(57)【要約】【課題】効率よく撮影を行うことができる観察システムを提供する。【解決手段】観察システム１は、試料を観察するための複数の撮像部７２１ａ，７２１ｂ…と、試料に対する観察位置を変更するために撮像部７２１ａ，７２１ｂ…の各々を移動させる複数の移動機構７２３ａ，７２３ｂ…と、移動機構７２３ａ，７２３ｂ…の各々に撮像部７２１ａ，７２１ｂ…の各々を移動させながら、撮像部７２１ａ，７２１ｂ…の各々に撮影させるように、移動機構７２３ａ，７２３ｂ…及び撮像部７２１ａ，７２１ｂ…の動作を制御する制御部７１０とを備える。制御部７１０は、撮像部７２１ａ，７２１ｂ…の移動パターンについて試料の特徴に応じて異なる制限を課す。【選択図】図１９
2018000141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を撮像するための複数の撮像部と、
前記試料に対する撮影位置を変更するために前記撮像部の各々を移動させる複数の移動機構と、
前記移動機構の各々に前記撮像部の各々を移動させながら、前記撮像部の各々に撮影させるように、前記移動機構及び前記撮像部の動作を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、前記撮像部の移動パターンについて前記試料の特徴に応じて異なる制限を課す、
観察システム。
【請求項２】
前記制御部は、前記試料の数を前記試料の特徴とし、前記撮像部の移動パターンについて前記試料の数に応じて異なる制限を課す、請求項１に記載の観察システム。
【請求項３】
前記制御部は、前記試料の数が１であるとき、前記複数の撮像部の各々を略同方向に移動させる、請求項１に記載の観察システム。
【請求項４】
前記制御部は、前記複数の撮像部が分担して１つの前記試料の全体を撮像するように、前記複数の撮像部の各々を移動させる、請求項３に記載の観察システム。
【請求項５】
前記制御部は、前記試料の数が２以上であるとき、前記複数の撮像部の各々に、前記試料の各々を撮影させる、請求項１に記載の観察システム。
【請求項６】
操作者の指示を取得する入力装置をさらに備え、
前記制御部は、前記入力装置に入力された前記指示に基づいて、前記複数の撮像部のうち一の撮像部の位置を制御し、前記複数の撮像部のうち他の撮像部の位置を前記一の撮像部と衝突しないように制御する、
請求項１に記載の観察システム。
【請求項７】
前記制御部は、前記撮像部の移動パターンについて、前記試料の形状若しくは大きさ、又は前記撮像部を支持する支持部の形状若しくは大きさに応じて、さらに異なる制限を課す、
請求項１に記載の観察システム。
【請求項８】
前記撮像部の各々は、互いに同じ構成を有しており、
前記移動機構の各々は、互いに同じ構成を有している、
請求項１に記載の観察システム。
【請求項９】
試料を撮像するための複数の撮像部と、前記試料に対する撮影位置を変更するために前記撮像部の各々を移動させる複数の移動機構とを有する観察システムを用いた観察方法であって、
前記試料の特徴を判定することと、
前記試料の特徴から前記撮像部の移動パターンを決定することと、
前記移動パターンに従って、前記移動機構の各々に前記撮像部の各々を移動させながら、前記撮像部の各々に撮影させるように、前記移動機構及び前記撮像部の動作を制御することと
を含む観察方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、観察システム及び観察方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、インキュベータ内に培養容器を静置し、当該培養容器内の培養細胞等の画像を得る装置が知られている。例えば特許文献１には、インキュベータ内で、撮像部であるカメラを移動させながら複数の撮影を行い、培養容器内の広い範囲に存在する細胞を撮影する装置に係る技術が開示されている。上述のような装置において、広い範囲を撮影するには長時間を要する。撮影時間は、撮像部の数が増えれば減少させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２９５８１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
撮像部の数が複数になると、撮像部の動きの組み合わせは様々になる。
【０００５】
本発明は、複数の撮像部を有し、それぞれの撮像部の適切な移動によって良好な撮影を行うことができる観察システム及び観察方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、観察装置は、試料を撮像するための複数の撮像部と、前記試料に対する撮影位置を変更するために前記撮像部の各々を移動させる複数の移動機構と、前記移動機構の各々に前記撮像部の各々を移動させながら、前記撮像部の各々に撮影させるように、前記移動機構及び前記撮像部の動作を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記撮像部の移動パターンについて前記試料の特徴に応じて異なる制限を課す。
【０００７】
本発明の一態様によれば、観察方法は、試料を撮像するための複数の撮像部と、前記試料に対する撮影位置を変更するために前記撮像部の各々を移動させる複数の移動機構とを有する観察システムを用いた観察方法であって、前記試料の特徴を判定することと、前記試料の特徴から前記撮像部の移動パターンを決定することと、前記移動パターンに従って、前記移動機構の各々に前記撮像部の各々を移動させながら、前記撮像部の各々に撮影させるように、前記移動機構及び前記撮像部の動作を制御することとを含む。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、複数の撮像部を有し、それぞれの撮像部の適切な移動によって良好な撮影を行うことができる観察システム及び観察方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る観察システムの構成例の概略を示す図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係る観察システムの構成例の概略を示すブロック図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係る画像取得ユニットと試料との構成例の概略を示す側面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、第１の実施形態に係るコントローラ制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図４Ｂ】図４Ｂは、第１の実施形態に係るコントローラ制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、選択用画像の一例の概略を示す図である。
【図６】図６は、選択用画像の一例の概略を示す図である。
【図７】図７は、第１の実施形態に係る観察装置によるスキャンについて、試料数が２つの場合を説明するための図である。
【図８】図８は、第１の実施形態に係る観察装置によるスキャンについて、試料数が１つの場合を説明するための図である。
【図９】図９は、第１の実施形態に係る観察装置の移動パターンに係る情報について説明するための図である。
【図１０】図１０は、第１の実施形態に係る観察装置によるスキャンについて、試料数が２つの場合を説明するための図である。
【図１１】図１１は、第１の実施形態に係る観察装置によるスキャンについて、試料数が１つの場合を説明するための図である。
【図１２】図１２は、第１の実施形態に係る観察装置制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、第１の実施形態に係るスキャン・画像取得処理の一例を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、第２の実施形態に係る観察システムの構成例の概略を示す図である。
【図１５】図１５は、第２の実施形態に係る透明板が有する反射パターンについて説明するための模式図である。
【図１６】図１６は、第２の実施形態に係る自走式ユニットの構成例の概略を示すブロック図である。
【図１７Ａ】図１７Ａは、第２の実施形態に係るコントローラ制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、第２の実施形態に係るコントローラ制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図１８】図１８は、第２の実施形態に係る観察装置制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図１９】図１９は、第３の実施形態に係る観察システムの構成例の概略を示すブロック図である。
【図２０】図２０は、第３の実施形態に係る観察システムの動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態に係る観察システムは、培養中の細胞、細胞群、組織等を撮影し、細胞又は細胞群の個数、形態等を記録するためのシステムである。
【００１１】
〈観察システムの構成〉
観察システム１の外観の概略を示す模式図を図１に示す。また、観察システム１の構成例を表すブロック図を図２に示す。観察システム１は、観察装置１００と、コントローラ２００とを備える。図１に示すように、観察装置１００は、おおよそ平板形状をしている。観察装置１００は、例えばインキュベータ内に設置され、観察装置１００の上面には、観察対象である試料３００が配置される。以降の説明のため、観察装置１００の試料３００が配置される面と平行な面内に互いに直交するＸ軸及びＹ軸を定義し、Ｘ軸及びＹ軸と直交するようにＺ軸を定義する。観察装置１００の上面には、透明板１０２が設けられている。観察装置１００の筐体１０１の内部には、画像取得ユニットが設けられている。観察装置１００は、透明板１０２を介して試料３００を撮影し、試料３００の画像を取得する。一方、コントローラ２００は、インキュベータの外部に設置される。観察装置１００とコントローラ２００とは、通信する。コントローラ２００は、観察装置１００の動作を制御する。
【００１２】
（試料について）
観察システム１の測定対象である試料３００は、例えば次のようなものである。容器３１０内に培地３２２が入れられ、培地３２２内で細胞３２４が培養されている。容器３１０は、例えばシャーレ、培養フラスコ、マルチウェルプレート等でありうる。このように、容器３１０は、例えば、生体試料を培養するための培養容器である。容器３１０の形状、大きさ等は限定されない。培地３２２は、液体培地でも固体培地でもよい。測定対象は例えば細胞３２４であるが、これは、接着性の細胞でもよいし、浮遊性の細胞でもよい。また、細胞３２４は、スフェロイドや組織であってもよい。さらに、細胞３２４は、どのような生物に由来してもよく、菌等であってもよい。このように、試料３００は、生物又は生物に由来する試料である生体試料を含む。容器３１０の上面には、反射板３６０が配置される。反射板３６０は、後述する照明光を反射するものである。
【００１３】
（観察装置について）
図１に示すように、観察装置１００の筐体１０１の上面には、例えばガラス等で形成された透明板１０２が設けられている。試料３００は、この透明板１０２上に静置される。図１には、筐体１０１の上面の全体が透明な板で形成されている例が示されているが、観察装置１００は、筐体１０１の上面の一部に透明板が設けられ、上面のその他の部分が不透明であるように構成されてもよい。
【００１４】
また、透明板１０２上の試料３００が配置される位置を統一し、また試料３００を固定するために、透明板１０２の上には、固定枠３８０が乗せられてもよい。ここで、固定枠３８０は、例えば透明板１０２と同じ大きさなど、透明板１０２に対して特定の位置に配置されるように構成されている。また、固定枠３８０は、固定板３８２に孔３８４が設けられた構成を有する。ここで、孔３８４は、試料３００の容器３１０の外径よりもわずかに大きな直径を有する。したがって、透明板１０２上に固定枠３８０が乗せられた状態においては、容器３１０は、孔３８４内に固定されうる。固定枠３８０は、試料３００の容器３１０の種類に応じて複数種類用意される。固定枠３８０は、用いられてもよいし、用いられなくてもよい。
