(57)【要約】【課題】迅速な優先観察を可能とする観察装置を提供する。【解決手段】観察装置１００は、試料３００を撮像するための撮像部１１０と、撮像部１１０を移動させる移動機構１３０と、移動機構１３０及び撮像部１１０の動作を連携して制御する観察側制御回路１６０と、対象物の一部に対する優先観察位置を指定可能とした操作部１４０と、を備える。観察側制御回路１６０は、対象物の一部を含む所定領域を観察するための移動機構１３０及び撮像部１１０の動作の連携制御時に、優先して撮像部１１０を優先観察位置へ移動させる。【選択図】図２
2018028593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物を撮像するための撮像部と、
前記撮像部を移動させる移動機構と、
前記移動機構及び前記撮像部の動作を連携して制御する制御部と、
を備える観察装置であって、
前記対象物の一部に対する優先観察位置を指定可能とした位置指定部を更に備え、
前記制御部は、前記対象物の一部を含む所定領域を観察するための前記移動機構及び前記撮像部の動作の連携制御時に、優先して前記撮像部を前記優先観察位置へ移動させる、
観察装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記優先観察位置から、前記対象物の一部を含む前記所定領域を観察するために特定の規則に従って時系列で前記移動機構及び前記撮像部の動作を制御する、
請求項１に記載の観察装置。
【請求項３】
前記優先観察位置を初期位置からの移動機構駆動量として記憶する、または、前記移動機構の移動制御位置誤差を記憶する記憶部を更に備える、
請求項１に記載の観察装置。
【請求項４】
前記位置指定部による前記優先観察位置の指定時に、観察位置確認用の照明を行う照明部を更に備える、
請求項１乃至３の何れか１項に記載の観察装置。
【請求項５】
前記移動機構は、前記撮像部を移動させる際の移動誤差を有し、
前記制御部は、前記優先観察位置から前記特定の規則に従って前記撮像部を移動させる際、前記移動誤差を補正しながら移動させるよう、前記移動機構を制御する、
請求項２に記載の観察装置。
【請求項６】
前記移動機構は、送りねじを含み、
前記移動誤差は、前記撮像部の移動開始時の前記送りねじのねじ山に対する位置と、前記送りねじの回転方向との関係により規定され、
前記制御部は、前記優先観察位置から前記特定の規則に従って前記撮像部を移動させる際、前記撮像部の移動方向を反転させた時に、前記移動誤差を補正するよう、前記移動機構を制御する、
請求項５に記載の観察装置。
【請求項７】
前記移動機構は、駆動ローラにより駆動される送りベルトを含み、
前記移動誤差は、前記送りベルトの延び量に応じて変化する前記駆動ローラの回転量と前記送りベルトの移動量との関係により規定され、
前記制御部は、前記優先観察位置から前記特定の規則に従って前記撮像部を移動させる際、前記駆動ローラの回転量と前記送りベルトの移動量との前記関係を取得し、その取得した前記関係に基づいて前記移動誤差を補正するよう、前記移動機構を制御する、
請求項５に記載の観察装置。
【請求項８】
前記移動誤差は、前記撮像部を高速に移動させる際に発生する前記送りベルトの延びによっても規定され、
前記制御部は、前記撮像部を高速移動させた際には、前記移動誤差を補正するために、前記駆動ローラの回転方向を逆転しまた正転する補助駆動を行うよう、前記移動機構を制御する、
請求項７に記載の観察装置。
【請求項９】
対象物を撮像するための撮像部の動作と前記撮像部を移動させる移動機構の動作とを連携して制御する観察方法であって、
前記対象物の一部に対する優先観察位置を指定することと、
前記対象物の一部を含む所定領域を観察するための前記移動機構及び前記撮像部の動作の連携制御時に、優先して前記撮像部を前記優先観察位置へ移動させる、
観察方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の観察装置であって、通信装置をさらに備える観察装置と、
前記通信装置を介して前記観察装置と通信をし、前記観察装置の動作を制御するコントローラと、
を備える観察システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、観察装置、観察方法及び観察システムに関する。
【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回の撮像を行い、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。
【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】
上記特許文献１に開示の撮像部移動式の観察装置は、スキャンと観察を繰り返し、迅速な観察ができない。
【０００５】
本発明は、撮像部移動式の観察装置であって、迅速な優先観察を可能とした観察装置及び観察方法、並びに、当該観察装置を有する観察システム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、対象物を撮像するための撮像部と、前記撮像部を移動させる移動機構と、前記移動機構及び前記撮像部の動作を連携して制御する制御部と、を備える観察装置であって、前記対象物の一部に対する優先観察位置を指定可能とした位置指定部を更に備え、前記制御部は、前記対象物の一部を含む所定領域を観察するための前記移動機構及び前記撮像部の動作の連携制御時に、優先して前記撮像部を前記優先観察位置へ移動させる。  
本発明の別の態様によれば、観察方法は、対象物を撮像するための撮像部の動作と前記撮像部を移動させる移動機構の動作とを連携して制御する観察方法であって、前記対象物の一部に対する優先観察位置を指定することと、前記対象物の一部を含む所定領域を観察するための前記移動機構及び前記撮像部の動作の連携制御時に、優先して前記撮像部を前記優先観察位置へ移動させる。  
本発明の更に別の態様によれば、観察システムは、前記観察装置であって、通信装置をさらに備える観察装置と、前記通信装置を介して前記観察装置と通信をし、前記観察装置の動作を制御するコントローラと、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、撮像部移動式の観察装置であって、迅速な優先観察ができる観察装置及び観察方法、並びに、当該観察装置を有する観察システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１実施形態に係る観察システムの構成例の概略を示す斜視図である。
【図２】図２は、第１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実施形態に係る観察システムを構成する第１実施形態に係る観察装置における試料周辺の構成例の概略を示す側面図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る観察システムを構成するコントローラにおける入出力装置の表示構成例の概略を示す、コントローラの平面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、第１実施形態に係る観察装置による観察装置制御処理の一例を示すフローチャートの第１の部分を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、第１実施形態に係る観察装置による観察装置制御処理の一例を示すフローチャートの第２の部分を示す図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係る観察装置における撮像部の移動方向によるバックラッシュ補正を説明するための図である。
【図７Ａ】図７Ａは、第１実施形態に係る観察装置による画像取得について説明するための図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、第１実施形態に係る観察装置による撮像部移動パターンを説明するための図である。
【図８】図８は、第１実施形態に係る観察システムで得られる観察のデータの構成例の概略を示す図である。
【図９Ａ】図９Ａは、第１実施形態におけるコントローラによるコントローラ制御処理の一例を示すフローチャートの第１の部分を示す図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、第１実施形態におけるコントローラによるコントローラ制御処理の一例を示すフローチャートの第２の部分を示す図である。
【図１０】図１０は、第１実施形態におけるコントローラを用いた観察開始時の原点指定操作の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、第２実施形態に係る観察システムの構成例の概略を示す斜視図である。
【図１２】図１２（Ａ）は、第２実施形態に係る観察装置における初期位置判定を説明するための図であり、図１２（Ｂ）は、第２実施形態に係る観察装置における補助駆動を説明するための図であり、図１２（Ｃ）は、第２実施形態に係る観察装置における応答待ち駆動を説明するための図である。
【図１３】図１３（Ａ）は、第２実施形態に係る観察装置においてベルトが伸長していない状態を示す図であり、図１３（Ｂ）は、同じくベルトが伸長してしまった状態を説明するための図である。
【図１４】図１４（Ａ）は、第２実施形態に係る観察装置においてベルトが伸長していないときの画像の結合を説明するための図であり、図１４（Ｂ）は、同じくベルトが伸長してしまったときの画像の結合を説明するための図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、第２実施形態に係る観察装置による観察装置制御処理の一例を示すフローチャートの第１の部分を示す図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、第２実施形態に係る観察装置による観察装置制御処理の一例を示すフローチャートの第２の部分を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［第１実施形態］  
本発明の第１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、培養中の細胞等を撮影し、撮影画像を記録するためのシステムである。
【００１０】
〈観察システムの構成〉  
図１に示すように、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。
【００１１】
観察装置１００は、おおよそ平板形状の筐体１０１を有している。観察装置１００は、例えば図示しないインキュベータ内に設置され、あるいはクリーンベンチの中で作業され、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。
【００１２】
観察装置１００の筐体１０１の上面には、透明板１０２が設けられている。この透明板１０２の上に、試料３００が載置される。観察装置１００の筐体１０１の内部には、撮像部１１０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。
【００１３】
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。
【００１４】
（試料について）  
