CN113160111A - 检查方法、计算机可读取记录介质和标准板 - Google Patents

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Abstract

提供检查方法、计算机可读取记录介质和标准板，对拍摄相位物体的摄像系统的计数功能的可靠性评价进行辅助。在对拍摄相位物体的摄像系统(1)的计数功能进行检查的检查方法中，在确定位于摄像系统(1)的视场内的计数对象区域(212)的数量的条件下，拍摄包含基底区域(211)和厚度方向上的相位量与基底区域(211)不同的多个计数对象区域(212)在内的标准板(210)，对拍摄出的标准板(210)的图像中包含的计数对象区域(212)进行计数，至少输出计数对象区域(212)的计数结果。

Description

检查方法、计算机可读取记录介质和标准板
技术领域
本说明书的公开涉及检查方法、计算机可读记录介质和标准板。
背景技术
作为细胞的计数方法，已知有人使用细胞计数板对细胞进行计数的方法、使用流式细胞仪对排成一列的细胞进行计数的方法、通过分析细胞的图像来根据图像对细胞进行计数的方法等。根据图像对细胞进行计数的方法即使在培养中也能够进行，因此适合于对培养中的细胞进行计数来监视培养状态等用途。
关于根据图像准确地对细胞进行计数的技术，一直以来提出了各种方案。例如，在专利文献1中记载了通过调整带通滤波器的频域的阈值来抑制由于将图像中包含的噪声误认为细胞核而引起的计数误差的技术。
专利文献1：日本特开2017-097227号公报
专利文献1中记载的技术是通过抑制图像中包含的噪声的影响来准确地对细胞进行计数的技术，可以理解为事后改良图像的质量以便于分析的技术。这样，图像的质量在适当地对对象物进行计数的方面是较重要的，但在拍摄如细胞这样的相位物体的情况下，例如图像的质量会根据照明条件而发生较大变化。当照明条件不适当时，会得到质量较低的图像，因此，即使应用专利文献1所记载的技术来抑制图像中包含的噪声的影响，也无法期待充分的图像质量。因此，要求如下技术：通过预先确认能够得到适当的图像来保证计数系统的可靠性。
发明内容
鉴于如上所述的实际情况，本发明的一个方面的目的在于提供一种对拍摄相位物体的摄像系统的计数功能的可靠性评价进行辅助的技术。
本发明的一个方式的检查方法对拍摄相位物体的摄像系统的计数功能进行检查，该检查方法的特征在于：对包含基底区域和多个计数对象区域的标准板，在确定所述多个计数对象区域中的、位于所述摄像系统的视场内的计数对象区域的数量的条件下进行拍摄，所述计数对象区域的厚度方向上的相位量与所述基底区域不同；对拍摄出的所述标准板的图像中包含的计数对象区域进行计数；以及至少输出所述计数对象区域的计数结果。
本发明的一个方式的计算机可读取记录介质记录有用于对拍摄相位物体的摄像系统的计数功能进行检查的程序，其特征在于，所述程序使所述摄像系统的计算机执行以下处理：使所述摄像系统的摄像装置对包含基底区域和多个计数对象区域的标准板，在确定所述多个计数对象区域中的、位于所述摄像系统的视场内的计数对象区域的数量的条件下进行拍摄，所述计数对象区域的厚度方向上的相位量与所述基底区域不同；对拍摄出的所述标准板的图像中包含的计数对象区域进行计数；以及至少输出所述计数对象区域的计数结果。
本发明的一个方式的标准板用于对拍摄相位物体的摄像系统的计数功能进行检查，其中，所述标准板包含：基底区域，其由相位物体构成；以及多个计数对象区域，它们由相位物体构成，所述多个计数对象区域的厚度方向上的相位量与所述基底区域不同，所述多个计数对象区域在所述标准板内规则地排列。
根据上述方式，能够提供一种对拍摄相位物体的摄像系统的计数功能的可靠性评价进行辅助的技术。
附图说明
图1是例示出摄像系统的结构的图。
图2是例示出摄像装置的结构的图。
图3是例示出控制装置的结构的图。
图4是摄像系统进行的检查方法的流程图的一例。
图5是用于说明在摄像系统的检查中使用的夹具的图。
图6是例示出摄像系统的检查中的标准板的配置的图。
图7是示出计数功能检查用的标准板的一例的立体图。
图8是图7所示的标准板的剖视概略图。
图9是图7所示的标准板的俯视概略图。
图10是示出密度计测功能检查用的标准板的一例的俯视概略图。
图11是例示出控制装置的输出信息的图。
图12是示出计数功能检查用的标准板的另一例的剖视概略图。
图13是示出计数功能检查用的标准板的又一例的剖视概略图。
图14是示出计数功能检查用的标准板的另一例的俯视概略图。
图15是示出计数功能检查用的标准板的又一例的俯视概略图。
图16是示出计数功能检查用的标准板的又一例的俯视概略图。
图17是示出计数功能检查用的标准板的又一例的俯视概略图。
图18是例示出显微镜系统的结构的图。
标号说明