【００１５】
筐体１０１の内部には、観察装置１００の各構成要素が設けられている。インキュベータ内は例えば温度３７℃、湿度９５％といった高温多湿の環境であり、観察装置１００はこのような高温多湿の環境で用いられるため、筐体１０１は気密性が保たれている。
【００１６】
筐体１０１の内部には、第１のユニット１１１と、第２のユニット１１２とが設けられている。第１のユニット１１１と第２のユニット１１２とは、それぞれ同様の構成を有する。
【００１７】
図１に示すように、第１のユニット１１１は、第１の回路群１２０ａと、第１の移動機構１４０ａと、第１の画像取得ユニット１５０ａとを有する。同様に、第２のユニット１１２は、第２の回路群１２０ｂと、第２の移動機構１４０ｂと、第２の画像取得ユニット１５０ｂとを有する。第１の回路群１２０ａと第２の回路群１２０ｂとは同等であるので、これらの区別をしない場合は、これらのことを回路群と称することにする。同様に、特に区別をしない場合には、第１の移動機構１４０ａと第２の移動機構１４０ｂとを移動機構１４０と称し、第１の画像取得ユニット１５０ａと第２の画像取得ユニット１５０ｂとを画像取得ユニット１５０と称することにする。
【００１８】
第１の画像取得ユニット１５０ａにおいては、第１の支持部１５８ａに、試料３００を照明するための第１の照明部１５５ａが設けられている。第１の照明部１５５ａは、透明板１０２がある方向、すなわち、試料３００が置かれている方向に照明光を放射する。
【００１９】
また、図１に示すように、第１の支持部１５８ａの第１の照明部１５５ａの近傍には、第１の撮像部１５２ａが設けられている。第１の撮像部１５２ａは、試料３００の方向を撮像し、試料３００の画像を取得する。
【００２０】
第１の撮像部１５２ａ及び第１の照明部１５５ａが固定された第１の支持部１５８ａは、第１の移動機構１４０ａによって移動させられる。第１の移動機構１４０ａは、第１の支持部１５８ａをＸ軸方向に移動させるための第１のＸ送りねじ１４１ａと第１のＸアクチュエータ１４２ａとを備える。また、第１の移動機構１４０ａは、第１の支持部１５８ａをＹ軸方向に移動させるための第１のＹ送りねじ１４３ａと第１のＹアクチュエータ１４４ａとを備える。
【００２１】
Ｚ軸方向の撮影位置は、第１の撮像部１５２ａの撮像光学系の合焦位置が変更されることで変更される。すなわち、この撮像光学系は、合焦用レンズを光軸方向に移動させるための合焦調整機構を備えている。なお、合焦調整機構に代えて、又はこれと共に、第１の移動機構１４０ａは第１の支持部１５８ａをＺ軸方向に移動させるためのＺ送りねじ及びＺアクチュエータ等を備えてもよい。
【００２２】
第１の回路群１２０ａは、第１の制御回路１２１ａと、第１の画像処理回路１２２ａと、第１の記録回路１２３ａと、第１の通信装置１２４ａとを備える。第１の制御回路１２１ａは、第１の移動機構１４０ａ及び第１の画像取得ユニット１５０ａの動作を制御する。第１の画像処理回路１２２ａは、第１の撮像部１５２ａで得られた画像データに対して、各種画像処理を施す。第１の記録回路１２３ａは、例えば第１の制御回路１２１ａで用いられるプログラムや各種パラメータを記録している。また、第１の記録回路１２３ａは、観察装置１００で得られたデータ等を記録する。
【００２３】
第１の通信装置１２４ａは、コントローラ２００と通信を行うための装置である。この通信には、例えばＷｉ−Ｆｉ（登録商標）又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等を利用した無線通信が利用される。また、観察装置１００とコントローラ２００とは、有線によって接続されて有線によって通信が行われてもよい。
【００２４】
第２の画像取得ユニット１５０ｂは、第１の画像取得ユニット１５０ａと同様の構成を有する。すなわち、第２の画像取得ユニット１５０ｂにおいては、第２の支持部１５８ｂに、第２の照明部１５５ｂと第２の撮像部１５２ｂとが設けられている。第１の支持部１５８ａと第２の支持部１５８ｂとは同等であるので、これらの区別をしない場合は、これらのことを支持部と称することにする。同様に、第１の照明部１５５ａと第２の照明部１５５ｂとは同等であるので、これらの区別をしない場合は、これらのことを照明部１５５と称することにする。同様に、第１の撮像部１５２ａと第２の撮像部１５２ｂとは同等であるので、これらの区別をしない場合は、これらのことを撮像部１５２と称することにする。
【００２５】
第２の移動機構１４０ｂは、第１の移動機構１４０ａと同様の構成を有する。すなわち、第２の画像取得ユニット１５０ｂは、第２の移動機構１４０ｂによって移動させられる。第２の移動機構１４０ｂは、第２の支持部１５８ｂをＸ軸方向に移動させるための第２のＸ送りねじ１４１ｂと第２のＸアクチュエータ１４２ｂとを備える。また、第２の移動機構１４０ｂは、第２の支持部１５８ｂをＹ軸方向に移動させるための第２のＹ送りねじ１４３ｂと第２のＹアクチュエータ１４４ｂとを備える。Ｚ軸方向の撮影位置は、第２の撮像部１５２ｂの撮像光学系の合焦位置が変更されることで変更される。すなわち、この撮像光学系は、合焦用レンズを光軸方向に移動させるための合焦調整機構を備えている。なお、合焦調整機構に代えて、又はこれと共に、第２の移動機構１４０ｂは第２の支持部１５８ｂをＺ軸方向に移動させるためのＺ送りねじ及びＺアクチュエータ等を備えてもよい。
【００２６】
第２の回路群１２０ｂは、第１の回路群１２０ａと同様の構成を有する。すなわち、第２の回路群１２０ｂは、第２の制御回路１２１ｂと、第２の画像処理回路１２２ｂと、第２の記録回路１２３ｂと、第２の通信装置１２４ｂとを備える。第２の制御回路１２１ｂ、第２の画像処理回路１２２ｂ、第２の記録回路１２３ｂ、及び第２の通信装置１２４ｂは、それぞれ第１の制御回路１２１ａ、第１の画像処理回路１２２ａ、第１の記録回路１２３ａ、及び第１の通信装置１２４ａに対応する。第２の制御回路１２１ｂは、第２の移動機構１４０ｂ及び第２の画像取得ユニット１５０ｂの動作を制御する。第２の画像処理回路１２２ｂは、第２の撮像部１５２ｂで得られた画像データに対して、各種画像処理を施す。第２の記録回路１２３ｂは、例えば第２の制御回路１２１ｂで用いられるプログラムや各種パラメータを記録している。また、第２の記録回路１２３ｂは、観察装置１００で得られたデータ等を記録する。第２の通信装置１２４ｂは、例えば無線でコントローラ２００と通信を行うための装置である。
【００２７】
第１の制御回路１２１ａと第２の制御回路１２１ｂとは同等であるので、これらの区別をしない場合は、これらのことを観察側制御回路１２１と称することにする。第１の画像処理回路１２２ａと第２の画像処理回路１２２ｂとは同等であるので、これらの区別をしない場合は、これらのことを画像処理回路１２２と称することにする。第１の記録回路１２３ａと第２の記録回路１２３ｂとは同等であるので、これらの区別をしない場合は、これらのことを観察側記録回路１２３と称することにする。第１の通信装置１２４ａと第２の通信装置１２４ｂとは同等であるので、これらの区別をしない場合は、これらのことを観察側通信装置１２４と称することにする。
【００２８】
観察システム１の機能ブロックを示す図２を参照して説明する。観察装置１００内にある第１のユニット１１１と第２のユニット１１２とは同等であるので、図２では、それらのうち１つが示されている。
【００２９】
図２に示すように、撮像部１５２は、撮像光学系１５３と撮像素子１５４とを含む。撮像部１５２は、撮像光学系１５３を介して撮像素子１５４の撮像面に結像した像に基づいて、画像データを生成する。撮像光学系１５３は、焦点距離を変更できるズーム光学系であることが好ましい。
【００３０】
図２に示すように、照明部１５５は、照明光学系１５６と光源１５７とを備える。光源１５７から放射された照明光は、照明光学系１５６を介して試料３００へと照射される。光源１５７は、例えばＬＥＤを含む。なお、照明部１５５は支持部１５８に配置されていると述べたが、照明光学系１５６の光放射部が支持部に配置されていればよく、例えば光源１５７は、観察装置１００の何れの場所に配置されていてもよい。
【００３１】
図３に試料３００を側面から見た模式図を示す。この図に示すように、画像取得ユニット１５０の支持部１５８に設けられた照明部１５５の照明光学系１５６から放射された照明光は、容器３１０の上面に設けられた反射板３６０に照射され、反射板３６０で反射する。反射光は、細胞３２４を照明して撮像部１５２の撮像光学系１５３に入射する。
【００３２】
観察側制御回路１２１は、観察装置１００の各部の動作を制御する。図２に示すように、観察側制御回路１２１は、位置制御部１３１、撮像制御部１３２、照明制御部１３３、通信制御部１３４、記録制御部１３５、及び測定制御部１３６としての機能を備える。位置制御部１３１は、移動機構１４０の動作を制御し、画像取得ユニット１５０の位置を制御する。撮像制御部１３２は、撮像部１５２の動作を制御し、撮像部１５２に試料３００の画像を取得させる。照明制御部１３３は、照明部１５５の動作を制御する。通信制御部１３４は、観察側通信装置１２４を介したコントローラ２００との通信を管理する。記録制御部１３５は、観察装置１００で得られたデータの記録について制御する。測定制御部１３６は、測定を行うタイミングや回数など、測定全体を制御する。
【００３３】
画像処理回路１２２は、撮像部１５２で得られた画像データに対して、各種画像処理を施す。画像処理回路１２２による画像処理後のデータは、例えば観察側記録回路１２３に記録されたり、観察側通信装置１２４を介してコントローラ２００に送信されたりする。また、観察側制御回路１２１又は画像処理回路１２２は、得られた画像に基づく各種解析を行ってもよい。例えば観察側制御回路１２１又は画像処理回路１２２は、得られた画像に基づいて、試料３００に含まれる細胞又は細胞群の画像を抽出したり、細胞又は細胞群の数を算出したりする。このようにして得られた解析結果も、例えば観察側記録回路１２３に記録されたり、観察側通信装置１２４を介してコントローラ２００に送信されたりする。
【００３４】
（コントローラについて）
コントローラ２００は、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）、タブレット型の情報端末等である。図１には、タブレット型の情報端末を図示している。
【００３５】
コントローラ２００には、例えば液晶ディスプレイといった表示装置２７２とタッチパネルといった入力装置２７４とを備える入出力装置２７０が設けられている。入力装置２７４は、タッチパネルの他に、スイッチ、ダイヤル、キーボード、マウス等を含んでいてもよい。
【００３６】
また、コントローラ２００には、コントローラ側通信装置２４０が設けられている。コントローラ側通信装置２４０は、観察側通信装置１２４である第１の通信装置１２４ａ及び第２の通信装置１２４ｂと通信を行うための装置である。観察側通信装置１２４及びコントローラ側通信装置２４０を介して、観察装置１００とコントローラ２００とは通信を行う。
【００３７】
また、コントローラ２００は、コントローラ側制御回路２１０と、コントローラ側記録回路２３０とを備える。コントローラ側制御回路２１０は、コントローラ２００の各部の動作を制御する。コントローラ側記録回路２３０は、例えばコントローラ側制御回路２１０で用いられるプログラムや各種パラメータを記録している。また、コントローラ側記録回路２３０は、観察装置１００で得られ、観察装置１００から受信したデータを記録する。
【００３８】
コントローラ側制御回路２１０は、システム制御部２１１、表示制御部２１２、記録制御部２１３、通信制御部２１４、及び移動パターン決定部２１５としての機能を有する。システム制御部２１１は、試料３００の測定のための制御に係る各種演算を行う。表示制御部２１２は、表示装置２７２の動作を制御する。表示制御部２１２は、表示装置２７２に必要な情報等を表示させる。記録制御部２１３は、コントローラ側記録回路２３０への情報の記録を制御する。通信制御部２１４は、コントローラ側通信装置２４０を介した観察装置１００との通信を制御する。移動パターン決定部２１５は、観察装置１００の画像取得ユニット１５０の移動パターンを決定する。