観察システム１の観察対象である試料３００は、例えば次のようなものである。容器３０１内に培地３０２が入れられ、培地３０２内で細胞３０３が培養されている。容器３０１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得る。このように、容器３０１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３０１の形状、大きさ等は限定されない。培地３０２は、液体培地でも固体培地でも良い。観察対象は例えば細胞３０３であるが、これは、接着性の細胞でも良いし、浮遊性の細胞でも良い。また、細胞３０３は、スフェロイドや組織であっても良い。さらに、細胞３０３は、どのような生物に由来しても良く、菌等であっても良い。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３０１の上面には、容器蓋３０４が配置される。容器蓋３０４は、後述する照明光を反射するものである。
【００１５】
（観察装置について）  
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良い。
【００１６】
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る。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。なお、この実施形態では、インキュベータ内利用を想定し、細胞に注力した用途を強調しているが、過酷な使用環境に耐える、細部を拡大して確認するための観察装置として一般化できることは言うまでもない。
【００１７】
筐体１０１内の撮像部１１０は、支持部１０３に固定され支持されている。撮像部１１０は、試料３００の方向を撮像し、試料３００の局部画像を取得する。
【００１８】
また、支持部１０３の撮像部１１０の近傍には、試料３００を照明する照明部１２０が固定され支持されている。照明部１２０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射出する。
【００１９】
撮像部１１０及び照明部１２０が固定された支持部１０３は、移動機構１３０によって移動させられる。移動機構１３０は、支持部１０３をＸ軸方向に移動させるための、Ｘ送りねじ１３１とＸアクチュエータ１３２とを備える。また、移動機構１３０は、支持部１０３をＹ軸方向に移動させるための、Ｙ送りねじ１３３とＹアクチュエータ１３４とを備える。つまり、この観察装置１００は、試料３００など対象物を撮像する撮像部１１０と、この撮像部１１０を移動させる移動機構１３０とを有する。これらの移動機構１３０及び撮像部１１０の動作は、後述する制御部によって連携して制御される。なお、この制御部自体が１つである必要はなく、移動制御部と撮像制御部とが、所定のシーケンスで連携しても良い。この時、絶対位置を判定しながら位置制御を行っても良いが、アクチュエータの駆動量で相対制御する構成、方法もある。この場合、どの位置を基準位置、初期位置とするかが重要であるが、図示はしていないが、磁気センサやフォトカプラや特定位置マーカー等で、初期位置判定ができるようになっている。この初期位置から、どれぐらいのアクチュエータ駆動をするかで、撮像部１１０の正確な位置調整、位置制御が可能である。
【００２０】
筐体１０１の前面には、この移動機構１３０による支持部１０３のＸ軸方向移動及びＹ軸方向移動を指示するための操作部１４０が設けられている。この操作部１４０は、例えば、Ｘ軸方向の移動を指示するためのスライド釦とＹ軸方向の移動を指示するためのスライド釦として構成されても良いし、十字方向キー等で構成しても良い。これによって、ユーザは、好きな位置、気になる位置を優先観察位置として、重点的且つ優先的に観察が可能となる。しかし、これでは狭い範囲しか観察できないので、特定のシーケンスで各部を順次撮像して、可動部に対応する観察域全体、もしくは観察域の一部が特定の範囲で観察できるようになっている。つまり、制御部として後述する観察側制御回路１６０が設けられており、上記優先観察位置から、上記観察域の少なくとも一部を含む所定領域を観察するために、特定の規則に従って時系列で移動機構１３０及び撮像部１１０の動作を制御する。この優先観察位置に、ユーザが撮像部１１０を移動させると、移動機構１３０のガタや遊びによって、前述の基準位置、初期位置との相対位置関係がわからなくなってしまう事が考えられる。そこで、例えば、優先観察位置でガタ取り制御をしたり、一度、初期位置出しをして、相対位置を判定したりすることで、優先観察位置を初期位置からの移動機構駆動量とする、または、移動機構１３０の移動制御位置の誤差をキャンセル可能にしている。この基準位置、初期位置は、撮像部１１０のＸ、Ｙ方向の駆動端部などに、位置を決めて設けたセンサ類の出力で判定すれば良い。
【００２１】
このとき、優先観察位置は、上記初期位置基準のアクチュエータ移動量として記録しておけば、様々な移動制御後も、同じ場所を繰り返し何度もモニタ可能となる。また、ガタ取りやたわみ取りなどの制御を行って、そこを仮の初期位置として、その周囲を相対的にモニタして、特定領域を観察する方法もある。こうした、初期位置情報を記憶する記憶部として後述する観察側記録回路１７０を更に備える観察装置１００とすることで、任意の位置の優先観察と、特定の範囲の移動連携観察との位置の正確さを両立させることができる。
【００２２】
なお、Ｚ軸方向の撮像位置は、撮像部１１０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、移動機構１３０は支持部１０３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良い。この制御もＸ、Ｙ軸方向と同様、初期位置からの相対制御で制御しても良く、ステッピングモータで絶対位置に移動制御できるようにしている。
【００２３】
筐体１０１の内部には、撮像部１１０、照明部１２０及び移動機構１３０の動作を制御するための回路群１０４が設けられている。回路群１０４には、観察側通信装置１５０が設けられている。観察側通信装置１５０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。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、有線によって通信が行われても良い。このように、筐体１０１の内部に、透明板１０２を介した撮像によって画像データを生成する撮像部１１０と、撮像部１１０を移動させる移動機構１３０と、を設けることによって、信頼性が高く、取り扱いや洗浄が容易であり、コンタミネーション等を防止できる構造にすることが可能である。
【００２４】
観察システム１の機能ブロックを示す図２を参照して、観察システム１の詳細を更に説明する。
【００２５】
撮像部１１０は、撮像光学系１１１と撮像素子１１２とを含む。撮像部１１０は、撮像光学系１１１を介して撮像素子１１２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。
【００２６】
また、照明部１２０は、照明光学系１２１と光源１２２とを備える。光源１２２から射出された照明光は、照明光学系１２１を介して試料３００へと照射される。光源１２２は、例えばＬＥＤを含む。なお、照明部１２０は支持部１０３に配置されていると述べたが、照明光学系１２１の光放射部が支持部１０３に配置されていれば良く、例えば光源１２２は、観察装置１００の何れの場所に配置されていても良い。
【００２７】
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、支持部１０３に設けられた照明部１２０の照明光学系１２１から射出された照明光は、容器３０１の上面に設けられた透明プラスチックの容器蓋３０４に照射される。この容器蓋３０４は、照射された照明光の一部を透過し、他を反射する。容器蓋３０４は反射板として構成しても良い。容器蓋３０４で反射された光は、細胞３０３を照明して撮像部１１０の撮像光学系１１１に入射する。照明光によって照明される領域は、少なくとも、撮像部１１０が１回に撮像する試料３００の局所領域をカバーする。
【００２８】
また、図２に示すように、観察装置１００は、上述の撮像部１１０、照明部１２０、移動機構１３０、操作部１４０及び観察側通信装置１５０に加えて、観察側制御回路１６０と、観察側記録回路１７０と、画像処理回路１８０と、を備える。観察側通信装置１５０、観察側制御回路１６０、観察側記録回路１７０及び画像処理回路１８０は、例えば上述の回路群１０４に配置されている。
【００２９】
観察側制御回路１６０は、観察装置１００の各部の動作を制御する。観察側制御回路１６０は、位置制御部１６１、撮像制御部１６２、照明制御部１６３、記録制御部１６４、通信制御部１６５、及び観察制御部１６６としての機能を備える。ここで、位置制御部１６１は、移動機構１３０の動作を制御し、支持部１０３の位置を制御する。撮像制御部１６２は、撮像部１１０の動作を制御し、撮像部１１０に試料３００の画像を取得させる。つまり、この観察装置１００の移動機構１３０及び撮像部１１０の動作は、観察側制御回路１６０の位置制御部１６１と撮像制御部１６２とによって連携して制御される。この連携制御においては、位置を正しく制御することが重要であり、この時、絶対位置を判定しながら位置制御を行っても良いが、アクチュエータの駆動量で相対制御しても良い。この場合、どの位置を基準位置、初期位置とするかが重要であり、図示はしていないが、磁気センサやフォトカプラや特定位置マーカー等で、初期位置判定ができるようになっている。この基準位置、初期位置は、撮像部１１０のＸ、Ｙ方向の駆動端部などに、位置を決めて設けた磁気センサやフォトカプラや特定位置マーカー等センサ類の出力で判定すれば良いが、移動する撮像部１１０は、これらのセンサが反応する部材や構造を設けておくものとする。この基準位置、初期位置から、どれぐらいのアクチュエータ駆動をするかで、撮像部１１０の正確な位置調整、位置制御が可能である。こうした、位置調節用のデータは観察側記録回路１７０が記録しても良い。また、照明制御部１６３は、照明部１２０の動作を制御する。記録制御部１６４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。通信制御部１６５は、観察側通信装置１５０を介したコントローラ２００との通信を管理する。観察制御部１６６は、観察を行うタイミングや回数など、観察全体を制御する。
【００３０】
観察側記録回路１７０は、例えば観察側制御回路１６０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、観察側記録回路１７０は、観察装置１００で得られたデータ等を記録する。
【００３１】
画像処理回路１８０は、撮像部１１０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１８０による画像処理後のデータは、撮影画像として、例えば観察側記録回路１７０に記録されたり、観察側通信装置１５０を介してコントローラ２００に送信されたりする。
【００３２】
（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。
【００３３】
このタブレット型の情報端末であるコントローラ２００には、例えば液晶ディスプレイといった表示装置２１１とタッチパネルといった入力装置２１２とを備える入出力装置２１０が設けられている。タッチパネルは、表示装置２１１の表示画面のほぼ全面上に配置され得る。また、入力装置２１２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良い。
【００３４】
また、コントローラ２００には、コントローラ側通信装置２２０が設けられている。コントローラ側通信装置２２０は、観察側通信装置１５０と通信を行うための装置である。観察側通信装置１５０及びコントローラ側通信装置２２０を介して、観察装置１００とコントローラ２００とは通信を行う。
【００３５】
また、コントローラ２００は、コントローラ側制御回路２３０と、コントローラ側記録回路２４０と、を備える。コントローラ側制御回路２３０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２４０は、例えばコントローラ側制御回路２３０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２４０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。ここに、位置調整用のパラメータを記録しても良い。
