(57)【要約】  細胞培養の適否を正確に判断する技術を提供する。本開示によれば、装置筐体と、装置筐体の内部に設けられた、細胞を培養する培養容器を保持する培養容器保持部材と、装置筐体の内部に設けられた、培養容器の画像を撮像する撮像デバイスと、撮像デバイスの撮像視野の範囲内にあり、培養容器保持部材を挟んで前記撮像デバイスと対向する位置に配置された、所定のパターンを有するパターン部と、を備え、培養容器に播種された細胞を観察する、細胞観察装置が提供される（図３参照）。
2019172395.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置筐体と、
前記装置筐体の内部に設けられた、細胞を培養する培養容器を保持する培養容器保持部材と、
前記装置筐体の内部に設けられた、前記培養容器の画像を撮像する撮像デバイスと、
前記撮像デバイスの撮像視野の範囲内にあり、前記培養容器保持部材を挟んで前記撮像デバイスと対向する位置に配置された、所定のパターンを有するパターン部と、
を備え、
前記培養容器に播種された細胞を観察する、細胞観察装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記パターン部は、前記装置筐体の天井面と前記培養容器保持部材との間に配置される、細胞観察装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記パターン部は、前記装置筐体の天井面に設けられている、細胞観察装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記パターン部は、さらに、前記装置筐体の側面部に設けられている、細胞観察装置。
【請求項５】
請求項１または２において、
前記パターン部は、前記装置筐体の側面部のみに設けられている、細胞観察装置。
【請求項６】
請求項１から５の何れか１項において、
さらに、少なくとも前記撮像デバイスの撮像動作を制御する制御装置と、
少なくとも前記撮像デバイスによって撮像された画像を表示する表示装置と、
を備える、細胞観察装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記撮像デバイスは、前記制御装置の指示に応答して、前記細胞を播種する前の前記培養容器の第１種画像と前記細胞の培養中あるいは培養完了の前記培養容器の第２種画像とを取得し、
前記制御装置は、前記第１種画像と前記第２種画像との差分画像を生成し、前記表示装置に当該差分画像を表示する、細胞観察装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記制御装置は、前記差分画像の輝度値と所定の閾値とを比較し、当該比較の結果に基づいて前記細胞の有無を判定する、細胞観察装置。
【請求項９】
請求項１において、
さらに、前記装置筐体の内部を照らす光を放射する照明部を備える、細胞観察装置。
【請求項１０】
請求項９において、
前記照明部は、前記装置筐体の底面に設置されている、細胞観察装置。
【請求項１１】
請求項９において、
前記パターン部は、前記照明部の光の放射面に設けられている、細胞観察装置。
【請求項１２】
請求項９において、
前記照明部は、所定パターンを表示する表示装置で構成され、
前記パターン部は、前記表示装置による前記所定パターンの表示によって実現される、細胞観察装置。
【請求項１３】
請求項１から１２の何れか１項において、
前記所定のパターンは、少なくとも１つの境界を含む模様で構成されている、細胞観察装置。
【請求項１４】
請求項１から１２の何れか１項において、
前記所定のパターンは、複数の模様構成要素を含み、少なくとも１つの模様構成要素が他の模様構成要素と閉じた境界で接している、細胞観察装置。
【請求項１５】
請求項１から１２の何れか１項において、
前記所定のパターンは、形状が不規則な複数の模様構成要素を含む、細胞観察装置。
【請求項１６】
請求項１から１２の何れか１項において、
前記パターン部は、複数種類の模様構成要素によって構成されている、細胞観察装置。
【請求項１７】
請求項１６において、
前記複数種類の模様構成要素における隣接する模様構成要素の任意の２点間における境界線の長さは、前記任意の２点を結んだ直線の長さよりも長い、細胞観察装置。
【請求項１８】
請求項１６または１７において、
前記パターン部は、少なくとも第１の色パターン構成要素と第２の色パターン構成要素との組み合わせで構成されている、細胞観察装置。
【請求項１９】
請求項１８において、
前記第１の色パターン構成要素は、他の前記第１の色パターン構成要素とは接しておらず、前記第２の色パターン構成要素と接している、細胞観察装置。
【請求項２０】
請求項１９において、
前記パターン部は、格子状パターンを有する、細胞観察装置。
【請求項２１】
請求項１９において、
前記パターン部は、市松模様を有する、細胞観察装置。
【請求項２２】
請求項１９において、
前記パターン部は、第１の直線部分又は第１の曲線部分と、第２の直線部分又は第２の曲線部分とが交わる交点を有するパターンで構成される、細胞観察装置。
【請求項２３】
請求項２２において、
前記第１の直線部分又は前記第１の曲線部分は同心円の中心から放射状に延びる線群であり、前記第２の直線部分又は前記第２の曲線部分は前記同心円の線群である、細胞観察装置。
【請求項２４】
請求項１６から２３の何れか１項において、
前記パターン部は、パターン中心から外周方向にいくにつれて所定方向の模様構成要素のピッチが大きくなって構成されるパターンを有する、細胞観察装置。
【請求項２５】
請求項１から２４の何れか１項の細胞観察装置を備える、細胞培養装置。
【請求項２６】
装置筐体と、
前記装置筐体の内部に設けられた、細胞を培養する培養容器を保持する培養容器保持部材と、を備え、
前記装置筐体の内部の天井面あるいは底面に所定のパターンを有するパターン部が設けられている、細胞培養装置。
【請求項２７】
細胞培養に用いられる細胞培養容器であって、
平面形状の底面と当該底面から鉛直方向に延びる側面とを有する底皿部と、
前記底皿部を覆う上蓋部と、を備え、
前記上蓋部には、所定のパターンが設けられている、細胞培養容器。
【請求項２８】
請求項２７において、
前記所定のパターンは、複数種類の模様構成要素によって構成されている、細胞培養容器。
【請求項２９】
請求項２８において、
前記複数種類の模様構成要素における隣接する模様構成要素の任意の２点間における境界線の長さは、前記任意の２点を結んだ直線の長さよりも長い、細胞培養容器。
【請求項３０】
請求項２８または２９において、
前記所定のパターンは、少なくとも第１の色パターン構成要素と第２の色パターン構成要素との組み合わせで構成されている、細胞培養容器。
【請求項３１】
請求項３０において、
前記第１の色パターン構成要素は、他の前記第１の色パターン構成要素とは接しておらず、前記第２の色パターン構成要素と接している、細胞培養容器。
【請求項３２】
請求項３１において、
前記所定のパターンは、格子状パターンである、細胞培養容器。
【請求項３３】
請求項３１において、
前記所定のパターンは、市松模様を有する、細胞培養容器。
【請求項３４】
請求項３１において、
前記パターン部は、第１の直線部分又は第１の曲線部分と、第２の直線部分又は第２の曲線部分とが交わる交点を有するパターンで構成される、細胞培養容器。
【請求項３５】
請求項３４において、
前記第１の直線部分又は前記第１の曲線部分は同心円の中心から放射状に延びる線群であり、前記第２の直線部分又は前記第２の曲線部分は前記同心円の線群である、細胞培養容器。
【請求項３６】
請求項２８から３５の何れか１項において、
前記所定のパターンは、パターン中心から外周方向にいくにつれて所定方向の模様構成要素のピッチが大きくなって構成されるパターンである、細胞培養容器。
【請求項３７】
請求項２７において、
前記底皿部は、光を透過するように構成されている、細胞培養容器。
【請求項３８】
請求項２７において、