【００３９】
観察側制御回路１２１、画像処理回路１２２及びコントローラ側制御回路２１０は、central processing unit（ＣＰＵ）、application specific integrated circuit（ＡＳＩＣ）、又はfield programmable gate array（ＦＰＧＡ）等の集積回路等を含む。観察側制御回路１２１、画像処理回路１２２及びコントローラ側制御回路２１０は、それぞれ１つの集積回路等で構成されてもよいし、複数の集積回路等が組み合わされて構成されてもよい。また、観察側制御回路１２１及び画像処理回路１２２は、１つの集積回路等で構成されてもよい。また、観察側制御回路１２１の位置制御部１３１、撮像制御部１３２、照明制御部１３３、通信制御部１３４、記録制御部１３５、及び測定制御部１３６は、それぞれ１つの集積回路等で構成されてもよいし、複数の集積回路等が組み合わされて構成されてもよい。また、位置制御部１３１、撮像制御部１３２、照明制御部１３３、通信制御部１３４、記録制御部１３５、及び測定制御部１３６のうち２つ以上が１つの集積回路等で構成されてもよい。同様に、コントローラ側制御回路２１０のシステム制御部２１１、表示制御部２１２、記録制御部２１３、通信制御部２１４、及び移動パターン決定部２１５は、それぞれ１つの集積回路等で構成されてもよいし、複数の集積回路等が組み合わされて構成されてもよい。また、システム制御部２１１、表示制御部２１２、記録制御部２１３、通信制御部２１４、及び移動パターン決定部２１５のうち２つ以上が１つの集積回路等で構成されてもよい。これら集積回路の動作は、例えば観察側記録回路１２３又はコントローラ側記録回路２３０や集積回路内の記録領域に記録されたプログラムに従って行われる。
【００４０】
〈観察システムの動作〉
観察システム１の動作について説明する。本実施形態に係る観察システム１において、観察装置１００は、試料３００の観察のためのユニットとして、第１のユニット１１１と第２のユニット１１２との２つのユニットを有している。第１のユニット１１１と第２のユニット１１２とは、協働して最適な動作を行う。例えば、ユーザはコントローラ２００を用いて、試料３００の数を入力すると、観察装置１００は、入力された試料数に応じた最適な動作で、入力された数の試料３００についての画像取得を行う。
【００４１】
コントローラ２００で行われるコントローラ制御処理について、図４Ａ及び図４Ｂに示すフローチャートを参照して説明する。図４Ａ及び図４Ｂのフローチャートに示す処理は、例えば観察装置１００、コントローラ２００及び試料３００の設置が終わった後に開始する。
【００４２】
ステップＳ１０１において、コントローラ側制御回路２１０は、本実施形態に係る測定プログラムが起動されたか否かを判定する。測定プログラムが起動していないとき、処理はステップＳ１０１を繰り返す。コントローラ２００は、本実施形態に係る観察システムのコントローラとしての機能に限らず、種々の機能を果たしうる。したがって、測定プログラムが起動していないとき、コントローラ２００は、観察システム１以外として動作をしてもよい。測定プログラムが起動したと判定されたとき、処理はステップＳ１０２に進む。
【００４３】
ステップＳ１０２において、コントローラ側制御回路２１０は、観察装置１００との通信を確立させる。観察装置１００及びコントローラ２００による動作によって、観察装置１００とコントローラ２００との間の通信が確立される。また、ここで確立される通信は、観察装置制御のステップＳ２０３と無関係な、例えば後述の観察装置１００の電源をオンにするための指示を送信するための低消費電力な通信でもよい。
【００４４】
ステップＳ１０３において、コントローラ側制御回路２１０は、観察装置１００の電源をオンにすることをユーザが要求しているか否かを判定する。例えば観察装置１００の電源をオンにする命令が入力装置２７４を介して入力されたとき、電源をオンにすることが要求されていると判定される。電源をオンにすることが要求されていないとき、処理はステップＳ１０５に進む。一方、電源をオンにすることが要求されているとき、処理はステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４において、コントローラ側制御回路２１０は、観察装置１００の電源をオンにすべき旨の命令を観察装置１００へと送信する。その後、処理はステップＳ１０５に進む。
【００４５】
コントローラ２００から観察装置１００へと送信された電源をオンにすべき旨の命令を受信した観察装置１００では、電源がオンに切り替えられる。観察装置１００の電源が既にオンであるとき、観察装置１００は、電源をオンにすべき命令を受けても特に処理を行わない。なお、ここで用いられる通信手段は、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ等の低消費電力な通信方法によってもよい。
【００４６】
ステップＳ１０５において、コントローラ側制御回路２１０は、表示装置２７２に選択用画像を表示させる。選択用画像は、ユーザが観察システム１の動作に関する入力を行うための画像である。ユーザは、表示装置２７２に表示された選択用画像を確認しながら、当該画像上に設けられたタッチパネルで観察システム１の動作条件等を入力することができる。
【００４７】
ステップＳ１０６において、コントローラ側制御回路２１０は、各種設定の入力がなされたか否かを判定する。ユーザは、例えばステップＳ１０５の処理で表示装置２７２に表示された画像を見ながら、入力装置２７４を用いて、設定項目の入力を行うことができる。この設定項目には、観察対象である試料の数など試料の特徴が含まれる。各種設定の入力がなされていないとき、処理はステップＳ１１０に進む。一方、各種設定の入力がなされたとき、処理はステップＳ１０７に進む。
【００４８】
ステップＳ１０７において、コントローラ側制御回路２１０は、ユーザによって試料数が指定されたか否かを判定する。試料数が指定されていないとき、ステップＳ１０９に進む。一方、試料数が指定されたとき、処理はステップＳ１０８に進む。ステップＳ１０８において、コントローラ側制御回路２１０は、試料数に基づいて、画像取得ユニット１５０の初期位置を決定する。その後、処理はステップＳ１０９に進む。
【００４９】
ここでは、試料の特徴のうち、試料数に着目した記載をしているが、試料数は試料の特徴の一例であって、試料の特徴は、必ずしも試料数である必要はない。言い換えると、ステップＳ１０７で行われる判定は、複数の画像取得ユニット１５０が連携して動くか、独立に動くかを決める理由となるものであればどのような判定であってもよい。複数の画像取得ユニット１５０が連携して動くときには、コントローラ側制御回路２１０は、互いの位置やその後の動きを予測したり把握したりして、画像取得ユニット１５０同士の衝突や干渉が起こらないようにしなければならない。複数の画像取得ユニット１５０が独立して動くときには、それぞれのテリトリー（領域分担、受け持ち領域）が決められていれば、これらのテリトリーが守られることで、互いの位置やその後の動きに関する把握や細かい予測などは不要となる。つまり、ステップＳ１０７の判定は、状況に応じて、複数の画像取得ユニット１５０が位置的に干渉しないようにする工夫を具体化したものであればよい。
【００５０】
ステップＳ１０９において、コントローラ側制御回路２１０は、各種設定を行う。ここで行われる設定には、例えば以下が含まれる。すなわち、画像の送信先としてコントローラ２００又はその他の機器が指定されうる。また、試料３００の撮影を行う条件が指定されうる。撮影を行う条件として、例えば、１時間おきなど所定の時間間隔が指定されてもよいし、撮影を行う時刻が特定されてもよいし、得られた画像の解析結果に基づく条件が設定されてもよい。また、撮像部１５２を用いた撮影の露光時間、絞り、焦点位置等の撮影パラメータが指定されうる。さらに、試料３００をスキャンしながら撮影する際の、走査パターンが設定されうる。その他、必要な設定がされうる。ここで行われる設定は、試料の特徴が考慮されたものが含まれうる。ステップＳ１０９の後、処理はステップＳ１１０に進む。
【００５１】
ステップＳ１０５乃至ステップＳ１０９の動作の一例を図面を参照して説明する。図５に、表示装置２７２に表示される選択用画像４００の一例の概略を示す。図５に示すように、選択用画像４００には、ユーザが選択した試料数を示す試料数表示４１１が含まれる。試料数表示４１１には、カーソル４１２が含まれ、カーソル４１２がユーザが選択した試料数として「１」又は「２」を示している。ユーザは、例えばタッチパネルである入力装置２７４を用いて、「１」又は「２」の表示をタッチすることで、試料数を選択することができる。図５に示す例では、試料数として「２」が選択されている。
【００５２】
また、選択用画像４００には、観察装置１００の電源のオン又はオフを選択するための撮像選択表示４１６が含まれる。ユーザは、例えばタッチパネルである入力装置２７４を用いて、「ＯＮ」又は「ＯＦＦ」の表示をタッチすることで、観察装置１００の電源のオン又はオフを選択することができる。
【００５３】
さらに、図５に示す例では、試料数として「２」が選択されているので、選択用画像４００には、第１の試料表示４２１と第２の試料表示４２６とが含まれる。第１の試料表示４２１は、２つある試料のうち一方の試料を表す表示４２２と、当該試料のうち現在撮影している部分、すなわち、当該試料に対する第１のユニット１１１の第１の撮像部１５２ａの位置を示す表示４２３とを含む。同様に、第２の試料表示４２６は、２つある試料のうち他方の試料を表す表示４２７と、当該試料のうち現在撮影している部分、すなわち、当該試料に対する第２のユニット１１２の第２の撮像部１５２ｂの位置を示す表示４２８とを含む。
【００５４】
さらに、選択用画像４００には、第１のユニット１１１の第１の撮像部１５２ａで撮影された画像を示す第１の取得画像表示領域４４１と、第２のユニット１１２の第２の撮像部１５２ｂで撮影された画像を示す第２の取得画像表示領域４４２とが含まれる。
【００５５】
この他にも、選択用画像４００には、画像の送信先、撮影を行う条件、撮影パラメータ、走査パターン等を設定するための表示や、これらの設定画面を表示させるためのメニュー読み出し表示等が含まれうる。
【００５６】
試料数として「１」が選択された場合の選択用画像４００の一例を図６に示す。この場合、図６に示すように、試料数表示４１１においてカーソル４１２が「１」を指し示している。このとき、試料表示４３１は、１つの試料を表している。また、当該試料のうち現在撮影している部分、すなわち、当該試料に対する第１のユニット１１１の第１の撮像部１５２ａの位置を示す表示４３２と、当該試料に対する第２のユニット１１２の第２の撮像部１５２ｂの位置を示す表示４３３とが含まれる。さらに、選択用画像４００には、第１のユニット１１１の第１の撮像部１５２ａで撮影された画像を示す第１の取得画像表示領域４４１と、第２のユニット１１２の第２の撮像部１５２ｂで撮影された画像を示す第２の取得画像表示領域４４２とが含まれる。
【００５７】
試料数が２である場合の撮影動作について、図７を参照して説明する。図７に示すように、第１の試料３０１と第２の試料３０２とがある場合を考える。この場合、観察装置１００は、例えば、第１のユニット１１１の第１の画像取得ユニット１５０ａを用いて第１の試料３０１の撮影を行い、第２のユニット１１２の第２の画像取得ユニット１５０ｂを用いて第２の試料３０２の撮影を行う。すなわち、第１の画像取得ユニット１５０ａは、第１の試料３０１が配置されている領域をスキャンし、第２の画像取得ユニット１５０ｂは、第２の試料３０２が配置されている領域をスキャンする。この際、第１の画像取得ユニット１５０ａと第２の画像取得ユニット１５０ｂとの動きは、衝突しなければ、図７に示すように互いに遠ざかるように動いてもよいし、互いに近づくように動いても、同一方向に動いてもよい。このように、試料数が２である場合、第１の画像取得ユニット１５０ａと第２の画像取得ユニット１５０ｂとの動きは、各々個別のものとなる。
【００５８】