【００３６】
コントローラ側制御回路２３０は、システム制御部２３１、表示制御部２３２、記録制御部２３３及び通信制御部２３４としての機能を有する。システム制御部２３１は、試料３００の観察のための制御に係る各種演算を行う。表示制御部２３２は、表示装置２１１の動作を制御する。表示制御部２３２は、表示装置２１１に必要な情報等を表示させる。記録制御部２３３は、コントローラ側記録回路２４０への情報の記録を制御する。通信制御部２３４は、コントローラ側通信装置２２０を介した観察装置１００との通信を制御する。
【００３７】
入出力装置２１０の表示装置２１１には、例えば図４に示すような観察画面２１３が表示される。この観察画面２１３は、撮影画像表示部２１４と撮影位置表示部２１５と操作釦表示部２１６とを有している。
【００３８】
撮影画像表示部２１４は、観察装置１００から受信した画像データを表示する領域である。コントローラ側制御回路２３０の表示制御部２３２は、この撮影画像表示部２１４に、撮像部１１０が移動して取得した複数の局所領域の画像データの内の一つを局部画像として表示させたり、それら移動して取得した複数の局部画像を結合した全体画像を表示させたりする。また、表示制御部２３２は、この撮影画像表示部２１４に、局部画像と全体画像との何れを表示しているのかを報知するための画像サイズ指標２１４Ａを表示させるようにしても良い。表示制御部２３２は、この画像サイズ指標２１４Ａのタッチ操作に応じた入力装置２１２からの操作情報により、局部画像の表示と全体画像の表示とを切り替え得る。
【００３９】
撮影位置表示部２１５は、撮影画像表示部２１４に表示している画像が観察装置１００のどの部分に相当する画像であるのか、つまり撮影位置をマップ表示する領域である。表示制御部２３２は、この撮影位置表示部２１５に、撮影画像表示部２１４にて表示中の画像が観察装置１００の全体に対してどのような領域であるのかを報知するための位置指標２１５Ａを表示させる。さらに、この位置指標２１５Ａについての説明を文字情報２１５Ｂとして表示させるようにしても良い。図４の例では、文字情報２１５Ｂは、位置指標２１５Ａの位置をＸ，Ｙ座標で示している。表示制御部２３２は、この撮影位置表示部２１５のタッチ操作に応じた入力装置２１２からの操作情報により、撮影画像表示部２１４に表示するべき局部画像を切り替え得る。また、後述するように、この撮影位置表示部２１５のタッチ操作により、優先観察位置（観察開始の原点）を指定することも可能となっている。
【００４０】
操作釦表示部２１６は、必要に応じて各種の操作釦を表示する領域である。すなわち、表示制御部２３２は、観察側制御回路１６０が制御している動作の状況に応じて必要な操作釦の画像を、この操作釦表示部２１６に表示させる。観察側制御回路１６０は、その操作釦の画像に対応する位置のタッチ操作に応じた入力装置２１２からの操作情報により、ユーザが選択指定した動作制御を実行する。図４の例では、操作釦表示部２１６には、ユーザが選択可能な動作一覧を表示させるメニュー（ＭＥＮＵ）釦２１６Ａと、操作部１４０に対応する、移動機構１３０による支持部１０３のＸ軸方向移動及びＹ軸方向移動を指示するための十字方向釦２１６Ｂと、が表示されている。
【００４１】
なお、観察装置１００の観察側制御回路１６０及び画像処理回路１８０、並びに、コントローラ２００のコントローラ側制御回路２３０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１６０、画像処理回路１８０及びコントローラ側制御回路２３０は、それぞれ１つの集積回路等で構成されても良いし、複数の集積回路等が組み合わされて構成されても良い。また、観察側制御回路１６０及び画像処理回路１８０は、１つの集積回路等で構成されても良い。また、観察側制御回路１６０の位置制御部１６１、撮像制御部１６２、照明制御部１６３、記録制御部１６４、通信制御部１６５及び観察制御部１６６は、それぞれ１つの集積回路等で構成されても良いし、複数の集積回路等が組み合わされて構成されても良い。また、位置制御部１６１、撮像制御部１６２、照明制御部１６３、記録制御部１６４、通信制御部１６５及び観察制御部１６６のうち２つ以上が１つの集積回路等で構成されても良い。同様に、コントローラ側制御回路２３０のシステム制御部２３１、表示制御部２３２、記録制御部２３３及び通信制御部２３４は、それぞれ１つの集積回路等で構成されても良いし、複数の集積回路等が組み合わされて構成されても良い。また、システム制御部２３１、表示制御部２３２、記録制御部２３３及び通信制御部２３４のうち２つ以上が１つの集積回路等で構成されても良い。これら集積回路の動作は、例えば観察側記録回路１７０又はコントローラ側記録回路２４０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。
【００４２】
〈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。まず、観察装置１００の動作について、図５Ａ及び図５Ｂに示すフローチャートを参照して説明する。このフローチャートに示す動作は、観察装置１００に試料３００が設置され、観察装置１００がインキュベータ内に収容された後に開始する。また、このフローチャートは、例えば予め決められた時間毎に観察を繰り返し行うような、タイムラプス撮影動作に対応している。
【００４３】
ステップＳ１０１において、観察側制御回路１６０は、電源をオンにするか否かを判定する。観察側制御回路１６０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。電源をオンにしないとき、処理はステップＳ１０１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Ｓ１０２に進む。
【００４４】
ステップＳ１０２において、観察側制御回路１６０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の観察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。
【００４５】
ステップＳ１０３において、観察側制御回路１６０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。
【００４６】
ステップＳ１０４において、観察側制御回路１６０は、コントローラ２００から確立した通信を介して設定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から設定情報が送信されているとき、設定情報を取得すると判定される。設定情報を取得しないとき、処理はステップＳ１０６に進む。一方、設定情報を取得するとき、処理はステップＳ１０５に進む。
【００４７】
ステップＳ１０５において、観察側制御回路１６０は、コントローラ２００から送信された設定情報を取得し、その設定情報に従って、観察装置１００の各部設定を行うと共に、以降の処理を行う。ここで取得される設定情報には、例えば、試料３００の培地３０２の深さ、観察モード、撮像条件、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観察の条件、観察結果の記録の方法、観察結果の送信条件等の条件情報、が含まれる。例えば、撮像制御部１６２は、培地３０２の深さ、すなわち、観察対象の厚さの情報を利用して、撮像部１１０の合焦位置の調整を行う。また、撮影条件によって、絞りや露出時間、停止時間、図示していない照明の明るさなどが適切に制御され得る。その後、処理はステップＳ１０６に進む。
【００４８】
なお、観察装置１００をインキュベータ内に設置した後の１回目の観察開始時には、観察装置１００の各部は、デフォルトの設定情報に従ったデフォルト状態に設定されている。従って、上記ステップＳ１０５を介することなく処理がステップＳ１０６に進む際には、観察側制御回路１６０は、そのデフォルト状態の各部に対してデフォルトの処理を行うことになる。
【００４９】
ステップＳ１０６において、観察側制御回路１６０は、観察モードがマニュアル観察モードに設定されているか否かを判定する。観察モードは、マニュアル観察モードと自動観察モードの２種類を含む。デフォルト状態としては、マニュアル観察モードに設定されている。また、１回目の観察開始時には、観察開始の原点が設定されていないため、コントローラ２００から送信されてくる設定情報には、観察モードとしてマニュアル観察モードに設定する情報が含まれる。よって、１回目の観察開始時には、観察モードがマニュアル観察モードに設定されていることが想定される。このようにマニュアル観察モードに設定されているとき、処理はステップＳ１０７に進む。一方、マニュアル観察モードに設定されていないとき、つまり、自動観察モードに設定されているとき、処理はステップＳ１１８に進む。
【００５０】
ステップＳ１０７において、観察側制御回路１６０は、マニュアルによる原点位置の指定があったか否かを判定する。例えば、操作部１４０に対する操作があったとき、マニュアルによる原点位置の指定があったと判定する。つまり、操作部１４０は、試料に対する観察開始時の原点位置を指定可能とした位置指定部として機能する。あるいは、コントローラ２００の表示装置２１１の操作釦表示部２１６の十字方向釦２１６Ｂに対するタッチ操作等の入力装置２１２を介したユーザ指示に応じた指定位置情報がコントローラ２００から送信されてきたとき、それを観察側通信装置１５０で受信し、観察側制御回路１６０は、マニュアルによる原点位置の指定があったと判定する。つまり、観察側通信装置１５０及び観察側制御回路１６０は、試料に対する観察開始時の原点位置を指定可能とした位置指定部として機能する。マニュアルによる原点位置の指定がなかったとき、処理はステップＳ１１３に進む。一方、マニュアルによる原点位置の指定があったとき、処理はステップＳ１０８に進む。
【００５１】
ステップＳ１０８において、観察側制御回路１６０は、照明部１２０の光源１２２をオンすることで、観察用の照明光を点灯する。なお、既に照明光が点灯されているときには、このステップＳ１０８はスキップされ得る。その後、処理はステップＳ１０９に進む。撮像部１１０が撮像する局所領域は、図４に位置指標２１５Ａとして示すように、試料３００の全体領域に対して十分に小さく、照明光の照明領域は、これに対応している。従って、このステップＳ１０８において照明光を点灯することで、操作部１４０を操作するためにインキュベータ内を覗き込むユーザは、その照明光の照明光学系１２１からの射出位置または照明光の試料３００への照射位置が判別でき、その位置から、照明部１２０の近傍位置に配置された撮像部１１０の位置、つまり、撮像位置を把握することができる。よって、ユーザは、この照明光の射出位置または照射位置を頼りに操作部１４０またはコントローラ２００の入力装置２１２を操作して、観察を開始する所望の位置つまり観察の原点の近傍位置へ、撮像部１１０を移動させることが可能となる。
【００５２】
ステップＳ１０９において、観察側制御回路１６０は、指定された位置を原点位置として観察側記録回路１７０に記録すると共に、移動機構１３０を動作させて、その指定された原点位置に撮像部１１０を移動させる。その後、処理はステップＳ１１０に進む。
【００５３】
ステップＳ１１０において、観察側制御回路１６０は、撮像部１１０に当該位置における画像の取得を行わせる。その後、処理はステップＳ１１１に進む。
【００５４】
ステップＳ１１１において、観察側制御回路１６０は、得られた画像に対して、その撮影位置情報に移動方向による補正を施す。すなわち、撮像部１１０の前回の移動方向と今回の移動方向との関係に基づいて、得られた画像に対して正しい撮影位置情報を付加する。その後、処理はステップＳ１１２に進む。