1：摄像系统；2：显微镜系统；10：摄像装置；12：载物台；13：摄像单元；14：光源；20：培养箱；30：控制装置；31：处理器；32：存储器；33：辅助存储装置；60：定位夹具；61：透射部；62：支承部；63：遮光部；70：遮光框；100、200、300：容器；211：基底区域；212、212a、212b、213、214：计数对象区域；212c：计数对象外区域；210、220、230、240、250、260、270、280、290、295、310：标准板；311：第1区域；312：第2区域；F：视场；M：定位用标记。
具体实施方式
本说明书中的摄像系统是拍摄相位物体的系统，是主要在例如处理细胞等的生物领域中使用的系统。该摄像系统至少具有对图像中包含的对象的相位物体进行计数的功能。因此，该摄像系统例如可用于取得在培养箱内的被管理的环境中所培养的培养细胞的图像并根据基于该图像而计数出的培养细胞的数量(细胞数)掌握培养状态的好坏等用途。另外，摄像系统还可以具有计测相位物体在图像中所占的面积比(以下，记作密度)的功能。另外，作为计数对象的相位物体不限于细胞，也可以对细胞的集合进行计数。例如，可以对细菌(更严格地说，细菌细胞所形成的集落)进行计数，也可以对细菌细胞以外的细胞所形成的细胞集落进行计数。
图1是例示出摄像系统的结构的图。图2是例示出摄像装置的结构的图。图3是例示出控制装置的结构的图。以下，参照图1至图3，对图1所示的摄像系统1的结构进行说明。
如图1所示，摄像系统1具有放置在培养箱20内的摄像装置10和控制装置30。在摄像系统1中，控制装置30基于由摄像装置10所取得的图像对细胞进行计数，通过使用所得到的细胞数，辅助用户对细胞培养的监视。此外，控制装置30通过在培养开始前等执行摄像系统1的检查程序，并输出所得到的检查结果，能够确认摄像系统1的计数功能是否适当地起作用，对计数功能的可靠性保证进行辅助。并且，控制装置30与摄像装置10及客户终端(客户终端40、客户终端50)进行通信。另外，摄像系统1也可以包含培养箱20和客户终端。
如图1所示，在配置于培养箱20内的摄像装置10上放置培养容器100。培养容器100没有特别限定，例如为培养皿、烧瓶、微孔板等。如图2所示，在培养容器100中收容有培养基CM和作为培养细胞的细胞C。另外，没有特别限定，培养基CM例如是含有小牛的血清等的溶液，细胞C例如是间充质干细胞或iPS细胞等。
摄像装置10通过拍摄收容在培养容器100中的细胞C，取得细胞C的图像(以下，记作细胞图像)。摄像装置10将所取得的图像发送给控制装置30。摄像装置10与控制装置30之间的通信可以是有线通信，也可以是无线通信。摄像装置10为了取得图像而进行的观察法只要是适于观察细胞等相位物体的方法即可，例如可以是相位差观察法、微分干涉观察法、偏斜照明观察法、明视场观察、暗视场观察法中的任意观察法。
更详细地说，如图2所示，摄像装置10具有壳体11和载物台12，该载物台12载置培养容器100。摄像装置10还在载物台12的下方且壳体11内部具有摄像单元13、使摄像单元13移动的扫描机构16、控制摄像单元13及扫描机构16的未图示的控制基板。在摄像单元13中设置有摄像元件14、光源15和光学系统(未图示)等。
摄像元件14例如是CCD(Charge-Coupled Device：电荷耦合器件)图像传感器、CMOS(Complementary MOS：互补MOS)图像传感器等。光源15例如是发光二极管(LED)等，从载物台12的下方对培养容器100进行照明。光源15也可以隔着摄像元件14相对配置。此外，光源15也可以射出白色光。光源15例如也可以通过切换R(红)、G(绿)、B(蓝)这3种颜色的波长的光，选择性地射出R(红)、G(绿)、B(蓝)中的任意波长的光。在摄像装置10中，从光源15射出的光透过培养容器100的底面，在培养容器100的上表面反射的光的一部分透过培养容器100内的细胞C。光学系统使用透过培养容器100内的细胞C的光来在摄像元件14上形成细胞C的光学像。
扫描机构16由控制基板控制，由此使摄像单元13在与光学系统的光轴垂直的方向(XY方向)上移动。扫描机构16使摄像单元13在XY方向上移动，由此摄像装置10能够变更摄像范围(即，摄像系统1的视场)。扫描机构16可以使摄像单元13在光学系统的光轴方向(Z方向)上移动，摄像装置10可以通过使用扫描机构16，驱动光学系统整体来调整对焦位置。扫描机构16例如是摄像单元13内的电动机。此外，摄像装置10也可以通过使光学系统中包含的透镜中的至少一个透镜在光轴方向上移动来调整对焦位置。此外，也可以替代使透镜移动，而使用能够变更透镜形状的可变焦点透镜来调整对焦位置。控制基板可以包含专用设计的电路、例如、ASIC(Application Specific Integrated Circuit；面向特定用途的集成电路)等。或者，也可以使用FPGA(Field-Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)来构成。