試料数が１である場合の撮影動作について、図８を参照して説明する。図８に示すように、第１の試料３０１及び第２の試料３０２よりも大きな第３の試料３０３がある場合を考える。この場合、観察装置１００は、例えば、第１のユニット１１１の第１の画像取得ユニット１５０ａと第２のユニット１１２の第２の画像取得ユニット１５０ｂとを用いて第３の試料３０３の撮影を行う。すなわち、第１の画像取得ユニット１５０ａは、第３の試料３０３が配置されている領域のうち半分の領域をスキャンし、第２の画像取得ユニット１５０ｂは、第３の試料３０３が配置されている領域のうち残りの半分の領域をスキャンする。この際、第１の画像取得ユニット１５０ａと第２の画像取得ユニット１５０ｂとの動きは、衝突しないように、図８に示すように互いに略同方向に動く。すなわち、第１の画像取得ユニット１５０ａと第２の画像取得ユニット１５０ｂとは、一方が他方を追うように移動する。このように、画像取得ユニット１５０の移動パターンには、試料数に応じた制限が課される。また、画像取得ユニット１５０の移動パターンは、第３の試料３０３の大きさと、第１の画像取得ユニット１５０ａ及び第２の画像取得ユニット１５０ｂの大きさとの関係が考慮されたものとなっている。第１の画像取得ユニット１５０ａ及び第２の画像取得ユニット１５０ｂの大きさ、すなわち、第１の支持部１５８ａ及び第２の支持部１５８ｂの大きさに対して第３の試料３０３が十分に大きいとき、図８に示すように、第１の画像取得ユニット１５０ａと第２の画像取得ユニット１５０ｂとは、撮影を分担できるが、第３の試料３０３が小さいとき、第１の画像取得ユニット１５０ａ及び第２の画像取得ユニット１５０ｂが協働できないこともある。同様に、画像取得ユニット１５０の移動パターンは、第３の試料３０３の形状等、第１の画像取得ユニット１５０ａ及び第２の画像取得ユニット１５０ｂの形状等も考慮されたものとなっている。
【００５９】
スキャンを行うために必要な撮像部１５２の移動パターンは、例えば観察側記録回路１２３に記録されている。すなわち、第１の画像取得ユニット１５０ａの移動パターンは、第１の記録回路１２３ａに記録され、第２の画像取得ユニット１５０ｂの移動パターンは、第２の記録回路１２３ｂに記録されている。観察側記録回路１２３に記録されている移動パターン５２０の一例を図９に示す。
【００６０】
移動パターン５２０は、開始条件５２１と、開始位置５２２と、終了条件５２３とを含む。開始条件５２１は、スキャンを開始する条件に係る情報を含む。開始条件５２１は、例えば撮像部１５２の位置が初期位置に設定されてからスキャンを開始するまでの時間等を含む。開始位置５２２は、スキャンを開始する位置に係る情報を含む。開始位置５２２は、例えば、透明板１０２の端の位置、試料３００の端の位置等の情報を含む。終了条件５２３は、スキャンを終了する条件に係る情報を含む。終了条件５２３は、例えば、スキャンの終了位置の情報、スキャンを開始して終了するまでの時間に係る情報等を含む。
【００６１】
また、移動パターン５２０は、Ｘ方向スピード５２４、Ｙ方向スピード５２５、Ｘ→Ｙ変更条件５２６、及びＹ→Ｘ変更条件５２７をさらに含む。Ｘ方向スピード５２４は、撮像部１５２をＸ軸方向に移動させる際の移動速度に係る情報を含む。Ｙ方向スピード５２５は、撮像部１５２をＹ軸方向に移動させる際の移動速度に係る情報を含む。Ｘ→Ｙ変更条件５２６は、撮像部１５２の移動方向をＸ軸方向からＹ軸方向に変更させる条件を含む。Ｘ→Ｙ変更条件５２６は、例えば、スキャン領域のＸ軸方向の端部の位置情報を含む。また、Ｘ→Ｙ変更条件５２６は、例えば、１回のＸ軸方向の移動に係るＸ軸方向の移動距離の情報を含んでもよい。Ｙ→Ｘ変更条件５２７は、撮像部１５２の移動方向をＹ軸方向からＸ軸方向に変更させる条件を含む。Ｙ→Ｘ変更条件５２７は、例えば、１回のＹ軸方向の移動に係るＹ軸方向の移動距離の情報を含む。
【００６２】
また、移動パターン５２０は、ＮＧ判定条件５２８と、再トライ判定条件５２９とを含む。ＮＧ判定条件５２８は、スキャンが不良と判定される条件を含む。また、再トライ判定条件５２９は、スキャンを再度初めから行うと判定される条件を含む。また、移動パターン５２０は、コマ数５３１と当該コマの撮影時刻５３２とＺ座標５３３と撮影条件５３４との組み合わせに係る情報を含んでいてもよい。
【００６３】
移動パターン５２０は、試料の個数、試料の大きさ、画像取得ユニット１５０の形状及び大きさ等に応じた適切なものが用意されている。
【００６４】
試料数が２である場合の第１の撮像部１５２ａと第２の撮像部１５２ｂとの移動の様子を図１０に模式的に示す。第１の試料３０１に対して、第１の撮像部１５２ａは、開始座標６１１から終了座標６１２まで移動する。したがって、第１の記録回路１２３ａに記録されている移動パターン５２０の開始位置５２２には、開始座標６１１の情報が含まれており、移動パターン５２０の終了条件５２３には、終了座標６１２の情報が含まれている。また、第１の変更座標６１３において、Ｘ座標に沿った移動からＹ座標に沿った移動に変更される。したがって、第１の記録回路１２３ａに記録されている移動パターン５２０のＸ→Ｙ変更条件５２６には、第１の変更座標６１３の情報が含まれる。第１の変更座標６１３は、例えば、開始座標６１１からの移動距離として表されてもよい。また、第２の変更座標６１４において、Ｙ座標に沿った移動からＸ座標に沿った移動に変更される。したがって、第１の記録回路１２３ａに記録されている移動パターン５２０のＹ→Ｘ変更条件５２７には、第２の変更座標６１４の情報が含まれる。
【００６５】
第２の試料３０２に対して、第２の撮像部１５２ｂは、開始座標６１６から終了座標６１７まで移動する。したがって、第２の記録回路１２３ｂに記録されている移動パターン５２０の開始位置５２２には、開始座標６１６の情報が含まれており、移動パターン５２０の終了条件５２３には、終了座標６１７の情報が含まれている。また、第３の変更座標６１８において、Ｘ座標に沿った移動からＹ座標に沿った移動に変更される。したがって、第２の記録回路１２３ｂに記録されている移動パターン５２０のＸ→Ｙ変更条件５２６には、第３の変更座標６１８の情報が含まれる。また、第４の変更座標６１９において、Ｙ座標に沿った移動からＸ座標に沿った移動に変更される。したがって、第２の記録回路１２３ｂに記録されている移動パターン５２０のＹ→Ｘ変更条件５２７には、第４の変更座標６１９の情報が含まれる。
【００６６】
試料数が１である場合の第１の撮像部１５２ａと第２の撮像部１５２ｂとの移動の様子を図１１に模式的に示す。第３の試料３０３に対して、第１の撮像部１５２ａは、開始座標６２１から終了座標６２２まで移動する。したがって、第１の記録回路１２３ａに記録されている移動パターン５２０の開始位置５２２には、開始座標６２１の情報が含まれており、移動パターン５２０の終了条件５２３には、終了座標６２２の情報が含まれている。また、第１の変更座標６２３において、Ｘ座標に沿った移動からＹ座標に沿った移動に変更される。したがって、第１の記録回路１２３ａに記録されている移動パターン５２０のＸ→Ｙ変更条件５２６には、第１の変更座標６２３の情報が含まれる。また、第２の変更座標６２４において、Ｙ座標に沿った移動からＸ座標に沿った移動に変更される。したがって、第１の記録回路１２３ａに記録されている移動パターン５２０のＹ→Ｘ変更条件５２７には、第２の変更座標６２４の情報が含まれる。
【００６７】
同様に、第３の試料３０３に対して、第２の撮像部１５２ｂは、開始座標６２６から終了座標６２７まで移動する。したがって、第２の記録回路１２３ｂに記録されている移動パターン５２０の開始位置５２２には、開始座標６２６の情報が含まれており、移動パターン５２０の終了条件５２３には、終了座標６２７の情報が含まれている。また、第３の変更座標６２８において、Ｘ座標に沿った移動からＹ座標に沿った移動に変更される。したがって、第２の記録回路１２３ｂに記録されている移動パターン５２０のＸ→Ｙ変更条件５２６には、第３の変更座標６２８の情報が含まれる。また、第４の変更座標６２９において、Ｙ座標に沿った移動からＸ座標に沿った移動に変更される。したがって、第２の記録回路１２３ｂに記録されている移動パターン５２０のＹ→Ｘ変更条件５２７には、第４の変更座標６２９の情報が含まれる。
【００６８】
以上のような移動パターン５２０が、試料等の種類、試料等の数、試料等が設置される位置等に応じて複数用意されている。コントローラ２００のコントローラ側制御回路２１０は、スキャンの指示とともに、用いるべき移動パターン５２０に係る情報を観察装置１００へと送信する。第１のユニット１１１の第１の制御回路１２１ａは、コントローラ２００からスキャンの指示を受けたとき、第１の記録回路１２３ａに記録されている第１のユニット１１１のための移動パターン５２０を読み出し、移動パターンを設定する。同様に、第２のユニット１１２の第２の制御回路１２１ｂは、コントローラ２００からスキャンの指示を受けたとき、第１の記録回路１２３ａに記録されている第１のユニット１１１のための移動パターン５２０を読み出し、移動パターンを設定する。
【００６９】
位置制御部１３１は、Ｘ方向スピード５２４、Ｙ方向スピード５２５、Ｘ→Ｙ変更条件５２６、Ｙ→Ｘ変更条件５２７等の情報を用いて、撮像部１５２が設けられた支持部１５８を移動させる。また、撮像制御部１３２は、Ｚ座標５３３及び撮影条件５３４等の情報を用いて撮像部１５２の動作を制御する。また、画像処理回路１２２は、コマ数５３１、撮影時刻５３２、Ｘ方向スピード５２４、Ｙ方向スピード５２５、Ｘ→Ｙ変更条件５２６、Ｙ→Ｘ変更条件５２７、及びＺ座標５３３等の情報を用いて、撮影により得られた画像について解析を行ってもよい。
【００７０】
なお、ここでは、移動パターン５２０は、観察側記録回路１２３に記録されている場合の例を示したが、移動パターン５２０は、コントローラ２００のコントローラ側記録回路２３０に記録されていてもよい。この場合、コントローラ２００から観察装置１００へと移動パターン５２０が送信されることで、観察装置１００が動作してもよい。
【００７１】
図４Ａに戻って、コントローラ制御処理について説明を続ける。ステップＳ１０９の後、処理はステップＳ１１０に進む。ステップＳ１１０において、コントローラ側制御回路２１０は、観察装置１００に向けて情報を送信するか否かを判定する。例えばステップＳ１０９で各種設定が決定されたとき、コントローラ２００は、その設定内容を観察装置１００へと送信する。このような場合に、コントローラ側制御回路２１０は、情報を送信すると判定する。また、コントローラ側制御回路２１０は、観察装置１００に向けて情報を送信することをユーザが要求しているか否かを判定する。例えば情報送信に係る命令が入力装置２７４を介して入力されたとき、情報送信が要求されていると判定される。ここで送信の要求がなされる情報は、測定の条件等である。情報送信をユーザが要求しているとき、コントローラ側制御回路２１０は、情報を送信すると判定する。情報を送信しないとき、処理はステップＳ１１２に進む。一方、情報を送信するとき、処理はステップＳ１１１に進む。ステップＳ１１１において、コントローラ側制御回路２１０は、情報を観察装置１００へと送信する。その後、処理はステップＳ１１２に進む。
【００７２】
ステップＳ１１２において、コントローラ側制御回路２１０は、観察装置１００による撮影について、撮影すべき位置がユーザによって手動で指定されたか否かを判定する。例えば撮影位置が入力装置２７４を介して入力されたとき、撮影位置が指定されていると判定される。撮影位置が指定されていないとき、処理はステップＳ１１４に進む。一方、撮影位置が指定されているとき、処理はステップＳ１１３に進む。
【００７３】
ステップＳ１１３において、コントローラ側制御回路２１０は、入力装置２７４を介して入力された撮影位置を観察装置１００へと送信する。例えば、第１の画像取得ユニット１５０ａと第２の画像取得ユニット１５０ｂとのうち何れか一方の画像取得ユニットの位置が指定されたとする。このとき、コントローラ側制御回路２１０は、指定された一方の画像取得ユニットの位置を観察装置１００へと送信する。これと共に、コントローラ側制御回路２１０は、指定されていない他方の画像取得ユニットの位置と指定された画像取得ユニットの位置とを検討し、これら２つの画像取得ユニットが衝突するか否かを判定する。衝突すると判定されたとき、コントローラ側制御回路２１０は、指定されていない他方の画像取得ユニットの位置も指定された画像取得ユニットと衝突しないように指示する衝突回避情報を送信する。その後、処理はステップＳ１１４に進む。