【００５５】
ステップＳ１１２において、観察側制御回路１６０は、補正された画像を、観察側通信装置１５０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Ｓ１１３に進む。
【００５６】
ステップＳ１１３において、観察側制御回路１６０は、観察を開始する指定があったか否かを判定する。例えば、コントローラ２００の表示装置２１１の操作釦表示部２１６に表示された操作釦に対するタッチ操作等の入力装置２１２を介したユーザ指示に応じた観察情報送信要求がコントローラ２００から送信されてきたとき、観察を開始する指定があったと判定する。観察開始の指定があったとき、処理はステップＳ１１６に進む。一方、観察開始の指定がなかったとき、処理は上記ステップＳ１１４に進む。
【００５７】
ステップＳ１１４において、観察側制御回路１６０は、原点位置指定の終了指定があったか否かを判定する。例えば、操作部１４０の操作があったとき、原点位置指定の終了指定があったと判定する。また、コントローラ２００の表示装置２１１の操作釦表示部２１６に表示された操作釦に対するタッチ操作等の入力装置２１２を介したユーザ指示に応じた原点位置指定終了情報がコントローラ２００から送信されてきたとき、原点位置指定の終了指定があったと判定する。原点位置指定の終了指定がなかったとき、処理は上記ステップＳ１０７に戻る。一方、原点位置指定の終了指定があったとき、処理はステップＳ１１５に進む。
【００５８】
ステップＳ１１５において、観察側制御回路１６０は、照明部１２０の光源１２２をオフすることで、観察用の照明光を消灯する。その後、処理はステップＳ１２８に進む。なお、照明光が点灯されていないときには、このステップＳ１１５はスキップされ得る。
【００５９】
よって、ステップＳ１０７乃至ステップＳ１１４を繰り返すことで、ユーザは、観察を開始する所望の位置つまり観察の原点を決定し、撮像部１１０をその観察の原点へ移動させることが可能となる。すなわち、ステップＳ１１２において送信された画像は、コントローラ２００の表示装置２１１の撮影画像表示部２１４に表示され、また、その画像に付加された撮影位置情報に従った撮影位置が、位置指標２１５Ａとして表示装置２１１の撮影位置表示部２１５に表示される。従って、ユーザは、照明光の射出位置または照射位置に加えて、このコントローラ２００の表示装置２１１の観察画面２１３の表示を確認することで、操作部１４０またはコントローラ２００の表示装置２１１に表示された十字方向釦２１６Ｂをタッチ操作して、観察を開始する所望の位置つまり観察の原点へ、撮像部１１０を移動させることが可能となる。これによって、ユーザは、好きな位置、気になる位置（優先観察位置、観察の原点）を重点的に優先的に観察が可能である。しかし、これでは狭い範囲しか観察できないので、特定のシーケンスで各部を順次撮像して、可動部に対応する観察域全体、もしくは観察域の一部が特定の範囲で観察できるようになっている。つまり、制御部として観察側制御回路１６０（位置制御部１６１及び撮像制御部１６２）が設けられており、優先観察位置から、上記観察域の少なくとも一部を含む所定領域を観察するために特定の規則に従って時系列で移動機構１３０及び撮像部１１０の動作を制御する。
【００６０】
なお、移動機構１３０のＸ送りねじ１３１及びＹ送りねじ１３３は、バックラッシュを有している。例えば、図６に示すように、Ｘ送りねじ１３１とこれに嵌合する支持部１０３の凸部１０３Ａとにおいて、これらＸ送りねじ１３１のねじ山と支持部１０３の凸部１０３Ａとの間には隙間が存在する。この隙間の存在により、送りねじの回転方向、つまり撮像部１１０の前回の移動方向と今回の移動方向とが異なると、送りねじの回転量に対する撮像部１１０の移動量が異なってくる。
【００６１】
例えば、図６に状態ａとして示すように、Ｘ送りねじ１３１がＮ１回転量にあるとき、撮像部１１０を支持している支持部１０３の凸部１０３Ａが、図中右側のＸ送りねじ１３１のねじ山に当接しているとする。この状態ａから、Ｘ送りねじ１３１を、矢印で示すように図中左方向に、撮像部１１０のＸ０の移動量に相当するＮ２回転量となるように回転させたとする。すると、凸部１０３Ａは直ちにねじ山に押されて移動していき、状態ｂとして示すように、撮像部１１０はＸｎ１だけ移動する。この場合、Ｘｎ１＝Ｘ０である。
【００６２】
一方、図６に示す状態ｂから、Ｘ送りねじ１３１を、矢印で示すように図中右方向に、撮像部１１０のＸ０の移動量に相当するＮ１回転量となるように回転させたとする。この状態ｂでは、凸部１０３Ａは、図中左側のねじ山には当接していない。そのため、Ｘ送りねじ１３１を回転させても、直ぐには撮像部１１０は移動しない。図６に状態ｃとして示すように、左側のねじ山と凸部１０３Ａの間の隙間Δｘに相当する分だけＸ送りねじ１３１が回転した後に、撮像部１１０が移動しはじめる。その結果、図６に状態ｄとして示すように、撮像部１１０はＸｎ２だけしか移動しない。この場合、Ｘｎ２＝Ｘ０とはならず、Ｘｎ２＝Ｘ０−Δｘである。つまり、この隙間Δｘは、撮像部１１０を移動させる際の移動誤差と言うことができる。
【００６３】
Ｙ送りねじ１３３の回転方向の反転時に関しても、すなわち、撮像部１１０のＹ方向の移動量についても、これと同様である。
【００６４】
従って、上記ステップＳ１０７乃至ステップＳ１１４を繰り返すことで、撮像部１１０を観察の原点へ移動させていく際、この撮像部１１０の移動方向が反転されるときには、このようなバックラッシュによる影響すなわち移動誤差Δｘを考慮する必要がある。そこで、上記ステップＳ１１１において、得られた画像に対して、その撮影位置情報に移動方向による補正を行う、つまり得られた画像に対して正しい撮影位置情報を付加することで、観察の原点を正確に指定できるようにしている。
【００６５】
このようなバックラッシュによる影響すなわち移動誤差Δｘを考慮する必要がある。  
そこで、上記ステップＳ１１１において、得られた画像に対して、その撮影位置情報に移動方向による補正を行う、つまり得られた画像に対して正しい撮影位置情報を付加することで、観察の原点を正確に指定できるようにしている。つまり、優先観察位置に、ユーザが撮像部１１０を移動させると、移動機構１３０のガタや遊びによって、前述の基準位置、初期位置との相対位置関係がわからなくなってしまう事が考えられるが、このように、優先観察位置でガタ取り制御をすれば、これを対策することができる。この時、撮像画像を記録しておき、ガタ取り制御を行った後、同じ画像が得られる位置をガタのない制御で探せば、それが仮想の「原点」となる。
【００６６】
この他、一度、初期位置出しをして、相対位置を判定したりして、優先観察位置を初期位置からの移動機構駆動量とする、または、移動機構１３０の移動制御位置の誤差をキャンセル可能にしても良い。例えば、ユーザが指定した優先観察位置で検出された画像を仮記録しておき、一度、初期位置、基準位置などに撮像部１１０を戻し、仮記録された画像と類似画像の位置まで戻せば、そのときの相対移動量が位置制御情報となる。これを記録しておけば、優先観察位置が観察の原点となる。このように、優先観察位置は、初期位置基準のアクチュエータ移動量として記録しておけば、様々な移動制御後も、同じ場所を繰り返し何度もモニタ可能となる。初期位置、基準位置からの相対移動量を仮想の「原点」としても良い。
【００６７】
こうして観察の原点が決定されたならば、コントローラ２００から観察情報送信要求が送られてくるので、上記ステップＳ１１３において観察開始の指定があったと判定され、処理はステップＳ１１６に進む。
【００６８】
ステップＳ１１６において、観察側制御回路１６０は、照明部１２０の光源１２２をオフすることで、観察用の照明光を消灯する。その後、処理はステップＳ１１７に進む。
【００６９】
ステップＳ１１７において、観察側制御回路１６０は、補正付き観察処理を行う。すなわち、観察側制御回路１６０は、照明部１２０の光源１２２をオンすることで観察用の照明光を点灯し、移動機構１３０に指令して撮像部１１０の位置を特定の規則に従って変えながら、撮像部１１０に撮像を繰り返し行わせる。この際、上述したようなバックラッシュによる影響を除去するように、つまり移動誤差Δｘを補正するように、撮像部１１０を移動させるためのＸ送りねじ１３１又はＹ送りねじ１３３の回転量つまりＸアクチュエータ１３２又はＹアクチュエータ１３４の駆動量を調整する。観察側制御回路１６０は、得られた画像に対して、所定の処理を行い、観察結果を観察側記録回路１７０に記録する。観察完了で、観察側制御回路１６０は、照明部１２０の光源１２２をオフすることで、観察用の照明光を消灯する。その後、処理はステップＳ１２２に進む。
【００７０】
観察処理で行われる特定の規則に従った画像取得について図７Ａの模式図を参照して説明する。観察装置１００は、例えば第１の面内において、Ｘ方向及びＹ方向に位置を変更させながら繰り返し撮像を行い、局部的な撮影画像である局所画像４００を複数取得する。画像処理回路１８０は、これらの局所画像４００を合成して、第１の面に係る１つの撮影画像である第１の全体画像４０１を作成する。ここで、第１の面は、例えば撮像部１１０の光軸に垂直な面、すなわち、透明板１０２と平行な面である。さらに、観察装置１００は、厚さ方向に撮影位置を第２の面、第３の面と変化させながら同様に、Ｘ方向及びＹ方向に位置を変更させながら繰り返し撮影を行い、それらを合成して、第２の全体画像４０２及び第３の全体画像４０３を取得する。ここで、厚さ方向とは、撮像部１１０の光軸方向であるＺ軸方向であり、透明板１０２に対して垂直な方向である。このようにして、３次元の各部における画像が取得される。ここでは、Ｚ方向に撮影面を変化させながら撮影を繰り返す例を示したが、Ｚ方向には複数の画像を得ることなく、Ｘ方向及びＹ方向にのみ位置を変更させながら繰り返し撮影が行われても良い。この場合、１つの平面の合成画像が得られる。なお、図７Ａでは、全体画像４０１，４０２，４０３がそれぞれ４個×４個の局所画像４００で示されているが、実際には、これよりも多数の局所画像４００を含むことは言うまでもない。また、全体画像４０１，４０２，４０３は矩形に限定されるものではなく、容器３０１の円形底面に合わせて、ほぼ多角形形状となるように局所画像４００を取得するようにしても良い。
【００７１】
また、各面における複数の局所画像４００の取得に関しては、図７Ｂに示すように、決定された観察の原点（Ｘｎ，Ｙｍ）から所定の移動パターンで撮像部１１０を移動させて行う。この所定の移動パターンは、コントローラ２００から送られてくる設定情報に含まれる移動パターンを特定するための情報に従う。あるいは、観察側記録回路１７０や観察側制御回路１６０を構成した集積回路内の記録領域に記録されたプログラムに予め設定されていても良い。なお、図７Ｂには、説明のため、７×７の局所画像４００の内の５×５個を取り出して移動パターンを示しているに過ぎないことは言うまでもない。
【００７２】
このように移動パターンに従って撮像部１１０を移動する際、バックラッシュによる影響を除去つまり移動誤差Δｘを補正して、撮像部１１０の移動方向によって移動量が変化しないように調節する。例えば、図７Ｂの例において、局所画像４０００を撮影する位置から局所画像４００１を撮影する位置に撮像部１１０を移動させるためのＸ送りねじ１３１の回転量つまりＸアクチュエータ１３２の駆動量に対し、局所画像４００２を撮影する位置から局所画像４００３を撮影する位置に撮像部１１０を移動させるためのＸ送りねじ１３１の回転量つまりＸアクチュエータ１３２の駆動量を、バックラッシュ分つまり移動誤差Δｘ分だけ増加させる。
【００７３】
上述のようにして得られ、観察側記録回路１７０に記録される観察結果のデータの構成の一例を図８に示す。同図に示すように、観察結果５００には、マニュアル観察モードによる１回目の観察で得られた第１のデータ５０１１が含まれる。さらに、観察結果５００には、後述する自動観察モードによる２回目の観察で得られた第２のデータ５０１２等が含まれる。これらのデータの数は、観察の回数に応じて増減する。
