(57)【要約】【課題】細胞が収容された容器が設置された移動ステージの移動にともなって、容器の液面に浮遊する死細胞が撮像領域の中心部に集合するのを防止することができる撮像装置および方法並びに撮像制御プログラムを提供する。【解決手段】細胞を撮像する撮像部と、細胞が収容された容器が設置される移動ステージ５１と、移動ステージ５１を移動させることによって、細胞を含む撮像領域内で撮像対象範囲を移動させ、撮像部を制御することによって、撮像対象範囲毎の画像を撮像する撮像制御部２１とを備え、撮像制御部２１が、移動ステージ５１の同一方向への移動を３回以上連続させないようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
細胞を撮像する撮像部と、
前記細胞が収容された容器が設置される移動ステージと、
前記移動ステージを移動させることによって、前記細胞を含む撮像領域内で撮像対象範囲を移動させ、前記撮像部を制御することによって、前記撮像対象範囲毎の画像を撮像し、かつ、前記移動ステージの同一方向への移動を３回以上連続させない第１のステージ制御と、前記移動ステージの同一方向への移動を３回以上連続可能とする第２のステージ制御とを切り替える撮像制御部と、を備え、
前記撮像制御部は、
前記移動ステージの移動回数が多い場合には前記第１のステージ制御に切り替え、前記移動回数が少ない場合には前記第２のステージ制御に切り替え、
撮像対象範囲の撮像の間隔が短い場合には前記第１のステージ制御に切り替え、前記撮像の間隔が長い場合には前記第２のステージ制御に切り替え、
前記容器に収容される液体の液面の揺動が多い場合には前記第１のステージ制御に切り替え、前記液面の揺動が少ない場合には前記第２のステージ制御に切り替え、及び、
前記細胞の培養期間が長い場合には前記第１のステージ制御に切り替え、前記培養期間が短い場合には前記第２のステージ制御に切り替える撮像装置。
【請求項２】
前記移動ステージの移動回数が多い場合は、前記撮像の倍率が相対的に高い場合、前記撮像領域の大きさが相対的に大きい場合、前記撮像領域の撮像を複数回行う場合の撮像の回数が予め設定された閾値以上である場合、および前記撮像領域の撮像を複数回行う場合の撮像開始から終了までの期間が予め設定された閾値以上である場合の少なくとも１つの場合である請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記撮像対象範囲の撮像の間隔が短い場合は、パターン照明光オートフォーカス制御を行なう場合及び撮影対象範囲の露光時間が相対的に短い場合の少なくとも１つの場合である請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記容器に収容される液体の液面の揺動が多い場合は、波を発生しやすい液体である場合、液体の粘度に基づいて予め設定されている場合、液体の量が相対的に多い場合、及び容器の大きさが相対的に大きい場合の少なくとも１つの場合である請求項１から３の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記撮像制御部が、前記容器内の前記撮像領域に対して前記撮像対象範囲を渦巻き状に移動させる請求項１から４の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記撮像制御部が、前記移動ステージを駆動する駆動モータへの制御信号に基づいて、前記移動ステージの移動回数をカウントする請求項１から５の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
細胞が収容された容器が設置される移動ステージを移動させることによって、前記細胞を含む撮像領域内で撮像対象範囲を移動させ、前記撮像対象範囲毎の画像を撮像し、かつ、前記移動ステージの同一方向への移動を３回以上連続させない第１のステージ制御と、前記移動ステージの同一方向への移動を３回以上連続可能とする第２のステージ制御とを切り替える撮像方法であって、
前記移動ステージの移動回数が多い場合には前記第１のステージ制御に切り替え、前記移動回数が少ない場合には前記第２のステージ制御に切り替え、
撮像対象範囲の撮像の間隔が短い場合には前記第１のステージ制御に切り替え、前記撮像の間隔が長い場合には前記第２のステージ制御に切り替え、
前記容器に収容される液体の液面の揺動が多い場合には前記第１のステージ制御に切り替え、前記液面の揺動が少ない場合には前記第２のステージ制御に切り替え、及び、
前記細胞の培養期間が長い場合には前記第１のステージ制御に切り替え、前記培養期間が短い場合には前記第２のステージ制御に切り替える撮像方法。
【請求項８】
細胞が収容された容器が設置された移動ステージを移動させることによって、前記細胞を含む撮像領域内で撮像対象範囲を移動させ、撮像部を制御することによって、前記撮像対象範囲毎の画像を撮像し、かつ、前記移動ステージの同一方向への移動を３回以上連続させない第１のステージ制御と、前記移動ステージの同一方向への移動を３回以上連続可能とする第２のステージ制御とを切り替える撮像制御部としてコンピュータを機能させる撮像制御プログラムであって、
前記撮像制御部が、前記移動ステージの移動回数が多い場合には前記第１のステージ制御に切り替え、前記移動回数が少ない場合には前記第２のステージ制御に切り替え、
撮像対象範囲の撮像の間隔が短い場合には前記第１のステージ制御に切り替え、前記撮像の間隔が長い場合には前記第２のステージ制御に切り替え、
前記容器に収容される液体の液面の揺動が多い場合には前記第１のステージ制御に切り替え、前記液面の揺動が少ない場合には前記第２のステージ制御に切り替え、及び、
前記細胞の培養期間が長い場合には前記第１のステージ制御に切り替え、前記培養期間が短い場合には前記第２のステージ制御に切り替える撮像制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動ステージを移動させることによって細胞を含む撮像領域内で撮像対象範囲を移動させ、撮像対象範囲毎の画像を撮像する撮像装置および方法並びに撮像制御プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＥＳ（Embryonic Stem）細胞およびｉＰＳ（Induced Pluripotent Stem）細胞などの多能性幹細胞や分化誘導された細胞などを顕微鏡などで撮像し、その画像の特徴を捉えることで細胞の分化状態などを判定する方法が提案されている。