【００７４】
ステップＳ１１４において、コントローラ側制御回路２１０は、観察装置１００の測定の開始をユーザが要求しているか否かを判定する。例えば観察装置１００に測定を開始させる命令が入力装置２７４を介して入力されたとき、測定開始が要求されていると判定される。測定開始が要求されていないとき、処理はステップＳ１１６に進む。一方、測定開始が要求されているとき、処理はステップＳ１１５に進む。ステップＳ１１５において、コントローラ側制御回路２１０は、測定を開始すべき旨の命令を観察装置１００へと送信する。その後、処理はステップＳ１１６に進む。
【００７５】
ステップＳ１１６において、コントローラ側制御回路２１０は、観察装置１００から情報を取得することをユーザが要求しているか否かを判定する。例えば情報要求に係る命令が入力装置２７４を介して入力されたとき、情報要求されていると判定される。要求される情報は、例えば観察装置１００によって得られた試料３００に関する情報である。この情報は、例えば、試料３００に係る画像データや、試料３００に含まれる細胞又は細胞群の数等、測定結果に含まれる情報でありうる。情報要求がされていないとき、処理はステップＳ１１８に進む。一方、情報要求がされているとき、処理はステップＳ１１７に進む。ステップＳ１１７において、コントローラ側制御回路２１０は、ユーザが要求している情報を送信すべき旨の命令を観察装置１００へと送信する。その後、処理はステップＳ１１８に進む。
【００７６】
ステップＳ１１８において、コントローラ側制御回路２１０は、ステップＳ１１７で要求した情報を受信したか否かを判定する。情報を受信していないとき、処理はステップＳ１２０に進む。一方、情報を受信したとき、処理はステップＳ１１９に進む。ステップＳ１１９において、コントローラ側制御回路２１０は、受信した情報を表示装置２７２に表示させたり、コントローラ側記録回路２３０に記録したりする。その後、処理はステップＳ１２０に進む。
【００７７】
ステップＳ１２０において、コントローラ側制御回路２１０は、観察装置１００の電源をオフにすることをユーザが要求しているか否かを判定する。例えば観察装置１００の電源をオフにする命令が入力装置２７４を介して入力されたとき、電源をオフにすることが要求されていると判定される。電源をオフにすることが要求されていないとき、処理はステップＳ１２２に進む。一方、電源をオフにすることが要求されているとき、処理はステップＳ１２１に進む。ステップＳ１２１において、コントローラ側制御回路２１０は、観察装置１００の電源をオフにすべき旨の命令を観察装置１００へと送信する。その後、処理はステップＳ１２２に進む。
【００７８】
ステップＳ１２２において、コントローラ側制御回路２１０は、測定プログラムが終了したか否かを判定する。測定プログラムが終了しているとき、処理はステップＳ１０１に戻る。一方、測定プログラムが終了していないとき、処理はステップＳ１０３に戻る。すなわち、上述の動作は、繰り返し実行される。
【００７９】
次に、上述のコントローラ２００の動作に対応して行われる観察装置１００の動作について、図１２に示すフローチャートを参照して説明する。図１２のフローチャートに示す処理は、観察装置１００、コントローラ２００及び試料３００の設置が終わり、測定の準備が完了した後に開始する。また、この処理は、第１のユニット１１１の観察側制御回路１２１と、第２のユニット１１２の観察側制御回路１２１とのそれぞれで、同様の処理が独立に行われる。
【００８０】
ステップＳ２０１において、観察側制御回路１２１は、電源をオンにするか否かを判定する。観察側制御回路１２１は、例えば予め決められた時間毎に電源をオンにすると設定されており、電源をオンにする時間になったとき、電源をオンにすると判定される。あるいは、観察装置１００は、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙといった低消費電力の通信手段を用いてコントローラ２００と常時通信しており、コントローラ２００から当該通信手段を用いて電源をオンにする指示を受けたとき、電源をオンにすると判定される。この動作は、例えばコントローラ制御処理のステップＳ１０４の処理に対応する。電源をオンにしないとき、処理はステップＳ２０１を繰り返して待機する。一方、電源をオンにすると判定されたとき、処理はステップＳ２０２に進む。
【００８１】
ステップＳ２０２において、観察側制御回路１２１は、電源をオンに切り替えて、観察装置１００の各部に電力を投入する。試料３００の測定を実際に行うときのみなど、必要なときにのみ電源を投入することで、省電力が実現される。特に、観察装置１００の電源がバッテリーであるとき、観察装置１００の駆動時間が長くなる等の効果が得られる。
【００８２】
ステップＳ２０３において、観察側制御回路１２１は、コントローラ２００との通信を確立する。ここで用いられる通信手段は、例えばＷｉ−Ｆｉといった、高速の通信手段である。
【００８３】
ステップＳ２０４において、観察側制御回路１２１は、コントローラ２００から確立した通信を介して情報を取得するか否かを判定する。例えばコントローラ制御処理のステップＳ１１１でコントローラ２００から情報が送信されているとき、情報を取得すると判定される。情報を取得しないとき、処理はステップＳ２０６に進む。一方、情報を取得するとき、処理はステップＳ２０５に進む。
【００８４】
ステップＳ２０５において、観察側制御回路１２１は、コントローラ２００から送信された情報を取得する。ここで取得される情報には、例えば撮影条件、撮影間隔、移動パターンを特定するための情報、その他パラメータ等を含む測定の条件、測定結果の記録の方法、測定結果の送信条件等の条件情報が含まれうる。その後、処理はステップＳ２０６に進む。
【００８５】
ステップＳ２０６において、観察側制御回路１２１は、マニュアルによる位置指定があったか否かを判定する。すなわち、コントローラ２００から撮影位置を指定しての撮影の指示があったか否かを判定する。この処理は、例えばコントローラ制御処理のステップＳ１１３に対応する。撮影の指示がないとき、処理はステップＳ２０８に進む。一方、撮影の指示があるとき、処理はステップＳ２０７に進む。
【００８６】
ステップＳ２０７において、観察側制御回路１２１は、移動機構１４０を動作させて、指示された位置に撮像部１５２を移動させ、撮像部１５２に当該位置における画像の取得を行わせる。この際、コントローラ２００から衝突回避情報を受信したとき、衝突回避のため、観察側制御回路１２１は、衝突回避情報に基づいて、移動機構１４０を動作させる。なお、衝突回避のための動作では、その他の場合よりも移動速度が速く設定されてもよい。観察側制御回路１２１は、得られた画像を観察側通信装置１２４を介してコントローラ２００へと送信する。その後、処理はステップＳ２０８に進む。
【００８７】
ステップＳ２０８において、観察側制御回路１２１は、測定を開始するタイミングであるか否かを判定する。測定を開始するタイミングでないとき、処理はステップＳ２１０に進む。一方、測定を開始するタイミングであるとき、処理はステップＳ２０９に進む。測定を開始するタイミングは、例えば１時間毎など予め定められていてもよい。また、測定が開始される条件は、時間によらず、例えば細胞３２４又は培地３２２の状態に応じてもよい。本実施形態においては、測定を開始するタイミングになるごとに、繰り返し測定が行われる。
【００８８】
ステップＳ２０９において、観察側制御回路１２１は、スキャン・画像取得処理により測定を行う。すなわち、観察側制御回路１２１は、移動機構１４０に指令して撮像部１５２の位置を変えながら、撮像部１５２に撮像を繰り返し行わせる。第１の制御部１１０は、得られた画像に対して、所定の処理を行い、要求されている結果を観察側記録回路１２３に記録する。
【００８９】
スキャン・画像取得処理の詳細を図１３に示すフローチャートを参照して説明する。
【００９０】
ステップＳ３０１において、観察側制御回路１２１は、試料数に応じた初期位置の設定、光学系の設定等の各種設定を行う。すなわち、観察側制御回路１２１は、移動パターン５２０に基づいて、撮像部１５２の位置を初期位置に移動させるように移動機構１４０の動作を制御する。また、観察側制御回路１２１は、撮像光学系１５３を所定の設定とする。
【００９１】
前述のとおり、「試料数に応じた」との記載は、「試料の特徴に応じた」と書き換えられてもよい。「試料の特徴」の一例として、試料が離散的か否かという特徴を挙げることができる。試料の特徴は、複数の画像取得ユニット１５０が連携して動くか、独立に動くかを決める理由となるものであれば何でもよい。連携して動くときには、お互いの位置やその後の動きが予測されたり把握されたりして、衝突や干渉が起こらないように制御されなければならない。独立して動くときには、それぞれのテリトリー（領域分担、受け持ち領域）が決められて、それぞれの画像取得ユニット１５０がそのテリトリーを守っていれば、細かい予測などは不要となる。
【００９２】
連携して画像取得ユニット１５０が動く場合としては、次のような例が挙げられる。すなわち、同じ試料をスキャンしながら、近接した時間で繰り返し画像取得する場合が挙げられる。また、複数の画像取得ユニット１５０のそれぞれの画像取得特性（波長又は位相などの光学特性、光源の特性、画角又は分解能などの撮像特性など）が互いに異なっていて、複数の画像取得ユニット１５０を使って画像取得する場合が挙げられる。さらには、複数の位置の判定結果に基づいて距離や立体情報などを取得する場合が挙げられる。また、複数の観察者又は操作者が、それぞれの画像取得ユニット１５０をカスタマイズしていて、複数の画像取得ユニット１５０を複数の観察者又は操作者がそれぞれ操作して、同じ試料を観察する場合が挙げられる。
【００９３】
画像取得ユニット１５０が連携しない場合としては、両方の画像取得ユニット１５０がそれぞれの位置から全く動かない場合やほとんど動かない場合がある。例えば、そもそも複数の画像取得ユニットが必要なく、一方は待避させておいて、他方を自由に動かして使う場合などがある。つまり、状況に応じて、これら複数の画像取得ユニット１５０が位置的に干渉しないようにする工夫が必要となることがわかる。
【００９４】
「試料の特徴に応じた」には、以下も含まれうる。例えば、同じ試料をスキャンしながら、近接した時間で繰り返し画像取得する場合などは、試料の変化が全くない場合は連携は不要だが、変化が大きくなれば連携が必要となることもある。また、時間と共に、試料が大きくなったりもして、複数の画像取得ユニット１５０の連携が必要となる場合もある。つまり、「試料の特徴に応じた」は、様々な試料の時間変化特性なども考慮された内容となる。観察者が変わるかどうかなどは、観察している研究室の事情やそのときの状況にもよるので、上記の「試料の数」との記載は、「観察状況」と書き換えられてもよい。
【００９５】
ステップＳ３０２において、観察側制御回路１２１は、撮像部１５２による撮影又は移動機構１４０による移動に不具合があったか否かを判定する。撮影又は移動に不具合があったとき、処理はステップＳ３０３に進む。
【００９６】
ステップＳ３０３において、観察側制御回路１２１は、撮影又は移動に不具合があった旨をユーザに提示して警告する。すなわち、不具合があった旨の情報をコントローラ２００へと送信する。その後、処理はステップＳ３０１に戻る。この場合、再びステップＳ３０１からの処理を繰り返してもよい。また、例えば所定回数不具合が続く場合には、スキャン・画像取得処理を終了させてもよい。
【００９７】
ステップＳ３０３の判定において、撮影又は移動に不具合が無いとき、処理はステップＳ３０４に進む。ステップＳ３０４において、観察側制御回路１２１は、スキャン・画像取得処理を終了するか否かを判定する。例えば、移動パターン５２０に含まれる終了条件５２３が満たされたとき、終了すると判定される。終了しないと判定されたとき、処理はステップＳ３０５に進む。
【００９８】