【００７４】
例えば第１のデータ５０１１に注目すると、第１のデータ５０１１には、以下の情報が含まれる。すなわち、第１のデータ５０１１には、開始条件５０２が含まれる。この開始条件５０２は、マニュアル観察モードの場合には、観察を開始した時刻を含んでいる。また、自動観察モードの場合には、例えば観察開始時刻などが予め決められているため、当該決められた観察開始時刻が開始条件５０２として記録される。
【００７５】
また、第１のデータ５０１１には、第１の局所画像情報５０３１、第２の局所画像情報５０３２、第３の局所画像情報５０３３等が記録されている。これらのデータは、それぞれ１回の撮影において取得されたデータの集合である。
【００７６】
第１の局所画像情報５０３１に注目すると、第１の局所画像情報５０３１には、以下の情報が含まれる。すなわち、第１の局所画像情報５０３１には、順番５０４と、位置５０５と、Ｚ位置５０６と、撮影条件５０７と、局所画像４００１と、が含まれる。順番５０４は、位置を変更しながら撮影を繰り返す際の撮影毎の通し番号である。位置５０５は、撮影位置のＸ座標及びＹ座標を含む。ここで、この第１の局所画像情報５０３１におけるＸ座標及びＹ座標は、決定された原点座標（Ｘｎ，Ｙｍ）である。Ｘ座標及びＹ座標は、移動機構１３０の制御で用いられる値であり、例えば位置制御部１６１から取得され得る。Ｚ位置５０６は、撮影位置のＺ座標を含む。Ｚ座標は、撮像光学系１１１の制御に用いられる値であり、例えば撮像制御部１６２から取得され得る。撮影条件５０７は、シャッタースピードや絞り等の露出条件その他の撮影条件を含む。ここでいう撮影条件は、撮影毎に異なっていても良いし、第１のデータ５０１１内に含まれる各撮影では共通であっても良いし、観察結果５００に含まれる全ての撮影で共通であっても良い。局所画像４００１は、撮影により得られた画像データである。
【００７７】
第２の局所画像情報５０３２、第３の局所画像情報５０３３等も、それぞれ同様に、順番、位置、Ｚ位置、撮影条件、及び局所画像の情報を含む。図８は、図７Ｂに示すような移動パターンの場合の例を示している。
【００７８】
なお、Ｚ方向に撮影面を変更しない場合には、Ｚ位置の情報は省略されても良い。
【００７９】
第２のデータ５０１２にも、第１のデータ５０１１と同様に、開始条件、第１の画像データ、第２の画像データ、第３の画像データ等が含まれ得る。
【００８０】
観察側記録回路１７０に、この観察結果５００の全てが１つのファイルとして記録されても良いし、観察結果５００の一部が１つのファイルとして記録されても良い。
【００８１】
図５Ａ及び図５Ｂに戻って説明を続ける。上記ステップＳ１０６においてマニュアル観察モードに設定されていない、つまり、自動観察モードに設定されていると判定されたとき、ステップＳ１１８において、観察側制御回路１６０は、既に観察の原点が決定済みであるか否か、つまり観察側記録回路１７０に原点位置が記録されているか否かを判定する。未だ原点が決定されていないときには、上記ステップＳ１０７に進み、マニュアル観察モードと同様、原点を決定するための処理を行う。一方、観察の原点が決定済みであるとき、処理はステップＳ１１９に進む。
【００８２】
ステップＳ１１９において、観察側制御回路１６０は、移動機構１３０を動作させて、原点位置に撮像部１１０を移動させる。この際、上述したようなバックラッシュによる影響を除去するように、つまり移動誤差Δｘを補正するように、撮像部１１０を移動させるためのＸ送りねじ１３１又はＹ送りねじ１３３の回転量つまりＸアクチュエータ１３２又はＹアクチュエータ１３４の駆動量を調整して、正確に原点位置へ撮像部１１０を移動させる。その後、処理はステップＳ１２０に進む。
【００８３】
ステップＳ１２０において、観察側制御回路１６０は、上記ステップＳ１１７と同様の補正付き観察処理を行う。すなわち、観察側制御回路１６０は、照明部１２０の光源１２２をオンすることで観察用の照明光を点灯し、移動機構１３０に指令して撮像部１１０の位置を特定の規則に従って変えながら、撮像部１１０に撮像を繰り返し行わせる。この際、上述したようなバックラッシュによる影響を除去するつまり移動誤差Δｘを補正するように、撮像部１１０を移動させるためのＸ送りねじ１３１又はＹ送りねじ１３３の回転量つまりＸアクチュエータ１３２又はＹアクチュエータ１３４の駆動量を調整する。観察側制御回路１６０は、得られた画像に対して、所定の処理を行い、観察結果を観察側記録回路１７０に記録する。観察完了で、観察側制御回路１６０は、照明部１２０の光源１２２をオフすることで、観察用の照明光を消灯する。その後、処理はステップＳ１２１に進む。
【００８４】
ステップＳ１２１において、観察側制御回路１６０は、コントローラ２００から観察情報の要求があるか否かを判定する。コントローラ２００からは、例えばステップＳ１２０の補正付き観察で得られたデータが要求される。観察情報の要求が無いとき、処理はステップＳ１２３に進む。一方、観察情報の要求があるとき、処理はステップＳ１２２に進む。
【００８５】
ステップＳ１２２において、観察側制御回路１６０は、ステップＳ１１９又は上記ステップＳ１１７の補正付き観察により得られた例えば第１のデータ５０１１や第２のデータ５０１２といった観察情報を、観察側通信装置１５０を介してコントローラ２００に送信する。この観察情報を受信したコントローラ２００では、この観察情報を表示装置２１１に表示することができる。その後、処理はステップＳ１２３に進む。
【００８６】
ステップＳ１２３において、観察側制御回路１６０は、コントローラ２００からマニュアル位置指定を受けたか否かを判定する。例えば、上記ステップＳ１２２で送信された観察情報をコントローラ２００の表示装置２１１で確認した結果、ユーザが、試料３００の特定位置を再観察することを望む場合がある。そのような場合には、コントローラ２００の表示装置２１１の撮影位置表示部２１５の、その特定位置に対応する箇所をタッチ操作する等の入力装置２１２を介したユーザ指示により、マニュアル位置指定を行い得る。マニュアル位置指定を受けていないとき、処理はステップＳ１２８に進む。一方、マニュアル位置指定を受けたときには、処理はステップＳ１２４に進む。
【００８７】
ステップＳ１２４において、観察側制御回路１６０は、移動機構１３０を動作させて、マニュアル指定された位置に撮像部１１０を移動させる。その後、処理はステップＳ１２５に進む。
【００８８】
ステップＳ１２５において、観察側制御回路１６０は、照明部１２０に照明光を射出させて、撮像部１１０に当該位置における画像の取得を行わせる。その後、処理はステップＳ１２６に進む。
【００８９】
ステップＳ１２６において、観察側制御回路１６０は、得られた画像に対して、移動方向による補正を施す。すなわち、上述したバックラッシュつまり移動誤差Δｘを考慮して、撮像部１１０の前回の移動方向と今回の移動方向との関係に基づいて、得られた画像に対して正しい撮影位置情報を付加する。その後、処理はステップＳ１２７に進む。
【００９０】
ステップＳ１２７において、観察側制御回路１６０は、補正された画像を、観察側通信装置１５０を介してコントローラ２００へと送信する。その後、処理は上記ステップＳ１２３に戻る。
【００９１】
ステップＳ１２８において、観察側制御回路１６０は、観察装置制御処理を終了するか否かを判定する。例えば、コントローラ２００から観察装置制御処理を終了する旨の命令が送信されてきたとき、観察装置制御処理を終了すると判定する。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、一連の観察が終了し、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、コントローラ２００から観察装置制御処理を終了する旨の命令が送信されてきて、観察装置制御処理は終了する。なおこのとき、特に図示はしないが、上記ステップＳ１０５において行った設定をクリアし、デフォルトの設定に戻しておくものとする。一方、終了しないとき、ステップＳ１２９に進む。
【００９２】
ステップＳ１２９において、観察側制御回路１６０は、電源をオフにするか否かを判定する。例えば、ステップＳ１１７またはステップＳ１２０で行われた観察から、次に行われる観察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２００から電源をオフにする旨の指示が送信されてきたとき、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Ｓ１０４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Ｓ１３０に進む。
【００９３】
ステップＳ１３０において、観察側制御回路１６０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Ｓ１０１に戻る。
【００９４】
以上のようにして、観察装置１００は、繰り返し観察を行う。
【００９５】
次に、コントローラ２００の動作について、図９Ａ及び図９Ｂに示すフローチャートを参照して説明する。このフローチャートに示す動作は、観察装置１００に試料３００が設置され、観察装置１００がインキュベータ内に収容された後に開始する。
【００９６】
ステップＳ２０１において、コントローラ側制御回路２３０は、本実施形態に係る観察プログラムが起動されたか否かを判定する。観察プログラムが起動していないとき、処理はステップＳ２０１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得る。したがって、観察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良い。観察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Ｓ２０２に進む。
【００９７】
ステップＳ２０２において、コントローラ側制御回路２３０は、観察装置１００との通信を確立させる。この動作は、観察装置１００による観察装置制御のステップＳ１０３と対になっており、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Ｓ１０３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良い。
【００９８】
ステップＳ２０３において、コントローラ側制御回路２３０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、コントローラ２００の操作釦表示部２１６に表示された操作釦に対するユーザのタッチ操作等により、観察装置１００の電源をオンにする命令が入力装置２１２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Ｓ２０５に進む。なお、この電源をオンにすることが要求されていないときとは、既に電源がオンされている場合を含み得る。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Ｓ２０４に進む。
【００９９】
ステップＳ２０４において、コントローラ側制御回路２３０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Ｓ２０５に進む。この動作は、観察装置１００による観察装置制御のステップＳ１０１と対になっており、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、ステップＳ１０２の処理により電源がオンに切り替えられる。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る。
【０１００】