控制装置30是控制摄像系统1的计算机。如图3所示，控制装置30具有处理器31、存储器32、辅助存储装置33、输入装置34、输出装置35、驱动可移动记录介质39的可移动记录介质驱动装置36、通信模块37和总线38。辅助存储装置33和可移动记录介质39分别是记录有程序的非暂时性的计算机可读取记录介质的一例。
处理器31例如是包含CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、GPU(Graphics Processing Unit：图形处理单元)等的电路(circuitry)。处理器31将辅助存储装置33或可移动记录介质39所存储的程序展开到存储器32中，然后执行，由此进行所预先编程的处理。
存储器32例如是RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)等任意的半导体存储器。存储器32在执行程序时，作为存储辅助存储装置33或可移动记录介质39所存储的程序或数据的工作存储器发挥功能。辅助存储装置33例如是硬盘、闪存等非易失性存储器。辅助存储装置33主要用于各种数据和程序的存储。
可移动记录介质驱动装置36收容可移动记录介质39。可移动记录介质驱动装置36能够将存储器32或辅助存储装置33所存储的数据输出到可移动记录介质39，并且能够从可移动记录介质39读出程序和数据。可移动记录介质39是可搬运的任意记录介质。可移动记录介质39例如包含SD卡、USB(Universal Serial Bus：通用串行总线)闪存、CD(CompactDisc：压缩盘)、DVD(Digital Versatile Disc：数字多功能盘)等。
输入装置34是键盘、鼠标等。输出装置35是显示装置、打印机等。通信模块37例如是与经由外部端口而连接的摄像装置10进行通信的有线通信模块。另外，通信模块37也可以是无线通信模块。总线38将处理器31、存储器32、辅助存储装置33等以能够相互收发数据的方式连接。
图3所示的结构是控制装置30的硬件结构的一例。控制装置30并不限定于该结构。控制装置30可以是通用装置，也可以是专用装置。控制装置30例如可以包含专用设计的电路、例如ASIC(Application Specific Integrated Circuit；面向特定用途的集成电路)等。此外，控制装置30也可以使用FPGA(Field-Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)来构成。
客户终端40例如是笔记本型计算机。客户终端50例如是平板电脑。另外，客户终端可以兼作输入装置34和输出装置35，输入装置34和输出装置35也可以不包含在控制装置30中。控制装置30可以根据来自客户终端(客户终端40、客户终端50)的请求来输入信息，控制装置30也可以根据来自客户终端的请求向客户终端输出信息。客户终端只要具有显示从控制装置30接收到的信息的显示部即可，例如也可以是台式计算机、智能手机等。
在如上构成的摄像系统1中，例如，在细胞C的培养中，控制装置30向摄像装置10发送摄像指示。摄像装置10按照来自控制装置30的指示拍摄细胞C，并向控制装置30发送所得到的图像。控制装置30从摄像装置10接收图像，根据接收到的图像对图像中包含的细胞C进行计数，计算细胞数。并且，也可以基于接收到的图像来计测细胞C在图像中所占的面积比即细胞密度。
另外，基于图像的计数处理也可以使用通过深度学习而训练出的已学习模型等来进行。在该情况下，控制装置30也可以根据计数对象的特征来区分使用多个已学习模型。具体而言，控制装置30例如也可以根据计数对象的细胞的大小或种类来切换使用已学习模型。同样，基于图像的密度计测处理也可以使用通过深度学习而训练出的已学习模型等来进行。
控制装置30根据细胞数向使用者通知培养状态。具体而言，控制装置30例如可以使输出装置35显示细胞数的推移，也可以使输出装置35显示基于细胞数或细胞数的推移而确定出的培养状态的好坏。此外，控制装置30也可以替代显示信息，而通过电子邮件等向使用者的终端发送信息。此外，控制装置30也可以基于细胞数和细胞密度向使用者通知培养状态。作为通知方法，例如也可以使用推送通知等。由此，使用者能够较早地掌握培养状态的异常。此外，即使使用者位于远离培养场所的地方，也能够掌握培养状态。
并且，在摄像系统1中安装有用于保证摄像系统1的计数功能的可靠性的检查程序。检查程序例如可以在将摄像系统1出厂之前由控制装置30执行，并且，也可以在出厂目的地的摄像系统1的初始导入时由控制装置30执行。此外，检查程序也可以根据使用者的指示，在任意的时机由控制装置30执行。
图4是摄像系统进行的检查方法的流程图的一例。图5是用于说明在摄像系统的检查中使用的夹具的图。图6是例示出摄像系统的检查中的标准板的配置的图。图7是示出计数功能检查用的标准板的一例的立体图。图8是图7所示的标准板的剖视概略图。图9是图7所示的标准板的俯视概略图。图10是示出密度计测功能检查用的标准板的一例的俯视概略图。图11是例示出控制装置的输出信息的图。以下，参照图4至图11，对通过执行检查程序而进行的、检查摄像系统1的计数功能的检查方法进行说明。
