(57)【要約】【課題】細胞の経時変化による大きさの変化を適切な焦点位置で撮像し画像を取得するのに適した画像取得装置、画像取得方法、プログラム及び培養容器を提供する。【解決手段】画像取得方法は、細胞が収容された凹部を有する培養容器内の前記細胞の画像を撮像部により取得し、前記撮像部によって取得した画像から前記細胞の外径を算出し、予め作成された前記撮像部の互いに異なる複数のフォーカス位置と前記細胞の外径とが対応づけられたテーブルを参照して、前記外径の算出結果から前記撮像部のフォーカス位置を特定する。【選択図】図７
2018003340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
細胞が収容された凹部を有する培養容器内の前記細胞の画像を撮像部により取得し、
前記撮像部によって取得した画像から前記細胞の外径を算出し、
予め作成された前記撮像部の互いに異なる複数のフォーカス位置と前記細胞の外径とが対応づけられたテーブルを参照して、前記外径の算出結果から前記撮像部のフォーカス位置を特定する
画像取得方法。
【請求項２】
請求項１に記載の画像取得方法であって、
前記撮像部による前記細胞の画像の取得は、前記培養容器を水平面に配置して上部から行ない、
前記フォーカス位置は、前記凹部の最も低い位置を基準位置とし、前記水平面に対し垂直な方向に、前記基準位置から前記算出された前記細胞の外径から求められる半径と同じ長さ分、上方向に移動した位置にある
画像取得方法。
【請求項３】
請求項２に記載の画像取得方法であって、
任意の時期毎に、前記撮像部により前記細胞の画像を取得し、前記撮像部によって取得された画像から前記細胞の外径を算出し、前記テーブルを参照して前記外径の算出結果から前記撮像部のフォーカス位置を特定し、前記特定されたフォーカス位置で前記撮像部により前記細胞の画像を取得する
画像取得方法。
【請求項４】
請求項２に記載の画像取得方法であって、
前記培養容器は、前記凹部の外に、前記凹部の最も低い位置よりも高く、かつ、前記凹部の最も高い位置よりも低い位置に、互いの高さが異なるように配置された複数のフォーカス調整用マークを更に有し、
前記テーブルの参照によるフォーカス位置特定後は、任意の時期毎に、前記フォーカス調整用マークを用いて前記撮像部のフォーカス位置を特定し、前記特定されたフォーカス位置で前記撮像部により前記細胞の画像を取得する
画像取得方法。
【請求項５】
請求項４に記載の画像取得方法であって、
前記細胞の画像の取得よりも前に、前記培養容器の前記フォーカス調整用マークを基準として前記撮像部をキャリブレーションし、
前記撮像部のフォーカス位置の特定は、前記キャリブレーション結果を加味して行われる
画像取得方法。
【請求項６】
請求項２に記載の画像取得方法であって、
前記培養容器は複数の前記細胞を個々に収容する複数の前記凹部を有し、
前記撮像部による前記細胞の画像の取得は、前記テーブルにある互いに異なる複数のフォーカス位置毎に前記複数の細胞を一括して撮像して行い、
前記互いに異なる複数のフォーカス位置毎に取得された画像結果から、前記細胞毎に前記外径算出用の画像を１つ選択し、
前記細胞の外径の算出は、前記外径算出用に選択した画像から算出する
画像取得方法。
【請求項７】
細胞が収容された凹部と、前記凹部の外に、前記凹部の最も低い位置よりも高く、かつ、前記凹部の最も高い位置よりも低い位置に、互いの高さが異なるように配置された複数のフォーカス調整用マークとを有する培養容器内の前記細胞の画像を撮像部により取得し、
前記撮像部によって取得した画像から前記細胞の外径を算出し、
前記外径算出結果を基に前記複数のフォーカス調整用マークから１のフォーカス調整用マークを選択し、
前記フォーカス調整用マークをフォーカス位置として前記撮像部により前記細胞の画像を取得する
画像取得方法。
【請求項８】
請求項７に記載の画像取得方法であって、
任意の時期毎に、前記撮像部により得られる画像から前記細胞の外径を算出し、前記外径の算出結果を基に前記複数のフォーカス調整用マークから１のフォーカス調整用マークを特定し、前記フォーカス調整用マークをフォーカス位置とする
画像取得方法。
【請求項９】
請求項８に記載の画像取得方法であって、
前記培養容器は複数の前記細胞を個々に収容する複数の前記凹部を有し、
前記撮像部による前記細胞の画像の取得は、前記フォーカス調整用マーク毎に前記複数の細胞を一括して撮像して行い、
前記フォーカス調整用マーク毎に取得された画像結果から、前記細胞毎に前記外径算出用の画像を１つ選択し、
前記細胞の外径の算出は、前記外径算出用に選択した画像から算出する
画像取得方法。
【請求項１０】
細胞が収容された凹部を有する培養容器内の前記細胞を撮像する撮像部と、
前記撮像部によって取得された画像から前記細胞の外径を算出する算出部と、
予め作成された前記撮像部のフォーカス位置と前記細胞の外径とが対応づけられたテーブルを参照して、前記外径の算出結果から前記撮像部のフォーカス位置を特定する特定部と
を具備する画像取得装置。
【請求項１１】
細胞が収容された凹部と、前記凹部の外に、前記凹部の最も低い位置よりも高く、かつ、前記凹部の最も高い位置よりも低い位置に、互いの高さが異なるように配置された複数のフォーカス調整用マークとを有する培養容器内の前記細胞を撮像する撮像部と、
前記撮像部によって取得された画像から前記細胞の外径を算出する算出部と、
前記外径算出結果を基に前記複数のフォーカス調整用マークから１のフォーカス調整用マークを特定する特定部と
を具備する画像取得装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載の画像取得装置であって、
前記培養容器を収容する培養装置を更に具備する
画像取得装置。
【請求項１３】
撮像部により撮像された、細胞が収容された凹部を有する培養容器内の前記細胞の画像を取得する画像取得部と、
前記取得した細胞の画像に基づき、前記細胞の外径を算出する算出部と、
前記算出結果に基づき、前記撮像部のフォーカス位置を特定する特定部
として情報処理装置を機能させるプログラムであって、
前記特定部は、予め作成された前記撮像部の互いに異なるフォーカス位置と前記細胞の外径とが対応づけられたテーブルを参照して、前記算出部による前記外径の算出結果から前記撮像部のフォーカス位置を特定する
プログラム。
【請求項１４】
撮像部により撮像された、細胞が収容された凹部と、前記凹部の外に、前記凹部の最も低い位置よりも高く、かつ、前記凹部の最も高い位置よりも低い位置に、互いの高さが異なるように配置された複数のフォーカス調整用マークとを有する培養容器内の前記細胞の画像を取得する画像取得部と、
前記取得した細胞の画像に基づき、前記細胞の外径を算出する算出部と、
前記算出結果に基づき、前記撮像部のフォーカス位置を特定する特定部
として情報処理装置を機能させるプログラムであって、
前記特定部は、前記算出部による前記外径の算出結果を基に前記複数のフォーカス調整用マークから１のフォーカス調整用マークを特定する
プログラム。
【請求項１５】
複数の細胞が個々に収容される複数の凹部からなる凹部群と、
前記凹部群の外に、前記凹部の最も低い位置よりも高く、かつ、前記凹部の最も高い位置よりも低い位置に、互いの高さが異なるように配置された複数のフォーカス調整用マークと
を有する培養容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、培養細胞を撮影して画像を取得するのに用いられる画像取得装置、画像取得方法、プログラム及び培養容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、不妊治療や家畜の繁殖等の細胞培養分野において研究が行われている。
例えば体外受精による受精卵の成長を観察する場合、複数の受精卵を個々に保持する複数の凹部からなるウェルを備えた培養容器に受精卵を収容し、これをインキュベータ内で成長させて観察する。受精卵の成長の経時変化を観察する際、受精卵をカメラにより撮像して画像を取得する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−９６７４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
受精卵は９日程度で約１００μｍから約２５０μｍまで大きく成長するため、日々成長していく受精卵を撮像するのにカメラのフォーカス位置を合わせるのは手間がかかり難しい。例えば観察撮影画像の輝度や光位相等でフォーカスを合わせるオートフォーカス機能もあるが、受精卵の場合、その直径が１００μｍ程と大きいため、オートフォーカス機能がうまく動作しない。【０００５】
以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、細胞の経時変化による大きさの変化を適切な焦点位置で撮像し画像を取得するのに適した画像取得装置、画像取得方法、プログラム及び培養容器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本技術の一実施形態に係る画像取得方法は、
細胞が収容された凹部を有する培養容器内の前記細胞の画像を撮像部により取得し、
前記撮像部によって取得した画像から前記細胞の外径を算出し、
予め作成された前記撮像部の互いに異なる複数のフォーカス位置と前記細胞の外径とが対応づけられたテーブルを参照して、前記外径の算出結果から前記撮像部のフォーカス位置を特定する。【０００７】
本形態によれば、細胞の外径からフォーカス位置を特定するので、容易にそのフォーカス位置で撮像部により細胞の画像を取得することができる。すなわち、細胞、例えば受精卵を略真球形とみなすことにより略真円形の細胞の二次元画像から外径を求めることによって略真球形の細胞の中心位置を決定し、この細胞の中心位置を画像取得時のフォーカス位置とする。そして異なる複数のフォーカス位置、換言すると、フォーカス深度方向が異なる複数のフォーカス位置と細胞の外径とを対応づけしたテーブルを予め作成しておくことにより、このテーブルを参照して、算出された細胞の外径からフォーカス位置を特定することができる。【０００８】
前記撮像部による前記細胞の画像の取得は、前記培養容器を水平面に配置して上部から行ない、前記フォーカス位置は、前記凹部の最も低い位置を基準位置とし、前記水平面に対し垂直な方向に、前記基準位置から前記算出された前記細胞の外径から求められる半径と同じ長さ分、上方向に移動した位置にある。【０００９】
このように、細胞を略真球形とみなし、上部からみた略真円形の細胞の外径から細胞の半径を求めることができる。そして、基準位置から、この半径と同じ長さ分上方向に移動した位置をフォーカス位置とすることにより、略真球形の細胞の中心にフォーカス位置が位置するように設定することができる。【００１０】
任意の時期毎に、前記撮像部により前記細胞の画像を取得し、前記撮像部によって取得された画像から前記細胞の外径を算出し、前記テーブルを参照して前記外径の算出結果から前記撮像部のフォーカス位置を特定し、前記特定されたフォーカス位置で前記撮像部により前記細胞の画像を取得する。【００１１】