【０００３】
ＥＳ細胞およびｉＰＳ細胞などの多能性幹細胞は、種々の組織の細胞に分化する能力を備えたものであり、再生医療、薬の開発、病気の解明などにおいて応用が可能なものとして注目されている。
【０００４】
一方、上述したように細胞を顕微鏡で撮像する際、高倍率な広視野画像を取得するため、たとえばウェルなどの撮像領域を複数の撮像対象範囲に分割し、その撮像対象範囲をそれぞれ高倍率で撮像した後、撮像対象範囲毎の画像を結合する、いわゆるタイリング撮影を行うことが提案されている（特許文献１〜特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−８９４１０号公報
【特許文献２】特開２００８−０５２２２７号公報
【特許文献３】国際公開第２０１３／１０５３７３号パンフレット
【特許文献４】特表２００５−５１４５８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、上記のようなタイリング撮影の方法として、撮像領域内において撮像対象範囲を双方向走査する方法が提案されている。双方向走査とは、図１３に示すように、撮像領域Ｒ内において、撮像対象範囲ＩＲのＸ軸正方向（紙面右方向）への移動とＸ軸負方向（紙面左方向への移動）への移動とを交互に繰り返す走査方法である。
【０００７】
しかしながら、上記のような撮像対象範囲ＩＲの移動は、ウェルなどが設置された移動ステージを移動させることによって行われるが、この移動ステージの移動によってウェル内に収容された培養液などの液体の液面に揺らぎが発生する。
【０００８】
近年、総撮影時間の短縮化が望まれており、１つの撮像対象範囲の撮像に要する時間が短縮化される傾向にある。したがって、ウェル内で発生した液面の揺らぎがおさまる前に移動ステージが移動し、移動ステージを移動するたびに液面の揺らぎが増長されるといった現象が起きている。
【０００９】
一方、従来、時間の経過にともなう細胞の変化を観察するため、経時的に複数回にわたって細胞を撮影する、いわゆるタイムラプス撮影が行われている。このタイムラプス撮影では、時間の経過とともに死細胞が浮遊してくるが、この死細胞は、移動ステージの移動にともなう液面の揺らぎとともに移動する。そして、上述したような双方向走査を行った場合には、移動ステージの同一方向への移動が、たとえば１５回程度連続して行われるため、ウェルＷの側壁面において、図１６の矢印で示す方向に波面が反射し、これにより波が打ち消しあうウェルＷの中心部に死細胞が集まることが確認された。なお、図１６に示す矢印の方向が波面の反射方向である。また、図１７の左図は、タイリング撮影前の死細胞Ｄの分散状態を示す模式図であり、図１７の右図が、双方向走査によるタイリング撮影後の死細胞Ｄの集合状態を示す模式図である。
【００１０】
図１７の右図に示すようにウェルＷ（撮像領域）の中心部に死細胞Ｄが集まった場合、画像の見た目が損なわれ、さらに死細胞Ｄが集まった箇所の下にある細胞群Ｓが見えなくなるといった問題がある。この現象は、タイムラプス撮影期間が延びるほど顕著に現れる問題である。
【００１１】
本発明は、上記の問題に鑑み、移動ステージの移動にともなって死細胞が撮像領域の中心部に集合するのを防止することができる撮像装置および方法並びに撮像制御プログラ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】
【００１２】
本発明の撮像装置は、細胞を撮像する撮像部と、細胞が収容された容器が設置される移動ステージと、移動ステージを移動させることによって、細胞を含む撮像領域内で撮像対象範囲を移動させ、撮像部を制御することによって、撮像対象範囲毎の画像を撮像する撮像制御部とを備え、撮像制御部が、移動ステージの同一方向への移動を３回以上連続させないことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の撮像装置においては、移動ステージの制御切替条件を取得する制御切替条件取得部を備えることができ、撮像制御部は、制御切替条件に基づいて、移動ステージの同一方向への移動を３回以上連続させない第１のステージ制御と、移動ステージの同一方向への移動を３回以上連続可能とする第２のステージ制御とを切り替えることができる。
【００１４】
また、本発明の撮像装置において、制御切替条件は、移動ステージの移動回数に関連する条件、撮像対象範囲の撮像の間隔に関連する条件、容器に収容される液体の液面の搖動に関連する条件または細胞の培養期間とすることが好ましい。
【００１５】
また、本発明の撮像装置において、移動ステージの移動回数に関連する条件は、撮像の倍率、撮像領域の大きさ、撮像領域の撮像を複数回行う場合の撮像の回数、および撮像領域の撮像を複数回行う場合の撮像開始から終了までの期間の少なくとも１つを含むことが好ましい。
【００１６】
また、本発明の撮像装置において、撮像対象範囲の撮像の間隔に関連する条件は、オートフォーカス方法および撮像対象範囲の露光時間の少なくとも１つを含むことが好ましい。
【００１７】
また、本発明の撮像装置において、容器に収容される液体の液面の搖動に関連する条件は、液体の種類、液体の量、液体の粘度および容器の大きさの少なくとも１つを含むことが好ましい。
【００１８】
また、本発明の撮像装置においては、容器内の死細胞の数に関する情報を計測する死細胞計測部を備えることができ、撮像制御部は、死細胞の数に関する情報に基づいて、移動ステージの同一方向への移動を３回以上連続させない第１のステージ制御と、移動ステージの同一方向への移動を３回以上連続可能とする第２のステージ制御とを切り替えることができる。
【００１９】
また、本発明の撮像装置において、撮像制御部は、容器内の撮像領域に対して撮像対象範囲を渦巻き状に移動させることができる。
【００２０】
また、本発明の撮像装置において、撮像制御部は、移動ステージを駆動する駆動モータへの制御信号に基づいて、移動ステージの移動回数をカウントすることができる。
【００２１】
本発明の撮像方法は、細胞が収容された容器が設置された移動ステージを移動させることによって、細胞を含む撮像領域内の撮像対象範囲を移動させ、撮像対象範囲毎の画像を撮像する撮像方法であって、移動ステージの同一方向への移動を３回以上連続させないことを特徴とする。
【００２２】