摄像系统1进行的检查通过使用预先以已知的数量和密度包含计数对象的标准板来进行。摄像系统1的视场的大小能够根据摄像系统1的摄影倍率来确定。因此，如果标准板中包含的计数对象的数量或密度这样的标准板的规格是已知的，则也能够确定通过拍摄标准板而得到的图像中包含的计数对象的数量。摄像系统1利用这一点，对通过图像分析处理而计数出的计数对象的数量与根据标准板的规格和摄像系统1的设定而确定出的计数对象的数量进行比较，由此检查摄像系统1的计数功能的可靠性。此外，摄像系统1也可以对通过图像分析处理而计测出的计数对象的密度和根据标准板的规格而确定出的计数对象的密度进行比较，由此检查摄像系统1的密度计测功能的可靠性。
更具体而言，摄像系统1在检查中，如图4所示，进行拍摄配置在容器内的标准板的处理(步骤S1)、对标准板所包含的计数对象进行计数的处理(步骤S2)、以及输出所得到的计数结果的处理(步骤S3)。以下，对步骤S1至步骤S3的各工序进行更详细的说明。
在步骤S1中，首先，如图5所示，检查者将定位夹具60配置在摄像装置10的载物台12上的规定位置，例如通过螺钉或定位销等固定在摄像装置10上。如图6所示，定位夹具60包含遮光部63和透射部61，该透射部61具有相对于遮光部63凹陷的形状。摄像装置10也可以具有用于预先对夹具进行定位的突起或安装孔。
当定位夹具60被固定时，检查者在透射部61中配置两个容器(容器200、容器300)。容器200是用于检查计数功能的容器，4张标准板(标准板210、标准板220、标准板230、标准板240)放置于容器200内部的底面。容器300是用于检查密度计测功能的容器，标准板310放置于容器300内部的底面。并且，在容器200和容器300的内部，为了接近细胞培养中的容器内的环境，从标准板的上方覆盖有水等液体。另外，作为容器200和容器300，例如使用直径50mm的培养皿等具有预先确定的大小的容器。由此，容器200和容器300被形成在透射部61上的支承部62支承，其结果，相对于定位夹具60被固定在规定的位置，进而相对于摄像装置10被固定在规定的位置。另外，也可以预先准备在夹具上设置有容器的夹具。
标准板210是用于对拍摄相位物体的摄像系统1的计数功能进行检查的标准板，如图7所示，具有在透明的平板上形成有多个微透镜的结构。更详细地说，如图8所示，标准板210包含作为平板表面露出的部分的基底区域211和作为在平板上形成有微透镜的部分的多个计数对象区域212。即，多个计数对象区域212的每一个包含微透镜。
基底区域211和计数对象区域212均由例如玻璃或透明塑料等光学材料构成。也就是说，由透明相位物体构成。并且，基底区域211的厚度D1与计数对象区域212的厚度D2不同。因此，在基底区域211和计数对象区域212中，厚度方向上的相位量不同。因此，通过利用使相位差可视化的相位差观察法和微分干涉观察法来拍摄标准板210，可以得到能够识别基底区域211和计数对象区域212的图像。此外，在明视场观察法中，也通过缩小孔径光阑来强调对比度，可以得到能够识别基底区域211和计数对象区域212的图像。并且，在暗视场观察法和偏斜照明观察法中，由于微透镜具有相对于平板突出的立体形状，因此可以得到能够识别基底区域211和计数对象区域212的图像。
并且，如图9所示，多个微透镜以某种固定的间隔形成在平板上。通过在标准板210内规则地排列多个计数对象区域212，作为计数对象的计数对象区域212的数量和密度是已知的。因此，如果摄像系统1的摄影倍率是已知的，则无论摄像系统1的视场配置在标准板210的哪个位置，都能够确定位于视场内的计数对象区域212的数量。因此，能够在不分析图像的情况下确定以足够的精度(Precision)和准确度(Accuracy)包含在图像中的计数对象区域212的数量。精度是指测量间的偏差的大小的尺度，准确度是指表示测量值是接近真值的值的尺度。另外，严格来说，根据视场的位置，计数对象区域212的数量可以稍微变动，但该变动的幅度是已知的。因此，通过将已知的变动的幅度设为容许误差，能够检查计数功能的可靠性。
与标准板210同样，标准板220至标准板240是用于对拍摄相位物体的摄像系统1的计数功能进行检查的标准板。标准板220至标准板240在包含与计数对象区域212不同大小的计数对象区域这一点上与标准板210不同。其他方面，具体而言，例如在平板上形成有多个微透镜这一点、计数对象区域的数量和密度已知这一点、能够确定位于视场内的计数对象区域的数量这一点等与标准板210相同。
标准板310是用于对拍摄相位物体的摄像系统1的密度计测功能进行检查的标准板，如图10所示，包含表面性状不同的两个区域(第1区域311、第2区域312)。第1区域311和第2区域312均由例如玻璃或透明塑料等光学材料构成。也就是说，它们都由透明的相位物体组成。