このように、例えば５分間隔や１日間隔といった任意の時期毎に、細胞の外径算出結果を基に撮像部のフォーカス位置を特定して、その特定されたフォーカス位置で細胞の画像を取得することにより、そのときそのときの細胞の大きさに適したフォーカス位置で細胞を撮像することができ、細胞の成長の様子を鮮明な画像として取得できる。【００１２】
前記培養容器は、前記凹部の外に、前記凹部の最も低い位置よりも高く、かつ、前記凹部の最も高い位置よりも低い位置に、互いの高さが異なるように配置された複数のフォーカス調整用マークを更に有し、
前記テーブルの参照によるフォーカス位置特定後は、任意の時期毎に、前記フォーカス調整用マークを用いて前記撮像部のフォーカス位置を特定し、前記特定されたフォーカス位置で前記撮像部により前記細胞の画像を取得する。【００１３】
このように、１回目の細胞の画像取得時のフォーカス位置の特定をテーブルの参照により行い、それ以降の画像取得時のフォーカス位置の特定は、培養容器に設けられたフォーカス調整用マークを利用して行ってもよい。細胞の成長曲線はほぼ同じ曲線を描くため、経時変化による細胞の大きさの変化はある程度想定できるので、細胞の成長曲線を基に経過時間とフォーカス調整用マークとを対応づけさせることができる。したがって、１回目の細胞の画像取得時でテーブル参照によりフォーカス位置を特定し、その後は、フォーカス調整用マークを用いてフォーカス位置を特定することができる。この場合、テーブルを用いた画像取得の際に細胞の外径算出工程を行うが、フォーカス調整用マークを用いた画像取得の際は細胞の外径算出工程を行わなくてもよく、培養容器内の細胞の成長の観察中、外径算出工程は最低１度だけ行えばよい。尚、フォーカス調整用マークを用いた画像取得の際、画像取得の度に毎回細胞の外径算出工程を行ってもよいし、画像取得の度に毎回行わず、任意の時に行ってもよい。【００１４】
前記細胞の画像の取得よりも前に、前記培養容器の前記フォーカス調整用マークを基準として前記撮像部をキャリブレーションし、
前記撮像部のフォーカス位置の特定は、前記キャリブレーション結果を加味して行われる。【００１５】
このように、培養容器のフォーカス調整用マークを用いてキャリブレーションすることにより、フォーカス調整の精度が向上する。【００１６】
前記培養容器は複数の前記細胞を個々に収容する複数の前記凹部を有し、
前記撮像部による前記細胞の画像の取得は、前記テーブルにある互いに異なる複数のフォーカス位置毎に前記複数の細胞を一括して撮像して行い、
前記互いに異なる複数のフォーカス位置毎に取得された画像結果から、前記細胞毎に前記外径算出用の画像を１つ選択し、
前記細胞の外径の算出は、前記外径算出用に選択した画像から算出する。【００１７】
このように、複数のフォーカス位置毎に複数の細胞を一括撮像して画像を取得したのち、これらの画像から、細胞毎に外径算出用の画像を１つ選択してもよい。【００１８】
本技術の他の実施形態に係る画像取得方法は、
細胞が収容された凹部と、前記凹部の外に、前記凹部の最も低い位置よりも高く、かつ、前記凹部の最も高い位置よりも低い位置に、互いの高さが異なるように配置された複数のフォーカス調整用マークとを有する培養容器内の前記細胞の画像を撮像部により取得し、
前記撮像部によって取得した画像から前記細胞の外径を算出し、
前記外径算出結果を基に前記複数のフォーカス調整用マークから１のフォーカス調整用マークを選択し、
前記フォーカス調整用マークをフォーカス位置として前記撮像部により前記細胞の画像を取得する。【００１９】
本形態によれば、細胞の外径からフォーカス位置を特定するので、容易にそのフォーカス位置で撮像部により細胞の画像を取得することができる。すなわち、細胞を略真球形とみなすことにより略真円形の細胞の二次元画像から外径を求めることによって略真球形の細胞の中心位置を決定し、この細胞の中心位置を画像取得時のフォーカス位置とする。細胞の成長曲線はほぼ同じ曲線を描くため、経時変化による細胞の大きさの変化はある程度想定できるので、細胞の成長曲線を基に経過時間とフォーカス調整用マークとを対応づけさせることができる。したがって、培養容器に設けたフォーカス調整用マークを用いて、算出された細胞の外径からフォーカス位置を特定することができる。【００２０】
任意の時期毎に、前記撮像部により得られる画像から前記細胞の外径を算出し、前記外径の算出結果を基に前記複数のフォーカス調整用マークから１のフォーカス調整用マークを特定し、前記フォーカス調整用マークをフォーカス位置とする。【００２１】
このように、例えば５分間隔や１日間隔といった任意の時期毎に、細胞の外径算出結果を基に撮像部のフォーカス位置を特定して、その特定されたフォーカス位置で細胞の画像を取得することにより、そのときそのときの細胞の大きさに適したフォーカス位置で細胞を撮像することができ、容易に細胞の成長の様子を鮮明な画像として取得できる。
ここで、任意の時期毎は連続的な場合も含み、例えば、ビデオカメラで細胞を連続的に撮影しながら、撮影画像を基にした外径算出、外径算出結果を基にしたフォーカス位置の特定、特定されたフォーカス位置での画像取得を連続して繰り返すこともできる。【００２２】
前記培養容器は複数の前記細胞を個々に収容する複数の前記凹部を有し、
前記撮像部による前記細胞の画像の取得は、前記フォーカス調整用マーク毎に前記複数の細胞を一括して撮像して行い、
前記フォーカス調整用マーク毎に取得された画像結果から、前記細胞毎に前記外径算出用の画像を１つ選択し、
前記細胞の外径の算出は、前記外径算出用に選択した画像から算出する
画像取得方法。【００２３】
このように、複数のフォーカス調整用マーク毎に複数の細胞を一括撮像して画像を取得したのち、これらの画像から、細胞毎に外径算出用の画像を１つ選択してもよい。【００２４】
本技術の一実施形態に係る画像取得装置は、
細胞が収容された凹部を有する培養容器内の前記細胞を撮像する撮像部と、
前記撮像部によって取得された画像から前記細胞の外径を算出する算出部と、
予め作成された前記撮像部のフォーカス位置と前記細胞の外径とが対応づけられたテーブルを参照して、前記外径の算出結果から前記撮像部のフォーカス位置を特定する特定部と
を具備する。【００２５】
本形態によれば、細胞の外径からフォーカス位置を特定するので、容易にそのフォーカス位置で撮像部により細胞の画像を取得することができる。【００２６】
本技術の他の実施形態に係る画像取得装置は、
細胞が収容された凹部と、前記凹部の外に、前記凹部の最も低い位置よりも高く、かつ、前記凹部の最も高い位置よりも低い位置に、互いの高さが異なるように配置された複数のフォーカス調整用マークとを有する培養容器内の前記細胞を撮像する撮像部と、
前記撮像部によって取得された画像から前記細胞の外径を算出する算出部と、
前記外径算出結果を基に前記複数のフォーカス調整用マークから１のフォーカス調整用マークを特定する特定部と
を具備する。【００２７】
本形態によれば、細胞の外径からフォーカス位置を特定するので、容易にそのフォーカス位置で撮像部により細胞の画像を取得することができる。【００２８】
前記培養容器を収容する培養装置を更に具備する。
これにより、培養装置内で培養容器内の細胞の経時変化による大きさの変化を観察することができる。【００２９】
本技術の一実施形態に係るプログラムは、
撮像部により撮像された、細胞が収容された凹部を有する培養容器内の前記細胞の画像を取得する画像取得部と、
前記取得した細胞の画像に基づき、前記細胞の外径を算出する算出部と、
前記算出結果に基づき、前記撮像部のフォーカス位置を特定する特定部
として情報処理装置を機能させるプログラムであって、
前記特定部は、予め作成された前記撮像部の互いに異なるフォーカス位置と前記細胞の外径とが対応づけられたテーブルを参照して、前記算出部による前記外径の算出結果から前記撮像部のフォーカス位置を特定する。【００３０】
本技術の他の実施形態に係るプログラムは、
撮像部により撮像された、細胞が収容された凹部と、前記凹部の外に、前記凹部の最も低い位置よりも高く、かつ、前記凹部の最も高い位置よりも低い位置に、互いの高さが異なるように配置された複数のフォーカス調整用マークとを有する培養容器内の前記細胞の画像を取得する画像取得部と、
前記取得した細胞の画像に基づき、前記細胞の外径を算出する算出部と、
前記算出結果に基づき、前記撮像部のフォーカス位置を特定する特定部
として情報処理装置を機能させるプログラムであって、
前記特定部は、前記算出部による前記外径の算出結果を基に前記複数のフォーカス調整用マークから１のフォーカス調整用マークを特定する。【００３１】
本技術の一実施形態に係る培養容器は、
複数の細胞が個々に収容される複数の凹部からなる凹部群と、
前記凹部群の外に、前記凹部の最も低い位置よりも高く、かつ、前記凹部の最も高い位置よりも低い位置に、互いの高さが異なるように配置された複数のフォーカス調整用マークと
を有する。【００３２】
本形態によれば、培養容器内の細胞の画像取得の際に、撮像部のフォーカス位置をフォーカス調整用マークを用いて特定することができる。
【発明の効果】
【００３３】
以上のように、本技術によれば、細胞の画像取得する技術において、細胞の成長に合わせて容易にフォーカス位置を特定することができる。【００３４】
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１の実施形態に係る培養容器の平面図である。
【図２】図１に示す培養容器の断面図である。
【図３】図２に示す培養容器の一点鎖線で囲まれた領域Ａの拡大図である。
【図４】図１に示す培養容器の中央部分の拡大図である。
【図５】第１の実施形態に係る画像取得装置の構成を示す図である。
【図６】第１及び第２の実施形態に係る画像取得装置の画像取得システムを示すブロック図である。
【図７】第１の実施形態に係る画像取得方法のフローチャートである。
【図８】第１の実施形態に係る外径算出方法のフローチャートである。
【図９】第１の実施形態に係る外径算出方法を説明するための図である。
【図１０】第１の実施形態に係る外径算出方法を説明するための図である。
【図１１】第２の実施形態に係る画像取得方法のフローチャートである。
【図１２】第４の実施形態に係る外径算出用画像を選択するための画像を取得する方法の示すフローチャートである。
【図１３】第４及び第５の実施形態に係る画像取得装置の画像取得システムを示すブロック図である。
【図１４】第５の実施形態に係る外径算出用画像を選択するための画像を取得する方法を示すフローチャートである。
【図１５】第６の実施形態に係るキャリブレーション工程を含む外径算出用の画像を選択するための画像を取得する方法のフローチャートである。
【図１６】第７の実施形態に係る画像取得装置の構成を示す図である。
【図１７】第８の実施形態に係る１回目の画像取得方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００３７】
（第１の実施形態）
〈培養容器の構成〉
図１は培養容器（ディッシュ）の平面図、図２は培養容器の断面図である。図３は培養容器の部分拡大図であり、図２の一点鎖線Ａで囲まれた領域の拡大図である。図４は培養容器の中央部分の拡大図である。
【００３８】
図１〜図４において、培養容器１を水平面に載置したときの培養容器１の深さ方向をＺ軸、水平面をＸＹ平面として、ＸＹＺ軸座標を図示しており、後述する図５及び図１６に図示されるＸＹＺ軸座標も同様である。
【００３９】