前記底皿部および前記上蓋部は、光を透過するように構成されている、細胞培養容器。
【請求項３９】
撮像デバイスを含む細胞観察装置の培養容器保持部材に培養容器を配置することと、
前記撮像デバイスの撮像視野の範囲内にあり、前記培養容器保持部材を挟んで前記撮像デバイスと対向する位置に配置された所定のパターンを有するパターン部を背景に、前記培養容器を前記撮像デバイスで撮像することと、
前記パターン部を背景にした前記培養容器の画像を表示装置の表示画面に表示することと、
を含む、細胞観察方法。
【請求項４０】
請求項３９において、さらに、
前記撮像デバイスによって、細胞を播種する前の前記培養容器の第１種画像を取得することと、
前記撮像デバイスによって、前記細胞の培養中あるいは培養完了の前記培養容器の第２種画像を取得することと、
制御装置によって、前記第１種画像と前記第２種画像との差分画像を生成することと、  少なくとも前記差分画像を前記表示画面に表示することと、
を含む、細胞観察方法。
【請求項４１】
請求項３９において、
前記撮像デバイスによって、前記培養容器の培養面に細胞を播種した後、前記培養面の第１の部分における画像である第１種画像と、前記培養面の前記第１の部分とは異なる第２の部分における画像である第２種画像とを取得することと、
制御装置によって、前記第１種画像と前記第２種画像との差分画像を生成することと、  少なくとも前記差分画像を前記表示画面に表示することと、
を含む、細胞観察方法。
【請求項４２】
培養容器に細胞を播種することと、
前記細胞が播種された前記培養容器を、撮像デバイスを含む細胞観察装置の培養容器保持部材に配置することと、
所定時間、前記培養容器の中で前記細胞を培養することと、
前記撮像デバイスの撮像視野の範囲内にあり、前記培養容器保持部材を挟んで前記撮像デバイスと対向する位置に配置された所定のパターンを有するパターン部を背景に、前記細胞が培養された前記培養容器を前記撮像デバイスで撮像することと、
前記培養容器の画像を表示装置の表示画面に表示することと、
を含む細胞シートの製造方法。
【請求項４３】
請求項４２において、さらに、
前記撮像デバイスによって、細胞を播種する前の前記培養容器の第１種画像を取得することと、
前記撮像デバイスによって、前記細胞の培養中あるいは培養完了の前記培養容器の第２種画像を取得することと、
制御装置を用いて、前記第１種画像と前記第２種画像との差分画像を生成することと、  少なくとも前記差分画像を前記表示画面に表示することと、
を含む、細胞シートの製造方法。
【請求項４４】
請求項４２において、
前記撮像デバイスによって、前記培養容器の培養面に細胞を播種した後、前記培養面の第１の部分における画像である第１種画像と、前記培養面の前記第１の部分とは異なる第２の部分における画像である第２種画像とを取得することと、
制御装置によって、前記第１種画像と前記第２種画像との差分画像を生成することと、  少なくとも前記差分画像を前記表示画面に表示することと、
を含む、細胞シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、細胞観察装置、細胞培養装置、細胞培養容器、細胞観察方法、および細胞シートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
細胞生物学の分野では細胞培養が不可欠であり、幹細胞研究や再生医療研究が盛んになるに伴い、ますます細胞培養の技術開発の重要性が高まっている。近年、角膜や歯周組織などの再生医療の分野において細胞シートが用いられており、今後増々細胞シートの需要が高まってくるものと期待される。【０００３】
例えば、特許文献１は、比較的大きいサイズの細胞シートを製造する方法であって、原料細胞シートと細胞とを細胞培養基材上に播種して培養し、それによって得られる細胞シートを回収することを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１１９６９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、細胞シートは、細胞培養基材上に播種した細胞を培養することによって得られるものである。従って、完成品としての細胞シートにおいては、播種した細胞が正常に培養されていることが必要となる。従って、播種した細胞が適切に培養されているか判断するための技術が望まれる。
本開示はこのような状況に鑑み、細胞培養の適否を正確に判断する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）上記課題を解決するために、本実施形態によれば、装置筐体と、装置筐体の内部に設けられた、細胞を培養する培養容器を保持する培養容器保持部材と、装置筐体の内部に設けられた、培養容器の画像を撮像する撮像デバイスと、撮像デバイスの撮像視野の範囲内にあり、培養容器保持部材を挟んで前記撮像デバイスと対向する位置に配置された、所定のパターンを有するパターン部と、を備え、培養容器に播種された細胞を観察する、細胞観察装置が提供される。【０００７】
（２）また、本実施形態によれば、細胞培養に用いられる細胞培養容器であって、平面形状の底面と当該底面から鉛直方向に延びる側面とを有する底皿部と、底皿部を覆う上蓋部と、を備え、上蓋部には、所定のパターンが設けられている、細胞培養容器が提供される。【０００８】
（３）さらに、本実施形態によれば、装置筐体と、装置筐体の内部に設けられた、細胞を培養する培養容器を保持する培養容器保持部材と、を備え、装置筐体の内部の天井面あるいは底面に所定のパターンを有するパターン部が設けられている、細胞培養装置が提供される。【０００９】
（４）また、本実施形態によれば、撮像デバイスを含む細胞観察装置の培養容器保持部材に培養容器を配置することと、撮像デバイスの撮像視野の範囲内にあり、培養容器保持部材を挟んで撮像デバイスと対向する位置に配置された所定のパターンを有するパターン部を背景に、培養容器を撮像デバイスで撮像することと、パターン部を背景にした培養容器の画像を表示装置の表示画面に表示することと、を含む、細胞観察方法が提供される。【００１０】
（５）本実施形態によれば、培養容器に細胞を播種することと、細胞が播種された培養容器を、撮像デバイスを含む細胞観察装置の培養容器保持部に配置することと、所定時間、培養容器の中で細胞を培養することと、撮像デバイスの撮像視野の範囲内にあり、培養容器保持部材を挟んで撮像デバイスと対向する位置に配置された所定のパターンを有するパターン部を背景に、細胞が培養された培養容器を撮像デバイスで撮像することと、培養容器の画像を表示装置の表示画面に表示することと、得られた画像内の細胞の存在領域を判断することを含む細胞シートの製造方法が提供される。【００１１】
（６）本開示に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになる。また、本開示の態様は、要素及び多様な要素の組み合わせ及び以降の詳細な記述と添付される特許請求の範囲の様態により達成され実現される。
本明細書の記述は典型的な例示に過ぎず、本開示の特許請求の範囲又は適用例を如何なる意味においても限定するものではないことを理解する必要がある。
【発明の効果】
【００１２】
本開示によれば、細胞培養の適否を正確に判断することが可能となる。その結果、品質の良い細胞シートを作製することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】天井面等に光反射防止手段を取り付けて細胞培養容器内を撮影して得られた画像を示す図である。図１Ａは、天井面等を真っ白にした場合（天井面を白い紙や布等で覆った場合）の培養容器の様子、および細胞がある場合と無い場合との差分画像を示す図である。図１Ｂは、天井面等を真っ黒にした場合（天井面を黒い紙や布等で覆った場合）の培養容器の様子、および細胞がある場合と無い場合との差分画像を示す図である。図１Ｃは、天井面等をグレーにした場合（天井面をグレーの紙や布等で覆った場合）の培養容器の様子、および細胞がある場合と無い場合との差分画像を示す図である。
