観察対象領域ＲからＸ軸走査方向に１０単位先行する領域について、基準面からのズレが閾値以下に収まっているかを判断し、フラグのオンまたはオフを記憶することを反復する。
【０１４９】
次に、図１４のフォーカス制御処理を説明する。便宜上、図１２に示されたように、観察対象領域ＲがＩ番目の領域に位置している状況を用いて説明する。
【０１５０】
先行するフォーカス制御準備処理において、Ｉ＋１０番目までの各領域について、Ｚ方向位置情報及びフラグがオフであるか否かがＣＰＵ７０の図示しないキャッシュメモリに記憶されている。
【０１５１】
ステップＳ４０２において、撮像制御部２１は、先行するフォーカス制御準備処理において記憶されている、Ｉ＋１番目の領域（すなわち、観察対象領域Ｒの現在の位置にＸ軸走査方向に隣接する領域）のＺ方向位置情報を取得する。上述したように、Ｚ方向位置情報にはＩ＋１番目の領域の合焦位置の情報が含まれている。また上述したように、一例として、Ｉ＋１番目の領域のＺ方向位置情報は、ＣＰＵ７０の図示しないキャッシュメモリに記憶されている。
【０１５２】
次に、ステップＳ４０４において、撮像制御部２１は、Ｉ＋１番目の領域（つまり、観察対象領域Ｒが次に到達する領域）について、フラグがオフであるか否かを判断する。上述したように、Ｉ＋１番目の領域に対するフラグは、先行するフォーカス制御準備処理において、一例としてＣＰＵ７０の図示しないキャッシュメモリに記憶されている。
【０１５３】
ステップＳ４０４の判断が肯定判断である場合、走査平面において観察対象領域Ｒに対してＸ軸走査方向に一単位先行する、次の領域（つまり、Ｉ＋１番目の領域）の合焦位置の基準面からのズレが、圧電素子１５の駆動可能範囲に収まっている。この場合、撮像制御部２１は、圧電素子１５を制御することにより、次の領域において結像光学系１４の対物レンズ１４ｂを合焦位置に合わせることが可能である。
【０１５４】
そして、同期されているステージ移動処理によって、観察対象領域Ｒが隣接するＩ＋１番目の領域に到達すると、ステップＳ４０６の判断は肯定判断となる。そして、図１４の処理はステップＳ４０８に移行する。
【０１５５】
ステップＳ４０８において、撮像制御部２１は、圧電素子１５に電圧を印加する制御を実行し、圧電素子１５をＺ方向に変形させて、圧電素子に保持されている結像光学系１４の対物レンズ１４ｂをＩ＋１番目の領域に対する合焦位置に移動させる。
【０１５６】
ここで、第１実施形態の圧電素子１５は、一例として、電圧テーブル５００に基づいて制御される。図１５に電圧テーブル５００の一例を示す。電圧テーブル５００は、Ｚ方向の変位量に対する、圧電素子１５に印加すべき電圧の情報を含む。電圧テーブル５００は圧電素子１５の性能値を表し、一例として一次記憶部７２に記憶されている
【０１５７】
上述したステップＳ４０２において、Ｉ＋１番目の領域（すなわち、走査平面上での観察対象領域Ｒの現在の位置）のＺ方向位置情報は取得されている。また、先行する処理において、Ｉ番目の領域（図１４のフォーカス制御処理サブルーチン開始時点における観察対象領域Ｒの位置）のＺ方向位置情報も取得されている。Ｉ番目の領域の合焦位置とＩ＋１番目の領域の合焦位置との差分として、ステップＳ４０８において印加すべき電圧値が導出される。
【０１５８】
例えば、直前の領域（Ｉ番目の領域）の合焦位置と現在位置（Ｉ＋１番目の領域）の合焦位置とのＺ方向の距離がＺ３であったとすると、圧電素子１５に電圧値Ｖ３を印加すれば、Ｉ＋１番目の領域の領域において対物レンズ１４ｂを合焦位置に合わせることができる。
【０１５９】
なお、電圧テーブル５００による印加電圧の導出は一例であって、上述の内容が関数式によって表現されることも可能である。
【０１６０】
今はＩ＋１番目の領域の合焦位置の基準面からのズレが圧電素子１５の駆動可能範囲に収まっている場合を考えているのであるから、電圧Ｖ３を印加された圧電素子１５はＺ方向に変形し、対物レンズ１４ｂはＩ＋１番目の領域に対する合焦位置に移動される。
【０１６１】