本明細書において、「細胞」は、単一の細胞と、複数の細胞の集合体とを少なくとも概念的に含む。「細胞」は、一例として、何れも立体的な（３次元的な）形状を有する、生物の未受精の卵細胞（卵子）、受精卵、胚を少なくとも含む。本実施形態及び後述する実施形態においては、培養容器１に収容される細胞として受精卵を例にあげて以下説明する。
【００４０】
図１及び図２に示すように、培養容器１は、底部１９と、外壁１１と、内壁１２と、凹部（ウェル）１５と、細胞配置用凸部１３とを有する。
【００４１】
培養容器１には、例えば金属、ガラス、シリコン等の無機材料や、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ナイロン、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、メチルペンテン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂等の有機材料を用いて形成することができる。本実施形態においては、ポリスチレン樹脂からなる透明の培養容器１を用いている。
【００４２】
平面形状（ＸＹ平面形状）が円形の培養容器１の直径は約３８ｍｍ、内壁１２で囲まれた平面形状が円形の領域の直径は約８ｍｍ、平面が矩形の細胞配置用凸部１３は約３ｍｍ×約３ｍｍの大きさを有している。本実施形態では、形状の説明をわかりやすくするため、便宜上、実際の寸法と縮尺を異ならせて図示している。
【００４３】
凹部１５は複数設けられており、各凹部１５は、１個の細胞、ここでは受精卵１６を収容しつつ一定の位置に留めることが可能である。また、各凹部１５には、受精卵１６以外に液体が収容される。「液体」は、典型的には、細胞を培養するのに適した培養液であり、以下、培養液として説明する。図２に示すように、凹部１５内及び内壁１２に囲まれた領域には、受精卵１６を培養するための培養液１８が注入されている。更に、この培養液１８の蒸発を防止するために、内壁１２に囲まれた領域には、培養液１８を覆うようにオイル１７が注入されている。
【００４４】
底部１９は平面形状が円形を有している。外壁１１と内壁１２は同心円状に形成されている。内壁１２の高さは外壁１１の高さよりも低く形成されている。
細胞配置用凸部１３は、底部１９の中央部に、内壁１２に囲まれた領域に内壁１２と間隙をおいて配置される。細胞配置用凸部１３は、平面形状が矩形を有している。
【００４５】
図１〜図４に示すように、細胞配置用凸部１３には、複数、ここでは３×３の配列で９つの凹部１５と、これら９つの凹部１５からなる凹部群の外に設けられた階段状のフォーカス調整用段差１４と、凹部１５毎に複数の凹部１５を識別可能にするための識別マークＡ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３が設けられている。フォーカス調整用段差１４は６段の段差を有し、矩形の細胞配置用凸部１３の一辺に設けられ、細胞配置用凸部１３の中央から外に向かって段差が段々に低くなっていくように設けられている。フォーカス調整用段差１４の奥行eは、開口の平面形状が円形の凹部１５の直径aと同じ程度が好適である。
【００４６】
凹部１５は、隣り合う凹部１５の中心間距離が４００μｍとなるように設けられている。凹部１５は、観察する受精卵１６を収容可能な形状及び大きさであればよい。図３に示すように、本実施形態においては、凹部１５は、上部からみた凹部１５の開口の平面形状（ＸＹ平面形状）が、直径ａが２８０μｍの円形であり、断面は、底部１９に向かって開口がやや小さくなるように略台形状を有している。凹部１５の深さｂは２８０μｍである。
【００４７】
フォーカス調整用段差１４の各段にはフォーカス調整用マーク１４１ａ〜１４１ｆが設けられている。フォーカス調整用マーク１４１ａ〜１４１ｆは、凹部１５の最も低い位置を基準位置１０として、この基準位置１０よりもＺ軸方向における高さが高く、かつ、凹部１５の最も高い位置よりも低い位置に設けられている。各フォーカス調整用マーク１４１ａ〜１４１ｆは、基準位置１０からの高さが互いに異なる。
【００４８】
培養容器１をその開口部を上側にして水平面（ＸＹ平面）に載置したときに、最も下側に位置するフォーカス調整用マーク１４１ａは、この水平面に対し垂直な方向（Ｚ軸方向）に、基準位置１０から５０μｍ、上方向に移動した位置に位置するように配置される。図３上、ｄは、基準位置１０とフォーカス調整用マーク１４１ａとのＺ軸方向における距離を示し、５０μｍである。
【００４９】
更に、フォーカス調整用マーク１４１ａ〜１４１ｆが、Ｚ軸方向における互いに隣り合うフォーカス調整用マーク間距離ｃが等間隔に１５μｍの距離で配置されるように、フォーカス調整用段差１４が設けられている。Ｚ軸方向における互いに隣り合うフォーカス調整用マーク間距離ｃは、階段状のフォーカス調整用段差１４の段差高さに相当する。また、階段状のフォーカス調整用段差１４の各段差の水平面の奥行ｅは２８０μｍである。
【００５０】
培養容器１を用いて受精卵１６を培養する場合、受精が確認された直後の受精卵の大きさは約１００μｍである。この受精卵を略真球形とみなし、例えばこの受精卵の中心にフォーカス位置がくるように調整するには、基準位置１０から受精卵の半径である５０μｍ分上部に移動させた位置、すなわちフォーカス調整用マーク１４１ａの位置がフォーカス位置となるようにすればよい。
ここで、略真球形の細胞としては、例えば卵子、受精卵等があり、マウスなどの実験動物、ウシ、ブタ等の家畜動物、イヌ、ネコ等のペット動物、ヒトなどの卵子、受精卵があげられ、これらの細胞の画像取得に本技術が好適である。
【００５１】
フォーカス調整用マーク１４１ａ〜１４１ｆは、シール等で貼りつけて形成してもよく、例えば黒色等に着色したものを用いることができ、その形状は記号や模様であってもよい。また、各フォーカス調整用マーク１４１ａ〜１４１ｆが識別できるように、マーク形状を異ならせたり、色を異ならせたりしてもよい。
また、シールタイプではなく、埋め込みタイプにしてもよく、フォーカス調整用段差１４の各段差に窪みを設けてそこに例えば着色した樹脂などを埋め込んでフォーカス調整用マーク１４１ａ〜１４１ｆを形成してもよい。
【００５２】
また、印刷によりフォーカス調整用マーク１４１ａ〜１４１ｆを形成してもよい。
あるいは、フォーカス調整用段差１４の段差毎にフォーカス調整用マーク１４１ａ〜１４１ｆとして、部分的に窪みや、培養容器と同じ材質の凸部を設けてもよい。
【００５３】
フォーカス調整用マーク１４１ａ〜１４１ｆの形状、大きさ、色、材質は、受精卵１６の画像取得や受精卵１６の観察に影響されず、また培養液１８に影響を及ぼさないものであれば、種々選択可能である。
【００５４】
本実施形態においては、培養容器１に例えば貼りつけてフォーカス調整用マーク１４１ａ〜１４１ｆを設けているが、こういったフォーカス調整用マーク１４１ａ〜１４１ｆを貼りつけず、フォーカス調整用段差１４自体をフォーカス調整用マークとして機能させてもよく、フォーカス調整用マークは高さの異なる段差も含む。
尚、培養容器１は透明であるため、フォーカス調整用段差１４の各段差に、識別容易なフォーカス調整用マーク１４１ａ〜１４１ｆを設けることによりフォーカス調整しやすくなる。
【００５５】
本実施形態の培養容器１は、複数の凹部１５からなる凹部群の外に、フォーカス調整用段差１４が設けられているため、凹部１５の間にフォーカス調整用段差が設けられる場合と比較して、凸部１３の上面に設けられる凹部１５の数を最大限に確保することができる。
【００５６】
〈画像取得装置の構成〉
次に、上述の培養容器１を用いて、該培養容器１内の受精卵１６の画像を取得する画像取得装置について説明する。尚、本実施形態においては、フォーカス調整用マークを備えた培養容器を用いた場合を例に挙げているが、フォーカス調整用マークのない培養容器を用いることもできる。
【００５７】
図５は、画像取得装置の構成を示す図である。
図５に示すように、画像取得装置２は、培養装置２１と、光源２４と、撮像部としてのカメラ２５と、温度・湿度制御部２６と、情報処理装置２２と、表示装置２３と、ステージ２７を具備する。
【００５８】
培養装置２１は、受精卵１６が収容された培養容器１を収容し、受精卵１６を培養するチャンバである。培養容器１は、培養装置２１内で水平に保持される。
【００５９】
光源２４は、培養容器１内の受精卵１６をカメラ２５により撮像する際に、培養容器１に対して照射する光を発する。
【００６０】
カメラ２５は、培養容器１内の受精卵１６を撮像するものであり、培養装置２１内に配置される。カメラ２５は、光軸方向（Ｚ軸方向）に移動可能なレンズ群を含む鏡筒と、鏡筒を通過する被写体光を撮像するＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の固体撮像素子と、これらを駆動する駆動回路等を有する。なおカメラ２５は、図上Ｚ軸方向および水平面方向（ＸＹ平面方向）に移動可能に培養容器１内に設置されてもよい。また、カメラ２５は、静止画像だけでなく、連続画像（ビデオ）を撮影することが可能に構成されてもよい。
【００６１】
温度・湿度制御部２６は、培養装置２１内の温度・湿度を制御するものであり、受精卵１６の培養に適した環境をつくる。温度・湿度制御部２６は、培養装置２１内に配置される。
【００６２】
情報処理装置２２は、ＣＰＵ、内部メモリ等を有するコンピュータで構成される。情報処理装置２２は、カメラ２５により取得した画像情報から受精卵１６の外径を算出し、その算出結果から受精卵１６の画像取得に適したカメラ２５のフォーカス位置を特定する。また、情報処理装置２２は、表示装置２３に受精卵１６の画像を表示させる。また、撮像された画像は、記録装置に保存される。
【００６３】
表示装置２３は、カメラ２５により取得された画像等を表示するものである。
ステージ２７は、培養容器１が載置されるものであり、培養装置２１内で培養容器１を水平に保持する。
【００６４】
〈画像取得システムの構成〉
次に、上述の画像取得装置２における画像取得システムについて説明する。
図６は、画像取得システム３の構成を示す図である。
図６に示すように、画像取得システム３は、カメラ２５と、情報処理装置２２と、表示装置２３とを具備する。
【００６５】
情報処理装置２２は、画像取得部２２１と、外径算出部２２３と、フォーカス位置特定部２２４と、撮像制御部２２６と、表示制御部２２５と、記憶部２２２を具備する。
画像取得部２２１と、外径算出部２２３と、フォーカス位置特定部２２４と、撮像制御部２２６とは、非一過性のコンピュータ読み取り可能な記録媒体の一例であるＲＯＭに記録されたプログラムをＲＡＭにロードしてＣＰＵが実行することにより実現される。
【００６６】
画像取得部２２１は、カメラ２５によって撮像された画像情報をカメラ２５から取得する。
外径算出部２２３は、カメラ２５によって取得された画像から受精卵１６の外径を算出する。
【００６７】
フォーカス位置特定部２２４は、受精卵１６の外径の算出結果からカメラ２５のフォーカス位置を特定する。具体的には、予め作成されたカメラ２５の複数の異なるフォーカス位置と受精卵１６の外径とが対応づけられたフォーカステーブルを参照し、受精卵１６の外径の算出結果とフォーカステーブルの外径を照合して、外径に対応するフォーカス位置を特定する。
【００６８】