本発明の撮像制御プログラムは、細胞が収容された容器が設置された移動ステージを移動させることによって、細胞を含む撮像領域内の撮像対象範囲を移動させ、撮像部を制御することによって、撮像対象範囲毎の画像を撮像する撮像制御部としてコンピュータを機能させる撮像制御プログラムであって、撮像制御部が、移動ステージの同一方向への移動を３回以上連続させないことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の撮像装置および方法並びに撮像制御プログラムは、細胞が収容された容器が設置された移動ステージを移動させることによって、細胞を含む撮像領域内で撮像対象範囲を移動させ、その撮像対象範囲毎の画像を撮像する。そして、この際、本発明の撮像装置および方法並びに撮像制御プログラムは、移動ステージの同一方向への移動を３回以上連続させないようにしたので、上述した双方向走査の場合のように、移動ステージの移動にともなって死細胞が撮像領域の中心部に集合するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の撮像装置の第１の実施形態を用いた顕微鏡観察システムの概略構成を示すブロック図
【図２】図１に示す顕微鏡観察システムの顕微鏡装置の概略構成を示す図
【図３】細胞群を含む撮像領域およびその撮像領域内における撮像対象範囲の一例を示す模式図
【図４】移動ステージの移動による撮像領域内での撮像対象範囲の移動方向を示す図
【図５】タイリング撮影前の死細胞の分散状態と、本発明の移動ステージの移動制御によるタイリング撮影後の死細胞の分散状態とを示す模式図
【図６】本発明の移動ステージの移動制御によってタイムラプス撮影した場合の所定の時点の位相差画像を示す図
【図７】双方向走査を行ってタイムラプス撮影した場合の所定の時点の位相差画像を示す図
【図８】移動ステージの同一方向への移動を３回以上連続させない移動制御方法のその他の実施形態を示す図
【図９】移動ステージの同一方向への移動を３回以上連続させない移動制御方法のその他の実施形態を示す図
【図１０】本発明の撮像装置の第１の実施形態を用いた顕微鏡観察システムの作用を説明するためのフローチャート
【図１１】本発明の撮像装置の第２の実施形態を用いた顕微鏡観察システムの概略構成を示すブロック図
【図１２】移動ステージの同一方向への移動を３回以上連続させない移動制御方法のその他の実施形態を示す図
【図１３】双方向走査を行う場合の撮像対象範囲の移動方向を示す図
【図１４】撮像領域に対して撮像対象範囲を渦巻き状に移動させる場合のその移動方向を示す図
【図１５】本発明の撮像装置の第３の実施形態を用いた顕微鏡観察システムの概略構成を示すブロック図
【図１６】双方向走査を行った場合の波面の反射方向を示す図
【図１７】タイリング撮影前の死細胞の分散状態と、双方向走査によるタイリング撮影後の死細胞の集合状態とを示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の撮像装置および方法並びに撮像制御プログラムの第１の実施形態を用いた顕微鏡観察システムについて、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本実施形態の顕微鏡観察システム１の概略構成を示すブロック図である。また、図２は、本実施形態の顕微鏡観察システム１の顕微鏡装置１０の概略構成図である。なお、図１においては、顕微鏡装置１０については制御装置２０と関係がある構成のみを示している。
【００２６】
本実施形態の顕微鏡観察システム１は、図１に示すように、顕微鏡装置１０と、制御装置２０と、表示装置３０と、入力装置４０とを備えている。
【００２７】
顕微鏡装置１０は、培養された細胞の位相差画像を撮像するものである。また、顕微鏡装置１０は、細胞を経時的に複数回撮像する、いわゆるタイムラプス撮影を行うものである。具体的には、顕微鏡装置１０は、図２に示すように、白色光を出射する位相差計測用白色光源１１と、リング形状のスリットを有し、位相差計測用白色光源１１から出射された白色光が入射されてリング状の照明光Ｌ１を出射するスリット板１２と、スリット板１２から出射されたリング状の照明光Ｌ１が入射され、その入射されたリング状の照明光Ｌ１を細胞群（細胞コロニーともいう）Ｓに対して照射する第１の対物レンズ１３とを備えている。
【００２８】
スリット板１２は、位相差計測用白色光源１１から出射された白色光を遮光する遮光板に対して白色光を透過するリング形状のスリットが設けられたものであり、白色光がスリットを通過することによってリング状の照明光Ｌ１が形成される。
【００２９】
また、顕微鏡装置１０は、位相差レンズ１４と、結像レンズ１５と、撮像素子１６とを備えている。
【００３０】
位相差レンズ１４は、第２の対物レンズ１４ａおよび位相板１４ｂを備えている。位相板１４ｂは、照明光Ｌ１の波長に対して透明な透明板に対して位相リングを形成したものである。なお、上述したスリット板１２のスリットの大きさは、位相板１４ｂの位相リングと共役な関係にある。
【００３１】
位相リングは、入射された光の位相を１／４波長ずらす位相膜と、入射された光を減光する減光フィルタとがリング状に形成されたものである。位相リングに入射された直接光は、位相リングを通過することによって位相が１／４波長ずれるとともに、その明るさが弱められる。一方、細胞群Ｓによって回折された回折光は大部分が位相板１４ｂの透明板を通過し、その位相および明るさは変化しない。
【００３２】
位相差レンズ１４は、光学系駆動部１８（図１参照）によってＺ方向（矢印Ａ方向）に移動するものである。この位相差レンズ１４のＺ方向への移動によってオートフォーカス制御が行われ、撮像素子１６によって撮像される位相差画像のコントラストが調整される。
【００３３】
結像レンズ１５は、位相差レンズ１４を通過した位相差画像が入射され、これらを撮像素子１６に結像するものである。
【００３４】
撮像素子１６は、結像レンズ１５によって結像された位相差画像を撮像するものである。撮像素子１６としては、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）イメージセンサなどが用いられる。撮像素子としては、ＲＧＢ（Red Green Blue）のカラーフィルタが設けられた撮像素子を用いてもよいし、モノクロの撮像素子を用いるようにしてもよい。
【００３５】
なお、本実施形態においては、上述した位相差計測用白色光源１１、スリット板１２、第１の対物レンズ１３、位相差レンズ１４、結像レンズ１５および撮像素子１６が、本発明の撮像部に相当するものである。また、この撮像部と後述する移動ステージ５１および撮像制御部２１とが、本発明の撮像装置に相当するものである。