このようにして、ステップＳ４０８において、撮像制御部２１は結像光学系の対物レンズ１４ｂを合焦位置に合わせる。
【０１６２】
次にステップＳ４１０において、撮像制御部２１は走査平面上のＩ＋１番目の領域を撮像し、位相差画像を生成する。ステップＳ４０８において適切なフォーカス制御がなされているため、ステップＳ４１０において、Ｉ＋１番目の領域の合焦状態の狭視野画像が生成される。
【０１６３】
ステップＳ４１２において、撮像制御部２１は生成された合焦状態の狭視野画像を、一例として一次記憶部７２に記憶する。狭視野画像は、ＣＰＵの図示しないキャッシュメモリまたは二次記憶部７４に記憶されてもよい。
【０１６４】
ステップＳ４１２の処理が完了すると、図１４の処理はステップＳ４２２に移行する。ステップＳ４２２において、撮像制御部２１は、ステージ制御部２２が実行するステージ移動処理において観察対象領域Ｒが走査終了点Ｅに到達したか否かの判断を行う。ステップＳ４２２の判断は、図１１に示されたステージ移動サブルーチンのステップＳ２１０に対応するものである。
【０１６５】
ステップＳ４２２の判断が否定判断である場合、図１４の処理はステップＳ４０２へ戻り、再び上述の処理が繰り返される。このようにして、ステージ制御部２２がステージ移動処理を実行している間、撮像制御部２１は走査平面上の各領域の狭視野画像を生成し、記憶することを継続する。
【０１６６】
一方、ステップＳ４０４において否定判断である場合を説明する。
【０１６７】
この場合、先行する図１３のフォーカス制御準備処理のステップＳ３１０において、Ｉ＋１にはフラグが立てられ（オンされ）、一例としてＣＰＵ７０の図示しないキャッシュメモリに記録されている。
【０１６８】
ステップＳ４０４において否定判断である場合、走査平面において観察対象領域Ｒに対してＸ軸走査方向に一単位先行する、次の領域（つまり、Ｉ＋１番目の領域）の合焦位置の基準面からのズレが、圧電素子１５の駆動可能範囲を超えている。したがって、撮像制御部２１は、圧電素子１５に印加する電圧を適切に調節しても、次の領域において結像光学系１４の対物レンズ１４ｂを合焦位置に合わせることができない。
【０１６９】
同期されているステージ移動処理によって、観察対象領域Ｒが隣接するＩ＋１番目の領域に到達すると、ステップＳ４１４の判断は肯定判断となる。そして、図１４の処理はステップＳ４１６に移行する。
【０１７０】
ステップＳ４０８について説明したように、フォーカス制御のために圧電素子１５に印加すべき電圧は、取得済みのＺ方向位置情報と電圧テーブル５００とを参照することにより導出される。しかしながら、観察対象領域Ｒの走査平面上の現在の位置（Ｉ＋１番目の領域）での合焦位置は圧電素子１５の駆動可能範囲を超えているため、導出された電圧値を圧電素子１５に印加しても、結像光学系１４の対物レンズ１４ｂを合焦位置に搬送することはできない。
【０１７１】
例えば、直前の領域（Ｉ番目の領域）の合焦位置と現在位置（Ｉ＋１番目の領域）の合焦位置とのＺ方向の距離がＺ３であり、圧電素子１５に電圧値Ｖ３を印加したとする。この場合、対物レンズ１４ｂのＺ方向位置は、図１２に例示した駆動可能範囲上限（または駆動可能範囲下限）まで移動して停止すると考えられる。
【０１７２】
つまり、ステップＳ４１６において、撮像制御部２１は圧電素子１５の駆動可能範囲内で可能な限り、対物レンズ１４ｂのＺ方向位置を培養容器５０の底面のバラつきに追従させる。しかし、この場合、現在位置（Ｉ＋１番目の領域）において対物レンズ１４ｂを合焦位置に合わせることはできない。
【０１７３】
次に、図１４の処理はステップＳ４１８へ移行する。ステップＳ４１８において、撮像制御部２１は走査平面上のＩ＋１番目の領域を撮像し、位相差画像を生成する。このとき対物レンズ１４ｂは合焦位置にないため、ステップＳ４１８において、Ｉ＋１番目の領域の非合焦状態の狭視野画像が生成される。そして処理はステップＳ４２０に移行する。
【０１７４】