本実施形態においては、例えば基準位置１０からＺ軸方向に沿って、５０μｍ、６５μｍ、８０μｍ、９５μｍ、１１０μｍ、１２５μｍの高さにある位置がフォーカス位置となるように、フォーカステーブルは作成される。これにより、直径が１００μｍ〜２５０μｍの受精卵の中心をフォーカス位置として撮像することができる。すなわち、受精卵１６を略球形とみなし、培養容器１の基準位置１０からＺ軸方向に、受精卵１６の半径と同じ長さ分上方向に移動した位置にフォーカス位置が設定されることを想定してフォーカステーブル上のフォーカス位置を設定することができる。
【００６９】
撮像制御部２２６は、フォーカス位置特定部２２４により特定されたフォーカス位置情報を基に、フォーカス位置情報信号をカメラ２５に出力する。
【００７０】
カメラ２５はカメラ位置制御部２５１を有する。カメラ位置制御部２５１は撮像制御部２２６からのフォーカス位置情報信号を基にカメラ２５のフォーカス位置を設定する。フォーカス位置の設定は、カメラ２５のレンズ位置を調整することにより行ってもよいし、あるいは、培養容器１が載置されるステージ２７の位置を調整することにより行ってもよい。
また、フォーカス位置のステップ数は、受精卵１６の発育速度や観察日数により調整可能であり、非常に多くのステップ数としてもよいし、２〜３段程度のステップ数でもよい。
【００７１】
表示制御部２２５は、画像取得部２２１で取得された画像を表示装置２３に表示させるための画像情報信号を表示装置２３に出力する。
記憶部２２２は、画像取得部２２１で取得された画像情報等を記憶する。
【００７２】
〈画像取得方法〉
次に、上述の画像取得装置２による画像取得方法について図５〜図７を用いて説明する。
本実施形態においては、個々の受精卵１６毎に、外径を算出し、この外径算出結果に基づいてフォーカス位置を特定している。
尚、本実施形態においては、フォーカス調整用マーク１４１ａ〜１４１ｆを備えた培養容器１を用いた場合を例に挙げるが、フォーカス調整用マークのない培養容器を用いて、本実施形態の画像取得方法により画像を取得することもできる。
【００７３】
図７は画像取得方法のフローチャートである。
【００７４】
まず、受精が確認された受精卵１６を１つずつ培養容器１の凹部１５にいれた後、培養液１８を凹部１５内及び内壁１２に囲まれた領域内にピペットで注入する。その後、培養液１８を覆うように内壁１２に囲まれた領域内にオイル１７を注入する。
次に、図５に示すように培養装置２１内のステージ２７に水平に載置する。このとき必要に応じて、培養容器１に、図示しない培養容器１と同様の材質でできた透明の蓋が載せられてもよい。
【００７５】
受精卵１６の画像取得は、受精卵１６を収容した培養容器１を培養装置２１内に保持した状態で行われる。
次に、培養容器１の下部から光源２４から光を照射し、受精卵の外径に合わせてフォーカス位置を決定する（Ｓ１０１）。
次に、培養容器１の上部に位置したカメラ２５により受精卵１６を撮像する（Ｓ１０２）。
【００７６】
撮像された受精卵１６の画像は、図６に示すように、画像取得部２２１により取得される。次に、外径算出部２２３は、画像取得部２２１が取得した受精卵１６の画像に基づき、受精卵１６の外径を算出する（Ｓ１０３）。外径算出方法の詳細については後述する。
【００７７】
次に、フォーカス位置特定部２２４は、予め作成されているフォーカステーブルを参照して、外径算出部２２３にて算出された受精卵１６の外径算出結果からカメラ２５のフォーカス位置を特定する（Ｓ１０４）。フォーカステーブルは、カメラ２５の互いに異なる複数のフォーカス位置と受精卵１６の外径とが対応づけられたものである。
【００７８】
本実施形態では、受精卵１６を略真球形とみなし、上部からみた略真円形の受精卵１６の外径から受精卵１６の半径を求めている。そして、受精卵１６が接する培養容器１の凹部１５の最も低い位置にある基準位置１０から、この半径と同じ長さ分上方向（Ｚ軸方向）に移動した位置をフォーカス位置とすることにより、略真球形の受精卵１６の中心にフォーカス位置が位置するように設定することができる。
【００７９】
フォーカステーブルは、受精卵１６の外径と、基準位置１０から受精卵１６の外径から求めた半径分の長さ移動した位置に位置するフォーカス位置とが対応づけされて予め作成されている。したがって、フォーカステーブルと外径算出結果を照合することにより、フォーカス位置を特定することができる。
【００８０】
次に、撮像制御部２２６は、カメラ２５のフォーカス位置がフォーカス位置特定部２２４で特定されたフォーカス位置となるようにフォーカス位置情報信号をカメラ位置制御部２５１に出力する（Ｓ１０５）。
次に、カメラ位置制御部２５１は、撮像制御部２２６からのフォーカス位置情報信号に基づいて、カメラのレンズ位置又はステージを移動させてフォーカス位置を調整する（Ｓ１０６）。
【００８１】
次に、特定されたフォーカス位置で受精卵１６を撮像し（Ｓ１０７）、画像取得部２２１は撮像された画像を取得し、記憶部２２２は取得された画像を記録する（Ｓ１０８）。表示制御部２２５は、画像取得部２２１で取得された画像を表示装置２３に表示させる。
【００８２】
Ｓ１０７で取得される受精卵１６の画像は、受精卵１６の中心をフォーカス位置として撮像して得たものである。
【００８３】
これらの工程Ｓ１０１〜Ｓ１０８を、受精卵１６毎に行い、各受精卵１６の画像を取得する。
【００８４】
そして、任意の時期毎、例えば１０分間隔や１日おきといった所定の間隔毎、もしくは連続的に、これらＳ１０１〜Ｓ１０８の工程を行うことによって画像を取得する。これにより、受精卵１６の成長の様子を観察することができる。また、必要に応じてリアルタイムに画像を取得してもよく、表示装置２３上に受精卵の様子を表示させて随時観察するようにしてもよい。
【００８５】
次に、上述した画像取得方法のＳ１０３での受精卵の外径算出方法について、図８〜図１０を用いて説明する。
図８は外径算出方法のフローチャートである。図９及び図１０は外径算出方法を説明するための図である。以下、図８のフローチャートに従って説明する。
【００８６】
受精卵１６の外径にあわせてフォーカスされて取得された受精卵１６の原画像に鮮明化フィルタ処理を施す（Ｓ１０３１）。
【００８７】
鮮明化フィルタ処理には、例えば図９（ａ）または（ｂ）に示す３×３画素のフィルタ行列や図９（ｃ）に示す５×５画素のフィルタ行列を用いることができる。図９（ａ）または（ｂ）に示す３×３画素のフィルタ行列を用いる場合、ある１つの画素Ａの周りの８個の画素を含む９個の画素に図９（ａ）又は（ｂ）のフィルタ行例に示す数値を掛けて加算した値を、その１つの画素Ａの濃度値とし、すべての画素について同様の計算を行う。図９に示すフィルタ行列は中央値がプラスでその周りをマイナスとしているので、計算結果は隣り合う画素の濃度値の差が大きくなる。そのため、輪郭部分などでの濃度値の変化が大きくなり、受精卵１６の輪郭が協調される。このように鮮明化フィルタ処理を施すことにより受精卵１６の外円を際立たせた環状画像を得ることができる。
【００８８】
次に、鮮明化フィルタ処理により鮮明化された環状画像にエッジ抽出フィルタ処理を施す（Ｓ１０３２）。エッジ抽出フィルタは画像のエッジ部即ち輪郭を抜き出すものである。輪郭部分での濃度差は急激に変化しているので、隣同士の画素値を引き算すると濃度値の差が大きくなるため輪郭として取り出すことができる。
このように鮮明化環状画像にエッジ抽出フィルタ処理を施すことにより輪郭画像を得ることができる。輪郭画像の各画素は０〜２５５の濃度値で表される。
【００８９】
次に、輪郭画像の全画素について濃度値の平均値Ｔｈを算出する（Ｓ１０３３）。ただし、濃度値が０の画素は平均値計算から除外する。そして、平均値Ｔｈをしきい値として、これより大きい濃度値を持つ画素を白（濃度値２５５）とし、またこれより小さい濃度値を有する画素を黒（濃度値０）として２値化処理をし、２値化画像を得る（Ｓ１０３４）。
【００９０】
次に、図１０に示すように、２値化画像の４隅より順番に中心座標に向かってサーチしていき、外円の輪郭のエッジを検出し（Ｓ１０３５）、検出したところの座標を記憶させる。このようにして、外円上の４点の座標を求める。なお、ここでの中心座標は例えば画素が２００×２００の場合は座標（１００、１００）の位置となる。上述のように求められた外円上の４点のうち任意の３点を通る円の方程式を従来知られた方法で求める。その結果、外円の中心座標位置と半径からなる外円情報を算出することができ、外径を算出することができる。
【００９１】
以上のように、本実施形態においては、受精卵１６を略真球形とみなし、受精卵１６の外径算出結果から受精卵１６を撮像するためのフォーカス位置を特定するので、フォーカス位置の調整が容易である。また、日々成長する受精卵１６の画像取得のたびにフォーカス調整に長い時間を費やすことがなく、作業効率が向上し、異なる人間が個々にフォーカス位置を調整して画像取得することによる画像品質のばらつきがない。
【００９２】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る画像取得装置及び画像処理方法について説明する。
第１の実施形態においてはフォーカステーブルを参照して受精卵１６の外径算出結果からフォーカス位置を特定していた。これに対し、本実施形態においては、受精卵１６の外径算出結果を基に上述のフォーカス調整用マークを備える培養容器１を用いてフォーカス位置を特定している。以下、第１の実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、詳細な説明は省略し、主に異なる点について説明する。
【００９３】
培養容器１及び画像取得装置２は、第１の実施形態と同様の構成のため、説明を省略する。尚、本実施形態では、第１の実施形態で説明したフォーカス調整用マーク１４１ａ〜１４１ｆを備えた培養容器１を用いる。
【００９４】
〈画像取得システムの構成〉
次に、画像取得装置２における画像取得システムについて説明する。
図６は、画像取得システム４の構成を示す図である。
図６に示すように、画像取得システム４は、カメラ２５と、情報処理装置２２と、表示装置２３とを具備する。
【００９５】
情報処理装置２２は、画像取得部２２１と、外径算出部２２３と、フォーカス位置特定部３２４と、撮像制御部２２６と、表示制御部２２５と、記憶部２２２を具備する。
画像取得部２２１と、外径算出部２２３と、フォーカス位置特定部３２４と、撮像制御部２２６とは、非一過性のコンピュータ読み取り可能な記録媒体の一例であるＲＯＭに記録されたプログラムをＲＡＭにロードしてＣＰＵが実行することにより実現される。
【００９６】
フォーカス位置特定部３２４は、受精卵１６の外径の算出結果を基にカメラ２５のフォーカス位置を特定する。具体的には、受精卵１６の外径算出結果から受精卵１６の半径を求める。そして、培養容器１の基準位置１０から上方向（Ｚ軸方向）にこの半径分移動させた高さにある、或いは、最も近い高さにあるフォーカス調整用マーク１４１ａ〜１４１ｆのいずれかをフォーカス位置として特定する。
【００９７】
〈画像取得方法〉
次に、上述の画像取得装置２による画像取得方法について図５、図６、図１１を用いて説明する。
本実施形態においては、個々の受精卵１６毎に、外径を算出し、この外径算出結果に基づいてフォーカス位置を特定している。
図１１は本実施形態に係る画像取得方法のフローチャートである。