第1区域311是计数对象外的区域，相当于标准板210的基底区域211。与此相对，第2区域312是计数对象的区域，相当于标准板210的计数对象区域212。具体而言，第1区域311例如是平板表面的平坦度较高的部分。第2区域312是通过例如喷砂加工等形成凹凸、其结果作为扩散板发挥功能的部分。
通过使标准板310具有已知大小的第2区域312，如果摄像系统1的摄影倍率是已知的，则视场F与第2区域312的面积比也是已知的。并且，只要在第2区域312整体收敛于视场F的条件下进行摄像处理，则无论摄像系统1的视场位于标准板310的哪个位置，都能够根据摄影倍率唯一地决定面积比。因此，可以在不分析图像的情况下确定以足够的精度和准确度包含在图像中的第2区域312的面积比(密度)。
当容器200和容器300被固定在定位夹具60上时，如图5所示，检查者在定位夹具60上配置遮光框70，用遮光框70覆盖透射部61。由此，能够防止来自摄像装置10外部的光向载物台12下方入射，因此确保能够不受外部环境的影响而在一定的条件下拍摄标准板的环境。因此，能够准确地评价使用了摄像装置10内部的光源15的照明条件。此外，在使用了偏斜观察法的观察的情况下，也可以由遮光框70反射照明光。
当完成以上的准备时，在步骤S1中，摄像装置10按照来自控制装置30的摄像指示，使用相位差观察法、微分干涉观察法、偏斜观察法、明视场观察法、暗视场观察法中的任意观察法来拍摄标准板。
具体而言，摄像装置10在确定位于摄像系统1的视场内的计数对象区域的数量的条件下，拍摄标准板210至标准板240。该条件包含在标准板内规则地排列有多个计数对象区域的情况、以及摄像系统的摄影倍率已知的情况。并且，摄像装置10在确定位于摄像系统1的视场内的计数对象区域的面积比的条件下，拍摄标准板310。该条件包含标准板310收敛于视场的情况、以及摄像系统的摄影倍率已知的情况。然后，摄像装置10向控制装置30发送所取得的图像。
更具体而言，控制装置30首先使摄像单元13向容器200内的4个标准板的下方依次移动。在移动之后，控制装置30使摄像装置10在各位置处执行自动对焦处理和摄像处理。通过在不变更摄影倍率的情况下反复多次(例如，10次)这些处理，摄像装置10取得标准板210、标准板220、标准板230和标准板240的多个图像，并且向控制装置30发送所取得的图像。并且，控制装置30使摄像单元13向容器300内的标准板310的下方移动。控制装置30在移动后的位置处进行自动对焦处理和摄像处理。此时，通过在不变更摄影倍率的情况下反复多次(例如，10次)拍摄处理，取得多个标准板310的图像，向控制装置30发送多个图像。
当步骤S1结束时，控制装置30分析从摄像装置10接收到的图像，进行计数处理(步骤S2)。另外，控制装置30也可以在步骤S2中与计数处理一起进行密度计测处理。
具体而言，控制装置30首先使用已学习模型来分析标准板210的多个图像的每一个，对各图像中包含的计数对象区域212进行计数。另外，已学习模型是用于对图像中包含的计数对象区域进行计数的算法的一例。控制装置30也可以使用机器学习以外的图像处理算法对计数对象区域212进行计数。并且，控制装置30计算通过多次计数处理而得到的多个数的平均值(Mean)、标准偏差(Std deviation)、变动系数(CV)、平均值相对于已知的计数对象区域的数量具有的误差(Error Bound)等。这里，变动系数是标准偏差除以平均值而得到的值。
然后，控制装置30根据各标准板中包含的多个计数对象区域的尺寸，切换在分析中使用的已学习模型并对其他标准板(从标准板220到标准板240)的多个图像的每一个也进行同样的分析。即，对计数对象区域进行计数而取得计数结果(平均)，进而计算评价结果(标准偏差、变动系数、误差)。
控制装置30将在分析中使用的已学习模型从对计数对象区域进行计数的模型切换为对计数对象区域的面积进行计测的模型。然后，控制装置30使用对计数对象区域的面积进行计测的已学习模型来分析标准板310的多个图像的每一个，对第2区域312在图像中所占的面积比进行计测。并且，控制装置30计算所得到的多个面积比的平均值(Mean)、标准偏差(Std deviation)、变动系数(CV)、平均值相对于已知的面积比具有的误差(ErrorBound)等。
当步骤S2结束时，最后，控制装置30输出作为步骤S2的计数处理的结果的计数结果(步骤S3)，结束图4所示的检查处理。另外，控制装置30在步骤S3中，除了计数结果之外，还可以输出至少根据计数结果而评价出的计数功能的评价结果。此外，控制装置30可以与计数结果一起输出密度计测结果，可以还输出至少根据密度计数结果而评价出的密度计测功能的评价结果。即，在步骤S3中，控制装置30至少输出计数结果即可。
具体而言，控制装置30将包含图11的表T1所示的信息的日志文件输出到辅助存储装置33的规定区域。此外，控制装置30也可以将包含图11的表T2所示的信息的日志文件进一步输出到辅助存储装置33的规定区域。