上述したように、非合焦状態の狭視野画像は、観察対象について広視野画像を生成する際に価値が低い。そこで、ステップＳ４２０において、撮像制御部２１は、ステップＳ４１８で生成された非合焦状態の狭視野画像を高圧縮してデータ量を小さくしてから、記憶する。これにより、価値の低い画像に消費する記憶装置のメモリを節約することができる。高圧縮された画像データは、一例として一次記憶部７２に記憶される。
【０１７５】
ステップＳ４２０の処理が完了すると、図１４の処理はステップＳ４２２に移行する。ステップＳ４２２については既に説明した。
【０１７６】
以上説明したように、図１４のフォーカス制御処理が反復されることにより、培養容器５０の底面の各領域の狭視野画像が生成され、記憶される。そして、狭視野画像が非合焦状態である場合には、高圧縮した小さなデータとして記憶される。
【０１７７】
［走査処理後の処理]
図１０のステップＳ１００の走査処理が終了した時点で、培養容器５０の底面上の各領域について、狭視野画像が生成され、一次記憶部７２、ＣＰＵ７０の図示しないキャッシュメモリ、または二次記憶部７４に記憶されている。特に、非合焦状態の狭視野画像は、高圧縮された小さなデータとして記憶されている。
【０１７８】
図１０の処理は、ステップＳ１０２へ移行する。
【０１７９】
ステップＳ１０２において、顕微鏡制御装置２０のＣＰＵ７０は、記憶されている狭視野画像を読み出して結合することによって、培養容器５０の底面の全体を示す１枚の合成位相差画像（つまり、広視野画像）を生成する。
【０１８０】
生成される広視野画像において、圧電素子１５のレンジオーバーが発生した領域について、高圧縮によって画質が劣化した非合焦状態の狭視野画像として表されることができる。または、広視野画像において、非合焦状態の狭視野画画像は表示せず、何らかの単純な画像で置き換えることが可能である。例えば、圧電素子１５のレンジオーバーが発生した領域を、ある色を用いて塗りつぶすことが可能である。一例として、黒色でベタ塗りすることができる。
【０１８１】
次にステップＳ１０４において、顕微鏡制御装置２０のＣＰＵ７０は、生成された合成位相差画像を記憶し、広視野画像取得処理を終了する。生成された合成位相差画像は、例えば二次記憶部７４に記憶することができる。
【０１８２】
なお、記憶された広視野画像を表示装置３０に表示させることが可能である。
【０１８３】
本開示の技術の第１実施形態によれば、観察対象を収容した培養容器５０の底面を走査する過程で、非合焦画像を高圧縮して小さなデータとして記憶するため、走査全体に要する記憶装置のデータ容量を低減することができる。
【０１８４】
＜第２実施形態＞
次に、本開示の技術に係る第２実施形態を用いた顕微鏡装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。第２実施形態の顕微鏡装置は、第１実施形態の顕微鏡装置に対し、二次記憶部７４に記憶される広視野画像取得プログラム８０は、図１４の処理に代えて図１６に示されるフォーカス制御処理に係るモジュールを含む点で異なる。第２実施形態の顕微鏡装置は、その他の構成は、第１実施形態と同様であるので、以下、第２実施形態のフォーカス制御処理を中心に説明する。なお、第１実施形態と共通する構成については、同一の符号を用いて説明を行う。
【０１８５】
第１実施形態において説明したように、位相差画像の撮像対象となる培養容器５０の底面上の領域について、合焦位置の基準面からのズレが圧電素子１５の駆動可能範囲を超えており圧電素子１５を制御しても結像光学系１４を合焦状態にすることができない場合がある。この場合、第１実施形態に係る図１４のフォーカス制御処理では、ステップＳ４２０において、価値の低い非合焦画像データを高圧縮して記憶することにより、記憶装置のメモリ容量を節約した。
【０１８６】
一方、第２実施形態では、合焦位置の基準面からのズレが圧電素子１５の駆動可能範囲を超えており圧電素子１５を制御しても結像光学系１４を合焦状態にすることができない場合には、そもそも結像光学系１４による撮像を実行しない。以下、図１６に即して説明する。
【０１８７】