【００９８】
まず、受精が確認された受精卵１６を１つずつ培養容器１の凹部１５にいれた後、培養液１８を凹部１５内及び内壁１２に囲まれた領域内にピペットで注入する。その後、培養液１８を覆うように内壁１２に囲まれた領域内にオイル１７を注入する。
次に、培養容器１を図５に示すように培養装置２１内に水平に載置する。
【００９９】
受精卵１６の画像取得は、受精卵１６を収容した培養容器１を培養装置２１内に保持した状態で行われる。
次に、培養容器１の下部から光源２４からの光を照射し、受精卵の外径に合わせてフォーカス位置を決定する（Ｓ２０１）。
次に、培養容器１の上部に位置したカメラ２５により受精卵１６を撮像する（Ｓ２０２）。
【０１００】
撮像された受精卵１６の画像は、図６に示すように、画像取得部２２１により取得される。次に、外径算出部２２３は、画像取得部２２１が取得した受精卵１６の画像に基づき、受精卵１６の外径を算出する（Ｓ２０３）。外径算出方法は、第１の実施形態で説明した方法と同様である。
【０１０１】
次に、フォーカス位置特定部３２４は、受精卵１６の外径算出結果から受精卵１６の半径を求める。そして、培養容器１の基準位置１０から、図面上、Ｚ軸方向にそって上部にこの半径分移動させた高さにある、或いは、最も高い高さにあるフォーカス調整用段差１４の１つの段差を選択し、この段差に付されているフォーカス調整用マークをフォーカス位置として特定する（Ｓ２０４）。
【０１０２】
本実施形態では、受精卵１６を略真球形とみなし、上部からみた略真円形の受精卵１６の外径から受精卵１６の半径を求めている。そして、受精卵１６が接する培養容器１の凹部１５の基準位置１０から、Ｚ方向に沿ってこの半径と同じ長さ分上方向に移動した位置をフォーカス位置とすることにより、略真球形の受精卵１６の中心にフォーカス位置が位置するように設定される。
【０１０３】
次に、撮像制御部２２６は、フォーカス位置特定部３２４で特定されたフォーカス位置となるように、カメラ２５のフォーカス位置を調整する（Ｓ２０５）。
次に、特定されたフォーカス位置で受精卵１６を撮像し（Ｓ２０６）、画像取得部２２１は撮像された画像を取得し、記憶部２２２は取得された画像を記録する（Ｓ２０７）。表示制御部２２５は、画像取得部２２１で取得された画像を表示装置２３に表示させる。
【０１０４】
Ｓ２０６で取得される受精卵１６の画像は、受精卵１６の中心をフォーカス位置として撮像して得たものである。
【０１０５】
これらの工程Ｓ２０１〜Ｓ２０７を、受精卵１６毎に行い、各受精卵１６の画像を取得する。これらの工程Ｓ２０１〜Ｓ２０７による画像の取得は、所定の間隔、例えば１０分間毎や１日毎、もしくは連続的といった任意の時期毎に行うことができ、受精卵１６の成長の様子を観察することができる。また、必要に応じてリアルタイムに画像を取得してもよく、表示装置２３上に受精卵の様子を表示させて随時観察するようにしてもよい。
【０１０６】
あるいは、１回目のみ、Ｓ２０１〜Ｓ２０７の工程を行って、受精卵１６の外径算出結果からフォーカス位置を特定して画像取得し、それ以降の受精卵１６の画像取得では、外径算出結果によるフォーカス位置の特定はせずに、培養容器１に設けられているフォーカス調整用マークによるフォーカス位置の特定をしてもよい。
【０１０７】
すなわち、受精卵の成長曲線はほぼ同じ曲線を描くため、経時変化による受精卵の大きさの変化はある程度想定できるので、受精卵の成長曲線と受精直後の１日目の受精卵の外径を基に、経過時間とフォーカス調整用マークとを対応づけさせることができる。
【０１０８】
仮に、受精直後の１日目の受精卵の直径を１００μｍとし、１日で受精卵が１５μｍずつ大きく成長するように成長曲線を描く場合を想定する。１日毎に画像取得する場合、フォーカス調整用マーク１４１ａ〜１４１ｆが形成されているフォーカス調整用段差１４の各段差の高さｃは１５μｍに設定されているため、１日目のフォーカス位置をフォーカス調整用マーク１４１ａに、２日目のフォーカス位置をフォーカス調整用マーク１４１ｂに、３日目のフォーカス位置をフォーカス調整用マーク１４１ｃに、４日目のフォーカス位置をフォーカス調整マーク１４１ｄに、というように設定することが可能である。この場合、２日目以降は、Ｓ２０１〜Ｓ２０７のような外径算出結果を基にフォーカス位置を設定する工程は不要となり、フォーカス位置の調整の必要がなく、容易に受精卵の成長の様子を画像で観察することができる。尚、途中、例えば４日目などに、フォーカス位置の補正のために、Ｓ２０１〜Ｓ２０７のような工程を設けても、もちろん構わない。
【０１０９】
以上のように、本実施形態においては、受精卵１６を略真球形とみなし、受精卵１６の外径から、受精卵１６を撮像するためのフォーカス位置を特定するので、フォーカス位置の調整が容易である。また、日々成長する受精卵１６の画像取得のたびにフォーカス調整に長い時間を費やすことがなく、作業効率が向上し、異なる人間が行うことによる取得する画像品質のばらつきがない。
【０１１０】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係る画像処理方法について説明する。
第１の実施形態においてはフォーカステーブルを参照して受精卵１６の外径算出結果からフォーカス位置を特定し、この工程を任意の時期毎に行って受精卵の画像を取得し、受精卵の成長を観察していた。第２の実施形態においては、１回目の画像取得時に、外径算出結果から培養容器１のフォーカス調整用マーク１４１ａ〜１４１ｆのうちどのフォーカス調整用マークをフォーカス位置として用いるかを特定し、それ以降は、受精卵の成長曲線を考慮し、どの時期にどのフォーカス調整用マークを用いるかを決定して、受精卵１６の画像を取得し、成長を観察していた。
【０１１１】
これに対し、本実施形態においては、上述のフォーカス調整用マークを備える培養容器１を用いて、１回目の画像取得では第１の実施形態に示すフォーカステーブルを用いて特定したフォーカス位置で画像を取得し、それ以降の画像取得では第２の実施形態に示す培養容器１のフォーカス調整用マークをフォーカス位置として用いて画像を取得する。尚、上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付し説明を省略し、主に異なる点について説明する。
【０１１２】
培養容器１及び画像取得装置２は、第１の実施形態と同様の構成のため、説明を省略する。尚、本実施形態では、第１の実施形態で説明したフォーカス調整用マーク１４１ａ〜１４１ｆを備えた培養容器１を用いる。
【０１１３】
〈画像取得システムの構成〉
次に、画像取得装置２における画像取得システムについて説明する。
図６は、画像取得システム５の構成を示す図である。
図６に示すように、画像取得システム５は、カメラ２５と、情報処理装置２２と、表示装置２３とを具備する。
【０１１４】
情報処理装置２２は、画像取得部２２１と、外径算出部２２３と、フォーカス位置特定部４２４と、撮像制御部２２６と、表示制御部２２５と、記憶部２２２を具備する。
【０１１５】
フォーカス位置特定部４２４は、受精卵１６の外径の算出結果からカメラ２５のフォーカス位置を特定する。具体的には、予め作成されたカメラ２５の複数の異なるフォーカス位置と受精卵１６の外径とが対応づけられたテーブルを参照し、受精卵１６の外径の算出結果とテーブルの外径を照合して、外径に対応するフォーカス位置を特定する。更に、フォーカス位置特定部４２４は、フォーカステーブルを参照して特定されたフォーカス位置と、このフォーカス位置に対応する培養容器１のフォーカス調整用マーク１４１を特定する。
【０１１６】
撮像制御部２２６は、フォーカス位置特定部４２４により特定されたフォーカス位置情報を基に、カメラ２５のフォーカス位置を調整する。
【０１１７】
〈画像取得方法〉
次に、画像取得方法について図６を用いて説明する。
本実施形態においては、個々の受精卵１６毎に、外径を算出し、この外径算出結果に基づいてフォーカス位置を特定している。
【０１１８】
まず、受精が確認された受精卵１６が個々に凹部１５に収容され、培養液及びオイルが注入された培養容器１を準備する。培養容器１を培養装置２１内のステージ２７上に水平に載置する。
【０１１９】
受精卵１６の画像取得は、受精卵１６を収容した培養容器１を培養装置２１内に保持した状態で行われる。
次に、培養容器１の下部から光源２４から光を照射し、受精卵の外径に合わせて、カメラ２５のオートフォーカス機能を用いて、フォーカス位置を決定する。
次に、培養容器１の上部に位置したカメラ２５により受精卵１６を撮像する。
【０１２０】
撮像された受精卵１６の画像は、図６に示すように、画像取得部２２１により取得される。次に、外径算出部２２３は、画像取得部２２１が取得した受精卵１６の画像に基づき、受精卵１６の外径を算出する。外径算出方法の第１の実施形態に示した方法と同様である。
【０１２１】
次に、フォーカス位置特定部４２４は、予め作成されているフォーカステーブルを参照して、外径算出部２２３にて算出された受精卵１６の外径算出結果を基に、カメラ２５のフォーカス位置を特定する。フォーカステーブルは、互いに異なる複数のフォーカス位置と受精卵１６の外径とが対応づけられたものである。更に、フォーカス位置特定部４２４は、フォーカステーブルを参照して特定されたフォーカス位置と、このフォーカス位置に対応するフォーカス調整用マーク１４１を特定する。
【０１２２】
次に、撮像制御部２２６は、フォーカス位置特定部４２４で特定されたフォーカス位置となるように、カメラ２５のフォーカス位置を制御する。
【０１２３】
次に、特定されたフォーカス位置で受精卵１６を撮像し、画像取得部２２１は撮像された画像を取得し、記憶部２２２は取得された画像を記録する。表示制御部２２５は、画像取得部２２１で取得された画像を表示装置２３に表示させる。
以上により１回目の受精卵１６の画像取得が終了する。
【０１２４】
２回目以降の受精卵１６の画像取得では、カメラ２５のフォーカス位置は、培養容器１のフォーカス調整用マーク１４１で特定される。すなわち、第２の実施形態でも説明をしたように、受精卵１６の成長曲線はほぼ同じ曲線を描くため、経時変化による受精卵１６の大きさの変化はある程度想定できる。したがって、１回目の画像取得の際に特定されたフォーカス位置に対応した培養容器１のフォーカス調整用マーク１４１を基準として、受精卵１６の成長曲線を基に経過時間と各フォーカス調整用マークとを対応づけさせることができる。
これにより２回目以降の画像取得では、受精卵１６の外径算出工程及び外径算出結果に基づくフォーカス位置の特定の工程を行う必要がない。
【０１２５】
以上の工程を、受精卵１６毎に行う。画像の取得は、所定の間隔、例えば１０分間や１日等の任意の時期毎、もしくは連続的に行うことができ、受精卵１６の成長の様子を観察することができる。
【０１２６】
以上のように、フォーカステーブルを参照して外径算出結果からフォーカス位置を決定して画像を取得する方法と、培養容器１のフォーカス調整用マーク１４１ａ〜１４１ｆをフォーカス位置として画像を取得する方法とを組み合わせて、画像を取得することができる。
【０１２７】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態に係る画像処理方法について説明する。