【００３６】
そして、上述した第１の対物レンズ１３と位相差レンズ１４の間には、細胞群Ｓが収容された培養容器５０が設置される移動ステージ５１が設けられている。
【００３７】
培養容器５０としては、シャーレ、ディッシュまたはウェルプレートなどを用いることができる。また、培養容器５０に収容される細胞群Ｓとしては、ｉＰＳ細胞およびＥＳ細胞といった多能性幹細胞、幹細胞から分化誘導された神経、皮膚、心筋および肝臓の細胞、並びに人体から取り出された皮膚、網膜、心筋、血球、神経および臓器の細胞などがある。培養容器５０内には、細胞群Ｓを培養するための培養液Ｃも収容される。
【００３８】
移動ステージ５１は、ステージ駆動部１９（図１参照）によって互いに直交するＸ方向およびＹ方向に移動するものである。なお、Ｘ方向およびＹ方向は、細胞群Ｓの設置面に平行な面上において互いに直交する方向である。
【００３９】
ステージ駆動部１９は、制御装置２０の撮像制御部２１からの制御信号に応じて移動ステージ５１をＸ方向、Ｙ方向および直交するＸ−Ｙ方向の間の斜め方向に移動させるものであり、駆動モータ１９ａと駆動モータ１９ａによって駆動する移動機構（図示省略）とを備えている。
【００４０】
撮像制御部２１は、移動ステージ５１を移動させることによって、図３に示すように、細胞群Ｓを含む撮像領域Ｒ内において撮像対象範囲ＩＲを移動させ、顕微鏡装置１０を制御することによって、撮像対象範囲ＩＲ毎の位相差画像の撮像を行うものである。
【００４１】
移動ステージ５１は、ステージ駆動部１９によってＸ方向、Ｙ方向および斜め方向に移動するものであり、その移動が繰り返されることによって、撮像領域Ｒ全体が走査される。
【００４２】
ここで、上述したように移動ステージ５１を移動させて従来のような双方向走査を行った場合には、死細胞が撮像領域Ｒの中心部に集合していまい、細胞群Ｓの位相差画像の撮像の邪魔となり、また、位相差画像の見た目も損なわれてしまう。
【００４３】
そこで、本実施形態の撮像制御部２１は、移動ステージ５１の同一方向への移動を３回以上連続させないように制御するものである。図４に示す実線Ｌは、移動ステージ５１の移動による撮像領域Ｒ内での撮像対象範囲ＩＲの移動方向を示すものである。実線Ｌの端点Ｓ，Ｇおよび実線Ｌが折れ曲がっている点に撮像対象範囲ＩＲが移動し、その点において位相差画像の撮像が行われる。なお、撮像対象範囲ＩＲが、図４に示す点Ｐ１から点Ｐ２に移動する際には、点Ｐ１と点Ｐ２の間に存在する撮像対象範囲はまだ撮像が行われておらず、かつ点Ｐ１と点Ｐ２を結ぶ線分がその撮像対象範囲の中心を通過することになるので、この撮像対象範囲の位置で移動ステージ５１が停止して撮像が行われる。撮像対象範囲ＩＲは、端点Ｓの位置に最初に設定された後、実線Ｌに沿って撮像領域Ｒの外側から内側に向けて移動し、端点Ｇの位置まで移動する。すなわち、撮像対象範囲ＩＲは、移動ステージ５１の移動によって培養容器５０内の撮像領域Ｒに対して渦巻き状に移動する。
【００４４】
なお、撮像制御部２１は、ステージ駆動部１９の駆動モータ１９ａへの制御信号に基づいて、移動ステージ５１の移動の回数をカウントするものである。なお、移動ステージ５１が移動を開始してからその移動を停止するまでを移動ステージ５１の１回の移動としてカウントする。したがって、具体的には、撮像制御部２１は、駆動モータ１９ａへの動作開始制御信号の出力と動作停止制御信号の出力の組み合わせをカウントすることによって、移動ステージ５１の移動の回数をカウントする。
【００４５】
また、Ｘ方向およびＹ方向に平行でない斜め方向への撮像対象範囲ＩＲの移動については、移動ステージ５１のＸ方向への移動とＹ方向への移動との組み合わせによって実現するようにしてもよい。具体的には、たとえば図４に示す点Ｐ１から点Ｐ２への移動は、点Ｐ１からＸ軸正方向（紙面右方向）への２回の移動とＹ軸負方向（紙面下方向）への２回の移動との組み合わせによって行われる。また、図４に示す点Ｐ３から点Ｐ４への移動は、点Ｐ３からＸ軸負方向（紙面左方向）への１回の移動とＹ軸正方向（紙面上方向へ）の２回の移動との組み合わせによって行われる。
【００４６】
ただし、その場合、図４に示す点Ｐ１と点Ｐ２との間に存在する撮像対象範囲が撮像されないことになるので、図４に示す点Ｇまで移動した後、さらにＹ軸正方向へ１回移動して点Ｐ１と点Ｐ２との間に存在する撮像対象範囲を撮像するようにすればよい。
【００４７】
図４において実線Ｌで示される移動方向に撮像対象範囲ＩＲを移動させることによって、移動ステージ５１の同一方向への移動を３回以上連続させないようにすることができ、かつ撮像領域Ｒのほぼ全体の位相差画像の撮像を行うことができる。
【００４８】
そして、移動ステージ５１の同一方向への移動を３回以上連続させないことによって、従来の双方向走査のように死細胞が撮像領域Ｒの中心部に集合してしまうのを防止することができる。すなわち、移動ステージ５１の同一方向への移動を３回以上連続させず、異なる方向へ移動ステージ５１を移動させることによって、培養液Ｃの液面において互いに異なる方向に波を発生させることができるので、液面に浮かぶ死細胞を集合させることなく、分散させることができる。図５の左図は、移動ステージ５１の移動前の死細胞Ｄの分散状態を模式的に示した図であり、図５の右図は、本実施形態の移動ステージ５１の移動制御によって撮像対象範囲ＩＲを移動させて位相差画像の撮像を行った後の死細胞Ｄの分散状態を模式的に示した図である。
【００４９】
また、図６は、本実施形態の移動ステージ５１の移動制御によって撮像対象範囲ＩＲを移動させ、１時間毎に撮像領域Ｒ全体をタイムラプス撮影した場合の所定の時点の位相差画像を示したものである。図６に示すように、この場合、特に死細胞の集合状態は確認されない。一方、図７は、従来の双方向走査によって撮像対象範囲ＩＲを移動させ、１時間毎に撮像領域Ｒ全体をタイムラプス撮影した場合の所定の時点の位相差画像を示したものである。図７において楕円で示されるように、撮像領域Ｒの中央部分に死細胞が集合しているのが分かる。
【００５０】
なお、移動ステージ５１の移動制御方法については、図４に示す例に限らず、移動ステージ５１の同一方向への移動を３回以上連続させない移動方法でればその他の移動制御方法を採用するようにしてもよい。
【００５１】