図１６は、第２実施形態のフォーカス制御処理サブルーチンを示す。図１６のステップＳ６０２からステップＳ６１４の処理は、第１実施形態に係る図１４のステップＳ４０２からステップＳ４２２の処理と同様であるので、説明を省略する。
【０１８８】
図１４のステップＳ４０４に対応するステップＳ６０４の判断が否定判断となる場合、図１６の処理はステップＳ６１６に移行する。
【０１８９】
この場合、先行する図１３のフォーカス制御準備処理のステップＳ３１０において、Ｉ＋１にはフラグが立てられ（オンされ）、一例としてＣＰＵ７０の図示しないキャッシュメモリに記録されている。
【０１９０】
ステップＳ４０４において否定判断である場合、走査平面において観察対象領域Ｒに対してＸ軸走査方向に一単位先行する、次の領域（つまり、Ｉ＋１番目の領域）の合焦位置の基準面からのズレが、圧電素子１５の駆動可能範囲を超えている。したがって、撮像制御部２１は、圧電素子１５に印加する電圧を適切に調節しても、次の領域において結像光学系１４の対物レンズ１４ｂを合焦位置に合わせることができない。
【０１９１】
同期されているステージ移動処理によって、観察対象領域Ｒが隣接するＩ＋１番目の領域に到達すると、ステップＳ６１４の判断は肯定判断となる。そして、図１６の処理はステップＳ６１４に移行する。
【０１９２】
したがって、合焦位置の基準面からのズレが圧電素子１５の駆動可能範囲を超えている領域では、第２実施形態に係る撮像制御部２１は、圧電素子１５に電圧を印加せず、また結像光学系１４による狭視野画像の撮像を行わない。結像光学系１４による狭視野画像の撮像を行わないことは、本開示の撮像データ節約処理の一例である。
【０１９３】
圧電素子１５に電圧が印加されないことにより、対物レンズ１４ｂはＩ番目の領域でのＺ方向位置を保ちつつＩ＋１番目の領域に移動する。つまり、同期されているステージ移動処理によって観察対象領域ＲがＸ軸走査方向へ一単位移動するに際して、対物レンズ１４ｂは水平面（ＸＹ平面）に平行に移動する。対物レンズ１４ｂのＺ方向への移動を停止することは、本開示のフォーカス制御停止処理の一例である。
【０１９４】
なお、圧電素子１５に電圧を印加せず、対物レンズ１４ｂを水平面（ＸＹ平面）に平行に移動させる代わりに、対物レンズ１４ｂを基準面に対応する初期位置に復帰させる処理を行ってもよい。この場合、第２実施形態に係る撮像制御部２１は、Ｚ方向位置情報と電圧テーブル５００に基づいて適当な値の電圧を圧電素子に印加することで、対物レンズ１４ｂを初期位置に復帰させることができる。対物レンズ１４ｂを初期位置に復帰させることは、本開示のフォーカス制御停止処理の一例である。
【０１９５】
また、Ｉ＋１番目の領域において撮像は行われず、狭視野画像は生成されない。この領域は、もし撮像が行われたとしても合焦画像を生成することができない領域である点に注意されたい。
【０１９６】
第２実施形態に係るステップＳ１００の走査処理（図１０参照）が終了した時点で、培養容器５０の底面上の各領域に関し、レンジオーバーが発生しなかった領域について狭視野画像が生成され、一次記憶部７２、ＣＰＵ７０の図示しないキャッシュメモリ、または二次記憶部７４に記憶されている。一方、圧電素子１５のレンジオーバーが発生した領域については、狭視野画像が記憶されていない。
【０１９７】
第２実施形態に係るステップＳ１００の走査処理、図１０の処理はステップＳ１０２に移行し、第１実施形態と同様に広視野画像の生成が行われる。第２実施形態において生成される広視野画像において、撮像が行われていない圧電素子１５のレンジオーバーが発生した領域について、ある色を用いて塗りつぶすことが可能である。一例として、黒色でベタ塗りすることができる。
【０１９８】
第２実施形態の顕微鏡装置のその他の構成および作用については、第１実施形態の顕微鏡装置と同様である。
【０１９９】
本開示の技術の第２実施形態によれば、観察対象を収容した培養容器５０の底面を走査する過程で、価値の低い非合焦画像しか生成できない状況では撮像を実行せず、画像データを記憶しないため、走査全体に要する記憶装置のデータ容量を低減することができる。
【０２００】