在表T1所示的信息中，针对标准板210至标准板240的每一个，包含计数对象区域的数量的平均值(Mean)、标准偏差(Std deviation)、变动系数(CV)、平均值相对于已知的计数对象区域的数量具有的误差(Error Bound)、OK/NG。其中，平均值是计数结果本身。作为平均值以外的信息的标准偏差、变动系数、误差、OK/NG是至少根据计数结果而评价出的计数功能的评价结果。并且，当详细地进行分类时，计数功能的评价结果中的误差是根据计数结果和已知的计数对象区域的数量而评价出的评价结果，是与表示计数结果多么接近真值的计数的准确度相关的第1评价结果。另一方面，标准偏差和变动系数是根据计数结果而评价出的评价结果，是与表示计数结果的偏差的计数的精度相关的第2评价结果。这样，计数功能的评价结果中包含第1评价结果和第2评价结果。
此外，OK/NG是与摄像系统1的计测功能的可靠性相关的综合评价。“OK”表示例如变动系数在规定范围内(例如5％以内)且误差在规定范围内(例如20％以内)，“NG”表示例如不满足上述条件。另外，判定“OK”和“NG”的条件并不特别限定于上述例子，也可以编程为能够调整。
在表T2所示的信息中，针对标准板310，包含计数对象区域的面积比的平均值(Mean)、标准偏差(Std deviation)、变动系数(CV)、平均值相对于已知的计数对象区域的数量具有的误差(Error Bound)、OK/NG。关于各项目，与表T1所示的信息相同。
在图4所示的检查处理结束之后，检查者通过确认写入日志文件中的信息，能够确认摄像系统1的计测功能和密度计测功能的可靠性。检查者在根据写入日志文件中的信息判断为各功能的可靠性不充分的情况下，也可以调整照明条件来再次进行检查。
例如，如果是得到了图11所示的结果的情况，则能够确认摄像系统1针对标准板210、标准板220、标准板240发挥了可靠水平的计测性能。因此，在对这些标准板所对应的大小(即，标准板所包含的计数对象区域的大小)的相位物体进行计数的情况下，通过不变更当前的设定而使用摄像系统1，能够保证摄像系统1的计数功能的可靠性。
另一方面，针对标准板230，能够确认出摄像系统1未能发挥可靠水平的计测性能。在这样的情况下，检查者通过变更摄像系统1的设定来调整照明条件并进一步反复进行检查，能够搜索摄像系统1针对标准板230发挥可靠水平的计测性能的照明条件。因此，在对标准板230所对应的大小的相位物体进行计数的情况下，在通过搜索而确定出的照明条件下使用摄像系统1，由此能够保证摄像系统1的计数功能的可靠性。
另外，如果在采用了例如相位差观察法或微分干涉观察法的情况下，则能够通过变更配置在光路上的光学元件的位置来调整照明条件。此外，如果是采用了例如偏斜照明观察法或暗视场观察法的情况，则能够通过改变照明光束与光瞳之间的位置关系来调整照明条件。并且，如果是采用了例如明视场观察法的情况，则能够通过改变孔径光阑的孔径来调整照明条件。
如上所述，根据摄像系统1，通过用图4所示的检查方法检查计数功能，能够搜索了确保计数功能的可靠性的照明条件。因此，使用者能够在适当的照明条件下使用摄像系统1，能够保证摄像系统1的计数功能的可靠性。
在摄像系统1未能发挥可靠水平的计数性能的情况下，可调整摄像系统1的照明条件，但也可以向检查者显示具体调整什么才能较大可能地改善照明条件的这样的信息。要变更的参数根据观察方法而不同，如上所述。在该情况下，检查者能够容易地掌握调整什么为好。
在不清楚摄像装置的结构的研究者等作为检查者进行上述检查方法下的计数功能的检查的情况下，能够由检查者自身调整的照明条件的调整项目是有限的。此外，即使检查者清楚装置结构，也存在因物理制约而无法调整的情况。具体而言，是如果不使用专用工具则无法调整照明条件这样的情况等。因此，也可以通过显示照明条件的调整是当场能够进行的调整、还是不发送给工厂就无法应对的调整，来通知检查者。在该情况下，检查者能够适当地判断是否能够自己进行照明条件的变更。
在上述实施方式中，例示出具有在透明的平板上形成有多个微透镜的结构的标准板，但标准板的结构不限于该例子。例如，也可以使用图12和图13所示的标准板进行计数功能的检查。
图12是示出计数功能检查用的标准板的另一例的剖视概略图。图12所示的标准板250是用于对拍摄相位物体的摄像系统1的计数功能进行检查的标准板，具有在透明的平板上形成有多个微透镜的结构，这一点与标准板210相同。标准板250与标准板210的不同之处在于，微透镜形成为凹透镜而不是凸透镜。标准板250也包含作为平板表面露出的部分的基底区域211和作为在平板上形成有微透镜的部分的多个计数对象区域213。因此，计数对象区域213的厚度D3与基底区域211的厚度D1不同，其结果，厚度方向上的相位量在基底区域211和计数对象区域213中也不同。即使在使用标准板250检查计数功能的情况下，也能够与使用标准板210的情况同样地保证摄像系统1的计数功能的可靠性。