具体的には、図８および図９に示される実線Ｌに沿って撮像対象範囲ＩＲが移動するように移動ステージ５１を移動させるようにしてもよい。図８および図９に示す例の場合も、撮像対象範囲ＩＲは、端点Ｓの位置に最初に設定された後、実線Ｌに沿って移動し、端点Ｇの位置まで移動する。図８および図９に示す例では、実線Ｌの端点Ｓ，Ｇおよび実線Ｌが折れ曲がっている点で位相差画像の撮像が行われ、さらに、ある点から次の点までに移動する間に、撮像対象範囲ＩＲが存在し、その撮像対象範囲ＩＲがまだ撮像されておらず、かつその撮像対象範囲ＩＲの中心を実線Ｌが通過する場合には、その撮像対象範囲ＩＲについても撮像を行う。
【００５２】
次に、本実施形態の顕微鏡装置１０は、上述したように位相差レンズ１４をＺ方向に移動させることによってオートフォーカス制御を行うものであるが、２種類のオートフォーカス制御を行うことができるものである。一つのオートフォーカス制御方法は、位相差レンズ１４をＺ方向に移動させ、位相差レンズ１４の位置毎の複数の位相差画像を撮像素子１６によって撮像し、その複数の位相差画像のコントラストが最大となる位置に位相差レンズ１４を移動させる、いわゆるコントラストオートフォーカス制御である。
【００５３】
そして、もう一つのオートフォーカス制御方法は、パターン照明光の照射によるパターン照明光オートフォーカス制御である。なお、パターン照明光オートフォーカス制御については、後で詳述する。
【００５４】
コントラストオートフォーカス制御とパターン照明光オートフォーカス制御は、ユーザによって必要に応じて切り替えられる。一般的に、コントラストオートフォーカス制御の場合には、よりコントラストが明瞭な位相差画像を撮像することができ、パターン照明光オートフォーカス制御の場合には、コントラストオートフォーカス制御のように複数回の位相差画像の撮像を行う必要がないので、より高速にオートフォーカス制御を行うことができる。ユーザは、入力装置４０からの指示入力によって、これらのオートフォーカス制御を切り替える。
【００５５】
そして、本実施形態の顕微鏡装置１０は、図２に示すように、パターン照明光オートフォーカス制御を行うための構成として、パターン照明光照射部５５とオートフォーカス光検出部６０とを備えている。
【００５６】
パターン照明光照射部５５は、細胞群Ｓを含む撮像領域Ｒに対して、パターン照明光Ｌ２を照射するものである。本実施形態のパターン照明光照射部５５は、パターン照明光Ｌ２として、縞状のパターンを有する照明光を照射するものである。具体的には、パターン照明光照射部５５は、白色光を出射するオートフォーカス用白色光源５６と、オートフォーカス用白色光源５６から出射された白色光を透過する線状部分と遮光する線状部分とから構成されるグリッド５７と、グリッド５７から出射された縞状の明暗のパターンを有するパターン照明光Ｌ２を反射するミラー５８と、ミラー５８を反射したパターン照明光Ｌ２を撮像領域Ｒに向けて反射する第１のハーフミラー５９とを備えている。
【００５７】
第１のハーフミラー５９は、細胞群Ｓの位相差画像と後述するオートフォーカス用の縞画像とを透過し、かつパターン照明光Ｌ２を撮像領域Ｒの方向に反射する光学特性を有するものである。
【００５８】
オートフォーカス光検出部６０は、第２のハーフミラー６１と、光路差プリズム６２と、ラインセンサ６３とを備えている。
【００５９】
第２のハーフミラー６１は、パターン照明光Ｌ２の培養容器５０への照射によって培養容器５０の底面から反射されたオートフォーカス用の縞画像を光路差プリズム６２の方向に反射し、かつ細胞群Ｓの位相差画像を透過するものである。
【００６０】
光路差プリズム６２は、入射された縞画像を２つの光路に分け、ラインセンサ６３の異なる２箇所に結像するものである。ラインセンサ６３は、２箇所で撮像された第１の縞画像の画像信号と第２の縞画像の画像信号とを撮像制御部２１に出力するものである。撮像制御部２１は、第１の縞画像の画像信号と第２の縞画像の画像信号とに基づいて、位相差レンズ１４をＺ方向に移動させてオートフォーカス制御を行うものである。具体的には、第１の縞画像のコントラスト（波形パターン）と第２の縞画像のコントラスト（波形パターン）が最も近似する位置に位相差レンズ１４を移動させる。
【００６１】
図１に戻り、制御装置２０は、撮像制御部２１および表示制御部２２を備えている。制御装置２０は、コンピュータに対して本発明の撮像制御プログラムの一実施形態がインストールされたものである。
【００６２】
制御装置２０は、中央処理装置、半導体メモリおよびハードディスクなどを備えており、ハードディスクに本発明の撮像制御プログラムの一実施形態がインストールされている。そして、このプログラムが中央処理装置によって実行されることによって、図１に示す撮像制御部２１および表示制御部２２が動作する。
【００６３】
撮像制御部２１は、顕微鏡装置１０における位相差画像の撮像制御を行うものである。具体的には、撮像制御部２１は、位相差計測用白色光源１１からの白色光の出射および撮像素子１６の動作を制御することによって位相差画像の撮像を制御するものである。また、撮像制御部２１は、上述したようにステージ駆動部１９を制御することによって移動ステージ５１の移動を制御し、これにより撮像領域Ｒ内における撮像対象範囲ＩＲの移動を制御するものである。
【００６４】
さらに、撮像制御部２１は、各撮像対象範囲ＩＲの位相差画像の撮像の前に、光学系駆動部１８を制御することによって位相差レンズ１４のＺ方向への移動を制御し、これによりオートフォーカス制御を行うものである。オートフォーカス制御としては、上述したようにコントラストオートフォーカス制御またはパターン照明光オートフォーカス制御とが可能であり、ユーザによって指定されたオートフォーカス制御が行われる。
【００６５】
表示制御部２２は、顕微鏡装置１０によって撮像された撮像対象範囲ＩＲ毎の位相差画像を結合することによって、撮像領域Ｒ全体の１枚の位相差画像を生成し、その位相差画像を表示装置３０に表示させるものである。
【００６６】
表示装置３０は、上述したように表示制御部２２によって生成された位相差画像を表示するものであり、たとえば液晶ディスプレイなどを備えたものである。また、表示装置３０をタッチパネルによって構成し、入力装置４０と兼用するようにしてもよい。
【００６７】
入力装置４０は、マウスやキーボードなどを備えたものであり、ユーザによる種々の設定入力を受け付けるものである。本実施形態の入力装置４０は、たとえば上述したオートフォーカス制御の種類の指定を受け付けるものである。
【００６８】