【図２Ａ】本実施形態による細胞培養装置（細胞観察装置とも言う）１０の全体構成例１を示す図である。
【図２Ｂ】本実施形態による細胞培養装置（細胞観察装置とも言う）１０の全体構成例２を示す図である。
【図３】本実施形態による細胞有無確認用パターンの構成例を示す図である。図３Ａは格子状パターンの例を、図３Ｂは市松模様パターンの例を、図３Ｃはクモの巣形状パターンの例をそれぞれ示している。
【図４】本実施形態による細胞有無確認用パターンの別の例を示す図である。
【図５】メニスカスを補正するパターン例１を示す図である。
【図６】メニスカスを補正するパターン例２を示す図である。
【図７】図３から図６で示したパターンとは異なるパターン構成例を示す図である。
【図８】細胞シートの製造方法の工程（細胞培養を観察する工程を含む）を説明するための図である。
【図９】パターンの模様により起こる混色現象を説明するための図である。
【図１０】混色現象を起こさせることが可能な模様（パターン）の例（実施形態に示した例（市松模様やクモの巣形状）の追加例）を示す図である。
【図１１Ａ】細胞培養装置１０の変形構成例１を示す図である。
【図１１Ｂ】細胞培養装置１０の変形構成例２を示す図である。
【図１１Ｃ】細胞培養装置１０の変形構成例３を示す図である。
【図１１Ｄ】細胞培養装置１０の変形構成例４を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して本開示の実施形態について説明する。添付図面では、機能的に同じ要素は同じ番号で表示される場合もある。なお、添付図面は本開示の原理に則った具体的な実施形態と実装例を示しているが、これらは本開示の理解のためのものであり、決して本開示を限定的に解釈するために用いられるものではない。
【００１５】
本実施形態では、当業者が本開示を実施するのに十分詳細にその説明がなされているが、他の実装・形態も可能で、本開示の技術的思想の範囲と精神を逸脱することなく構成・構造の変更や多様な要素の置き換えが可能であることを理解する必要がある。従って、以降の記述をこれに限定して解釈してはならない。
【００１６】
本実施形態は、細胞培養装置（インキュベータ）の中で培養している細胞の様子を観察する装置（細胞培養装置と言うこともできるし、細胞観察装置も言うことができる）、および細胞シートの製造方法について開示する。
【００１７】
細胞培養装置の内部は、例えば、細菌の繁殖を抑えるため、アルコールを含ませた布等で拭いたり、加熱滅菌したりすることができるように、ステンレス製となっている。そのため、細胞培養装置内で照明を使用して培養の状態を観察しようとすると、照明からの光が細胞培養装置内で乱反射してしまい、培養容器内に播種された細胞の様子が良く分からなくなってしまう。このことは、細胞培養装置内における照明の位置を工夫しても天井からの反射光が観察用カメラに写りこんでしまう。また、照明から出射された光は乱反射するため、観察用カメラに写り込む光がどのような光路を通ってカメラまで到達したかを特定することも困難である。従って、照明の配置をずらしたとしても培養容器内における細胞の有無を確認するための効果的な対策とはなり得ない。
【００１８】
本実施形態は、このような状況に鑑みて、細胞培養基材（培養容器）上に播種された細胞の培養が適切に進んでいるか正確に判断することを可能にする技術について開示する。
【００１９】
上記細胞培養の様子を正確に判断することを実現するために、本発明者は、まず、細胞培養装置内での光の乱反射を防止する場合、例えば、細胞培養装置の天井面や培養容器の上蓋（以下、「天井面等」という）に光反射防止手段（例：反射防止加工がされた白板や黒板）を取り付けることが考えた。図１は、天井面等に光反射防止手段を取り付けて培養容器内を撮影して得られた画像を示している。図１Ａは、天井面等を真っ白にした場合（天井面を白い紙や布等で覆った場合）の培養容器の様子、および細胞がある場合と無い場合との差分画像を示す図である。図１Ｂは、天井面等を真っ黒にした場合（天井面を黒い紙や布等で覆った場合）の培養容器の様子、および細胞がある場合と無い場合との差分画像を示す図である。図１Ｃは、天井面等をグレーにした場合（天井面をグレーの紙や布等で覆った場合）の培養容器の様子、および細胞がある場合と無い場合との差分画像を示す図である。
【００２０】
図１Ａ及び図１Ｂにおいて、細胞ありの画像と細胞なしの画像とを見比べても輝度に差異がほとんどなく細胞の有無を識別することができない。また、細胞ありの画像の輝度値と細胞なしの画像の輝度値との間に差異がほとんどないため、差分画像を見ても真っ暗となっている。さらに、天井面等をグレーにした場合も同様に、細胞ありの画像と細胞なしの画像とを見比べても輝度に差異がほとんどなく細胞の有無を識別することができず、差分画像を確認しても細胞の存在を確認することはできない。なお、本開示における輝度値とは、単位面積当たりの明るさのことであり、デジタル画像の場合は、各画素の明るさに対応する値である。
【００２１】
以上のように、天井面等を白・黒・グレーなど単色の紙や布等で覆った場合には、細胞有無の判断ができないことが分かった。そこで、本発明者が鋭意検討を重ねた結果、まず、細胞が培養容器に入った状態においては光が遮断されることによる輝度低下が起きているだけでなく、細胞によって光が散乱することによりボケが画像に生じていることが分かった。そして、本発明者は、さらに検証を加えた結果、二色配置（例えば、白黒配置）にすることによって、細胞があるときのみ画像の境界で色が混ざり合う現象（混色現象）が起こり、細胞の有無を識別しやすくなることを突き止めた。つまり、例えば、図９に示されるように、培養容器に細胞があると、二色配置（例えば、白黒配置）した模様を反射した光は、当該細胞によって散乱する。この散乱によって、模様の境界部分に混色領域が形成され、混色領域からは細胞の特徴量を検出することができる。このように、模様の境界部分では混色現象が起こることにより、細胞の存在で散乱が起こる状態と、細胞がないため散乱が起こらない状態とにおいて差異（画像の輝度値の差分）が生じ、この差異に基づいて、細胞の特徴量を検出することができるようになる。
【００２２】
＜細胞培養装置（細胞観察装置）の構成＞
図２ＡおよびＢは、本実施形態による細胞培養装置（細胞観察装置とも言う）１０の全体構成例を示す図である。図２Ａは培養装置本体部１０１の天井面１０１７にパターン部を設けた構成例を示し、図２Ｂは培養容器１０１２から１０１４のそれぞれの上蓋にパターン部を設けた構成例を示している。
細胞培養装置１０は、例えば、培養装置本体部（培養庫あるいは装置筐体）１０１と、コンピュータ１０２と、表示装置１０３と、を備えている。
【００２３】
培養装置本体部１０１は、例えば、内部の温度を一定温度（例：３７℃）に保つことが可能なように構成され、また、内部には、複数の培養容器１０１２から１０１４を保持する培養容器保持部材１０１１と、培養装置本体部１０１の庫内を照らす照明１０１５と、複数の培養容器１０１２から１０１４を撮像する撮像デバイス１０１６（カメラ）と、を備えている。培養装置本体部１０１の内面（後述のパターンを有するプレート等を含む）および培養容器保持部材１０１１などを構成する材質は、湿度１００％の環境に耐性のある材質とすることができる。例えば、プラスチック材、不織布、金属板、木質系板材あるいは、これらの材料を積層した複合材料を使用することができる。プラスチック材としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、アクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリ塩化ビニルなどの各種のプラスチックシート、フィルム等を用いることができる。なお、自然光が存在し、撮像デバイス１０１６によって培養容器１０１２から１０１４を撮像できれば、照明１０１５は必須の構成要素ではない。
【００２４】