ステップＳ２０５において、コントローラ側制御回路２３０は、観察装置１００における観察モードとしてマニュアル観察モードが要求されているか否かを判定する。例えば、コントローラ２００の操作釦表示部２１６に表示された操作釦に対するユーザのタッチ操作等により、マニュアル観察モードに設定する命令が入力装置２１２を介して入力されたとき、マニュアル観察モードが要求されていると判定される。ここでマニュアル観察モードが要求されていないとき、つまり、自動観察モードに設定する命令が入力装置２１２を介して入力されたとき、処理はステップＳ２１７に進む。一方、マニュアル観察モードが要求されているとき、処理はステップＳ２０６に進む。
【０１０１】
ステップＳ２０６において、コントローラ側制御回路２３０は、観察モードとしてマニュアル観察モードを設定する。その後、処理は、ステップＳ２０７に進む。
【０１０２】
ステップＳ２０７において、コントローラ側制御回路２３０は、設定情報を観察装置１００に送信する。その後、処理はステップＳ２０８に進む。このステップＳ２０７の動作は、観察装置１００による観察装置制御のステップＳ１０４と対になっており、コントローラ２００から観察装置１００へと送信された設定情報を受信した観察装置１００では、ステップＳ１０５の処理によりその設定情報に従って各部が設定される。なお、この設定情報は、観察装置１００をマニュアル観察モードに設定する情報が含まれる観察モードを含む。設定情報はその他に、例えば、試料３００の培地３０２の深さ、撮像条件、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観察の条件、観察結果の記録の方法、観察結果の送信条件等の条件情報、が含まれる。これらの設定情報は、予めコントローラ側記録回路２４０に記録されている複数の設定からユーザが入力装置２１２により選択するようにしても良いし、任意にユーザが設定可能としても良い。この設定情報により、観察装置１００はマニュアル観察モードに設定されるため、ステップＳ１０６の処理で、観察モードがマニュアル観察モードに設定されていると判定して、ステップＳ１０７からの処理が実行されることになる。
【０１０３】
ステップＳ２０８において、コントローラ側制御回路２３０は、観察装置１００に向けてマニュアルによる原点位置の指定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、操作釦表示部２１６の十字方向釦２１６Ｂに対するタッチ操作の信号が入力装置２１２から入力されたとき、マニュアルによる原点位置の指定の送信要求があったと判定する。原点位置の指定の送信要求がなかったとき、処理はステップＳ２１３に進む。一方、原点位置の指定の送信要求があったとき、処理はステップＳ２０９に進む。
【０１０４】
ステップＳ２０９において、コントローラ側制御回路２３０は、入力装置２１２より入力された方向へ撮像部１１０を移動させるための指定位置情報を観察装置１００に送信する。その後、処理はステップＳ２１０に進む。このステップＳ２０９の動作は、観察装置１００による観察装置制御のステップＳ１０７と対になっており、コントローラ２００から観察装置１００へと送信された指定位置情報に応じて、ステップＳ１０９の処理で位置合わせが行われる。そして、ステップＳ１１０の処理で当該位置における画像が取得されて、ステップＳ１１２の処理で送信されてくることになる。
【０１０５】
なお、入力装置２１２による原点位置の指定は、上述したような操作釦表示部２１６の十字方向釦２１６Ｂに対するタッチ操作を繰り返すことで、撮像部１１０を所望の原点位置へと移動させていく手法以外にも、様々な位置指定手法が考えられる。例えば、図１０に示すように、表示装置２１１の撮影位置表示部２１５上で所望の原点位置に対応する箇所を、ユーザが指６００でタッチ操作する等して、直接的に指定するようにしても良い。このような直接的な原点位置の指定に応じて、位置指標２１５Ａがタッチ操作された位置に移動表示されると共に、原点位置の指定であることを示す文字情報２１５Ｂが表示される。
【０１０６】
ステップＳ２１０において、コントローラ側制御回路２３０は、観察装置１００から送信されてきた画像を受信する。その後、処理はステップＳ２１１に進む。このステップＳ２１０の動作は、観察装置１００による観察装置制御のステップＳ１１２と対になっており、コントローラ２００から観察装置１００へと送信された補正された画像を受信する。
【０１０７】
ステップＳ２１１において、コントローラ側制御回路２３０は、受信した画像を表示装置２１１の撮影画像表示部２１４に表示する。その後、処理はステップＳ２１２に進む。ユーザは、この表示された画像を確認することで、観察装置１００の現在の撮像部１１０の位置を原点として決定して良いか否かを判別することができる。
【０１０８】
ステップＳ２１２において、コントローラ側制御回路２３０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２１２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に関する観察情報である。この観察情報は、例えば、試料３００に係る画像データ等、図８を参照して説明した観察結果５００に含まれる情報であり得る。情報要求がされているとき、処理はステップＳ２１５に進む。一方、情報要求がされていないとき、処理はステップＳ２１３に進む。
【０１０９】
ステップＳ２１３において、コントローラ側制御回路２３０は、原点位置指定の終了指定があったか否かを判定する。例えば、表示装置２１１の操作釦表示部２１６に表示された操作釦に対するタッチ操作の信号が入力装置２１２から入力されたとき、原点位置指定の終了指定があったと判定する。原点位置指定の終了指定がなかったとき、処理は上記ステップＳ２０８に戻る。一方、原点位置指定の終了指定があったとき、処理はステップＳ２１４に進む。
【０１１０】
ステップＳ２１４において、コントローラ側制御回路２３０は、原点位置指定終了情報を観察装置１００に送信する。その後、処理はステップＳ２２７に進む。このステップＳ２１４の動作は、観察装置１００による観察装置制御のステップＳ１１４と対になっており、コントローラ２００から観察装置１００へと送信された原点位置指定収量情報を受信した観察装置１００では、ステップＳ１１４の判定によりステップＳ１１５へと処理を進める。
【０１１１】
また、上記ステップＳ２１２において観察装置１００から情報を取得することをユーザが要求していると判定したとき、ステップＳ２１５において、コントローラ側制御回路２３０は、ユーザが要求している情報を送信すべき旨の命令である観察情報送信要求を観察装置１００へと送信する。その後、処理はステップＳ２１６に進む。この動作は、観察装置１００による観察装置制御のステップＳ１１３と対になっており、コントローラ２００から観察装置１００へと送信された観察情報送信要求に応じて、ステップＳ１１７の処理で上述したような補正付き観察処理が実施される。
【０１１２】
ステップＳ２１６において、コントローラ側制御回路２３０は、観察装置１００から送信されてくる例えば第１のデータ５０１１といった観察情報の受信待ちとなる。観察情報を受信したならば、処理はステップＳ２２２に進む。この動作は、観察装置１００による観察装置制御のステップＳ１２２と対になっており、ステップＳ１１７での補正付き観察処理は時間を要するので、それが終わって観察装置１００から観察結果が送られてくるまで待機するものである。
【０１１３】
一方、上記ステップＳ２０５において観察装置１００における観察モードとしてマニュアル観察モードが要求されていない、つまり、自動観察モードに設定する命令が入力装置２１２を介して入力されたとき、ステップＳ２１７において、コントローラ側制御回路２３０は、観察モードとして自動観察モードを設定する。その後、処理は、ステップＳ２１８に進む。
【０１１４】
ステップＳ２１８において、コントローラ側制御回路２３０は、設定情報を観察装置１００に送信する。その後、処理はステップＳ２１９に進む。このステップＳ２１８の動作は、観察装置１００による観察装置制御のステップＳ１０４と対になっており、コントローラ２００から観察装置１００へと送信された設定情報を受信した観察装置１００では、ステップＳ１０５の処理によりその設定情報に従って各部が設定される。なお、この設定情報は、観察装置１００を自動観察モードに設定する情報が含まれる観察モードを含む。この設定情報により、観察装置１００は自動観察モードに設定されるため、ステップＳ１０６の処理で、観察モードがマニュアル観察モードに設定されていないと判定して、ステップＳ１１８からの処理が実行されることになる。
【０１１５】
ステップＳ２１９において、コントローラ側制御回路２３０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２１２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に関する観察情報である。この観察情報は、例えば、試料３００に係る画像データ等、図８を参照して説明した観察結果５００に含まれる情報であり得る。情報要求がされていないとき、処理はステップＳ２２１に進む。一方、情報要求がされているとき、処理はステップＳ２２０に進む。
【０１１６】
ステップＳ２２０において、コントローラ側制御回路２３０は、ユーザが要求している情報を送信すべき旨の命令である観察情報送信要求を観察装置１００へと送信する。その後、処理はステップＳ２２１に進む。この動作は、観察装置１００による観察装置制御のステップＳ１２１と対になっており、コントローラ２００から観察装置１００へと送信された観察情報送信要求に応じて、ステップＳ１２２の処理で、ステップＳ１２０の補正付き観察処理で得られた観察情報が観察装置１００から送信されてくることになる。
【０１１７】
ステップＳ２２１において、コントローラ側制御回路２３０は、観察装置１００から送信されてくる例えば第２のデータ５０１２といった観察情報を受信したか否かを判定する。観察情報を受信しなければ、処理はステップＳ２２３に進む。一方、観察情報を受信したならば、処理はステップＳ２２２に進む。この動作は、観察装置１００による観察装置制御のステップＳ１２２と対になっており、観察装置１００から観察結果が送られてきたか否かを判別するものである。
【０１１８】
ステップＳ２２２において、コントローラ側制御回路２３０は、受信した観察情報を表示装置２１１に表示させたり、コントローラ側記録回路２４０に記録したりする。その後、処理はステップＳ２２３に進む。
【０１１９】
ステップＳ２２３において、コントローラ側制御回路２３０は、マニュアル位置指定に係る命令が入力装置２１２を介して入力されたか否かを判定する。例えば、上記ステップＳ２２２で表示された観察情報を確認した結果、ユーザが、試料３００の特定位置を再観察することを望む場合がある。そのような場合には、撮影位置表示部２１５の、その特定位置に対応する箇所をタッチ操作する等の入力装置２１２を介したユーザ指示により、マニュアル位置指定を行い得る。マニュアル位置指定が入力されていないとき、処理はステップＳ２２７に進む。一方、マニュアル位置指定が入力されたときには、処理はステップＳ２２４に進む。
【０１２０】
ステップＳ２２４において、コントローラ側制御回路２３０は、入力装置２１２より入力された方向へ撮像部１１０を移動させるための指定位置情報を観察装置１００に送信する。その後、処理はステップＳ２２５に進む。このステップＳ２２４の動作は、観察装置１００による観察装置制御のステップＳ１２３と対になっており、コントローラ２００から観察装置１００へと送信された指定位置情報に応じて、ステップＳ１２４の処理で位置合わせが行われる。そして、ステップＳ１２５の処理で当該位置における画像が取得されて、ステップＳ１２７の処理で送信されてくることになる。
【０１２１】
ステップＳ２２５において、コントローラ側制御回路２３０は、観察装置１００から送信されてきた画像を受信する。その後、処理はステップＳ２２６に進む。このステップＳ２２５の動作は、観察装置１００による観察装置制御のステップＳ１２７と対になっており、コントローラ２００から観察装置１００へと送信された補正された画像を受信する。