第１の実施形態においては、受精卵１６毎にフォーカス位置を特定して画像を取得していた。これに対し、本実施形態においては、複数のフォーカス位置毎に複数の受精卵１６を一括して撮像して画像を取得する点が、第１の実施形態と主に異なる。本実施形態では、複数のフォーカス位置毎に一括して撮像した画像を処理することにより、受精卵１６毎に、外径算出に適した画像を１つ選択し、この画像から受精卵の外径算出をし、この外径算出結果を基にフォーカス位置を特定している。
【０１２８】
なお、本実施形態においては、カメラ２５による外径算出に適した画像を選択するための撮像では、１つの培養容器１に収容される９個すべての受精卵１６が一括して撮像する場合を例にあげて説明するが、これに限定されない。例えば受精卵１６を４個一括して撮像してもよいし、受精卵１６を１個撮像してもよく、撮像視野に入る受精卵１６の数を任意に変更してもよい。
【０１２９】
以下、第１の実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１３０】
培養容器１及び画像取得装置２は、第１の実施形態と同様の構成のため、説明を省略する。尚、本実施形態では、第１の実施形態で説明したフォーカス調整用マーク１４１ａ〜１４１ｆを備えた培養容器１を用いなくてもよく、種々の培養容器を用いることができる。
【０１３１】
〈画像取得システムの構成〉
次に、上述の画像取得装置２における画像取得システムについて説明する。
図１３は、画像取得システム６の構成を示す図である。
図１３に示すように、画像取得システム３は、カメラ２５と、情報処理装置２２と、表示装置２３とを具備する。
【０１３２】
情報処理装置２２は、画像取得部２２１と、外径算出用画像選択部２２７と、外径算出部２２３と、フォーカス位置特定部２２４と、撮像制御部２２６と、表示制御部２２５と、記憶部２２２を具備する。
【０１３３】
画像取得部２２１は、カメラ２５によって撮像された画像をカメラ２５から取得する。
外径算出用画像選択部２２７は、カメラ２５により異なるフォーカス位置毎に、一括して複数、ここでは９個の受精卵１６を撮像した画像から、受精卵１６毎に、外径算出用に適した画像を選択する。
外径算出部２２３は、外径算出用画像選択部２２７で選択された画像を基に受精卵１６の外径を算出する。
【０１３４】
フォーカス位置特定部２２４は、受精卵１６の外径の算出結果からカメラ２５のフォーカス位置を特定する。具体的には、予め作成されたカメラ２５の複数の異なるフォーカス位置と受精卵１６の外径とが対応づけられたテーブルを参照し、受精卵１６の外径の算出結果とテーブルの外径を照合して、外径に対応するフォーカス位置を特定する。
【０１３５】
撮像制御部２２６は、フォーカス位置特定部２２４により特定されたフォーカス位置情報を基に、カメラ２５のフォーカス位置を調整する。
【０１３６】
表示制御部２２５は、画像取得部２２１で取得された画像を表示装置２３に表示させるための画像情報信号を表示装置２３に出力する。
記憶部２２２は、画像取得部２２１で取得された画像情報を記憶する。
【０１３７】
〈画像取得方法〉
次に、画像取得方法について図７、図１２及び図１３を用いて説明する。
図１２は、外径算出用の画像を選択するための画像を取得する方法のフローチャートである。
尚、本実施形態においては、フォーカス調整用マーク１４１ａ〜１４１ｆを備えた培養容器１を用いた場合を例に挙げるが、フォーカス調整用マークのない培養容器を用いて、本実施形態の画像取得方法により画像を取得することもできる。
【０１３８】
まず、受精が確認された受精卵１６が個々に凹部１５に収容され、培養液及びオイルが注入された培養容器１を準備する。培養容器１を培養装置２１内のステージ２７上に水平に載置する。
【０１３９】
受精卵１６の画像取得は、受精卵１６を収容した培養容器１を培養装置２１内に保持した状態で行われる。
次に、培養容器１の下部から光源２４から光を照射し、フォーカステーブルにある複数の異なるフォーカス位置のうち１のフォーカス位置でフォーカスし（Ｓ３０１）、９個の受精卵１６を一括してカメラ２５により撮像する（Ｓ３０２）。撮像された画像は記憶部２２２に記録される（Ｓ３０３）。フォーカステーブルは、互いに異なる複数の所定のフォーカス位置と受精卵１６の外径とが対応づけられたものである。
【０１４０】
次に、フォーカステーブルにある複数の所定のフォーカス位置毎に撮像が終了していなければ（Ｓ３０４  Ｎｏ）、Ｓ３０１に戻って、撮像が終了していないフォーカス位置でフォーカスし（Ｓ３０１）、９個の受精卵１６を一括してカメラ２５により撮像する（Ｓ３０２）。撮像された画像は記憶部２２２に記録される（Ｓ３０３）。フォーカステーブルにあるすべてのフォーカス位置の撮像が終了するまで、Ｓ３０１〜Ｓ３０３は繰り返される。尚、記憶部２２２には、例えば、各受精卵１６の撮影画像のうちトリミング、外径算出、フォーカス値の最適なものが選択的に記録されてもよい。
【０１４１】
フォーカステーブルにあるすべてのフォーカス位置毎の撮像が終了すると（Ｓ３０４  Ｙｅｓ）、外径算出用の画像を選択するための画像の取得が終了する。これにより、例えばフォーカステーブルに６つのフォーカス位置がある場合は、１つの受精卵１６につき６枚の画像が得られる。
【０１４２】
次に、外径算出用画像選択部２２７は、受精卵１６毎に、得られた６枚の画像から外径算出に適した画像を１つ選択する。選択方法としては、例えば輪郭エッジが一番鋭いものを選択する。具体的には、６枚の画像それぞれで受精卵の輪郭部分を検出して、その輪郭部分のエッジが一番鋭いものが、ピントがあっているものと判断し、それを選択する。
【０１４３】
次に、外径算出部２２３は、選択された受精卵１６の画像に基づき、受精卵１６の外径を算出する（Ｓ１０３）。外径算出方法は第１の実施形態に示す方法と同様である。
【０１４４】
次に、フォーカス位置特定部２２４は、予め作成されているフォーカステーブルを参照して、外径算出部２２３にて算出された受精卵１６の外径算出結果を基にカメラ２５のフォーカス位置を特定する（Ｓ１０４）。フォーカステーブルは、カメラ２５の互いに異なる複数のフォーカス位置と受精卵１６の外径とが対応づけられたものである。
【０１４５】
次に、撮像制御部２２６は、フォーカス位置特定部２２４で特定されたフォーカス位置となるように、カメラ２５のフォーカス位置を制御する（Ｓ１０５）。
次に、特定されたフォーカス位置で受精卵１６を撮像し（Ｓ１０６）、画像取得部２２１は撮像された画像を取得し、記憶部２２２は取得された画像を記録する（Ｓ１０７）。表示制御部２２５は、画像取得部２２１で取得された画像を表示装置２３に表示させる。
【０１４６】
これらの工程Ｓ１０３〜Ｓ１０７を受精卵１６毎に行い、特定されたフォーカス位置で受精卵１６を撮像し、すべての受精卵１６の画像を取得する。
【０１４７】
そして、任意の時期毎、例えば１０分間や１日といった所定の間隔毎、もしくは、連続的に、上述のＳ３０１〜Ｓ３０４の工程、取得された６枚の画像から外径算出に適した画像を１つ選択する工程、Ｓ１０３〜Ｓ１０７の工程を行い、受精卵１６の画像の取得をする。これにより、受精卵１６の成長の様子を観察することができる。
【０１４８】
なお、９個の受精卵１６の一括撮像の際に、受精卵の成長の一番遅い、すなわち、外径が小さい受精卵よりも小さい外径に対応したフォーカス位置での撮像は、次回以降は行わないようにしてもよい。これにより、不要な撮像を減らすことができ、撮像時の光照射による受精卵のダメージを低減することができる。
【０１４９】
本実施形態では、外径算出用画像選択部２２７で輪郭エッジが一番鋭いものを外径算出に適した画像として１枚選択し、外径算出部２２３で選択した画像を基に外径算出を行っているが、これに限定されない。
【０１５０】
例えば、受精卵１６毎に得られた６枚の画像のうち、輪郭エッジの鋭い画像を数枚、例えば２〜３枚選択し、これらの画像を基にそれぞれ外径を算出し、この外径算出結果を平均してフォーカス位置を特定するための外径として用いてもよい。
【０１５１】
また、受精卵１６毎に得られた６枚の画像の隣り合うペア同士（５ペア）で画像の差分を計算し、その差分画像の受精卵１６の外周部分の輝度差が最も大きい輝度差画像から抽出される受精卵の輪郭のサイズをその受精卵１６の直径として外径算出してもよい。
【０１５２】
また、受精卵１６毎に得られた６枚の画像の隣り合うペア同士（５ペア）で画像の差分を計算し、その差分画像で得られた受精卵１６の輪郭のサイズが一番小さい画像を受精卵の直径としてもよい。これは、ピントがぼけると受精卵のサイズが大きめにでると考えられるので、一番小さいサイズの画像が選択すれば、受精卵のサイズにあっていると考えられる。
【０１５３】
（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態に係る画像処理方法について説明する。
第４の実施形態においては、フォーカステーブルにあるフォーカス位置毎に、一括して９個の受精卵を撮像した。これに対し、本実施形態においては、培養容器１を用いてフォーカス調整用マーク１４１ａ〜１４１ｆ毎に、一括して９個の受精卵を撮像する。以下、上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１５４】
培養容器１及び画像取得装置２は、第１の実施形態と同様の構成のため、説明を省略する。
【０１５５】
〈画像取得システムの構成〉
次に、上述の画像取得装置２における画像取得システムについて説明する。
図１３は、画像取得システム７の構成を示す図である。
図１３に示すように、画像取得システム３は、カメラ２５と、情報処理装置２２と、表示装置２３とを具備する。
【０１５６】
情報処理装置２２は、画像取得部２２１と、外径算出用画像選択部２２７と、外径算出部２２３と、フォーカス位置特定部３２４と、撮像制御部２２６と、表示制御部２２５と、記憶部２２２を具備する。
【０１５７】
画像取得部２２１は、カメラ２５によって撮像された画像をカメラ２５から取得する。
外径算出用画像選択部２２７は、カメラ２５により撮像された異なるフォーカス位置毎に、一括して複数、ここでは９個の受精卵１６の画像から、受精卵１６毎に、外径算出用に適した画像を選択する。
外径算出部２２３は、外径算出用画像選択部２２７で選択された画像を基に受精卵１６の外径を算出する。
【０１５８】
フォーカス位置特定部３２４は、受精卵１６の外径算出結果から受精卵１６の半径を求める。そして、培養容器１の基準位置１０から、図面上、Ｚ軸方向にそって上部にこの半径分移動させた高さにある、或いは、フォーカス調整用段差１４のうち最も近い高さにある段差を１つ選択し、この段差に付されているフォーカス調整用マークをフォーカス位置として特定する。
【０１５９】
撮像制御部２２６は、フォーカス位置特定部３２４により特定されたフォーカス位置情報を基に、カメラ２５のフォーカス位置を調整する。
【０１６０】
表示制御部２２５は、画像取得部２２１で取得された画像を表示装置２３に表示させるための画像情報信号を表示装置２３に出力する。
記憶部２２２は、画像取得部２２１で取得された画像情報を記憶する。
【０１６１】
〈画像取得方法〉
次に、画像取得方法について図１１、図１３及び図１４を用いて説明する。
図１４は、外径算出用の画像を選択するための画像を取得する方法のフローチャートである。
【０１６２】
まず、受精が確認された受精卵１６が個々に凹部１５に収容され、培養液及びオイルが注入された培養容器１を準備する。