例えば、培養容器保持部材１０１１をステンレス製のプレート（パンチングプレート）で構成する場合、培養容器保持部材１０１１は、このパンチングプレートに設けられた、各培養容器を保持する培養容器保持部として機能する複数の穴（パンチングよりも大きいサイズ）を有している。
【００２５】
照明１０１５は、図２ＡおよびＢにおいて、培養装置本体部１０１の底面に載置されているが、この形態に限られず、側面に取り付けられていてもよい。撮像デバイス１０１６は、複数の培養容器１０１２から１０１４の全ての底面を撮像できる視野角を有している。例えば、広い視野角を実現する場合には広角レンズが用いられる。撮像デバイス１０１６のレンズ面から培養容器保持部材１０１１までの距離（レンズ面の真上にある培養容器の底面までの距離としてもよい）は、例えば、３ｃｍ〜４０ｃｍとすることができる。培養装置本体部１０１の天井面１０１７には、後述のパターン（図３から６参照）を有するプレートあるいはシート等が取り付けられている。なお、このようなプレートあるいはシート等が天井に取り付けられない場合には、培養容器１０１２から１０１４のそれぞれの蓋に、後述のパターン（図３から図６参照）を有するシートを貼り付けたり、当該パターンを印刷したりして、撮像画像にパターンの形状が現れるようにしてもよい。なお、培養装置本体部１０１の天井面１０１７とは、図２ＡおよびＢに示す培養装置本体部１０１において撮像デバイス１０１６の設置面を底面としたときの対向する培養装置本体部１０１の面をいう。つまり、図２ＡおよびＢにおいて、紙面上下方向が培養装置本体部１０１の上下方向と対応するものである。
【００２６】
コンピュータ１０２は、プロセッサ、各種メモリ、記憶装置および入力デバイスなどの一般的な構成を備え、メモリに格納された所定プログラムに従って、培養容器の画像を撮像するように撮像デバイスを制御するとともに、撮像デバイスが取得した画像に基づいて、培養前の培養容器の画像と培養中の培養容器の画像との差分画像を生成し、表示装置１０３の表示画面に差分画像と撮像画像とを表示するように表示装置１０３を制御してもよい。
また、例えば、培養容器１０１２から１０１４の培養面に細胞を播種すると、正常に培養できていれば細胞は培養面の全体に広がるため、培養中に培養面の異なる箇所（一画面内において、同じ模様が存在すべき個所であって、培養面における異なる箇所：例えば、培養面の左半分の領域と右半分の領域）の画像を随時撮像し、それらの画像を比較して差分画像を生成するようにしてもよい。この場合、細胞の培養が良好に進行している状態であれば差分値のない画像、あるいは小さい画像が生成される。どちらの箇所も同様の輝度の画像が取得されるため、真っ暗な差分画像となるからである。一方、何らかの理由により細胞の培養が不良な状態であれば、２つの箇所（ここでは２箇所としているが３箇所以上としてもよい）の画像の輝度値が異なるため、輝度値の差に応じた明るさの差分画像が生成される。
【００２７】
表示装置１０３は、コンピュータ１０２から表示すべき画像（撮像画像や差分画像）を取得し、コンピュータ１０２の指示に従って、表示画面上に当該画像を表示する。なお、表示装置１０３は、コンピュータ１０２とは別個のデバイスとして構成してもよいし、コンピュータ１０２の出力デバイスとして構成してもよい。
【００２８】
なお、図２Ａに示す培養装置本体部１０１の構成例においては、培養容器１０１２から１０１４の、底面、側面、および天井面（蓋部）が光を透過する（例えば、無色透明とする）ように構成する必要がある。また、図２Ｂに示す培養装置本体部１０の構成例においては、培養容器１０１２から１０１４の底面が光を透過する（例えば、無色透明）ように構成する必要がある。
【００２９】
＜天井または容器蓋に設けたパターン（模様）の構成例＞
図３は、本実施形態による細胞有無確認用パターンの構成例を示す図である。図３Ａは格子状パターンの例を、図３Ｂは市松模様パターンの例を、図３Ｃはクモの巣形状パターンの例をそれぞれ示している。
【００３０】
図３ＡからＣにおいて、「細胞あり」は培養中に取得した培養容器の画像を、「細胞なし」は細胞を播種する前に取得した培養容器の画像を、「差分」は「細胞あり」画像と「細胞なし」画像との差分画像をそれぞれ示している。図３ＡからＣに示されるように、培養容器の画像を取得するためのパターンは、少なくとも第１の色パターン構成要素と第２の色パターン構成要素との組み合わせで構成されている。ここで、第１の色パターン構成要素は、他の第１の色パターン構成要素とは接しておらず、第２の色パターン構成要素と接している状態となっている。図３ＡからＣでは、パターン（模様）は白と黒の組み合わせパターン（模様）であり、第１の色パターン構成要素は白または黒の一方であり、第２の色パターン構成要素は白または黒の他方である例が示されている。図３Ａでは、当該パターンが格子状となっている例が示されている。図３Ｂでは、当該パターンが市松模様となっている例が示されている。図３Ｃでは、当該パターンがクモの巣形状となっている例が示されている。なお、ここで、クモの巣形状とは、第１の直線部分又は第１の曲線部分（クモの巣形状において中心付近から外周に放射状に延びる線群）と、第２の直線部分又は第２の曲線部分（略同心円状の曲線群）とによって構成され、第１の直線部分又は第１の曲線部分と第２の直線部分又は第２の曲線部分とが交わる交点を有する形状である。図３Ｃでは、黒で示される中心付近から外周に放射状に延びる線群が第１の直線部分に相当し、同様に黒で示される略同心円状の曲線群が第２の曲線部分に相当する例が示されている。
【００３１】
図１と図３を比較すると、上記各種パターンが存在する場合の「細胞あり」の画像においては、各種パターンがぼやけた状態となっており、「細胞なし」の画像（はっきりとパターンが出現している）とは全く異なった画像であることが分かる。実際、図３ＡからＣの「細胞あり」の画像は、かなり多くの細胞数を含む状態を撮像した画像であり、細胞による光の散乱が多くなっておりぼやけた画像となっている。「細胞あり」の画像としてぼやけた画像が得られるため、図１の場合とは異なり、「差分」画像においてエッジ部分（白と黒の境界）がはっきりと分かるようになっている。このように、本実施形態では、パターンの境界部分が光の散乱（細胞の存在によって光が散乱）によって混色することにより細胞の有無を検出することを基本的なコンセプトとしている。以下、パターンの各要素について考察する。
【００３２】
（i）パターンサイズ
用いるパターンにおいては、白と黒（白黒パターンは一例であり、別の色の組み合わせであってもよい。従って、上述のように、第１の色パターン構成要素と第２の色パターン構成要素との組み合わせと規定することができる）との境界数が多いほど小さい散乱（細胞数が少ないと散乱が小さくなる傾向がある）でも混色が起きやすくなる。つまり、境界数が多いほど境界点において色が混ざる割合も多くなる。従って、パターン（模様）における個々の模様構成要素（以下、「フィーチャ(feature)」と言うこともできる）のサイズは小さい方が望ましい。ただし、個々の模様サイズ（例えば、黒あるいは白の模様構成要素のピッチサイズ：ここで、ピッチとは各模様構成要素間の間隔を言うものとする）が小さ過ぎると、１ピクセルに複数の模様構成要素が入ってしまうため、培養容器を観察する時に１つに見えてしまい、個々の各模様構成要素を識別できなくなってしまう。図３から６に示されるように、白と黒の組み合わせの場合には、白の模様構成要素と黒の模様構成要素のうち一方が第１の色パターン構成要素であり、白の模様構成要素と黒の模様構成要素のうち他方が第２の色パターン構成要素である。
【００３３】
このため、発明者は様々なパターンサイズを検証してみたところ、培養容器と背景（撮像デバイスの視野における培養容器以外の物体（例えば、天井面））との距離、検出対象の種類やカメラの性能等によって多少異なるが、どのような状況・条件であっても、白黒の境界が０．５ｍｍから１０ｍｍの間隔で出現するようなパターンを用いることができることが分かった。
【００３４】
（ii）白黒パターン境界の形状