【０１２２】
ステップＳ２２６において、コントローラ側制御回路２３０は、受信した画像を撮影画像表示部２１４に表示させたり、コントローラ側記録回路２４０に記録したりする。その後、処理はステップＳ２２７に進む。
【０１２３】
ステップＳ２２７において、コントローラ側制御回路２３０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２１２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Ｓ２２９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Ｓ２２８に進む。
【０１２４】
ステップＳ２２８において、コントローラ側制御回路２３０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Ｓ２２９に進む。この動作は、観察装置１００による観察装置制御のステップＳ１２９と対になっており、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フにすべき命令に応じて、ステップＳ１３０の処理で電源がオフにされる。
【０１２５】
ステップＳ２２９において、コントローラ側制御回路２３０は、観察プログラムを終了するか否かを判定する。例えば、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、観察プログラムを終了する命令が入力装置２１２を介して入力される。観察プログラムを終了しないとき、処理はステップＳ２０３に戻る。すなわち、上述の動作は、繰り返し実行される。一方、観察プログラムを終了するとき、処理はステップＳ２３０に進む。
【０１２６】
ステップＳ２３０において、コントローラ側制御回路２３０は、観察装置１００における観察装置制御処理を終了する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Ｓ２０１に戻る。この動作は、観察装置１００による観察装置制御のステップＳ１２８と対になっており、コントローラ２００から観察装置１００へと送信された観察装置制御処理を終了する旨の命令に応じて、ステップＳ１２８の処理で観察装置制御処理を終了すると判定されて、観察装置制御処理が終了される。
【０１２７】
以上のように、観察システム１による観察は、ユーザが指定した原点位置から、予め設定されたタイミングで、予め設定された条件で繰り返し行われ得る。観察のタイミングや条件の設定は、コントローラ２００を用いてユーザによって入力され、観察装置１００に設定される。また、観察システム１による観察は、ユーザがコントローラ２００を用いて観察装置１００に指示をすることで、ユーザによる指示の都度に手動で行われることもある。
【０１２８】
〈観察システムの特徴〉  
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。また、この際に、観察を開始する原点位置が定められているので、異なるタイミングで得られた画像について、同一の場所を比較することができる。その結果、同じ細胞又は細胞群などの変化の様子が経時的に比較され得る。また、例えば培地の交換等で試料３００の位置がずらされたとしても、ユーザが前回の観察タイミングと同じ原点位置を指定できるので、接着性細胞等では同じ細胞又は細胞群などの変化の様子が経時的に比較され得る。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、解析することができる。
【０１２９】
ここで、照明光の射出位置または照射位置と撮影画像とを見ながらユーザが原点位置を簡単な操作で指定でき、よって、原点位置は短時間に決定されることができる。したがって、原点位置の決定のために、観察装置１００が本来有している撮像部１１０及び照明部１２０以外の他の構成物が必要ではない。このため、観察装置１００は単純化され得る。
【０１３０】
また、原点位置への移動時及び観察時に、撮像部１１０の移動方向に応じた補正を行っているため、Ｘ送りねじ１３１及びＹ送りねじ１３３のバックラッシュの影響を除去したつまり移動誤差Δｘを補正した観察結果を得ることができる。
【０１３１】
［第２実施形態］  
本発明の第２実施形態について説明する。ここでは、第１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実施形態に係る観察システム１では、撮像部１１０を移動させる移動機構１３０として、送りねじを用いていた。これに対して、本実施形態では、ベルトを用いている。本第２実施形態の説明において特に記載していなことは、矛盾がない限り、上記第１実施形態にて説明した事が適用されるし、本第２実施形態で記載された事に加えて、上記第１実施形態で説明した工夫が同時に盛り込まれて実施されても良い。
【０１３２】
〈観察システムの構成〉  
本実施形態に係る観察システム１の構成の概略を図１１に示す。この図に示すように、本実施形態では、撮像部１１０及び照明部１２０が固定された支持部１０３は、Ｘ送りベルト１３５に取り付けられている。Ｘ送りベルト１３５は、Ｘ駆動モータによって回転駆動される駆動ローラ１３６と、該駆動ローラ１３６に対してＣ軸方向に設けられた従動ローラ１３７とに巻回されている。Ｘ送りベルト１３５は、駆動ローラ１３６の回転により、Ｘ軸方向に往復移動する。よって、駆動ローラ１３６の回転方向及び回転量により、Ｘ送りベルト１３５に取り付けられた支持部１０３に固定された撮像部１１０を所望のＸ軸方向位置に移動させることができる。なお、図面の簡略化のため、Ｘ駆動モータ、レール、ガイド等は、図示を省略している。
【０１３３】
第１実施形態における送りねじでは、バックラッシュという撮像部１１０の移動に影響を及ぼす問題があった。本第２実施形態のようなベルトを用いた場合には、ベルトの延びという撮像部１１０の移動に影響を及ぼす問題が発生する。
【０１３４】
例えば、図１２（Ａ）に状態ａとして示すように、撮像部１１０を固定した支持部１０３が停止状態にあるとき、矢印で示すように図中左方向に移動量Ｘｔだけ移動させようとした場合、駆動ローラ１３６を、Ｘ送りベルト１３５の内、支持部１０３の左側である左側ベルト１３５Ｌを巻き取り、支持部１０３の右側である右側ベルト１３５Ｒを繰り出すように、回転駆動する。この場合、駆動ローラ１３６の駆動の初期段階では、同図に状態ｂとして示すように、Ｘ送りベルト１３５の駆動ローラ１３６によって引っ張られる左側ベルト１３５Ｌが延びるだけで、支持部１０３は直ぐには移動しない。そして、さらに駆動ローラ１３６の駆動が進むと、上記左側ベルト１３５Ｌの延びを解消するように、急激に支持部１０３が動くことになる。
【０１３５】
その後、移動量Ｘｔに相当する回転量で駆動ローラ１３６の駆動を停止したとしても、上記の支持部１０３の急激な移動による慣性力により、支持部１０３は、同図に状態ｃで示すように、この移動量Ｘｔで直ちに停止することはできず、図中左方向に更に移動する。このとき、反対側である右側ベルト１３５Ｒが支持部１０３により引っ張られて延びる。そのため、今度は、この右側ベルト１３５Ｒの延びを解消する方向に支持部１０３が引っ張られ、支持部１０３は図中右方向に引き戻される。その結果、支持部１０３（に固定された撮像部１１０）は、同図中に状態ｄとして示すように、Δｘｔだけ、所望の移動量よりも多く移動した位置で停止する。
【０１３６】
そこで、本第２実施形態では、このような駆動時のベルトの延びによる影響を除去するために、つまり移動誤差Δｘｔを補正するように、図１２（Ｂ）に示すような補助駆動７００を行う。同図において、実線は駆動ローラ１３６の駆動量を撮像部１１０の移動量に置き換えた理想移動量を示し、破線は実際の撮像部１１０の移動量を示している。移動量Ｘｔ移動させるための時間Ｒｔ１だけ駆動ローラ１３６を駆動した場合、図１２（Ａ）の状態ｄのように、ｘｔよりもΔＸｔだけ移動誤差が生じる。そこで、所定時間ずつ、Ｘ送りベルト１３５の移動方向つまり駆動ローラ１３６の回転方向を逆転し、また正転するという補助駆動７００を行うことで、撮像部１１０を目標とする位置に移動させる。なお、この補助駆動７００では、駆動ローラ１３６を低速駆動とすることで、Ｘ送りベルト１３５の延びは生じず、正確な位置合わせが可能である。
【０１３７】
すなわち、Ｘ送りベルト１３５の延びは、駆動ローラ１３６を高速駆動したときに発生する問題である。観察の原点へ撮像部１１０を移動させるとき、長い移動距離を短時間で完了するように、駆動ローラ１３６を高速駆動させざるを得ない。つまり、正確な位置合わせが求められる際にこそ発生してしまう。
【０１３８】
一方、実際の観察時には、移動距離は非常に短いため、それほど高速な駆動は必要としない。図１２（Ｃ）に示すように、駆動ローラ１３６を低速駆動した場合、すなわち、移動量Ｘｔ移動させるために時間Ｒｔ１よりも長い時間Ｒｔ２をかけるようにした場合、移動誤差は生じない。以下、このような低速駆動を応答待ち式駆動と称する。
【０１３９】
また、Ｘ送りベルト１３５は、上記のような駆動ローラ１３６の高速駆動時の動的な延び以外にも、駆動状態によらない静的な延びも有する。つまり、Ｘ送りベルト１３５は、温度変化や経時変化により延びることが考えられる。図１３（Ａ）に示すように、Ｘ送りベルト１３５が延びていないときに、撮像部１１０を固定した支持部１０３を図中左方向に所定量だけ移動させるのに必要な駆動ローラ１３６の駆動量を、図中ハッチングした矢印のような量であるとする。温度変化や経時変化によるＸ送りベルト１３５の静的な延びは、図１３（Ｂ）に示すように、左側ベルト１３５Ｌと右側ベルト１３５Ｒの両方で発生し、図中ハッチングした矢印のように、より大きな駆動量が必要となる。
【０１４０】
そのため、本第２実施形態では、このようなＸ送りベルト１３５の静的な延び量による移動誤差を補正するために、例えば各観察タイミングでの原点位置からの観察開始時に、まず、現時点での駆動ローラ１３６の回転量と移動ピッチとの関係を検出する。これは、微小量だけ駆動ローラ１３６を駆動して、その前後に撮像部１１０により得られた局所画像を比較することで取得できる。例えば、図１３（Ａ）のようにＸ送りベルト１３５が延びていな場合に、図１４（Ａ）に示すように例えばＸ方向に隣接する２枚の局所画像４００ｎ，４００ｎ＋１が取得できるような駆動を行う。このような駆動を行ったとき、図１３（Ｂ）のようにＸ送りベルト１３５が延びてしまっている場合には、図１４（Ｂ）に示すように、取得とした２枚の局所画像４００ｎ，４００ｎ＋１に重複する部分が発生する。従って、この重複部分が生じないように回転量を増加させれば、Ｘ送りベルト１３５の延びによる影響を除去して、毎回の観察タイミングで同じ位置の各局所画像４００を取得することが可能になる。
【０１４１】
〈観察システムの動作〉  
以下、本第２実施形態に係る観察システム１における観察装置１００の動作について、図１５Ａ及び図１５Ｂに示すフローチャートを参照して説明する。このフローチャートに示す動作は、観察装置１００に試料３００が設置され、観察装置１００がインキュベータ内に収容された後に開始する。また、このフローチャートは、例えば予め決められた時間毎に観察を繰り返し行うような、タイムラプス撮影動作に対応している。
【０１４２】
ステップＳ１０１乃至ステップＳ１０８については、上記第１実施形態で説明した通りである。
【０１４３】
本第２実施形態では、第１実施形態におけるステップＳ１０９の代わりに、ステップＳ１５１において、観察側制御回路１６０は、移動機構１３０を動作させて、指定された位置に補助駆動７００付きで撮像部１１０を移動させる。その後、処理はステップＳ１１０に進む。
【０１４４】