ステップＳ３０５において、観察側制御回路１２１は、画像取得ユニット１５０を移動させ、撮像部１５２に撮像動作を行わせ、画像を取得させる。この撮像動作によって画像データが得られる。得られた画像データは、観察側記録回路１２３に仮記録される。その後、処理はステップＳ３０６に進む。
【００９９】
ステップＳ３０６において、観察側制御回路１２１は、Ｘ→Ｙ変更条件５２６を参照して、移動方向をＸ軸方向からＹ軸方向に変更するか否かを判定する。変更しないとき、処理はステップＳ３０８に進む。一方、変更するとき、処理はステップＳ３０７に進む。ステップＳ３０７において、観察側制御回路１２１は、移動機構１４０に次に行う撮像部１５２の移動方向の設定を変更させる。その後、処理はステップＳ３０８に進む。
【０１００】
ステップＳ３０８において、観察側制御回路１２１は、Ｙ→Ｘ変更条件５２７を参照して、移動方向をＹ軸方向からＸ軸方向に変更するか否かを判定する。変更しないとき、処理はステップＳ３０２に戻る。一方、変更するとき、処理はステップＳ３０９に進む。ステップＳ３０９において、観察側制御回路１２１は、移動機構１４０に次に行う撮像部１５２の移動方向の設定を変更させる。その後、処理はステップＳ３０２に戻る。
【０１０１】
以上のようにして、終了するまで、移動パターン５２０に基づいて画像取得ユニット１５０は移動し、撮影を繰り返す。
【０１０２】
ステップＳ３０４において、終了すると判定されたとき、処理はステップＳ３１０に進む。ステップＳ３１０において、観察側制御回路１２１は、繰り返しの撮像により得られたデータの処理を行う。観察側制御回路１２１は、例えば得られたデータに基づいて、試料全体の合成画像を作成する。また、観察側制御回路１２１は、例えば得られたデータに基づいて、試料３００の位置や、試料３００に含まれる細胞３２４の位置及び個数などについて解析する。また、観察側制御回路１２１は、例えばコントローラ２００に送信するのに適したデータを作成する。試料３００の画像、試料３００に含まれる細胞３２４の位置及び個数等についてコントローラ２００で解析を行う場合は、観察側制御回路１２１は、これらの解析を行わなくてもよい。
【０１０３】
ステップＳ３１１において、観察側制御回路１２１は、撮像部１５２による連続撮影によって得られたれた画像、合成画像、解析結果等をコントローラ２００に向けて送信させる。なお、画像の送信は、ステップＳ３１１においてまとめて行われてもよいし、例えばステップＳ３０５などステップＳ３０２乃至ステップＳ３０９の繰り返し処理のどこかで、順次行われてもよい。以上により、スキャン・画像取得処理は終了し、処理は観察装置制御処理に戻る。
【０１０４】
図１２に戻って説明を続ける。ステップＳ２０９のスキャン・画像取得処理の後、処理はステップＳ２１０に進む。ステップＳ２１０において、観察側制御回路１２１は、コントローラ２００から情報の要求があるか否かを判定する。例えばコントローラ制御処理のステップＳ１１７の処理によって、コントローラ２００から、例えばステップＳ２０９の処理で得られたデータが要求される。情報の要求が無いとき、処理はステップＳ２１２に進む。一方、情報の要求があるとき、処理はステップＳ２１１に進む。
【０１０５】
ステップＳ２１１において、観察側制御回路１２１は、コントローラ２００から要求された情報を観察側通信装置１２４を介してコントローラ２００に送信する。その結果、コントローラ制御処理のステップＳ１１９で、この情報はコントローラ２００に取得され、コントローラ２００で表示又は記録がなされる。その後、処理はステップＳ２１２に進む。
【０１０６】
ステップＳ２１２において、観察側制御回路１２１は、観察装置制御処理を終了するか否かを判定する。観察装置制御処理を終了するとき、当該処理は終了する。例えば、一連の測定が終了し、観察装置１００がインキュベータから取り出されるような状況において、観察装置制御処理は終了する。一方、終了しないとき、ステップＳ２１３に進む。
【０１０７】
ステップＳ２１３において、観察側制御回路１２１は、電源をオフにするか否かを判定する。例えば、ステップＳ２０９で行われた測定から、次に行われる測定までの待機時間が長いとき、電力の消費を抑制するために、電源をオフにすると判定する。また、コントローラ制御処理のステップＳ１２１で電源をオフにする旨の指示が送信されたとき、この指示を受信した観察側制御回路１２１は、電源をオフにすると判定する。電源をオフにしないとき、処理はステップＳ２０４に戻る。一方、電源をオフにすると判定されたとき、処理はステップＳ２１４に進む。
【０１０８】
ステップＳ２１４において、観察側制御回路１２１は、観察装置１００の各部の電源をオフにする。その後、処理はステップＳ２０１に戻る。以上のようにして、観察装置１００は、繰り返し測定を行う。
【０１０９】
〈観察システムの特長〉
本実施形態に係る観察システム１によれば、インキュベータ内に試料３００が静置されたままの状態で、細胞の画像を得ることができる。ここで、画像は、時間経過に従って繰り返し得られる。したがって、ユーザは、例えば細胞が経時的に変化していく様子を知ることができ、それを解析することができる。本実施形態に係る観察システム１には、２つの画像取得ユニット１５０が設けられている。画像取得ユニット１５０が２つ設けられていることで、同時に２つの試料を撮影することができる。また、画像取得ユニット１５０が２つ設けられていることで、１つの場合よりも早く広い範囲の画像を取得することができる。
【０１１０】
画像取得ユニット１５０の移動パターンは、例えば測定する試料の数など、試料の特徴に基づいて選択される。説明の簡単化のため、ここでは、試料の数が１つの場合と２つの場合とでそれぞれ異なるパターンが用意されているものとして説明した。このような移動パターンを用いて２つの画像取得ユニット１５０の動きが制御されるので、観察装置１００は、２つの画像取得ユニット１５０によって適切に画像を取得することができる。また、効率的に画像を取得できる移動パターンが用意されているので、当然ながら、２つの画像取得ユニット１５０が互いに衝突することなども生じない。
【０１１１】
また、ユーザによって２つの画像取得ユニット１５０のうち一方の位置が指定された場合には、他方の画像取得ユニットが予め用意された移動パターンの通りに移動すると２つの画像取得ユニット１５０が衝突する可能性がある。そこで、ユーザによって一方の画像取得ユニット１５０の位置が指定されたときには、必要に応じて他方の画像取得ユニット１５０は衝突回避動作を行うことで、衝突を回避することができる。
【０１１２】
上述の場合の試料の特徴は、必ずしも、例えばシャーレやフラスコ等の容器の数である必要はない。つまり、同じシャーレの中でも、離れた位置に形成された細胞群などは別試料と考えられる。すなわち、試料の特徴は離散的か否かという特徴でもよい。このように、試料の特徴は複数の画像取得ユニット１５０が連携して動くか、独立に動くかを決める理由となるものであれば何でもよい。複数の画像取得ユニット１５０が連携して動くときには、互いの位置やその後の動きが予測されたり把握されたりして、衝突や干渉が起こらないように調整されなければならない。複数の画像取得ユニット１５０が独立して動くときには、それぞれのテリトリー（領域分担、受け持ち領域）が決められて、それぞれの画像取得ユニット１５０がそのテリトリーを守って動作すれば、位置や動きの細かい予測などは不要となる。連携して画像取得ユニット１５０が動く場合の例としては、以下が挙げられる。すなわち、同じ試料をスキャンしながら、近接した時間で繰り返し画像取得する場合が挙げられる。また、複数の画像取得ユニット１５０の画像取得特性（波長や位相などの光学特性、光源の特性や、画角や分解能などの撮像特性など）が互いに異なっていて、これらを両方使って画像取得する場合が挙げられる。さらには、複数の位置からの判定で距離や立体情報などを取得する場合が挙げられる。また、複数の観察者又は操作者が、それぞれの画像取得ユニット１５０をカスタマイズしていて、それら画像取得ユニット１５０をそれぞれの観察者又は操作者が操作して、同じ試料を観察する場合などが挙げられる。複数の画像取得ユニットが連携しない場合の例としては、以下が挙げられる。複数の画像取得ユニット１５０の少なくとも一方がそれぞれの位置から全く動かない場合やほとんど動かない場合があり、そもそも複数の画像取得ユニットが必要なく、一方は待避させておいて、他方を自由に動かす場合などがある。つまり、状況に応じて、これらの画像取得ユニット１５０が位置的に干渉しないようにする工夫が必要であることがわかる。こうした判断やプログラムは、必要に応じて、機械学習の結果を採用してもよい。複数の操作者が、いつも行う設定や、交渉等による互いの譲り合いなどの過程や結果を人工知能に学習させていくことによって、様々な状況下における連携をスムーズに行うことが可能となる。
【０１１３】
なお、上述の第１の実施形態では、第１のユニット１１１と第２のユニット１１２とがそれぞれ独立に動作する場合を例に挙げて説明した。しかしながらこれに限らない。観察装置１００の第１のユニット１１１と第２のユニット１１２とが、統合的に制御されてもよい。この制御は、筐体１０１内に設けられた１つの制御回路によって行われてもよいし、コントローラ２００によって行われてもよい。
【０１１４】
［第２の実施形態］
第２の実施形態について説明する。ここでは、第１の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。第２の実施形態に係る観察装置１００は、第１の実施形態における第１のユニット１１１と第２のユニット１１２との代わりに、図１４に示すように、第１の自走式ユニット１７０ａと、第２の自走式ユニット１７０ｂとを備える。
【０１１５】
第１の自走式ユニット１７０ａは、第１の実施形態に係る第１のユニット１１１の機能を有する。すなわち、第１の自走式ユニット１７０ａは、第１の撮像部１７２ａと第１の照明部１７３ａとを備える。また、第１の自走式ユニット１７０ａは、自走するために、第１の車輪１７１ａを備える。また、第１の自走式ユニット１７０ａは、第１の実施形態に係る第１の回路群１２０ａに相当する各種回路を備える。
【０１１６】
同様に、第２の自走式ユニット１７０ｂは、第１の実施形態に係る第２のユニット１１２の機能を有する。すなわち、第２の自走式ユニット１７０ｂは、第２の撮像部１７２ｂと第２の照明部１７３ｂとを備える。また、第２の自走式ユニット１７０ｂは、自走するために、第２の車輪１７１ｂを備える。また、第２の自走式ユニット１７０ｂは、第１の実施形態に係る第２の回路群１２０ｂに相当する各種回路を備える。
【０１１７】
第１の自走式ユニット１７０ａと第２の自走式ユニット１７０ｂとは、第１の車輪１７１ａ及び第２の車輪１７１ｂを用いて移動しながら、試料３００の撮影を行う。また、第１の自走式ユニット１７０ａと第２の自走式ユニット１７０ｂとが、それぞれ自己の現在位置を取得することができるように、本実施形態に係る透明板１０２には、位置情報を表す複数の反射パターンが描かれている。
【０１１８】
透明板１０２に描かれる反射パターンの例について図１５を参照して説明する。反射パターン８４０は、透明板１０２に均等に複数の点８４１が配置され、点８４１の各々の近傍には例えばバーコード８４２が配置されている。各々のバーコード８４２は、各々の点８４１の座標の情報を表す。なお、バーコード８４２に代えて、点８４１の座標の情報を表す２次元コード等が配置されてもよい。
【０１１９】
本実施形態では、第１の自走式ユニット１７０ａと第２の自走式ユニット１７０ｂとは、反射パターン８４０を撮影しながら走行し、この反射パターン８４０に含まれる情報を解析し、自己の現在地を取得する。
【０１２０】
なお、反射パターン８４０に相当するパターンが筐体１０１の底面に設けられており、第１の自走式ユニット１７０ａと第２の自走式ユニット１７０ｂとが、別途設けられた撮像部を用いて当該パターンの画像を取得することで、自己の現在地を取得するように観察装置１００は構成されていてもよい。また、画像によらず、磁気、電波、光その他の方法によって、第１の自走式ユニット１７０ａと第２の自走式ユニット１７０ｂとが自己の現在地を取得するように観察装置１００は構成されていてもよい。また、第１の自走式ユニット１７０ａと第２の自走式ユニット１７０ｂとは、衝突回避のため、互いの相対位置を把握するように構成されていてもよい。