図３においては各パターンにおける各模様構成要素の境界は直線となっているが、図４に示すように、例えば、模様構成要素の境界が波を打たせたり、ジグザグ形状をなしたりすることができる。一般化して表現すると、隣接する模様構成要素の任意の２点（例えば、２つの頂点）間における境界の長さが当該任意の２点を結んだ直線の長さよりも長く構成することができる（図４参照）。このようなパターン（模様）を用いた方が細胞による光の散乱の効果によって境界における混色の割合が多くなるからである。つまり、パターン（模様）において白と黒の模様構成要素の境界の距離が長い方が混色の割合を多くする効果が認められる。散乱が小さいと（まだ培養容器１０１２から１０１４内の細胞の数が少ない場合）境界における光の散乱量も少なくなることが推察される。このため模様構成要素間の境界の距離をなるべく長くして小さい散乱でも検出できるようにすることが重要となる。
【００３５】
（iii）模様
大きい散乱（培養容器内に細胞が多いとき）では、広域で色が混ざるため、１つの色が多い（１つの色の模様構成要素の占める面積が大きい）と、色が多い側の領域で差分値（輝度の差分値）が小さくなってしまう。従って、全体として、各色の模様構成要素の面積を等しくすることができる。
【００３６】
また、培養容器１０１２から１０１４のそれぞれの蓋の端部（周縁部）は、メニスカスの影響を受けるため、メニスカスを補正する形状（例えば、模様構成要素の間隔を広くするなど）を採用することができる。詳細に述べると、メニスカスの影響によって培養容器１０１２から１０１４の蓋の端部（周縁部）においてレンズ効果が生じ、その部分での画像が歪んでしまう。このため、培養容器１０１２から１０１４の中心部で起きている現象と端部で起きている現象とが異なるように見えてしまう。細胞の有無確認のためには培養容器の蓋全面の情報を取得することが好ましいため、培養容器端部の情報が不正確であると細胞有無の判断に有効な情報が得られない。例えば、培養容器１０１２から１０１４の中心部にのみ異常が発生した、あるいは端部にのみ異常が発生したというような事態を正しく観測できることが望ましい。このため、メニスカスを補正可能な形状にパターン（模様）を構成することが好ましいのである。メニスカスを補正可能なパターン（模様）としては、例えば、端部（周縁部）で模様構成要素のピッチを大きくし、培養容器の中心部ではピッチを小さくすることが考えられる。メニスカスを補正するパターン（模様）を例示すると、図５および図６のようなものである。図５は、同心円状の模様のパターンであり、中心から外側に向かって模様構成要素の幅が広くなっていくパターンを示している。図６Ａおよび図６Ｂを見ると、メニスカスによって、光が屈折し、同じ模様構成要素（中心付近と同じ模様構成要素）が圧縮されたように見えてしまう。これを補正するには、図５や図６Ｃに示されるように、パターンの端部に近づくほど（中心から遠ざかるほど）模様構成要素のサイズを大きくする。図６Ｃは、例えば、培養容器の蓋面形状が矩形（端部が直線）である場合に適合するパターン例であるが、培養容器の蓋面形状が円形の場合には、例えば、同心円状に市松模様を配置したパターンであって、中心から遠ざかるほどに模様構成要素サイズが大きくなるようなパターンを用いることができる。なお、メニスカス補正のためのパターンを見つけ出す方法として、例えば、模様が配置されるべき位置にディスプレイを表示し、当該ディスプレイ上に模様（案）を表示する。次に、培養容器に水が入った状態で、培養容器を撮像デバイスで観察（撮像）し、メニスカスの影響がなくなるように（撮像画像上で市松模様になるように）模様を調整していくという方法が挙げられる。
【００３７】
（iv）色
採用するパターンにおいて、模様構成要素（例えば、白と黒の模様の構成単位）のコントラストの差は大きい方が好ましい。最適な組み合わせは、図３から６に示されるように、白と黒の組み合わせである。
【００３８】
（v）他のパターン構成例
図７は、図３から図６で示したパターンとは異なるパターン構成例を示す図である。図７Ａは各模様構成要素を三角形で構成した例を示し、図７Ｂは各模様構成要素を六角形で構成した例を示し、図７Ｃは各模様構成要素を平行四辺形で構成した例を示している。
【００３９】
図７ＡおよびＣのパターンの場合、各模様構成要素を白または黒の二色で構成しているが、図７Ｂのパターン（六角形を用いたパターン）の場合、三色（例えば、白、黒、グレー）が必要となる。なお、図３から図７に示すほとんどのパターンにおいて、メニスカス補正を考慮しない場合には、各模様構成要素（例えば、白と黒の模様）は同一形状をなしているが、隣り合う模様構成要素のコントラストが所定値以上にすることができれば、クモの巣形状のパターン（図３Ｃ参照）のように、各模様構成要素を異なる形状で構成してもよい。
【００４０】
＜細胞シートの製造方法＞
図８は、細胞シートの製造方法の工程（細胞培養の観察工程を含む）を説明するための図である。当該細胞シートの製造方法には、細胞を観察する方法（Ｓ８０３からＳ８０５）も含まれている。例えば、オペレータの指示に応答して、コンピュータ１０２が当該細胞シートの製造方法の各工程を実行・制御することができる。
【００４１】
（i）ステップ８０１
オペレータは、培養に用いる培養容器を培養容器保持部材１０１１に培養容器１０１２から１０１４を載置し、コンピュータ１０２に空の培養容器１０１２から１０１４の画像を撮像するように指示を入力する。当該指示に応答して、コンピュータ１０２は、撮像デバイス１０１６を動作させ、培養容器１０１２から１０１４の画像を撮像する。本実施形態による細胞培養装置（細胞観察装置）１０の培養装置本体部１０１の天井面あるいは培養容器１０１２から１０１４の上蓋には図３から図７で示したパターンが付けられているため、撮像画像として図３ＡからＣにおける「細胞なし」のような画像が取得される。撮像された画像は、コンピュータ１０２に含まれる記憶装置（図示せず）に格納される。格納された画像は、ステップ８０４において差分画像を生成するのに用いられる。
なお、培養容器１０１２から１０１４の培養面に細胞を播種し、同一培養面における複数個所の画像を取得して後述の差分画像の生成する場合には、ステップ８０１は不要である。
【００４２】
（ii）ステップ８０２
オペレータは、ステップ８０１における培養容器の画像の取得が完了した後、培養装置本体部１０１から空の培養容器１０１２から１０１４を取り出し、当該容器内に細胞を播種する。播種する細胞は、例えば培養液と混合されて混合液の状態となっており、ステップ８０２では、この混合液が培養容器内に注入されることになる。細胞が播種された培養容器１０１２から１０１４は、オペレータによって培養装置本体部１０１内の培養容器保持部材１０１１に再度載置される。
【００４３】
（iii）ステップ８０３
コンピュータ１０２は、タイマー（図示せず）を用いて、培養時間を管理し、所定時間経過後に培養容器１０１２から１０１４の画像を撮像するように撮像デバイスを制御する（細胞培養の観察）。培養開始から所定時間が経過後であり、培養が進んでいれば、撮像画像として図３ＡからＣにおける「細胞あり」のようなぼやけた画像が取得される。撮像された画像は、コンピュータ１０２に含まれる記憶装置（図示せず）に格納される。格納された画像は、ステップ８０４において差分画像を生成するのに用いられる。
【００４４】
（iv）ステップ８０４
コンピュータ１０２は、記憶装置（図示せず）から、ステップ８０１で取得した「細胞なし」の画像と、ステップ８０３で取得した「細胞あり」の画像とを取得し、それらの差分画像を生成する。生成された差分画像は、例えば、図３ＡからＣにおける「差分」のような画像となる。
例えば、コンピュータ１０２は、撮像デバイスが取得した画像に基づいて、培養前の培養容器の画像と培養中の培養容器の画像との差分画像を生成する（差分画像生成の一形態）。