ステップＳ１１０乃至ステップＳ１１５については、上記第１実施形態で説明した通りである。但し、本第２実施形態では、ステップＳ１５１において補助駆動７００付きで撮像部１１０を移動させていることで、正確な指定位置に撮像部１１０が移動し得るので、第１実施形態におけるステップＳ１１１のような取得画像の撮影位置情報に移動方向による補正を行う必要はない。そのため、ステップＳ１１１の処理は省略されている。
【０１４５】
従って、上記ステップＳ１０７乃至ステップＳ１１４を繰り返すことで、撮像部１１０を観察の原点へ移動させていく際、ステップＳ１５１において、駆動ローラ１３６の高速駆動に起因するＸ送りベルト１３５の延びによる撮像部１１０の移動誤差を補正するように補助駆動７００を行うことで、観察の原点を正確に指定できるようにしている。
【０１４６】
こうして観察の原点が決定されたならば、コントローラ２００から観察情報送信要求が送られてくるので、上記ステップＳ１１３において観察開始の指定があったと判定され、処理はステップＳ１１６に進む。
【０１４７】
ステップＳ１１６については、上記第１実施形態で説明した通りである。
【０１４８】
その後、本第２実施形態では、第１実施形態におけるステップＳ１１７の代わりに、ステップＳ１５２及びステップＳ１５３の動作を実施する。
【０１４９】
すなわち、ステップＳ１５２において、観察側制御回路１６０は、移動機構１３０に指令して、上述したように、微小量だけ駆動ローラ１３６を駆動して、その前後に撮像部１１０により得られた局所画像を比較することで、駆動ローラ１３６の回転量と移動ピッチとの関係を検出する。その後、処理はステップＳ１５３に進む。
【０１５０】
ステップＳ１５３において、観察側制御回路１６０は、応答待ち式観察処理を行う。すなわち、観察側制御回路１６０は、まず、移動機構１３０に指令して、上記ステップＳ１５２での検出のために移動させた撮像部１１０を、応答待ち式駆動により、原点位置に戻す。その後、観察側制御回路１６０は、照明部１２０の光源１２２をオンすることで観察用の照明光を消灯し、移動機構１３０に指令して、応答待ち式駆動により、撮像部１１０の位置を特定の規則に従って変えながら、撮像部１１０に撮像を繰り返し行わせる。この際、上述したような温度又は経時要因のＸ送りベルト１３５の静的な延びによる影響を除去するように、つまり静的な移動誤差を補正するように、撮像部１１０を所望位置に移動させるための駆動ローラ１３６の回転量を、上記ステップＳ１５２で検出した関係に基づいて調整する。観察側制御回路１６０は、得られた画像に対して、所定の処理を行い、観察結果を観察側記録回路１７０に記録する。観察完了で、観察側制御回路１６０は、照明部１２０の光源１２２をオフすることで、観察用の照明光を消灯する。その後、処理はステップＳ１２２に進む。
【０１５１】
上記ステップＳ１０６においてマニュアル観察モードに設定されていない、つまり、自動観察モードに設定されていると判定されたとき、ステップＳ１１８に進む。このステップＳ１１８については、上記第１実施形態で説明した通りである。このステップＳ１１８において、観察側制御回路１６０が、既に観察の原点が決定済みであると判定したとき、本第２実施形態では、第１実施形態におけるステップＳ１１９の代わりに、処理はステップＳ１５４に進む。
【０１５２】
ステップＳ１５４において、観察側制御回路１６０は、移動機構１３０を動作させて、原点位置に撮像部１１０を移動させる。自動観察モードでは、既に少なくとも１回は観察が実施されており、撮像部１１０は原点位置からそれほど遠距離に位置していない。そこで、この撮像部１１０の原点位置への移動は、駆動ローラを低速で回転駆動する応答待ち式駆動により行われる。もちろん、観察を素早く開始するために、応答待ち式駆動ではなくて補助駆動７００付きの移動を行うようにしても良い。その後、処理はステップＳ１５５に進む。
【０１５３】
ステップＳ１５５において、観察側制御回路１６０は、ピッチ判定を行う。この動作は、上記ステップＳ１５２と同様に、移動機構１３０に指令して、微小量だけ駆動ローラ１３６を駆動して、その前後に撮像部１１０により得られた局所画像を比較することで、駆動ローラ１３６の回転量と移動ピッチとの関係を検出する動作である。その後、処理はステップＳ１５６に進む。
【０１５４】
ステップＳ１５６において、観察側制御回路１６０は、上記ステップＳ１５３と同様の応答待ち式の観察処理を行う。すなわち、観察側制御回路１６０は、まず、移動機構１３０に指令して、上記ステップＳ１５５でのピッチ判定のために移動させた撮像部１１０を、応答待ち式駆動により、原点位置に戻す。その後、観察側制御回路１６０は、照明部１２０の光源１２２をオンすることで観察用の照明光を点灯し、移動機構１３０に指令して、応答待ち式駆動により、撮像部１１０の位置を特定の規則に従って変えながら、撮像部１１０に撮像を繰り返し行わせる。この際、上述したような温度又は経時要因のＸ送りベルト１３５の静的な延びによる影響を除去するように、つまり静的な移動誤差を補正するように、撮像部１１０を所望位置に移動させるための駆動ローラ１３６の回転量を、上記ステップＳ１５５で検出した関係に基づいて調整する。観察側制御回路１６０は、得られた画像に対して、所定の処理を行い、観察結果を観察側記録回路１７０に記録する。観察完了で、観察側制御回路１６０は、照明部１２０の光源１２２をオフすることで、観察用の照明光を消灯する。その後、処理はステップＳ１２１に進む。
【０１５５】
ステップＳ１２１乃至ステップＳ１２３については、上記第１実施形態で説明した通りである。ステップＳ１２３において、観察側制御回路１６０が、コントローラ２００からマニュアル位置指定を受けたと判定したとき、本第２実施形態では、第１実施形態におけるステップＳ１２４の代わりに、処理はステップＳ１５７に進む。
【０１５６】
ステップＳ１５７において、観察側制御回路１６０は、移動機構１３０を動作させて、マニュアル指定された位置に撮像部１１０を補助駆動７００付きで移動させる。もちろん、指定位置は試料３００のどこかに対応するので、その指定位置と観察終了時の撮像部１１０の位置とはそれほど離れておらず、補助駆動７００付きの移動ではなくて応答待ち式の移動を行うようにしても構わない。その後、処理はステップＳ１２５に進む。
【０１５７】
ステップＳ１２５乃至ステップＳ１３０については、上記第１実施形態で説明した通りである。但し、本第２実施形態では、ステップＳ１５７において補助駆動７００付きで撮像部１１０を移動させていることで、正確な指定位置に撮像部１１０が移動し得るので、第１実施形態におけるステップＳ１２６のような取得画像の撮影位置情報に移動方向による補正を行う必要はない。そのため、ステップＳ１２６の処理は省略されている。
【０１５８】
以上のようにして、本第２実施形態においても、観察装置１００は、繰り返し観察を行う。
【０１５９】
〈観察システムの特徴〉  
従って、本第２実施形態に係る観察システム１によっても第１実施形態に係る観察システム１と同様の効果が得られる。
【０１６０】
また、本第２実施形態では、第１実施形態におけるＸ送りねじ１３１に代えてＸ送りベルト１３５を用いているが、このＸ送りベルト１３５の高速駆動時の延びによる撮像部１１０の動的な移動誤差を補助駆動７００を行うことで解消し、正確な原点位置への移動を可能としている。さらに、駆動ローラ１３６の回転量と移動ピッチとの関係を検出して、Ｘ送りベルト１３５の温度変化又は経時変化による延びによる静的な移動誤差を補正するように駆動ローラ１３６の回転量を調整することで、毎回の観察タイミングで同じ位置の各局所画像４００を取得することができる。
【０１６１】
なお、以上各実施形態で説明した技術のうち、主にフローチャートで説明した制御に関しては、プログラムを用いて実現され得る。このプログラムは、記録媒体や記録部に収められ得る。この記録媒体又は記録部への記録の方法は様々であり、製品出荷時に記録されても良く、配布された記録媒体が利用されて記録されても良く、インターネットを介したダウンロードが利用されて記録されても良い。
【０１６２】
また、上述の各実施形態では、観察装置１００の筐体１０１の上面が透明板１０２で覆われており、試料３００が筐体１０１の上面に配置される例を示したが、これに限らない。試料３００の形状、観察したい方向等に応じて、観察装置１００の形状は適宜に変更され得る。
【０１６３】
また、各実施形態では、観察装置１００は、単に培養中の細胞等を撮影して記録するための装置であるとして説明した。観察装置１００は、観察側制御回路１６０又は画像処理回路１８０によって、得られた画像に基づく各種解析を行うようにしても良い。例えば、観察側制御回路１６０又は画像処理回路１８０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しても良い。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１７０に記録されたり、観察側通信装置１５０を介してコントローラ２００に送信されたりする。このように、観察装置１００を単なる観察だけではなく測定を行う測定装置として構成することも可能である。あるいは、各実施形態で説明したような観察装置１００で得られた撮影画像を解析することで、細胞又は細胞群の個数、形態等を取得して、記録する機能をコントローラ２００に持たせることで、観察装置１００を備える測定システムを構成することも可能である。
【符号の説明】
【０１６４】
１…観察システム、  １００…観察装置、  １０１…筐体、  １０２…透明板、  １０３…支持部、  １０３Ａ…凸部、  １０４…回路群、  １１０…撮像部、  １１１…撮像光学系、  １１２…撮像素子、  １２０…照明部、  １２１…照明光学系、  １２２…光源、  １３０…移動機構、  １３１…Ｘ送りねじ、  １３２…Ｘアクチュエータ、  １３３…Ｙ送りねじ、  １３４…Ｙアクチュエータ、  １３５…Ｘ送りベルト、  １３５Ｌ…左側ベルト、  １３５Ｒ…右側ベルト、  １３６…駆動ローラ、  １３７…従動ローラ、  １４０…操作部、  １５０…観察側通信装置、  １６０…観察側制御回路、  １６１…位置制御部、  １６２…撮像制御部、  １６３…照明制御部、  １６４…記録制御部、  １６５…通信制御部、  １６６…観察制御部、  １７０…観察側記録回路、  １８０…画像処理回路、  ２００…コントローラ、  ２１０…入出力装置、  ２１１…表示装置、  ２１２…入力装置、  ２１３…観察画面、  ２１４…撮影画像表示部、  ２１４Ａ…画像サイズ指標、  ２１５…撮影位置表示部、  ２１５Ａ…位置指標、  ２１５Ｂ…文字情報、  ２１６…操作釦表示部、  ２１６Ａ…メニュー（ＭＥＮＵ）釦、  ２１６Ｂ…十字方向釦、  ２２０…コントローラ側通信装置、  ２３０…コントローラ側制御回路、  ２３１…システム制御部、  ２３２…表示制御部、  ２３３…記録制御部、  ２３４…通信制御部、  ２４０…コントローラ側記録回路、  ３００…試料、  ３０１…容器、  ３０２…培地、  ３０３…細胞、  ３０４…容器蓋、  ４００，４０００，４００１，４００２，４００３，４００ｎ，４００ｎ＋１…局所画像、  ４０１，４０２，４０３…全体画像、  ５００…観察結果、  ５０１１…第１のデータ、  ５０１２…第２のデータ、  ５０２…開始条件、  ５０３１，５０３２，５０３３…局所画像情報、  ５０４…順番、  ５０５…位置、  ５０６…Ｚ位置、  ５０７…撮影条件、  ６００…指、  ７００…補助駆動。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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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１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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