图13是示出计数功能检查用的标准板的又一例的剖视概略图。图13所示的标准板260是用于对拍摄相位物体的摄像系统1的计数功能进行检查的标准板。标准板260包含基底区域211和厚度方向上的相位量与基底区域211不同的多个计数对象区域214，这一点与标准板210相同。标准板260与标准板210的不同之处在于，基底区域211和计数对象区域214具有不同的折射率，其结果是，即使是相同的厚度，在厚度方向上也具有不同的相位量。即使在使用标准板260检查计数功能的情况下，也能够与使用标准板210的情况同样地保证摄像系统1的计数功能的可靠性。
在上述实施方式中，例示出多个计数对象区域被排列成正方格子状的标准板，但多个计数对象区域的排列不限于该例子。例如，也可以使用图14和图15所示的标准板进行计数功能的检查。
图14是示出计数功能检查用的标准板的另一例的俯视概略图。图14所示的标准板270是用于对拍摄相位物体的摄像系统1的计数功能进行检查的标准板，具有在透明的平板上形成有多个微透镜的结构，这一点与标准板210相同。标准板270与标准板210的不同之处在于，多个计数对象区域212不是排列成正方格子状，而是排列成六方格子状。只要规则地排列有多个计数对象区域212，就能够确定位于视场内的计数对象区域212的数量。因此，即使在使用标准板270检查计数功能的情况下，也能够与使用标准板210的情况同样地保证摄像系统1的计数功能的可靠性。
图15是示出计数功能检查用的标准板的又一例的俯视概略图。图15所示的标准板280是用于对拍摄相位物体的摄像系统1的计数功能进行检查的标准板，与标准板270同样，是多个计数对象区域(计数对象区域212a、计数对象区域212b)被排列成六方格子状的标准板。标准板280与标准板270的不同之处在于，多个计数对象区域的大小不同，包含大小不同的计数对象区域212a和计数对象区域212b。只要已学习模型与计数对象区域212a和计数对象区域212b的大小对应，即使在使用标准板280检查计数功能的情况下，也能够与使用标准板210的情况同样地保证摄像系统1的计数功能的可靠性。另外，示出了计数对象区域的大小有2种的例子，但计数对象区域的大小也可以是3种以上。
图16是示出计数功能检查用的标准板的又一例的俯视概略图。图16所示的标准板290是用于对拍摄相位物体的摄像系统1的计数功能进行检查的标准板，是多个计数对象区域212a和多个计数对象外区域212c被排列成六方格子状的标准板。计数对象区域212a形成为与在实际观察中要计数的细胞的尺寸近似的大小，与此相对，计数对象外区域212c形成为与灰尘等不应计数的微小结构物的尺寸近似的大小。即使在使用标准板290的情况下，也能够保证摄像系统1的计数功能的可靠性。特别是，通过使用标准板290检查计数功能，能够与照明条件等摄像装置10的设定是否适当一起也同时检查已学习模型是否能够在不错误地对尘埃等进行计数的情况下仅对正确的对象物适当地进行计数这样的已学习模型是否适当。
在上述实施方式中，示出了多个计数对象区域规则地排列的例子，但只要可确定视场内的计数对象区域的数量，则多个计数对象区域不一定需要规则地排列。例如，也可以使用图17所示的标准板进行计数功能的检查。
图17是示出计数功能检查用的标准板的又一例的俯视概略图。图17所示的标准板295是用于对拍摄相位物体的摄像系统1的计数功能进行检查的标准板。标准板295在包含不规则地排列的多个计数对象区域212和定位用标记M这一点上与标准板210不同。此外，在标准板295中，预先按每个摄影倍率确定在将定位用标记M对准例如视场的左上角等视场的规定位置时位于视场内的计数对象区域212的数量。因此，即使在使用标准板295的情况下，摄像装置10也能够在确定位于摄像系统1的视场内的计数对象区域的数量的条件下，拍摄标准板295。该条件包含标准板295相对于视场配置于规定的位置的情况、以及摄像系统1的摄影倍率已知的情况。因此，即使在使用标准板295的情况下，也能够保证摄像系统1的计数功能的可靠性。
上述实施方式示出了用于容易理解发明的具体例，但本发明的实施方式不限于该具体例。检查方法、计算机可读取记录介质和标准板能够在不脱离权利要求书的记载的范围内进行各种变形、变更。
在上述实施方式中，示出了使用微透镜构成计数对象区域的例子，但微透镜的形状没有特别限定。透镜形状可以是球面，也可以是非球面。此外，透镜形状不限于各向同性的形状，也可以是柱面透镜那样的非各向同性的形状。但是，如果是各向同性的透镜形状，则计数结果不依赖于照明方向，因此在检查时不会对标准板的朝向产生制约这一点上是优选的。此外，具有凹凸的形状特别是在使用偏斜观察法时容易带有阴影且容易通过目视确认照明条件这一点上也是优选的。
计数对象区域只要是具有在厚度方向上与基底区域不同的相位量、即不同的光学光路长度的区域即可。因此，计数对象区域也可以包含例如作为模仿细胞或组织的生物学样本可利用的任意成像体模，来替代微透镜。