また、例えば、培養容器１０１２から１０１４の培養面に細胞を播種すると、正常に培養できていれば細胞は培養面の全体に広がるため、培養中に培養面の異なる箇所（一画面内において、同じ模様が存在すべき個所であって、培養面における異なる箇所）の画像を随時撮像し、それらの画像を比較して差分画像を生成するようにしてもよい（差分画像生成の別形態）。この場合、細胞の培養が良好に進行している状態であれば差分値のない画像、あるいは小さい画像が生成される。どちらの箇所も同様の輝度の画像が取得されるため、真っ暗な差分画像となるからである。一方、何らかの理由により細胞の培養が不良な状態であれば、２つの箇所（ここでは２箇所としているが３箇所以上としてもよい）の画像の輝度値が異なるため、輝度値の差に応じた明るさの差分画像が生成される。
【００４５】
（v）ステップ８０５
コンピュータ１０２は、ステップ８０４で生成した差分画像の値（輝度の差分値）が所定の閾値以上であるか否か判断する。差分画像の値が所定の閾値未満である場合（Ｓ８０５でＮｏの場合）、処理はステップ８０６に移行する。差分画像の値が所定の閾値以上である場合（Ｓ８０５でＹｅｓの場合）、処理はステップ８０７に移行する。
【００４６】
差分画像の輝度値が所定の閾値以上である場合、細胞の培養が適切に進んでいることを意味している。つまり、培養が進み、培養容器底面の接着細胞の数が多くなると接着細胞による光の散乱が大きくなり、「細胞なし」の画像との輝度の差が大きくなる。このため、差分画像の値が大きくなると細胞の培養が適切になされたことを意味すると判断することができる。なお、コンピュータ１０２が生成した複数の画像を用いて、差分画像の輝度の時間的な推移を表すグラフを生成し、表示装置１０３の表示画面に表示しても良い。オペレータは、このグラフを見て、差分画像の輝度の時間的推移が適切であれば培養が正常に進んでいる、あるいは適正に完了したと判断することができる。例えば、差分画像における輝度の差分値が一様でなかったり、一部の領域において輝度値の差分値が無かったりした場合には、培養工程に異常（例：細胞シートの一部に穴が開いた状態）が発生したと判断することができる。
【００４７】
（vi）ステップ８０６
コンピュータ１０２は、「細胞なし」として判断処理を終了させる。この場合、例えば、オペレータは、培養容器１０１２から１０１４の状態を確認（例：目視）し、培養を継続するか判断し、ステップ８０３からの処理を再度実行するようにコンピュータをセットしてもよい。
【００４８】
（vii）ステップ８０７
コンピュータ１０２は、「細胞あり」として判断処理を終了させる。
【００４９】
なお、ステップ８０５でＮｏの場合、予め決められた培養時間が経過しても差分画像の輝度が所定の閾値以上に無かったということである。従って、当該細胞シートの作製に問題が発生したと考えられる。そこで、このような事態に対処するため、差分画像の値が所定の閾値未満であった場合には、アラート表示などを用いてオペレータにその旨を通知してもよい。このとき、オペレータは、培養容器１０１２から１０１４の中の状態を目視でチェックし、作製中（或いは作製完了した状態）の細胞シートの状態を確認し、追加の培養を行う、回収する等の判断を行うことができる。
【００５０】
＜まとめ＞
（i）図１０は、混色現象を起こさせることが可能な模様（パターン）の例（実施形態に示した例（市松模様やクモの巣形状）の追加例）を示す図である。
図１０Ａに示されるように、混色現象を起こさせるためには、少なくとも１つの境界があることが必要である。模様における境界の長さが長いほど混色領域が広くなり、検出可能領域を広くすることが可能となる。このため、図１０ＢおよびＣに示されるように、複数の境界を設けたり、閉じた境界となるように構成したりすることもできる。さらに、図１０Ｄに示されるように、模様（パターン）は、規則的である必要はなく、不規則であってもよい（ランダムに、様々な形状のフィーチャが複数個あってもよい）。
【００５１】
（ii）上述の実施形態では、撮像デバイス１０１６が培養装置本体部１０１内部の底面に設置されている場合（培養容器を下から撮像する場合）に天井面に上述の所定パターンを配したり、培養容器１０１２から１０１４の上蓋面に当該所定パターンを配したりしているが、当該所定パターンを有するプレートを天井面あるいは底面と培養容器保持部材１０１１との間に挿入できるような構成としても良い。
【００５２】
（iii）撮像デバイス１０１６を培養装置本体部１０１の天井面に設け、培養容器１０１２から１０１４を上から撮像する場合には、上述の所定パターンは、培養容器１０１２から１０１４の上蓋面ではなく、その底面に設けるようにしてもよい。
【００５３】
（iv）培養装置本体部１０１の天井面あるいは底面に上述の所定パターンを設ける場合、撮像デバイス１０１６で培養容器１０１２から１０１４のそれぞれを撮像したときに各培養容器の位置に（培養容器越しに）上述の所定パターンが撮像できるようにする必要がある。例えば、当該所定パターンが一様の市松模様である場合には、天井面あるいは底面の全体に当該所定パターンを配することができる。しかし、図５や図６Ｃのようにメニスカスの影響を減ずるためのパターンである場合には、当該パターンを各培養容器の断面形状に合わせて作製し、当該パターンと培養容器との位置を合わせて天井面あるいは底面に当該パターンを配する必要がある。
【００５４】
（v）各培養容器で用いるパターンは全て同じでなくてもよく、変えることができる。また、複数の培養容器のうち一部（例えば１つ）にのみ上述の所定パターンによる効果が得られるようにしてもよい。この場合、他の培養容器における培養条件は所定パターンによる効果が得られる培養容器（当該培養容器の上蓋に所定パターンを配したり、一部の天井面に所定パターンを配したりした場合）と同一にする必要がある。
【００５５】
（vi）検出対象について
上述の実施形態では、検出対象を細胞の有無としているが、これに限定されない。検出対象（細胞）による散乱の程度によって混色の程度も変化するため、例えば、細胞の大きさ（単独の細胞の大きさであってもよいし、多くの細胞が凝集して形成された細胞の塊の大きさであってもよい）や、細胞の数（細胞数が多い程散乱が多い）を検出対象としてもよい。例えば、細胞の大きさ（細胞の塊の大きさ）や細胞の数と、散乱よって生じる特徴量（細胞が無い場合との画像輝度値の差分）との関係を予め求めておき、それをデータベース（例えば、検量線）として格納しておく。そして、細胞が無い場合の画像と検出対象がある場合の画像との輝度値の差分をデータベースと照合することにより、細胞の大きさや細胞の数を求めてもよい。
【００５６】
（vii）細胞培養装置１０の変形構成例（培養装置本体部１０１内の構成要素の配置のバリエーション）
図１１ＡからＤは、細胞培養装置１０の変形構成例を示す図である。図１１Ａに示す変形例によれば、パターン部が培養装置本体部１０１の天井面および側面に設けられている。側面に設けられたパターン部は、例えば、天井面から培養容器１０１２から１０１４が保持された高さまで設けることができるが、培養容器１０１２から１０１４に対して撮像デバイス１０１６と対応する位置、つまり、撮像デバイス１０１６で培養容器１０１２から１０１４を覗いた際に視野に入る全ての領域にパターン部を設けるようにしてもよい。また、図１１Ｂに示されるように、パターン部を培養装置本体部１０１の側面のみに設けてもよい。この場合も、天井面から培養容器１０１２から１０１４が保持された高さまで設けることができるが、培養容器１０１２から１０１４に対して撮像デバイス１０１６と対応する位置、つまり、撮像デバイス１０１６で培養容器１０１２から１０１４を覗いた際に視野に入る全ての領域にパターン部を設けるようにしてもよい。
【００５７】
図１１Ｃに示す変形例によれば、図２で培養装置本体部１０１の底面に配置された照明１０１５を天井面部分に配置している。より具体的には、例えば、培養装置本体部１０１の天井面を全体的に透明な材料で構成し、天井面の外側にパターンマスクを取り付け、その上に培養装置本体部１０１の内部を全体的に照らすことができる照明１０１５を配置する。パターンマスクは、例えば、図４や７に示される所定のパターンを培養容器１０１２から１０１４に投影するためのマスクである。また、当該パターンマスクは、光の透過性の差からパターンを形成して（例えば、透明プラスチックに印刷）構成することができる。培養装置本体部１０１の天井面を透明な材料で構成しない場合には、当該培養装置本体部１０１の天井面に、照明１０１５を取り付け、当該照明１０１５の光の放射面に上記パターンマスクを取り付けるようにしてもよい。