次に、本実施形態の顕微鏡観察システム１の作用について、図１０に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００６９】
まず、細胞群Ｓおよび培養液Ｃが収容された培養容器５０が、移動ステージ５１上に設置される（Ｓ１０）。
【００７０】
次に、撮像領域Ｒ内の最初の撮像対象範囲ＩＲが撮像される位置まで移動ステージ５１が移動する（Ｓ１２）。そして、撮像対象範囲ＩＲに対して、オートフォーカス制御が行われる（Ｓ１４）。
【００７１】
オートフォーカス制御が行われた後、撮像対象範囲ＩＲに対してリング状の照明光Ｌ１が照射されることによって、撮像対象範囲ＩＲの位相差画像が撮像素子１６によって撮像される（Ｓ１６）。
【００７２】
次いで、全ての撮像対象範囲ＩＲの位相差画像の撮像が終了していない場合には（Ｓ１８，ＮＯ）、次の撮像対象範囲ＩＲが撮像される位置まで移動ステージ５１が移動する（Ｓ２０）。そして、次の撮像対象範囲ＩＲについて、オートフォーカス制御が行われた後（Ｓ１４）、位相差画像の撮像が行われる（Ｓ１６）。
【００７３】
全ての撮像対象範囲ＩＲの位相差画像の撮像が終了するまで撮像対象範囲ＩＲの移動とオートフォーカス制御および位相差画像の撮像とが繰り返して行われ、撮像対象範囲ＩＲ毎の位相差画像が表示制御部２２に順次記憶される。
【００７４】
そして、全ての撮像対象範囲ＩＲの位相差画像の撮像が終了した時点において（Ｓ１８，ＹＥＳ）、表示制御部２２は、撮像対象範囲毎の位相差画像を結合し、撮像領域全体の１枚の位相差画像を生成し（Ｓ２２）、その生成した位相差画像を表示装置３０に表示させる（Ｓ２４）。
【００７５】
次に、本発明の撮像装置および方法並びに撮像制御プログラムの第２の実施形態を用いた顕微鏡観察システムについて説明する。図１１は、本実施形態の顕微鏡観察システム２の概略構成を示すブロック図である。なお、顕微鏡装置１０の構成については、第１の実施形態の顕微鏡観察システム１と同様である。
【００７６】
第１の実施形態の顕微鏡観察システム１においては、移動ステージ５１の同一方向への移動を３回以上連続させないように制御を行うようにしたが、条件によっては、必ずしもこのような移動ステージ５１の移動制御を行わなくても死細胞が撮像領域Ｒの中心部に集合するような問題が発生しない場合もある。このような場合には、移動ステージ５１を同一方向へ３回以上連続させて移動させた方が、撮像領域全体の撮像時間が短縮されて好ましい場合がある。すなわち、たとえば図１２に示すような実線Ｌに沿って端点Ｓから端点Ｇまで撮像対象範囲ＩＲを移動させた場合、同一方向への移動が３回以上連続しないようにするために斜め方向への移動が多くなったり、または図８に示す例のように同じ位置に戻ってくるような移動をする必要が生じたりし、単純な双方向走査と比較するとトータルの移動距離が延びることになる。したがって、移動ステージ５１の移動速度が同じである場合には、同一方向への移動が３回以上連続しない移動制御よりも双方向走査の方が、撮影時間が短縮されて好ましい場合がある。
【００７７】
そこで、第２の実施形態の顕微鏡観察システム２は、条件に応じて、移動ステージ５１の移動制御方法を切り替えるようにしたものである。具体的には、第２の実施形態の顕微鏡観察システム２は、移動ステージ５１の同一方向への移動を３回以上連続させない第１のステージ制御と、移動ステージ５１の同一方向への移動を３回以上連続可能とする第２のステージ制御とを切り替え可能に構成したものである。
【００７８】
第２の実施形態の顕微鏡観察システム２の制御装置２０は、上述した第１のステージ制御と第２のステージ制御とを切り替える制御切替条件を取得する制御切替条件取得部２３をさらに備え、撮像制御部２１が、制御切替条件取得部２３によって取得された制御切替条件に基づいて、第１のステージ制御と第２のステージ制御とを切り替える。
【００７９】
なお、本実施形態においては、第２のステージ制御として、従来のようなＸ方向の双方向に移動ステージ５１を移動させる双方向走査を行う。図１３は、第２のステージ制御の場合の撮像対象範囲ＩＲの移動方向を実線Ｍで示したものである。撮像対象範囲ＩＲは、端点Ｓから端点Ｇまで移動し、実線Ｍ上の撮像対象範囲ＩＲにおいてそれぞれ位相差画像の撮像が行われる。ただし、これに限らず、第１のステージ制御と同様に、撮像領域に対して撮像対象範囲を渦巻き状に移動させるが、図１４に実線Ｎで示すように、撮像対象範囲を同一方向へ３回以上連続させて渦巻き状に移動させるように移動ステージ５１を制御するようにしてもよい。
【００８０】
制御切替条件としては、移動ステージ５１の移動回数に関連する条件、撮像対象範囲の撮像の間隔に関連する条件、培養容器５０に収容される培養液Ｃの液面の搖動に関連する条件、および細胞の培養期間などがある。
【００８１】
具体的には、移動ステージ５１の移動回数に関連する条件としては、撮像の倍率、撮像領域Ｒの大きさ、撮像領域Ｒの撮像を複数回行う場合の撮像の回数、および撮像領域Ｒの撮像を複数回行う場合の撮像開始から終了までの期間などある。
【００８２】
たとえば撮像の倍率が高い方が低い場合よりも視野が狭くなるため、撮像対象範囲ＩＲの大きさが小さくなり、同じ大きさの撮像領域Ｒを撮像する場合、撮像対象範囲ＩＲの撮像回数が多くなる。すなわち、撮像の倍率が高い方が移動ステージ５１の移動回数が多くなり、死細胞が撮像領域Ｒの中央部に集合しやすくなる。
【００８３】
したがって、撮像の倍率が相対的に高い場合に第１のステージ制御を行い、相対的に低い場合に第２のステージ制御を行うようにすればよい。撮像の倍率の条件は、ユーザによって入力装置４０を用いて設定入力されるものとする。なお、撮像の倍率は、顕微鏡装置１０の位相差レンズ１４を交換することによって行われ、自動的に交換するようにしてもよいし、ユーザが手動で交換するようにしてもよい。
【００８４】
次に、撮像領域Ｒの大きさについては、撮像領域Ｒが大きい方が小さい場合よりも撮像回数が多くなる。すなわち、撮像領域Ｒが大きい方が移動ステージ５１の移動回数が多くなり、死細胞が撮像領域Ｒの中央部に集合しやすくなる。
【００８５】
したがって、撮像領域Ｒが相対的に大きい場合に第１のステージ制御を行い、相対的に小さい場合に第２のステージ制御を行うようにすればよい。撮像領域の大きさは、ユーザによって入力装置４０を用いて設定入力され、撮像制御部２１は、その情報に応じて移動ステージ５１を移動させるものとする。
【００８６】