【０１６３】
受精卵１６の画像取得は、受精卵１６を収容した培養容器１を培養装置２１内に保持した状態で行われる。
次に、培養容器１の下部から光源２４から光を照射し、培養容器１に形成されているフォーカス調整用マーク１４１のうちの１つ、例えばフォーカス調整用マーク１４１ａをフォーカス位置としてフォーカスし（Ｓ４０１）、９個の受精卵１６を一括してカメラ２５により撮像する（Ｓ４０２）。撮像された画像は記憶部２２２に記録される（Ｓ４０３）。
【０１６４】
次に、フォーカス調整用マーク１４１ａ〜１４１ｆ毎に撮像が終了していなければ（Ｓ４０４  Ｎｏ）、Ｓ４０１に戻って、撮像が終了していないフォーカス調整用マーク１４１ｂをフォーカス位置としてフォーカスし（Ｓ４０１）、９個の受精卵１６を一括してカメラ２５により撮像する（Ｓ４０２）。撮像された画像は記憶部２２２に記録される（Ｓ４０３）。フォーカス調整用マーク１４１ａ〜１４１ｆすべての撮像が終了するまで、Ｓ４０１〜Ｓ４０３は繰り返される。尚、記憶部２２２には、例えば、各受精卵１６の撮影画像のうちトリミング、外径算出、フォーカス値の最適なものが選択的に記録されてもよい。
【０１６５】
フォーカス調整用マーク１４１ａ〜１４１ｆ毎の撮像がすべて終了すると（Ｓ４０４  Ｙｅｓ）、外径算出用の画像を選択するための画像の取得が終了する。これにより、６つのフォーカス調整用マーク１４１ａ〜１４１ｆ毎の、９個の受精卵１６が一括して撮像された画像が得られる。したがって、１つの受精卵１６につき６枚の画像が得られる。
【０１６６】
次に、外径算出用画像選択部２２７は、受精卵１６毎に、得られた６枚の画像から外径算出に適した画像を１つ選択する。選択方法としては、第４の実施形態と同様の方法を用いることができる。
【０１６７】
次に、外径算出部２２３は、選択された受精卵１６の画像に基づき、受精卵１６の外径を算出する（Ｓ２０３）。外径算出方法は第１の実施形態に示す方法と同様である。
【０１６８】
次に、フォーカス位置特定部３２４は、受精卵１６の外径算出結果から受精卵１６の半径を求める。そして、培養容器１の基準位置１０から、図面上、Ｚ軸方向にそって上部にこの半径分移動させた高さにある、或いは、フォーカス調整用段差１４のうち最も近い高さにある段差を１つ選択し、この段差に付されているフォーカス調整用マーク１４１をフォーカス位置として特定する（Ｓ２０４）。
【０１６９】
次に、撮像制御部２２６は、フォーカス位置特定部３２４で特定されたフォーカス位置となるように、カメラ２５のフォーカス位置を制御する（Ｓ２０５）。
次に、特定されたフォーカス位置で受精卵１６を撮像し（Ｓ２０６）、画像取得部２２１は撮像された画像を取得し、記憶部２２２は取得された画像を記録する（Ｓ２０７）。表示制御部２２５は、画像取得部２２１で取得された画像を表示装置２３に表示させる。
【０１７０】
これらのＳ２０３〜Ｓ２０７の工程を受精卵１６毎に行い、特定されたフォーカス位置で受精卵１６を撮像し、すべての受精卵１６の画像を取得する。
【０１７１】
そして、任意の時期毎、例えば１０分間や１日といった所定の間隔毎、もしくは連続的に、上述のＳ４０１〜Ｓ４０４の工程、取得された６枚の画像から外径算出に適した画像を１つ選択する工程、Ｓ２０３〜Ｓ２０７の工程を行い、受精卵１６の画像の取得をする。これにより、受精卵１６の成長の様子を観察することができる。
【０１７２】
なお、９個の受精卵１６の一括撮像の際に、受精卵の成長の一番遅い、すなわち、外径が小さい受精卵に対応したフォーカス調整用マークでの撮像は、次回以降は行わないようにしてもよい。これにより、不要な撮像を減らすことができ、撮像時の光照射による受精卵おダメージを低減することができる。
【０１７３】
（第６の実施形態）
上述の培養容器１のフォーカス調整用段差１４を用いてキャリブレーションし、その後、画像取得の工程を行ってもよい。本実施形態では、第４の実施形態で説明した一括撮像工程の前にキャリブレーション工程を行った場合を例にあげて説明する。
図１５は、キャリブレーション工程を含む外径算出用の画像を選択するための画像を取得する方法のフローチャートである。以下、図１５のフローチャートに従って説明する。
【０１７４】
まず、受精が確認された受精卵１６が個々に凹部１５に収容され、培養液及びオイルが注入された培養容器１を準備する。
【０１７５】
次に、培養容器１のフォーカス調整用段差１４を基準にしてキャリブレーションを行う（Ｓ５０１）。キャリブレーションの結果は使用するカメラ２５固有のデータとして記憶部２２２に記録される。
【０１７６】
次に、培養容器１の下部から光源２４からの光を照射し、フォーカステーブルにある複数の異なるフォーカス位置のうち１のフォーカス位置でフォーカスし（Ｓ５０２）、９個の受精卵１６を一括してカメラ２５により撮像する（Ｓ５０３）。撮像された画像は記憶部２２２に記録される（Ｓ５０４）。フォーカステーブルは、互いに異なる複数の所定のフォーカス位置と受精卵１６の外径とが対応づけられたものである。
【０１７７】
次に、フォーカステーブルにある複数の所定のフォーカス位置毎に撮像が終了していなければ（Ｓ５０５  Ｎｏ）、Ｓ５０２に戻って、撮像が終了していないフォーカス位置でフォーカスし（Ｓ５０２）、９個の受精卵１６を一括してカメラ２５により撮像する（Ｓ５０３）。撮像された画像は記憶部２２２に記録される。フォーカステーブル分の撮像が終了するまで、Ｓ５０２〜Ｓ５０５は繰り返される。
【０１７８】
フォーカステーブルにある複数の所定のフォーカス位置毎に撮像が終了すると（Ｓ５０５  Ｙｅｓ）、外径算出用の画像を選択するための画像の取得が終了する。これにより、例えばフォーカステーブルが６つある場合は、１つの受精卵１６につき６枚の画像が得られる。
【０１７９】
次に、外径算出用画像選択部２２７は、受精卵１６毎に、得られた６枚の画像から外径算出に適した画像を１つ選択する。選択方法は、第４の実施形態と同様である。
【０１８０】
次に、外径算出部２２３は、選択された受精卵１６の画像に基づき、受精卵１６の外径を算出する。外径算出方法は第１の実施形態に示す方法と同様である。
【０１８１】
次に、フォーカス位置特定部２２４は、予め作成されているフォーカステーブルを参照し、記憶部２２２に記録されているキャリブレーション結果を加味して、外径算出部２２３にて算出された受精卵１６の外径算出結果に基づいて、カメラ２５のフォーカス位置を特定する。フォーカステーブルは、カメラ２５の互いに異なる複数のフォーカス位置と受精卵１６の外径とが対応づけられたものである。
【０１８２】
次に、撮像制御部２２６は、フォーカス位置特定部２２４で特定されたフォーカス位置となるように、カメラ２５のフォーカス位置を制御する。
次に、特定されたフォーカス位置で受精卵１６を撮像し、画像取得部２２１は撮像された画像を取得し、記憶部２２２は取得された画像を記録する。表示制御部２２５は、画像取得部２２１で取得された画像を表示装置２３に表示させる。
【０１８３】
このように、培養容器１のフォーカス調整用段差１４をキャリブレーションに用いることもでき、フォーカス調整の精度が向上する。
【０１８４】
また、受精卵１６の観察において、定期的に胚培養士が培養装置２１から培養容器１を取り出して顕微鏡観察を行うことがある。取り出し後、培養装置２１内へ培養容器１を戻した際に再度培養容器１のフォーカス調整用段差１４を用いてキャリブレーションを行うことで、再設置に伴うフォーカスのずれを低減することができる。
【０１８５】
（第７の実施形態）
次に、第７の実施形態として、上述の画像取得装置２とは異なる構成の画像取得装置について説明する。尚、画像取得装置の構成はこれらに限定されるものではない。
上述の実施形態において、受精卵を観察する画像取得装置２は、培養装置２１内に培養容器１とカメラ２５を設置し、情報処理装置２２を培養装置２１の外に設置しているが、これに限定されない。例えば、図１６に示すように、培養装置３１内に培養容器１、カメラ３２３及び情報処理装置３２２を設置してもよい。
【０１８６】
図１６は、第７の実施形態に係る画像取得装置８の構成を示す。
図１６に示すように、画像取得装置８は、培養装置３１と、カメラ・情報処理装置一体型ユニット３２と、温度・湿度制御部３６とを具備する。画像取得装置８は、ネットワークを介してクラウドサーバ３７と接続可能となっている。更に、携帯端末３８と、パソコン３９は、ネットワークを介してクラウドサーバ３７と接続可能となっている。
【０１８７】
培養装置３１は、受精卵１６が収容された培養容器１を収容し、受精卵１６を培養するチャンバである。培養容器１は、培養装置３１内で水平に保持される。
【０１８８】
カメラ・情報処理装置ユニット３２は、培養装置３１内に設置される。
カメラ・情報処理装置ユニット３２は、撮像部としてのカメラ３２３と、光源３２１と、情報処理装置３２２と、通信部３２５とを有する。本実施形態では、受精卵１６に照射する光の光源３２１を培養装置１の下部ではなく上部に配置している。
【０１８９】
光源３２１は、培養容器１内の受精卵１６をカメラ３２３により撮像する際に、培養容器１に対して照射する光を発する。
【０１９０】
カメラ３２３は、培養容器１内の受精卵１６を撮像するものである。カメラ３２３は、図上Ｚ軸方向、すなわちフォーカス深度方向に移動可能となっており、水平面方向には移動しないように固定されている。
【０１９１】
情報処理装置３２２は、カメラ３２３により取得した画像情報から受精卵１６の外径を算出し、その算出結果から受精卵１６の画像取得に適したカメラ３２３のフォーカス位置を特定する。また、情報処理装置３２２は、通信部３２５及びネットワークを介して、クラウドサーバ３７に受精卵１６の画像データを出力する。
【０１９２】
温度・湿度制御部３６は、培養装置３１内の温度・湿度を制御するものであり、受精卵１６の培養に適した環境をつくる。温度・湿度制御部３６は、培養装置３１内に設置される。
【０１９３】
通信部３２５は、情報処理装置３２２に記憶された受精卵１６の画像データ信号を受け取り、ネットワークを介してクラウドサーバ３７に対して出力する。
【０１９４】
クラウドサーバ３７は、受精卵１６の画像データを記憶する。
表示部３９aと情報処理部３９ｂとからなるパソコン３９、携帯端末３８は、それらを操作するユーザの操作によって、ネットワークを介してクラウドサーバ３７から受精卵１６の画像データを受け取り表示させる。
【０１９５】
（第８の実施形態）
第１の実施形態においては、図７のＳ１０１の工程で受精卵１６の外径にあわせてフォーカスをしているが、１回目の画像取得時のみ、表示装置２３に受精卵１６の画像を映し出し、その画像を見ながら観察者がフォーカス位置をあわせてもよい。そして、２回目以降の画像取得では、図７の工程を経て画像取得してもよい。以下、第８の実施形態として、表示装置２３の画像を見ながら１回目の画像取得を行う場合について説明する。
【０１９６】
図１７は、第８実施形態にかかわる１回目の画像取得方法を示すフローチャートである。
図１７のフローチャートに従って説明する。
【０１９７】
まず、受精卵１６が収容された培養容器１を培養装置２１内のステージ２７上に載置する。
【０１９８】
次に、培養容器１の下部から光源２４から光を照射し、カメラ２５により受精卵１６を撮像し、撮像した画像を表示装置２３に表示する。観察者は、表示装置２３に表示される受精卵１６の画像を見ながら、フォーカスをあわせ、カメラ２５の初期フォーカス位置を設定する（Ｓ６０１）。