【００５８】
図１１Ｄに示す変形例によれば、図２で培養装置本体部１０１の底面に配置された照明１０１５の代わりに、照明とパターンを一体化させたもの（例えば、図４や７に示される所定パターンを所定の明るさ（照明１０１５と同等の明るさ）で表示するディスプレイ装置１０１８）を配置してもよい。
【００５９】
（viii）本実施形態の細胞観察装置（細胞培養装置）においては、撮像デバイス（カメラなど）が設置され、それとは対向する位置であって、撮像対象である培養容器の背景となる位置に、所定のパターンを有するパターン部が設けられている。この場合、撮像デバイスで培養容器を撮像したとき、取得した画像は、当該所定のパターンと培養された細胞（細胞がある場合）から散乱される光とを含むようになる。取得画像は、この細胞からの散乱光によって所定のパターンが白くぼけたような画像となる。この画像のぼけにより細胞が存在すると判断することができる。また、細胞を培養容器に播種する前に培養容器の画像（第１種画像）を取得しておき、これと培養中あるいは培養後の培養容器の画像（第２種画像）との差分画像を算出して、差分画像の輝度値に基づいて細胞の有無を判断（例えば、所定の閾値と比較して判断）しても良い（図３参照）。
【００６０】
パターン部は、装置筐体の天井面（撮像デバイスを装置筐体底面に設ける場合）あるいは筐体の底面（撮像デバイスを装置筐体天井面に設ける場合）と培養容器保持部材との間に配置される。これにより、細胞が所定のパターンと撮像デバイスとの間に位置することになり、取得画像の背景を当該所定のパターンとすることができる。このような背景がなく細胞の散乱光のみだと単に白くぼけた画像となるだけで細胞の有無を確認するのは困難であるが、パターンを背景に配することにより、コントラストが明確となり、画像のぼけが分かりやすくなるという効果を奏することが可能となる。
【００６１】
なお、本実施形態では、パターン部は、複数種類の模様構成要素によって構成されている。例えば、複数種類の模様構成要素における隣接する模様構成要素の任意の２点間における境界線の長さを、常に、当該任意の２点を結んだ直線の長さよりも長くなるようにしてもよい（図４参照）。より具体的には、パターン部は白黒パターンであり、例えば、格子状パターン、市松模様、クモの巣形状パターンを採用することができる。また、パターン部として、パターン中心から外周方向にいくにつれて所定方向の模様構成要素（フィーチャ）のピッチが大きくなるようにしてもよい（図５および６参照）。
【００６２】
（ix）本実施形態は、細胞シートの製造方法をも提供する。当該細胞シートの製造方法における特徴は、細胞が播種された培養容器を、撮像デバイスを含む細胞観察装置の培養容器保持部材に配置することと、所定時間、培養容器の中で細胞を培養することと、撮像デバイスの撮像視野の範囲内にあり、培養容器保持部材を挟んで撮像デバイスと対向する位置に配置された所定のパターンを有するパターン部を背景に、細胞が培養された培養容器を撮像デバイスで撮像することと、培養容器の画像を表示装置の表示画面に表示することと、を含む。そして、オペレータは、培養容器の画像に基づいて細胞の培養を完了するか判断し、細胞の培養が完了したと判断した場合、培養容器から細胞シートを取り出す。なお、細胞培養完了の判断は、取得した画像に基づいてコンピュータが判断しても良い。このようにすることにより、播種した細胞の培養の様子を観察することができるので、適切な細胞シートを作製することができるようになる。
【符号の説明】
【００６３】
１０  細胞培養装置（細胞観察装置）
１０１  培養装置本体部
１０２  コンピュータ（制御装置）
１０３  表示装置
１０１１  培養容器保持部材
１０１２〜１０１４  培養容器
１０１５  照明
１０１６  撮像デバイス（カメラ）
１０１７  天井面
【図１】
2019172395.tif 000003
【図２Ａ】
2019172395.tif 000004
【図２Ｂ】
2019172395.tif 000005
【図３】
2019172395.tif 000006
【図４】
2019172395.tif 000007
【図５】
2019172395.tif 000008
【図６】
2019172395.tif 000009
【図７】
2019172395.tif 000010
【図８】
2019172395.tif 000011
【図９】
2019172395.tif 000012
【図１０】
2019172395.tif 000013
【図１１Ａ】
2019172395.tif 000014
【図１１Ｂ】
2019172395.tif 000015
【図１１Ｃ】
2019172395.tif 000016
【図１１Ｄ】
2019172395.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】令和2年2月18日(2020.2.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置筐体と、
前記装置筐体の内部に設けられた、細胞を培養する培養容器を保持する培養容器保持部材と、
前記装置筐体の内部に設けられた撮像デバイスであって、照明によって光が照らされる前記培養容器の画像を撮像する撮像デバイスと、
前記撮像デバイスの撮像視野の範囲内にあり、前記培養容器保持部材を挟んで前記撮像デバイスと対向する位置に配置された、所定のパターンを有するパターン部と、
を備え、
前記撮像デバイスは、前記培養容器の中で培養された前記細胞による散乱光を検出することにより、前記培養容器に播種された細胞の観察を可能にする、細胞観察装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記パターン部は、前記装置筐体の天井面と前記培養容器保持部材との間に配置される、細胞観察装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記パターン部は、前記装置筐体の天井面に設けられている、細胞観察装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記パターン部は、さらに、前記装置筐体の側面部に設けられている、細胞観察装置。
【請求項５】
請求項１または２において、
前記パターン部は、前記装置筐体の側面部のみに設けられている、細胞観察装置。
【請求項６】
請求項１から５の何れか１項において、
さらに、少なくとも前記撮像デバイスの撮像動作を制御する制御装置と、
少なくとも前記撮像デバイスによって撮像された画像を表示する表示装置と、
を備える、細胞観察装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記撮像デバイスは、前記制御装置の指示に応答して、前記細胞を播種する前の前記培養容器の第１種画像と前記細胞の培養中あるいは培養完了の前記培養容器の第２種画像とを取得し、
前記制御装置は、前記第１種画像と前記第２種画像との差分画像を生成し、前記表示装置に当該差分画像を表示する、細胞観察装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記制御装置は、前記差分画像の輝度値と所定の閾値とを比較し、当該比較の結果に基づいて前記細胞の有無を判定する、細胞観察装置。
【請求項９】
請求項１において、
さらに、前記装置筐体の内部を照らす光を放射する照明部を備える、細胞観察装置。
【請求項１０】
請求項９において、
前記照明部は、前記装置筐体の底面に設置されている、細胞観察装置。
【請求項１１】
請求項９において、
前記パターン部は、前記照明部の光の放射面に設けられている、細胞観察装置。
【請求項１２】
請求項９において、
前記照明部は、所定パターンを表示する表示装置で構成され、
前記パターン部は、前記表示装置による前記所定パターンの表示によって実現される、細胞観察装置。
【請求項１３】