上述检查方法能够在任意的时机进行，但优选在将摄像系统1出厂之前在工厂进行，并且优选在出厂后在使用摄像系统1的现场进行。由此，能够向摄像系统1的使用者保证所交货的摄像系统1的计数功能的可靠性。
在上述实施方式中，示出了标准板由光学材料构成的例子，但只要是能够设计相位量的材料即可，不限于光学材料。但是，由于是计数功能的可靠性评价的基准，因此标准板的材料优选不易变形且特性不易劣化的材料。
在上述实施方式中，例示出将摄像装置10设置在培养箱20内而使用的摄像系统1，但摄像系统的摄像装置10不限于在培养箱内使用。摄像系统的摄像装置10也可以在洁净台等作业空间内使用。摄像系统1例如也可以是图18所示的通常的显微镜系统2。

Claims (20)

1.一种检查方法，对拍摄相位物体的摄像系统的计数功能进行检查，该检查方法的特征在于：
对包含基底区域和多个计数对象区域的标准板，在确定所述多个计数对象区域中的、位于所述摄像系统的视场内的计数对象区域的数量的条件下进行拍摄，所述计数对象区域的厚度方向上的相位量与所述基底区域不同；
对拍摄出的所述标准板的图像中包含的计数对象区域进行计数；以及
至少输出所述计数对象区域的计数结果。
2.根据权利要求1所述的检查方法，其特征在于，
在所述检查方法中，还输出至少基于所述计数结果的所述计数功能的评价结果。
3.根据权利要求2所述的检查方法，其特征在于，
所述评价结果包含基于所述计数结果和所确定的所述计数对象区域的数量的、与计数的准确度相关的第1评价结果。
4.根据权利要求2所述的检查方法，其特征在于，
所述评价结果包含基于所述计数结果的、与计数的精度相关的第2评价结果。
5.根据权利要求3所述的检查方法，其特征在于，
所述评价结果包含基于所述计数结果的、与计数的精度相关的第2评价结果。
6.根据权利要求1所述的检查方法，其特征在于，
所述条件包含以下情况：
在所述标准板内规则地排列有所述多个计数对象区域；以及
所述摄像系统的摄影倍率是已知的。
7.根据权利要求2所述的检查方法，其特征在于，
所述条件包含以下情况：
在所述标准板内规则地排列有所述多个计数对象区域；以及
所述摄像系统的摄影倍率是已知的。
8.根据权利要求3所述的检查方法，其特征在于，
所述条件包含以下情况：
在所述标准板内规则地排列有所述多个计数对象区域；以及
所述摄像系统的摄影倍率是已知的。
9.根据权利要求4所述的检查方法，其特征在于，
所述条件包含以下情况：
在所述标准板内规则地排列有所述多个计数对象区域；以及
所述摄像系统的摄影倍率是已知的。
10.根据权利要求5所述的检查方法，其特征在于，
所述条件包含以下情况：
在所述标准板内规则地排列有所述多个计数对象区域；以及
所述摄像系统的摄影倍率是已知的。
11.根据权利要求1所述的检查方法，其特征在于，
所述条件包含以下情况：
所述标准板相对于所述视场配置于规定的位置；以及
所述摄像系统的摄影倍率是已知的。
12.根据权利要求2所述的检查方法，其特征在于，
所述条件包含以下情况：
所述标准板相对于所述视场配置于规定的位置；以及
所述摄像系统的摄影倍率是已知的。
13.根据权利要求1所述的检查方法，其特征在于，
所述多个计数对象区域各自的厚度与所述基底区域不同。
14.根据权利要求13所述的检查方法，其特征在于，
所述多个计数对象区域分别包含微透镜。
15.根据权利要求1所述的检查方法，其特征在于，
所述多个计数对象区域各自的折射率与所述基底区域不同。
16.根据权利要求1所述的检查方法，其特征在于，
所述摄像系统包含：摄像装置，其拍摄所述标准板；以及控制装置，其分析所述图像，
所述摄像装置使用相位差观察法、微分干渉观察法、偏斜照明观察法、明视场观察法、暗视场观察法中的任意观察法来拍摄所述标准板。
17.根据权利要求16所述的检查方法，其特征在于，
所述控制装置根据所述多个计数对象区域的尺寸来切换用于对所述图像中包含的计数对象区域进行计数的算法。
18.根据权利要求1所述的检查方法，其特征在于，
所述基底区域由相位物体构成，
所述多个计数对象区域由相位物体构成。
19.一种计算机可读取记录介质，其记录有用于对拍摄相位物体的摄像系统的计数功能进行检查的程序，其特征在于，
所述程序使所述摄像系统的计算机执行以下处理：
使所述摄像系统的摄像装置对包含基底区域和多个计数对象区域的标准板，在确定所述多个计数对象区域中的、位于所述摄像系统的视场内的计数对象区域的数量的条件下进行拍摄，所述计数对象区域的厚度方向上的相位量与所述基底区域不同；
对拍摄出的所述标准板的图像中包含的计数对象区域进行计数；以及
至少输出所述计数对象区域的计数结果。
20.一种标准板，其用于对拍摄相位物体的摄像系统的计数功能进行检查，所述标准板的特征在于，包含：
基底区域，其由相位物体构成；以及
多个计数对象区域，它们由相位物体构成，所述多个计数对象区域的厚度方向上的相位量与所述基底区域不同，
所述多个计数对象区域在所述标准板内规则地排列。
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