次に、撮像領域Ｒの撮像を複数回行う場合、すなわち本実施形態のようにタイムラプス撮影を行う場合、そのタイムラプス撮影の撮像の回数によって第１のステージ制御と第２のステージ制御とを切り替えるようにしてもよい。タイムラプス撮影の撮像回数が少ない場合には、移動ステージ５１の移動回数も少ないため、死細胞が撮像領域Ｒの中央部に集合しにくく、タイムラプス撮影の撮像回数が多い場合には、移動ステージ５１の移動回数が多くなるため、死細胞が撮像領域Ｒの中央部に集合しやすくなる。
【００８７】
したがって、タイプラプス撮影開始からタイムラプス撮影終了までの撮像回数が多い場合には第１のステージ制御を行い、少ない場合には第２のステージ制御を行うようにしてもよい。タイプラプス撮影開始からタイムラプス撮影終了までの撮像回数は、ユーザによって入力装置４０を用いて設定入力される。または、タイプラプス撮影開始からの撮像回数を制御切替条件取得部２３がカウントし、その撮像回数が予め設定された閾値未満である場合には第２のステージ制御を行い、閾値以上の回数となった場合に第１のステージ制御に切り替えるようにしてもよい。
【００８８】
または、タイムラプス撮影開始から終了までの期間に応じて、第１のステージ制御と第２のステージ制御とを切り替えるようにしてもよい。すなわち、タイムラプス撮影開始から終了までの期間が短い場合には、移動ステージ５１の移動回数も少ないため、死細胞が撮像領域Ｒの中央部に集合しにくく、タイムラプス撮影開始から終了までの期間が長い場合には、移動ステージ５１の移動回数が多くなるため、死細胞が撮像領域Ｒの中央部に集合しやすくなる。
【００８９】
したがって、タイプラプス撮影開始から終了までの期間が長い場合には第１のステージ制御を行い、短い場合には第２のステージ制御を行うようにしてもよい。タイプラプス撮影開始から終了までの期間は、ユーザによって入力装置４０を用いて設定入力される。または、タイプラプス撮影開始からの期間を制御切替条件取得部２３がタイマなどで計測し、その期間が予め設定された閾値未満である場合には第２のステージ制御を行い、閾値以上となった場合に第１のステージ制御に切り替えるようにしてもよい。
【００９０】
次に、撮像対象範囲ＩＲの撮像の間隔に関連する条件としては、オートフォーカス方法および撮像対象範囲ＩＲ毎の露光時間がある。
【００９１】
上述したように本実施形態の顕微鏡観察システム２の顕微鏡装置１０は、コントラストオートフォーカス制御とパターン照明光オートフォーカス制御とを切り替え可能であるが、上述したようにコントラストオートフォーカス制御よりもパターン照明光オートフォーカス制御の方が高速に行うことができる。したがって、パターン照明光オートフォーカス制御を行った場合の方が撮像対象範囲毎の位相差画像の撮像を高速に行うことができ、すなわち撮像対象範囲ＩＲの撮像の間隔は、コントラストオートフォーカス制御を行う場合よりも短くなる。
【００９２】
撮像対象範囲ＩＲの撮像の間隔が長い場合には、現在の撮像対象範囲ＩＲへ移動した時点から次の撮像対象範囲ＩＲへ移動する時点までの時間が長くなることから、移動ステージ５１の移動によって培養液Ｃの液面に発生した波がおさまるまでの時間を確保することができ、すなわち死細胞が撮像領域Ｒの中央部に集合しにくいことになる。一方、撮像対象範囲ＩＲの撮像の間隔が短い場合には、逆に、培養液Ｃの液面に発生した波がおさまるまでの時間を確保することができないため、死細胞が撮像領域Ｒの中央部に集合しやすいことになる。
【００９３】
したがって、撮像対象範囲ＩＲの撮像の間隔が長くなるコントラストオートフォーカス制御を行う場合には第２のステージ制御を行い、撮像対象範囲ＩＲの撮像の間隔が短くなるパターン照明光オートフォーカス制御を行う場合には第１のステージ制御を行うようにしてもよい。
【００９４】
また、撮像対象範囲ＩＲ毎の露光時間についても、上記と同様に、撮像対象範囲ＩＲ毎の露光時間が長い場合には、培養液Ｃの液面に発生した波がおさまるまでの時間を確保することができ、すなわち死細胞が撮像領域Ｒの中央部に集合しにくいことになる。一方、撮像対象範囲ＩＲ毎の露光時間が短い場合には、逆に、培養液Ｃの液面に発生した波がおさまるまでの時間を確保することができないため、死細胞が撮像領域Ｒの中央部に集合しやすいことになる。
【００９５】
したがって、撮像対象範囲ＩＲ毎の露光時間が相対的に長い場合には第２のステージ制御を行い、撮像対象範囲ＩＲ毎の露光時間が相対的に短い場合には第１のステージ制御を行うようにしてもよい。撮像対象範囲ＩＲ毎の露光時間は、ユーザによって入力装置４０を用いて設定入力される。
【００９６】
次に、培養容器５０に収容される培養液Ｃの液面の搖動に関連する条件としては、培養液Ｃの種類、培養液Ｃの量、培養液Ｃの粘度および培養容器５０の大きさなどがある。
【００９７】
培養液Ｃの種類によってはその粘度などが異なり、液面に波が発生しにくい培養液Ｃや逆に、液面に波が発生しやすい培養液Ｃがある。
【００９８】
したがって、波を発生しやすい培養液Ｃである場合には第１のステージ制御を行い、波を発生しにくい培養液Ｃである場合には第２のステージ制御を行うようにしてもよい。培養液Ｃの種類とステージ制御方法との関係は予めテーブルとして記憶されており、ユーザが入力装置４０を用いて培養液Ｃの種類を設定入力することによって第１のステージ制御と第２のステージ制御とが切り替えられる。なお、培養液Ｃの粘度とステージ制御方法との関係を予めテーブルとして記憶しておき、ユーザが入力装置４０を用いて培養液Ｃの粘度を設定入力することによって第１のステージ制御と第２のステージ制御とを切り替えるようにしてもよい。
【００９９】
また、同じ培養容器５０に同じ種類の培養液Ｃを収容した場合、培養液Ｃの量が多いほど液面に波が発生しやすく、逆に、量が少ないほど液面に波が発生しにくい。
【０１００】
したがって、培養液Ｃの量が相対的に多い場合には第１のステージ制御を行い、培養液Ｃの量が相対的に少ない場合には第２のステージ制御を行うようにしてもよい。培養液Ｃの量は、ユーザが入力装置４０を用いて設定入力してもよいし、移動ステージ５１に重量センサなどを設けて自動的に計測してもよい。
【０１０１】
また、異なる大きさの培養容器５０を使用する場合、具体的には、たとえばウェルの大きさが異なるウェルプレートを使用する場合、ウェルの開口が大きいほど液面に波が発生しやすく、逆に、ウェルの開口が小さいほど表面張力が強くなるので、液面に波が発生しにくい。
【０１０２】
したがって、ウェルが相対的に大きい場合には第１のステージ制御を行い、ウェルが相対的に小さい場合には第２のステージ制御を行うようにしてもよい。ウェルの大きさの情報は、ユーザによって入力装置４０を用いて設定入力される。