【０１２１】
第１の自走式ユニット１７０ａと第２の自走式ユニット１７０ｂとの構成例を図１６を参照して説明する。第１の自走式ユニット１７０ａと第２の自走式ユニット１７０ｂとは同様の構成を有するので、ここでは、第１の自走式ユニット１７０ａと第２の自走式ユニット１７０ｂとを区別せずに自走式ユニット１７０の構成として説明する。
【０１２２】
自走式ユニット１７０は、第１の車輪１７１ａ又は第２の車輪１７１ｂを含む自走機構１７１と、第１の撮像部１７２ａ又は第２の撮像部１７２ｂを含む撮像部１７２と、第１の照明部１７３ａ又は第２の照明部１７３ｂを含む照明部１７３とを備える。また、自走式ユニット１７０は、制御回路１７５と、画像処理回路１７６と、記録回路１７７と、通信装置１７８とを備える。制御回路１７５は、第１の実施形態に係る観察側制御回路１２１と同様の機能を有する。したがって、制御回路１７５は、位置制御部１７５ａと、撮像制御部１７５ｂと、照明制御部１７５ｃと、通信制御部１７５ｄと、記録制御部１７５ｅと、測定制御部１７５ｆとしての機能を備える。本実施形態では、位置制御部１７５ａは、自走機構１７１の動作を制御する。その他の機能は、第１の実施形態と同様である。また、本実施形態に係る画像処理回路１７６、記録回路１７７、及び通信装置１７８も、第１の実施形態に係る画像処理回路１２２、観察側記録回路１２３、及び観察側通信装置１２４とそれぞれ同様の構成を有し、同様の機能を有する。
【０１２３】
本実施形態のコントローラ２００による、コントローラ制御の一例を図１７Ａ及び図１７Ｂに示すフローチャートを参照して説明する。
【０１２４】
ステップＳ４０１乃至ステップＳ４０４の処理は、第１の実施形態に係るコントローラ制御のステップＳ１０１乃至ステップＳ１０４と同様である。簡単には、ステップＳ４０１において、コントローラ側制御回路２１０は、本実施形態に係る測定プログラムが起動されたか否かを判定する。測定プログラムが起動していないとき、処理はステップＳ４０１を繰り返し、待機する。測定プログラムが起動したと判定されたとき、処理はステップＳ４０２に進む。ステップＳ４０２において、コントローラ側制御回路２１０は、観察装置１００との通信を確立させる。ステップＳ４０３において、コントローラ側制御回路２１０は、観察装置１００の電源をオンにすることをユーザが要求しているか否かを判定する。電源をオンにすることが要求されていないとき、処理はステップＳ４０５に進む。一方、電源をオンにすることが要求されているとき、処理はステップＳ４０４に進む。ステップＳ４０４において、コントローラ側制御回路２１０は、観察装置１００の電源をオンにすべき旨の命令を観察装置１００へと送信する。その後、処理はステップＳ４０５に進む。
【０１２５】
ステップＳ４０５において、コントローラ側制御回路２１０は、各々の自走式ユニット１７０の位置を取得する。すなわち、第１の自走式ユニット１７０ａから、反射パターン８４０に基づいて特定された第１の自走式ユニット１７０ａの位置に係る情報を受信する。同様に、第２の自走式ユニット１７０ｂから、第２の自走式ユニット１７０ｂの位置に係る情報を受信する。
【０１２６】
ステップＳ４０６において、コントローラ側制御回路２１０は、表示装置２７２にユーザが観察システム１の動作に関する入力を行うための選択用画像を表示させる。選択用画像は、例えば第１の実施形態の場合と同様のものである。ステップＳ４０７において、コントローラ側制御回路２１０は、各種設定の入力がなされたか否かを判定する。各種設定の入力がなされていないとき、処理はステップＳ４０９に進む。一方、各種設定の入力がなされたとき、処理はステップＳ４０８に進む。
【０１２７】
ステップＳ４０８において、コントローラ側制御回路２１０は、各種設定を行う。ここで行われる設定には、例えば以下が含まれる。すなわち、各々の自走式ユニット１７０の分担が設定されうる。すなわち、コントローラ側制御回路２１０は、試料数等に基づいて第１の自走式ユニット１７０ａと第２の自走式ユニット１７０ｂとの役割を特定する。また、試料数や、それに基づく自走式ユニット１７０の初期位置を含む移動パターンが設定されうる。その他、第１の実施形態の場合と同様の設定がされうる。例えば、画像の送信先としてコントローラ２００又はその他の機器が指定されうる。また、試料３００の撮影を行う条件が指定されうる。また、撮像部１５２を用いた撮影の露光時間、絞り、焦点位置等の撮影パラメータが指定されうる。さらに、移動パターンに基づいて、試料３００をスキャンしながら撮影する際の走査パターンが設定されうる。その他、必要な設定がされうる。ステップＳ４０８の後、処理はステップＳ４０９に進む。ここでも、試料数に着目した記載をしているが、これは他の実施例でも述べたように、「試料の特性」と書き直されてもよい。また、観察状況にもよるので、試料数は「観察状況」と書き直されることも可能である。
【０１２８】
ステップＳ４０９乃至ステップＳ４２１の処理は、第１の実施形態に係るコントローラ制御のステップＳ１１０乃至ステップＳ１２２と同様である。簡単には、ステップＳ４０９において、コントローラ側制御回路２１０は、観察装置１００に向けて情報を送信するか否かを判定する。情報を送信しないとき、処理はステップＳ４０９に進む。一方、情報を送信するとき、処理はステップＳ４１０に進む。ステップＳ４１０において、コントローラ側制御回路２１０は、入力装置２７４を介して入力された情報を観察装置１００へと送信する。その後、処理はステップＳ４１１に進む。
【０１２９】
ステップＳ４１１において、コントローラ側制御回路２１０は、観察装置１００による撮影について、撮影すべき位置がユーザによって手動で指定されたか否かを判定する。撮影位置が指定されていないとき、処理はステップＳ４１３に進む。一方、撮影位置が指定されているとき、処理はステップＳ４１２に進む。
【０１３０】
ステップＳ４１２において、コントローラ側制御回路２１０は、入力装置２７４を介して入力された撮影位置を観察装置１００へと送信する。例えば、第１の自走式ユニット１７０ａと第２の自走式ユニット１７０ｂとのうち何れか一方のユニットの位置が指定されたとする。このとき、コントローラ側制御回路２１０は、指定された一方のユニットの位置を観察装置１００へと送信する。また、第１の自走式ユニット１７０ａと第２の自走式ユニット１７０ｂとが衝突すると判定されたとき、コントローラ側制御回路２１０は、指定されていない他方の自走式ユニットの位置も指定された自走式ユニットと衝突しないように指示する衝突回避情報を送信する。その後、処理はステップＳ４１３に進む。
【０１３１】
ステップＳ４１３において、コントローラ側制御回路２１０は、観察装置１００の測定の開始をユーザが要求しているか否かを判定する。測定開始が要求されていないとき、処理はステップＳ４１４に進む。一方、測定開始が要求されているとき、処理はステップＳ４１４に進む。ステップＳ４１４において、コントローラ側制御回路２１０は、測定を開始すべき旨の命令を観察装置１００へと送信する。その後、処理はステップＳ４１５に進む。
【０１３２】
ステップＳ４１５において、コントローラ側制御回路２１０は、観察装置１００から情報を取得することをユーザが要求しているか否かを判定する。情報要求がされていないとき、処理はステップＳ４１７に進む。一方、情報要求がされているとき、処理はステップＳ４１６に進む。ステップＳ４１６において、コントローラ側制御回路２１０は、ユーザが要求している情報を送信すべき旨の命令を観察装置１００へと送信する。その後、処理はステップＳ４１７に進む。
【０１３３】
ステップＳ４１７において、コントローラ側制御回路２１０は、ステップＳ４１６で要求した情報を受信したか否かを判定する。情報を受信していないとき、処理はステップＳ４１９に進む。一方、情報を受信したとき、処理はステップＳ４１８に進む。ステップＳ４１８において、コントローラ側制御回路２１０は、受信した情報を表示装置２７２に表示させたり、コントローラ側記録回路２３０に記録したりする。その後、処理はステップＳ４１９に進む。
【０１３４】
ステップＳ４１９において、コントローラ側制御回路２１０は、観察装置１００の電源をオフにすることをユーザが要求しているか否かを判定する。電源をオフにすることが要求されていないとき、処理はステップＳ４２１に進む。一方、電源をオフにすることが要求されているとき、処理はステップＳ４２０に進む。ステップＳ４２０において、コントローラ側制御回路２１０は、観察装置１００の電源をオフにすべき旨の命令を観察装置１００へと送信する。その後、処理はステップＳ４２１に進む。
【０１３５】
ステップＳ４２１において、コントローラ側制御回路２１０は、測定プログラムが終了したか否かを判定する。測定プログラムが終了しているとき、処理はステップＳ４０１に戻る。一方、測定プログラムが終了していないとき、処理はステップＳ４０３に戻る。すなわち、上述の動作は、繰り返し実行される。
【０１３６】
次に、上述のコントローラ２００の動作に対応して行われる観察装置１００の自走式ユニット１７０の動作について、図１８に示すフローチャートを参照して説明する。ここで説明する動作は、第１の自走式ユニット１７０ａと第２の自走式ユニット１７０ｂとのそれぞれで行われる。
【０１３７】
ステップＳ５０１乃至ステップＳ５０３の処理は、第１の実施形態に係る観察装置制御のステップＳ２０１乃至ステップＳ２０３と同様である。簡単には、ステップＳ５０１において、制御回路１７５は、電源をオンにするか否かを判定する。電源をオンにしないとき、処理はステップＳ５０１を繰り返して待機する。一方、電源をオンにすると判定されたとき、処理はステップＳ５０２に進む。ステップＳ５０２において、制御回路１７５は、電源をオンに切り替えて、観察装置１００の各部に電力を投入する。ステップＳ５０３において、制御回路１７５は、コントローラ２００との通信を確立する。
【０１３８】
ステップＳ５０４において、制御回路１７５は、透明板１０２上の反射パターン８４０を撮影し、反射パターン８４０に基づいて、自走式ユニット１７０自身の位置を特定する。制御回路１７５は、当該位置をコントローラ２００に向けて送信する。
【０１３９】
ステップＳ５０５において、制御回路１７５は、コントローラ２００から確立した通信を介して情報を取得するか否かを判定する。情報を取得しないとき、処理はステップＳ５０７に進む。一方、情報を取得するとき、処理はステップＳ５０６に進む。ステップＳ５０６において、制御回路１７５は、コントローラ２００から送信された情報を取得する。ここで取得される情報には、例えば移動パターンに係る情報、撮影条件、撮影間隔、その他パラメータ等を含む測定の条件、測定結果の記録の方法、測定結果の送信条件等の条件情報が含まれうる。その後、処理はステップＳ５０７に進む。
【０１４０】
ステップＳ５０７において、制御回路１７５は、分担情報を取得するか否かを判定する。例えば、コントローラ２００によるコントローラ制御のステップＳ４０８で設定された分担情報が、ステップＳ４１０で送信されたとき、分担情報を取得すると判定される。分担情報を取得しないとき、処理はステップＳ５０９に進む。一方、分担情報を取得するとき、処理はステップＳ５０８に進む。
【０１４１】
ステップＳ５０８において、制御回路１７５は、分担情報を取得し、取得した分担情報に応じた動作を行う。その後、処理はステップＳ５０９に進む。
【０１４２】
ステップＳ５０９乃至ステップＳ５１４の処理は、第１の実施形態に係る観察装置制御のステップＳ２０６乃至ステップＳ２１４と同様である。簡単には、ステップＳ５０９において、制御回路１７５は、マニュアルによる位置指定があったか否かを判定する。この処理は、例えばコントローラ制御処理のステップＳ４１２に対応する。撮影の指示がないとき、処理はステップＳ５１１に進む。一方、撮影の指示があるとき、処理はステップＳ５１０に進む。ステップＳ５１０において、制御回路１７５は、自走機構１７１を動作させて、指示された位置に撮像部１７２を移動させ、撮像部１７２に当該位置における画像の取得を行わせる。この際、コントローラ２００から衝突回避情報を受信したとき、衝突回避のため、制御回路１７５は、衝突回避情報に基づいて、自走機構１７１を動作させる。制御回路１７５は、得られた画像を通信装置１７８を介してコントローラ２００へと送信する。その後、処理はステップＳ５１１に進む。