また第２実施形態によれば、対物レンズ１４ｂを合焦位置に搬送することができない状況で、無理なフォーカス制御を行わないことにより、結像光学系の振動を抑制できる。
【０２０１】
さらに第２実施形態によれば、対物レンズ１４ｂを合焦位置に搬送することができない状況で、対物レンズ１４ｂを初期位置に復帰させることにより、フォーカス制御をリセットし、培養容器５０の底面の形状に応じた新たなフォーカス制御を開始することができる。
【０２０２】
＜変形例＞
以下、本開示の変形例を説明する。以下では第１実施形態に基づいて本変形例を説明するが、本変形例は第２実施形態に適用することも可能である。本変形例に係る顕微鏡装置は、第１実施形態に係る顕微鏡装置とは、検出部の構成が異なる。本変形例の顕微鏡装置は、その他の構成は、第１実施形態と同様であるので、以下、本変形例の顕微鏡装置の検出部の構成を中心に説明する。
【０２０３】
第１実施形態の検出部１８は、２つの変位センサ１８ａ及び１８ｂを備え、観察対象領域ＲのＸ軸走査方向の変更に応じて使用する変位センサを切り替えるようにしたが、第２実施形態の検出部１９は、単一の変位センサを有し、観察対象領域ＲのＸ軸走査方向の変更に応じて、その変位センサの位置を切り替えるようにしたものである。図１７に、検出部１９を有する顕微鏡装置本体１０の一例を示す。
【０２０４】
図１８および図１９は、本変形例の検出部１９の具体的な構成を示す図である。検出部１９は、図１８および図１９に示すように、変位センサ１９ａと変位センサ１９ａを案内してその位置を移動させるガイド機構１９ｂとを備えている。
【０２０５】
変位センサ１９ａは、第１実施形態の第１および第２変位センサ１８ａ、１８ｂと同様であり、レーザ変位センサから構成されるものである。
【０２０６】
ガイド機構１９ｂは、半円弧状のガイド部材を備えたものであり、このガイド部材に沿って変位センサ１９ａを移動させるものである。ガイド部材は、結像光学系１４（対物レンズ１４ｂ）を挟んでＸ方向について一方の側から他方の側に変位センサ１９ａを移動させるものである。
【０２０７】
図１８は、観察対象領域ＲのＸ軸走査方向が、図１８の矢印方向（図１８の右方向）である場合における変位センサ１９ａの位置を示す図である。一方、図１９は、観察対象領域ＲのＸ軸走査方向が、図１９の矢印方向（図１９の左方向）である場合における変位センサ１９ａの位置を示す図である。観察対象領域ＲのＸ軸走査方向が図１８の矢印方向から図１９の矢印方向に変更された場合には、変位センサ１９ａは図１８に示す位置からガイド機構１９ｂのガイド部材に沿って移動し、図１９に示す位置に切り替えられる。
【０２０８】
なお、第２実施形態においては、変位センサの位置を移動させる変位センサ移動機構として上述したガイド機構１９ｂを設けるようにしたが、変位センサ移動機構の構成としてはこれに限らず、変位センサの位置を同様に変更可能な構成であれば、その他の構成を用いてもよい。
【０２０９】
また、第１及び第２実施形態では、広視野画像取得プログラム８０を二次記憶部７４から読み出す場合を例示したが、必ずしも最初から二次記憶部７４に記憶させておく必要はない。例えば、図２２に示すように、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）メモリ、又はＤＶＤ−ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ  ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  ｄｉｓｃ−Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の任意の可搬型の記憶媒体８００に先ずは広視野画像取得プログラム８０を記憶させておいてもよい。この場合、記憶媒体８００の広視野画像取得プログラム８０が顕微鏡装置９０にインストールされ、インストールされた広視野画像取得プログラム８０がＣＰＵ７０によって実行される。
【０２１０】