請求項１から１２の何れか１項において、
前記所定のパターンは、少なくとも１つの境界を含む模様で構成されている、細胞観察装置。
【請求項１４】
請求項１から１２の何れか１項において、
前記所定のパターンは、複数の模様構成要素を含み、少なくとも１つの模様構成要素が他の模様構成要素と閉じた境界で接している、細胞観察装置。
【請求項１５】
請求項１から１２の何れか１項において、
前記所定のパターンは、形状が不規則な複数の模様構成要素を含む、細胞観察装置。
【請求項１６】
請求項１から１２の何れか１項において、
前記パターン部は、複数種類の模様構成要素によって構成されている、細胞観察装置。
【請求項１７】
請求項１６において、
前記複数種類の模様構成要素における隣接する模様構成要素の任意の２点間における境界線の長さは、前記任意の２点を結んだ直線の長さよりも長い、細胞観察装置。
【請求項１８】
請求項１６または１７において、
前記パターン部は、少なくとも第１の色パターン構成要素と第２の色パターン構成要素との組み合わせで構成されている、細胞観察装置。
【請求項１９】
請求項１８において、
前記第１の色パターン構成要素は、他の前記第１の色パターン構成要素とは接しておらず、前記第２の色パターン構成要素と接している、細胞観察装置。
【請求項２０】
請求項１９において、
前記パターン部は、格子状パターンを有する、細胞観察装置。
【請求項２１】
請求項１９において、
前記パターン部は、市松模様を有する、細胞観察装置。
【請求項２２】
請求項１９において、
前記パターン部は、第１の直線部分又は第１の曲線部分と、第２の直線部分又は第２の曲線部分とが交わる交点を有するパターンで構成される、細胞観察装置。
【請求項２３】
請求項２２において、
前記第１の直線部分又は前記第１の曲線部分は同心円の中心から放射状に延びる線群であり、前記第２の直線部分又は前記第２の曲線部分は前記同心円の線群である、細胞観察装置。
【請求項２４】
請求項１６から２３の何れか１項において、
前記パターン部は、パターン中心から外周方向にいくにつれて所定方向の模様構成要素のピッチが大きくなって構成されるパターンを有する、細胞観察装置。
【請求項２５】
請求項１から２４の何れか１項の細胞観察装置を備える、細胞培養装置。
【請求項２６】
装置筐体と、
前記装置筐体の内部に設けられた、細胞を培養する培養容器を保持する培養容器保持部材と、を備え、
前記装置筐体の内部の天井面あるいは底面に所定のパターンを有するパターン部が設けられている、細胞培養装置。
【請求項２７】
細胞培養に用いられる細胞培養容器であって、
平面形状の底面と当該底面から鉛直方向に延びる側面とを有する底皿部と、
前記底皿部を覆う上蓋部と、を備え、
前記上蓋部には、パターン中心から外周方向にいくにつれて所定方向の模様構成要素のピッチが大きくなって構成される所定のパターンが設けられている、細胞培養容器。
【請求項２８】
請求項２７において、
前記所定のパターンは、複数種類の模様構成要素によって構成されている、細胞培養容器。
【請求項２９】
請求項２８において、
前記複数種類の模様構成要素における隣接する模様構成要素の任意の２点間における境界線の長さは、前記任意の２点を結んだ直線の長さよりも長い、細胞培養容器。
【請求項３０】
請求項２８または２９において、
前記所定のパターンは、少なくとも第１の色パターン構成要素と第２の色パターン構成要素との組み合わせで構成されている、細胞培養容器。
【請求項３１】
請求項３０において、
前記第１の色パターン構成要素は、他の前記第１の色パターン構成要素とは接しておらず、前記第２の色パターン構成要素と接している、細胞培養容器。
【請求項３２】
請求項３１において、
前記所定のパターンは、格子状パターンである、細胞培養容器。
【請求項３３】
請求項３１において、
前記所定のパターンは、市松模様を有する、細胞培養容器。
【請求項３４】
請求項３１において、
前記パターン部は、第１の直線部分又は第１の曲線部分と、第２の直線部分又は第２の曲線部分とが交わる交点を有するパターンで構成される、細胞培養容器。
【請求項３５】
請求項３４において、
前記第１の直線部分又は前記第１の曲線部分は同心円の中心から放射状に延びる線群であり、前記第２の直線部分又は前記第２の曲線部分は前記同心円の線群である、細胞培養容器。
【請求項３６】
請求項２７において、
前記底皿部は、光を透過するように構成されている、細胞培養容器。
【請求項３７】
請求項２７において、
前記底皿部および前記上蓋部は、光を透過するように構成されている、細胞培養容器。
【請求項３８】
撮像デバイスを含む細胞観察装置の培養容器保持部材に培養容器を配置することと、
照明によって前記培養容器を照らすことと、
前記撮像デバイスの撮像視野の範囲内にあり、前記培養容器保持部材を挟んで前記撮像デバイスと対向する位置に配置された所定のパターンを有するパターン部を背景に、前記培養容器を前記撮像デバイスで撮像することと、
前記パターン部を背景にした前記培養容器の画像を表示装置の表示画面に表示することと、を含み、
前記撮像デバイスは、前記培養容器の中で培養された前記細胞による散乱光を検出することにより、前記培養容器に播種された細胞の観察を可能にする、細胞観察方法。
【請求項３９】
請求項３８において、さらに、
前記撮像デバイスによって、細胞を播種する前の前記培養容器の第１種画像を取得することと、
前記撮像デバイスによって、前記細胞の培養中あるいは培養完了の前記培養容器の第２種画像を取得することと、
制御装置によって、前記第１種画像と前記第２種画像との差分画像を生成することと、
少なくとも前記差分画像を前記表示画面に表示することと、
を含む、細胞観察方法。
【請求項４０】
請求項３８において、
前記撮像デバイスによって、前記培養容器の培養面に細胞を播種した後、前記培養面の第１の部分における画像である第１種画像と、前記培養面の前記第１の部分とは異なる第２の部分における画像である第２種画像とを取得することと、
制御装置によって、前記第１種画像と前記第２種画像との差分画像を生成することと、
少なくとも前記差分画像を前記表示画面に表示することと、
を含む、細胞観察方法。
【請求項４１】
培養容器に細胞を播種することと、
前記細胞が播種された前記培養容器を、撮像デバイスを含む細胞観察装置の培養容器保持部材に配置することと、
所定時間、前記培養容器の中で前記細胞を培養することと、
前記所定時間の前記細胞の培養後、照明によって前記培養容器を照らすことと、
前記撮像デバイスの撮像視野の範囲内にあり、前記培養容器保持部材を挟んで前記撮像デバイスと対向する位置に配置された所定のパターンを有するパターン部を背景に、前記細胞が培養された前記培養容器を前記撮像デバイスで撮像することと、
前記培養容器の画像を表示装置の表示画面に表示することと、を含み、
前記撮像デバイスは、前記培養容器の中で培養された前記細胞による散乱光を検出することにより、前記培養容器に播種された細胞の観察を可能にする、細胞シートの製造方法。
【請求項４２】
請求項４１において、さらに、
前記撮像デバイスによって、細胞を播種する前の前記培養容器の第１種画像を取得することと、
前記撮像デバイスによって、前記細胞の培養中あるいは培養完了の前記培養容器の第２種画像を取得することと、
制御装置を用いて、前記第１種画像と前記第２種画像との差分画像を生成することと、
少なくとも前記差分画像を前記表示画面に表示することと、
を含む、細胞シートの製造方法。
【請求項４３】
請求項４１において、
前記撮像デバイスによって、前記培養容器の培養面に細胞を播種した後、前記培養面の第１の部分における画像である第１種画像と、前記培養面の前記第１の部分とは異なる第２の部分における画像である第２種画像とを取得することと、
制御装置によって、前記第１種画像と前記第２種画像との差分画像を生成することと、
少なくとも前記差分画像を前記表示画面に表示することと、
を含む、細胞シートの製造方法。
【国際調査報告】
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