【０１４３】
ステップＳ５１１において、制御回路１７５は、測定を開始するタイミングであるか否かを判定する。測定を開始するタイミングでないとき、処理はステップＳ５１３に進む。一方、測定を開始するタイミングであるとき、処理はステップＳ５１２に進む。ステップＳ５１２において、制御回路１７５は、スキャン・画像取得処理により測定を行う。すなわち、制御回路１７５は、自走機構１７１に指令して撮像部１７２の位置を変えながら、撮像部１７２に撮像を繰り返し行わせる。スキャン・画像取得処理は、図１３を参照して説明した処理と同様の処理である。スキャン・画像取得処理の後、処理はステップＳ５１３に進む。
【０１４４】
ステップＳ５１３において、制御回路１７５は、コントローラ２００から情報の要求があるか否かを判定する。情報の要求が無いとき、処理はステップＳ５１５に進む。一方、情報の要求があるとき、処理はステップＳ５１４に進む。ステップＳ５１４において、制御回路１７５は、コントローラ２００から要求された情報を通信装置１７８を介してコントローラ２００に送信する。その後、処理はステップＳ５１５に進む。
【０１４５】
ステップＳ５１５において、制御回路１７５は、観察装置制御処理を終了するか否かを判定する。観察装置制御処理を終了するとき、当該処理は終了する。一方、終了しないとき、ステップＳ５１６に進む。ステップＳ５１６において、制御回路１７５は、電源をオフにするか否かを判定する。電源をオフにしないとき、処理はステップＳ５０４に戻る。一方、電源をオフにすると判定されたとき、処理はステップＳ５１７に進む。ステップＳ５１７において、制御回路１７５は、観察装置１００の各部の電源をオフにする。その後、処理はステップＳ５０１に戻る。以上のようにして、観察装置１００の自走式ユニット１７０は、繰り返し測定を行う。
【０１４６】
本実施形態のように、観察装置１００に複数の自走式ユニット１７０が設けられるような構成においても、第１の実施形態と同様に動作し、同様の効果を得ることができる。
【０１４７】
なお、ここでは、コントローラ２００が観察装置１００の第１の自走式ユニット１７０ａと第２の自走式ユニット１７０ｂとの動作を制御する例を示したが、これに限らない。第１の自走式ユニット１７０ａと第２の自走式ユニット１７０ｂとが通信し、上述の説明においてコントローラ２００が行っている処理の一部を第１の自走式ユニット１７０ａと第２の自走式ユニット１７０ｂとが担ってもよい。
【０１４８】
［第３の実施形態］
第３の実施形態について説明する。ここでは、第１の実施形態及び第２の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。第１の実施形態及び第２の実施形態では、撮像部が２つである例を示した。しかしながら、撮像部の数は２つに限らず、２つ以上のいくつであってもよい。また、第１の実施形態及び第２の実施形態では、観察装置１００とコントローラ２００とが分離しており、それらがそれぞれ所定の機能を分担している例を示した。しかしながら、観察装置１００とコントローラ２００との機能の分担は、どのようなものでもよい。すなわち、第１の実施形態及び第２の実施形態で観察装置１００が担っているとした機能の一部をコントローラ２００が担ってもよいし、その逆でもよい。観察システム１全体として、上述のような機能を有していればよい。
【０１４９】
また、第１又は第２の実施形態と同様に、観察システム１は、試料を撮像するための複数の撮像部があり、これらが連携するものである。つまり、試料に対する撮影位置を変更するために撮像部の各々を移動させる複数の移動機構を有する観察システムを用いた観察方法に関する工夫が必要である。この観察方法は、前記試料の特徴を判定するステップを有し、上記試料の特徴から複数の撮像部のそれぞれの移動によって、お互いの動きが阻害されず効果的に状況に応じた画像を取得できることを可能にする。このため、当該観察方法は、それぞれの撮像部の動きパターンを決定するステップを含むことが重要である。当該観察方法は、この決められた移動パターンに従って、移動機構の各々に撮像部の各々を移動させながら、撮像部の各々に撮影させるように、移動機構及び撮像部の動作を制御するステップを備える。したがって、ここで説明する観察システム及び観察方法は、試料の状況、試料の数、観察者、観察者の数、観察状況などに応じて、各撮像部のお互いの動き及び観察を極力阻害せず、効果的に連携して効率的な観察を可能とする。こうした観察システムの動きの制御や観察方法は、必要に応じて、専用の装置で機械学習ができるシステムを用意しておき、その結果が採用されてもよい。これは、複数の操作者が、いつも行う設定、交渉等によるお互いの操作の順番、譲り合いなどの過程及び結果を人工知能に学習させていくことによって実現でき、機械学習の結果、先取りしてアドバイスしたり実行したりして、様々な状況下における連携をスムーズに取ることが可能となる。
【０１５０】
観察システム１は、全体として図１９に示すような機能を有していればよい。すなわち、観察システム１は、複数の画像取得ユニット７２０ａ，７２０ｂ，７２０ｃ…を有している。各々の画像取得ユニットは、撮像部７２１ａ，７２１ｂ，７２１ｃ…を有している。また、各々の画像取得ユニットは、照明部７２２ａ，７２２ｂ，７２２ｃ…を有している。また、各々の画像取得ユニットは、移動機構７２３ａ，７２３ｂ，７２３ｃ…を有している。
【０１５１】
また、観察システム１は、制御部７１０を有する。制御部７１０は、位置制御部７１１、撮像制御部７１２、照明制御部７１３、画像処理部７１４、測定制御部７１５、移動パターン決定部７１６、表示制御部７１７、及び記録制御部７１８としての機能を有する。これらの機能は、１つの装置によって実現されてもよいし、例えば観察装置とコントローラのように複数の装置によって分担されてもよい。観察システム１全体としてこれらの機能が実現されればよい。また、制御部７１０の機能の少なくとも一部は、複数のコントローラに実装されてもよい。例えば複数の操作者が、それぞれコントローラを操作して、複数の画像取得ユニットの操作を行ってもよい。このようにすると、１つの観察装置によって、複数のユーザが各々の興味に基づいて異なる又は同一の試料の観察を同時に行うことができる。また、観察システム１は、表示装置７３１と、入力装置７３２と、記録回路７３３とを有する。
【０１５２】
観察システム１は、全体として図２０にフローチャートを示すような動作を行う。すなわち、ステップＳ６０１において、制御部７１０は、測定に係る設定を行うか否かを判定する。設定を行わない場合、処理はステップＳ６０５に進む。一方、設定を行う場合、処理はステップＳ６０２に進む。
【０１５３】
ステップＳ６０２において、制御部７１０は、試料数が変更されたか否かを判定する。試料数が変更されていないとき、処理はステップＳ６０４に進む。一方、試料数が変更されたとき、ステップＳ６０３に進む。ステップＳ６０３において、制御部７１０は、試料数に応じた移動パターンを決定する。その後、処理はステップＳ６０４に進む。ステップＳ６０４において、制御部７１０は、撮影条件、各種パラメータ等の設定を行う。その後、処理はステップＳ６０５に進む。
【０１５４】
ステップＳ６０５において、制御部７１０は、測定を行うタイミングであるか否かを判定する。測定を行うタイミングでないとき、処理はステップＳ６０７に進む。一方、測定を行うタイミングであるとき、処理はステップＳ６０６に進む。ステップＳ６０６において、制御部７１０は、ステップＳ６０３及びステップＳ６０４等で設定された条件に従って、画像取得ユニット７２０ａ，７２０ｂ，７２０ｃ…を移動させながら撮影を行う測定動作を行う。その後、処理はステップＳ６０７に進む。
【０１５５】
ステップＳ６０７において、制御部７１０は、マニュアル位置指定を行うか否かを判定する。マニュアル位置指定を行わないとき、処理はステップＳ６０９に進む。一方、マニュアル位置指定を行うとき、処理はステップＳ６０８に進む。ステップＳ６０８において、制御部７１０は、複数の画像取得ユニットのうちいずれかを入力に従ってマニュアル移動させる。また、制御部７１０は、画像取得ユニットのマニュアル移動に伴って複数の画像取得ユニットが互いに衝突しないように、マニュアル移動を行う画像取得ユニット以外の画像取得ユニットについても、必要に応じた衝突回避動作を行う。その後、処理はステップＳ６０９に進む。
【０１５６】
ステップＳ６０９において、制御部７１０は、手動測定を開始するか否かを判定する。手動測定を開始しないとき、処理はステップＳ６１１に進む。一方に、手動測定を開始するとき、処理はステップＳ６１０に進む。ステップＳ６１０において、制御部７１０は、設定に従って測定動作を行う。その後、処理はステップＳ６１１に進む。
【０１５７】
ステップＳ６１１において、制御部７１０は、処理を終了するか否かを判定する。処理を終了しないとき、処理はステップＳ６０１に戻る。一方、処理を終了するとき、本システム制御処理を終了する。
【０１５８】
以上のように、観察システム１は、全体として第１の実施形態及び第２の実施形態に係る観察システムと同様の機能を有していれば、どのような構成をとってもよい。観察システム１によれば、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【０１５９】
１…観察システム、１００…観察装置、１０１…筐体、１０２…透明板、１１０…第１の制御部、１１１…第１のユニット、１１２…第２のユニット、１２０ａ…第１の回路群、１２０ｂ…第２の回路群、１２１…観察側制御回路、１２１ａ…第１の制御回路、１２１ｂ…第２の制御回路、１２２…画像処理回路、１２２ａ…第１の画像処理回路、１２２ｂ…第２の画像処理回路、１２３…観察側記録回路、１２３ａ…第１の記録回路、１２３ｂ…第２の記録回路、１２４…観察側通信装置、１２４ａ…第１の通信装置、１２４ｂ…第２の通信装置、１３１…位置制御部、１３２…撮像制御部、１３３…照明制御部、１３４…通信制御部、１３５…記録制御部、１３６…測定制御部、１４０…移動機構、１４０ａ…第１の移動機構、１４０ｂ…第２の移動機構、１４２ａ…第１のＸアクチュエータ、１４２ｂ…第２のＸアクチュエータ、１４４ａ…第１のＹアクチュエータ、１４４ｂ…第２のＹアクチュエータ、１５０…画像取得ユニット、１５０ａ…第１の画像取得ユニット、１５０ｂ…第２の画像取得ユニット、１５２…撮像部、１５２ａ…第１の撮像部、１５２ｂ…第２の撮像部、１５３…撮像光学系、１５４…撮像素子、１５５…照明部、１５５ａ…第１の照明部、１５５ｂ…第２の照明部、１５６…照明光学系、１５７…光源、１５８…支持部、１５８ａ…第１の支持部、１５８ｂ…第２の支持部、１７０…自走式ユニット、１７０ａ…第１の自走式ユニット、１７０ｂ…第２の自走式ユニット、１７１…自走機構、１７１ａ…第１の車輪、１７１ｂ…第２の車輪、１７２…撮像部、１７２ａ…第１の撮像部、１７２ｂ…第２の撮像部、１７３…照明部、１７３ａ…第１の照明部、１７３ｂ…第２の照明部、１７５…制御回路、１７５ａ…位置制御部、１７５ｂ…撮像制御部、１７５ｃ…照明制御部、１７５ｄ…通信制御部、１７５ｅ…記録制御部、１７５ｆ…測定制御部、１７６…画像処理回路、１７７…記録回路、１７８…通信装置、２００…コントローラ、２１０…コントローラ側制御回路、２１１…システム制御部、２１２…表示制御部、２１３…記録制御部、２１４…通信制御部、２１５…移動パターン決定部、２３０…コントローラ側記録回路、２４０…コントローラ側通信装置、２７０…入出力装置、２７２…表示装置、２７４…入力装置、７１０…制御部、７１１…位置制御部、７１２…撮像制御部、７１３…照明制御部、７１４…画像処理部、７１５…測定制御部、７１６…移動パターン決定部、７１７…表示制御部、７１８…記録制御部、７２０ａ，７２０ｂ，７２０ｃ…画像取得ユニット、７２１ａ，７２１ｂ，７２１ｃ…撮像部、７２２ａ，７２２ｂ，７２２ｃ…照明部、７２３ａ，７２３ｂ，７２３ｃ…移動機構、７３１…表示装置、７３２…入力装置、７３３…記録回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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