【０１９９】
ここで、画像を見ながらのフォーカス合わせの際、培養容器として上述したフォーカス調整用マーク１４１a〜１４１fを備える培養容器１を用いる場合、フォーカス調整用マーク１４１a〜１４１fを用いておよそのフォーカス位置に設定してから調整していくこともできる。
【０２００】
例えば、受精直後の受精卵の直径はおよそ１００μｍ程度であるので、この受精卵の中心位置は基準位置１０からＺ軸方向にそって上方向に５０μｍ移動した位置付近、すなわちフォーカス調整用マーク１４１aの位置付近にあると想定される。したがって、画像を見ながら、フォーカス調整用マーク１４１aを用いておよそのフォーカス位置を決めた後、フォーカス位置を調整していくことができる。
【０２０１】
次に、培養容器１の上部に位置したカメラ２５により受精卵１６を撮像する（Ｓ６０２）。
【０２０２】
撮像された受精卵１６の画像は、画像取得部２２１により取得される。次に、外径算出部２２３は、画像取得部２２１が取得した受精卵１６の画像に基づき、受精卵１６の外径を算出する（Ｓ６０３）。外径算出方法は第１の実施形態に示した方法と同様である。
【０２０３】
次に、フォーカス位置特定部２２４は、予め作成されているフォーカステーブルを参照して、外径算出部２２３にて算出された受精卵１６の外径算出結果からカメラ２５のフォーカス位置を特定する（Ｓ６０４）。フォーカステーブルは、カメラ２５の互いに異なる複数のフォーカス位置と受精卵１６の外径とが対応づけられたものである。
【０２０４】
次に、撮像制御部２２６は、カメラ２５のフォーカス位置がフォーカス位置特定部２２４で特定されたフォーカス位置となるようにフォーカス位置情報信号をカメラ位置制御部２５１に出力する（Ｓ６０５）。
次に、カメラ位置制御部２５１は、撮像制御部２２６からのフォーカス位置情報信号に基づいて、カメラのレンズ位置又はステージを移動させてフォーカス位置を調整する（Ｓ６０６）。
【０２０５】
次に、特定されたフォーカス位置で受精卵１６を撮像し（Ｓ６０７）、画像取得部２２１は撮像された画像を取得し、記憶部２２２は取得された画像を記録する（Ｓ６０８）。表示制御部２２５は、画像取得部２２１で取得された画像を表示装置２３に表示させる。
【０２０６】
Ｓ６０７で取得される受精卵１６の画像は、受精卵１６の中心をフォーカス位置として撮像して得たものである。
【０２０７】
これらの工程Ｓ６０１〜Ｓ６０８を、受精卵１６毎に行い、１回目の各受精卵１６の画像を取得する。
【０２０８】
そして、任意の時期毎、例えば１０分間隔や１日おきといった所定の間隔毎、もしくは連続的に、図７に示すＳ１０１〜Ｓ１０８の工程を行うことによって、２回目以降の画像を取得する。これにより、受精卵１６の成長の様子を観察することができる。また、必要に応じてリアルタイムに画像を取得してもよく、表示装置２３上に受精卵の様子を表示させて随時観察するようにしてもよい。
【０２０９】
このように、初回（１回目）の画像取得時のみ観察者によってフォーカス位置を設定することもできる。
【０２１０】
ここでは、第１の実施形態の変形例として説明したが、同様に、第２の実施形態においても、初回の画像取得時のみ観察者によってフォーカス位置を設定し、２回目以降の画像取得は図１１に示す工程を経て行ってもよい。この場合、初回の画像取得時に、観察者によるフォーカス位置設定後、図１１に示すＳ２０２〜Ｓ２０７の工程を行う。
【０２１１】
以上、本技術の各実施形態及び各変形例について説明したが、本技術は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【０２１２】
なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）細胞が収容された凹部を有する培養容器内の前記細胞の画像を撮像部により取得し、
前記撮像部によって取得した画像から前記細胞の外径を算出し、
予め作成された前記撮像部の互いに異なる複数のフォーカス位置と前記細胞の外径とが対応づけられたテーブルを参照して、前記外径の算出結果から前記撮像部のフォーカス位置を特定する
画像取得方法。
（２）上記（１）に記載の画像取得方法であって、
前記撮像部による前記細胞の画像の取得は、前記培養容器を水平面に配置して上部から行ない、
前記フォーカス位置は、前記凹部の最も低い位置を基準位置とし、前記水平面に対し垂直な方向に、前記基準位置から前記算出された前記細胞の外径から求められる半径と同じ長さ分、上方向に移動した位置にある
画像取得方法。
（３）上記（１）又は（２）に記載の画像取得方法であって、
任意の時期毎に、前記撮像部により前記細胞の画像を取得し、前記撮像部によって取得された画像から前記細胞の外径を算出し、前記テーブルを参照して前記外径の算出結果から前記撮像部のフォーカス位置を特定し、前記特定されたフォーカス位置で前記撮像部により前記細胞の画像を取得する
画像取得方法。
（４）上記（１）又は（２）に記載の画像取得方法であって、
前記培養容器は、前記凹部の外に、前記凹部の最も低い位置よりも高く、かつ、前記凹部の最も高い位置よりも低い位置に、互いの高さが異なるように配置された複数のフォーカス調整用マークを更に有し、
前記テーブルの参照によるフォーカス位置特定後は、任意の時期毎に、前記フォーカス調整用マークを用いて前記撮像部のフォーカス位置を特定し、前記特定されたフォーカス位置で前記撮像部により前記細胞の画像を取得する
画像取得方法。
（５）上記（１）から（４）のいずれか１項に記載の画像取得方法であって、
前記培養容器は、前記凹部の外に、前記凹部の最も低い位置よりも高く、かつ、前記凹部の最も高い位置よりも低い位置に、互いの高さが異なるように配置された複数のフォーカス調整用マークを更に有し、
前記細胞の画像の取得よりも前に、前記培養容器の前記フォーカス調整用マークを基準として前記撮像部をキャリブレーションし、
前記撮像部のフォーカス位置の特定は、前記キャリブレーション結果を加味して行われる
画像取得方法。
（６）上記（１）から（５）のいずれか１項に記載の画像取得方法であって、
前記培養容器は複数の前記細胞を個々に収容する複数の前記凹部を有し、
前記撮像部による前記細胞の画像の取得は、前記テーブルにある互いに異なる複数のフォーカス位置毎に前記複数の細胞を一括して撮像して行い、
前記互いに異なる複数のフォーカス位置毎に取得された画像結果から、前記細胞毎に前記外径算出用の画像を１つ選択し、
前記細胞の外径の算出は、前記外径算出用に選択した画像から算出する
画像取得方法。
（７）細胞が収容された凹部と、前記凹部の外に、前記凹部の最も低い位置よりも高く、かつ、前記凹部の最も高い位置よりも低い位置に、互いの高さが異なるように配置された複数のフォーカス調整用マークとを有する培養容器内の前記細胞の画像を撮像部により取得し、
前記撮像部によって取得した画像から前記細胞の外径を算出し、
前記外径算出結果を基に前記複数のフォーカス調整用マークから１のフォーカス調整用マークを選択し、
前記フォーカス調整用マークをフォーカス位置として前記撮像部により前記細胞の画像を取得する
画像取得方法。
（８）上記（７）に記載の画像取得方法であって、
任意の時期毎に、前記撮像部により得られる画像から前記細胞の外径を算出し、前記外径の算出結果を基に前記複数のフォーカス調整用マークから１のフォーカス調整用マークを特定し、前記フォーカス調整用マークをフォーカス位置とする
画像取得方法。
（９）上記（７）又は（８）に記載の画像取得方法であって、
前記培養容器は複数の前記細胞を個々に収容する複数の前記凹部を有し、
前記撮像部による前記細胞の画像の取得は、前記フォーカス調整用マーク毎に前記複数の細胞を一括して撮像して行い、
前記フォーカス調整用マーク毎に取得された画像結果から、前記細胞毎に前記外径算出用の画像を１つ選択し、
前記細胞の外径の算出は、前記外径算出用に選択した画像から算出する
画像取得方法。
（１０）細胞が収容された凹部を有する培養容器内の前記細胞を撮像する撮像部と、
前記撮像部によって取得された画像から前記細胞の外径を算出する算出部と、
予め作成された前記撮像部のフォーカス位置と前記細胞の外径とが対応づけられたテーブルを参照して、前記外径の算出結果から前記撮像部のフォーカス位置を特定する特定部と
を具備する画像取得装置。
（１１）細胞が収容された凹部と、前記凹部の外に、前記凹部の最も低い位置よりも高く、かつ、前記凹部の最も高い位置よりも低い位置に、互いの高さが異なるように配置された複数のフォーカス調整用マークとを有する培養容器内の前記細胞を撮像する撮像部と、
前記撮像部によって取得された画像から前記細胞の外径を算出する算出部と、
前記外径算出結果を基に前記複数のフォーカス調整用マークから１のフォーカス調整用マークを特定する特定部と
を具備する画像取得装置。
（１２）上記（１０）又は（１１）に記載の画像取得装置であって、
前記培養容器を収容する培養装置を更に具備する
画像取得装置。
（１３）撮像部により撮像された、細胞が収容された凹部を有する培養容器内の前記細胞の画像を取得する画像取得部と、
前記取得した細胞の画像に基づき、前記細胞の外径を算出する算出部と、
前記算出結果に基づき、前記撮像部のフォーカス位置を特定する特定部
として情報処理装置を機能させるプログラムであって、
前記特定部は、予め作成された前記撮像部の互いに異なるフォーカス位置と前記細胞の外径とが対応づけられたテーブルを参照して、前記算出部による前記外径の算出結果から前記撮像部のフォーカス位置を特定する
プログラム。
（１４）撮像部により撮像された、細胞が収容された凹部と、前記凹部の外に、前記凹部の最も低い位置よりも高く、かつ、前記凹部の最も高い位置よりも低い位置に、互いの高さが異なるように配置された複数のフォーカス調整用マークとを有する培養容器内の前記細胞の画像を取得する画像取得部と、
前記取得した細胞の画像に基づき、前記細胞の外径を算出する算出部と、
前記算出結果に基づき、前記撮像部のフォーカス位置を特定する特定部
として情報処理装置を機能させるプログラムであって、
前記特定部は、前記算出部による前記外径の算出結果を基に前記複数のフォーカス調整用マークから１のフォーカス調整用マークを特定する
プログラム。
（１５）複数の細胞が個々に収容される複数の凹部からなる凹部群と、
前記凹部群の外に、前記凹部の最も低い位置よりも高く、かつ、前記凹部の最も高い位置よりも低い位置に、互いの高さが異なるように配置された複数のフォーカス調整用マークと
を有する培養容器。
【符号の説明】
【０２１３】
１…培養容器
２、８…画像取得装置
１０…基準位置
１４…細胞回転装置
１５…凹部
１６…受精卵
２１、３１…培養装置
２５、３２３…カメラ
１４１ａ〜１４１ｆ…フォーカス調整用マーク
２２１…画像取得部
２２３…外径算出部
２２４、３２４、４２４…フォーカス位置特定部
【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１７】
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【国際調査報告】
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