【０１０３】
次に、細胞の培養期間に基づいて、第１のステージ制御と第２のステージ制御とを切り替えるようにしてもよい。細胞の培養期間が長いほど死細胞が発生しやすく、移動ステージ５１の移動によって死細胞が撮像領域Ｒの中央部に集合しやすくなる。
【０１０４】
したがって、細胞の培養期間が相対的に長い場合には第１のステージ制御を行い、細胞の培養期間が相対的に短い場合には、第２のステージ制御を行うようにしてもよい。なお細胞の培養期間は、ユーザによって入力装置４０を用いて設定入力される。
【０１０５】
次に、本発明の撮像装置および方法並びに撮像制御プログラムの第３の実施形態を用いた顕微鏡観察システムについて説明する。図１５は、本実施形態の顕微鏡観察システム３の概略構成を示すブロック図である。なお、顕微鏡装置１０の構成については、第１の実施形態の顕微鏡観察システム１と同様である。
【０１０６】
第２の実施形態の顕微鏡観察システム２においては、制御切替条件取得部２３によって取得された制御切替条件に基づいて、第１のステージ制御と第２のステージ制御とを切り替えるようにしたが、第３の実施形態の顕微鏡観察システム３は、タイムラプス撮影によって撮像された各時点の位相差画像に基づいて、撮像領域Ｒ内に存在する死細胞の数を実際に計測し、その数に応じて第１のステージ制御と第２のステージ制御とを切り替えるものである。
【０１０７】
具体的には、第３の実施形態の顕微鏡観察システム３は、図１５に示すように、死細胞計測部２４を備える。第３の実施形態の顕微鏡観察システム３においては、上記実施形態と同様にタイムラプス撮影が行われるが、各撮影時点において、位相差画像の撮像の前に、死細胞計測用の位相差画像を撮像するためのプレ撮影が行われる。
【０１０８】
プレ撮影は、本撮影の場合よりも低解像度な撮影とすることが好ましく、具体的には、プレ撮影においては、本撮影の場合よりも顕微鏡装置１０の倍率を低くして撮影を行うようにすればよい。倍率の変更は、位相差レンズ１４の第２の対物レンズ１４ａの倍率を変更するようにすればよい。位相差レンズ１４の倍率の変更については、自動で行うようにしてもよいし、手動で行うようにしてもよい。また、プレ撮影の場合の倍率については、たとえば１回の撮影で撮像領域Ｒ全体を撮影できる倍率とすることが望ましい。ただし、これに限らず、本撮影よりも少ない回数で撮像対象範囲毎の位相差画像を撮像するようにしてもよい。この場合の移動ステージ５１の移動制御については、従来のような双方向走査としてもよいし、同一方向への移動を３回以上連続させないようにしてもよい。
【０１０９】
そして、プレ撮影によって撮像された死細胞計測用の位相差画像が死細胞計測部２４に入力され、死細胞計測部２４は、入力された死細胞計測用の位相差画像に基づいて、その位相差画像内に含まれる死細胞の数を計測する。
【０１１０】
死細胞は、一般的に白い略円形の塊として撮像される。したがって、死細胞計測部２４は、輝度が高い円形のパターンを位相差画像から検出することによって死細胞を検出する。具体的には、一般化ハフ変換によって円形パターンを検出してもよいし、または予め設定された輝度閾値以上の輝度を有する領域を検出し、その領域の円形度を算出し、予め設定された円形度閾値以上の円形度を有する領域を死細胞の領域として検出するようにしてもよい。
【０１１１】
また、上述したように画像処理によって円形パターンを１つ１つ検出した場合、死細胞の数がある程度多くなるとその処理時間が長くなる可能性がある。そこで、より簡略化した方法を採用するようにしてもよい。具体的には、培養容器５０を急に動かした場合、死細胞が移動する。そこで、培養容器５０をその設置面方向に動かす操作を自動または手動で行い、その操作の前後においてそれぞれプレ撮影を行い、その２回のプレ撮影によって撮像された位相差画像の差分を算出し、２枚の位相差画像間で変化した部分の面積の半分を予め設定された基準死細胞面積で除算することによって、死細胞の数を計測するようにしてもよい。
【０１１２】
そして、撮像制御部２１は、死細胞計測部２４によって計測された死細胞の数が、予め設定された閾値以上である場合には第１のステージ制御を行い、閾値未満である場合には第２のステージ制御を行う。
【０１１３】
また、本実施形態においては、上述したように死細胞の数を計測するようにしたが、必ずしも死細胞の数を直接カウントしなくてもよく、たとえば位相差画像内において死細胞が占める面積を計測し、死細胞の面積が、予め設定された閾値以上である場合には第１のステージ制御を行い、閾値未満である場合には第２のステージ制御を行うようにしてもよい。
【０１１４】
なお、上記第１〜第３の実施形態の顕微鏡観察システム１〜３においては、顕微鏡装置１０によって位相差画像を撮像するようにしたが、位相差画像に限らず、たとえば明視野画像、微分干渉画像または蛍光画像を細胞画像として撮像するものとしてもよい。
【符号の説明】
【０１１５】
１−３ 顕微鏡観察システム
１０   顕微鏡装置
１１   位相差計測用白色光源
１２   スリット板
１３   対物レンズ
１４   位相差レンズ
１４ａ 対物レンズ
１４ｂ 位相板
１５   結像レンズ
１６   撮像素子
１８   光学系駆動部
１９   ステージ駆動部
１９ａ 駆動モータ
２０   制御装置
２１   撮像制御部
２２   表示制御部
２３   制御切替条件取得部
２４   死細胞計測部
３０   表示装置
４０   入力装置
５０   培養容器
５１   移動ステージ
５５   パターン照明光照射部
５６   オートフォーカス用白色光源
５７   グリッド
５８   ミラー
５９   ハーフミラー
６０   オートフォーカス光検出部
６１   ハーフミラー
６２   光路差プリズム
６３   ラインセンサ
【図１】
2019045877.tif 000003
【図２】
2019045877.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2019045877.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2019045877.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2019045877.tif 000017
【図１６】
2019045877.tif 000018
【図１７】
2019045877.tif 000019