また、通信網（図示省略）を介して顕微鏡装置９０に接続される他のコンピュータ又はサーバ装置等の記憶部に広視野画像取得プログラム８０を記憶させておき、広視野画像取得プログラム８０が顕微鏡装置９０の要求に応じてダウンロードされるようにしてもよい。この場合、ダウンロードされた広視野画像取得プログラム８０はＣＰＵ７０によって実行される。
【０２１１】
また、第１及び第２実施形態で説明した広視野画像取得処理はあくまでも一例である。従って、主旨を逸脱しない範囲内において不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりしてもよいことは言うまでもない。
【０２１２】
また、第１及び第２実施形態では、コンピュータを利用したソフトウェア構成により広視野画像取得処理が実現される場合を例示したが、本開示の技術はこれに限定されるものではない。例えば、コンピュータを利用したソフトウェア構成に代えて、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）又はＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）等のハードウェア構成のみによって、広視野画像取得処理が実行されるようにしてもよい。広視野画像取得処理がソフトウェア構成とハードウェア構成との組み合わせた構成によって実行されるようにしてもよい。
【符号の説明】
【０２１３】
１０    顕微鏡装置本体
１１    白色光源
１２    コンデンサレンズ
１３    スリット板
１４    結像光学系
１４ａ  位相差レンズ
１４ｂ  対物レンズ
１４ｃ  位相板
１４ｄ  結像レンズ
１５    圧電素子
１６    撮像素子
１７    ステージ駆動装置
１８    検出部
１８ａ  変位センサ
１８ｂ  変位センサ
１９    検出部
１９ａ  変位センサ
１９ｂ  ガイド機構
２０    顕微鏡制御装置
２１    撮像制御部
２２    ステージ制御部
３０    表示装置
４０    入力装置
５０    培養容器
５１    ステージ
５１ａ  開口
７２    一次記憶部
７４    二次記憶部
８０    広視野画像取得プログラム
９０    顕微鏡装置
５００  電圧テーブル
８００  記憶媒体
Ｄ      一辺
Ｅ      走査終了点
Ｌ      照明光
Ｍ      実線
Ｐｄ    検出位置
Ｐｒ    位置
Ｒ１    範囲
Ｒ２    範囲
Ｒ      観察対象領域
Ｓ      走査開始点
Ｖ３    電圧値
Ｗ      ウェル
【図１】
2019093186.tif 000003
【図２】
2019093186.tif 000004
【図３】
2019093186.tif 000005
【図４】
2019093186.tif 000006
【図５】
2019093186.tif 000007
【図６】
2019093186.tif 000008
【図７】
2019093186.tif 000009
【図８Ａ】
2019093186.tif 000010
【図８Ｂ】
2019093186.tif 000011
【図９】
2019093186.tif 000012
【図１０】
2019093186.tif 000013
【図１１】
2019093186.tif 000014
【図１２】
2019093186.tif 000015
【図１３】
2019093186.tif 000016
【図１４】
2019093186.tif 000017
【図１５】
2019093186.tif 000018
【図１６】
2019093186.tif 000019
【図１７】
2019093186.tif 000020
【図１８】
2019093186.tif 000021
【図１９】
2019093186.tif 000022
【図２０】
2019093186.tif 000023
【国際調査報告】
2019093186.tif 000024
2019093186.tif 000025
2019093186.tif 000026