JP2022049808A - 撮影装置、撮影システム、及び、制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】容器に付された容器識別情報と容器に収容された試料の画像との関連付けを支援する。【解決手段】撮影装置１０は、識別情報７２が付された容器７０に収容された試料を容器７０の下方から観察する撮影装置１０であって、撮像素子１９を含む撮影ユニット１５と、容器７０の底面とは異なる面であって識別情報７２が付された容器７０の面である識別面からの光を撮影ユニット１５へ導く導光ユニットである偏向面６２と、容器７０に対する撮影ユニット１５の相対位置を変更する移動ユニットと、を備え、前記移動ユニットが前記相対位置を前記撮影ユニットの光軸が前記容器から逸れている第１の相対位置に変更した後に、前記撮影ユニットは前記導光ユニットを経由して前記識別面を撮影し、前記移動ユニットが前記相対位置を前記撮影ユニットの光軸が前記容器に交わっている第２の相対位置に変更した後に、前記撮影ユニットは前記底面を経由して前記試料を撮影する。【選択図】図９

Description

本明細書の開示は、撮影装置、撮影システム、及び、制御方法に関する。

細胞などの生体試料の培養では、培養期間中、画像を含む様々なデータが収集される。培養期間中に収集されるこれらのデータは、培養に関する種々の情報（以降、単に、培養情報と記す。培養情報には、例えば、培養細胞の種類、培養容器の種類、培養手順やスケジュールなどが含まれる。）と関連付けて管理することが望ましい。

生体試料を撮影した画像と培養情報とを関連付ける典型的な方法は、培養容器に付された容器識別情報を用いるというものである。容器識別情報は、予め培養情報と関連付けられているため、生体試料の撮影前又は撮影後に生体試料を収容した培養容器に付された容器識別情報を取得することで、容器識別情報を介して生体試料の画像と培養情報を関連付けることができる。

容器識別情報の取得には、一般に、生体試料を撮影する撮影装置とは別に設けられた専用の読み取り装置（例えば、バーコードリーダ）や専用のカメラなどが用いられるが、特許文献１には、生体試料を撮影する撮影装置の焦点を調整することで容器に付された容器識別情報を取得する技術が記載されている。特許文献１に記載の技術によれば、専用の構成を設けることなく容器識別情報を取得することができる。

特許第６２９５５７０号公報

ところで、特許文献１に記載の装置では、容器識別情報と生体試料が同軸上に存在することになるため、容器識別情報の存在が生体試料の画像に悪影響を与えないよう、容器識別情報を小さなドットパターンで構成するなどの工夫がなされている。

しかしながら、容器識別情報を視認困難なほど小さくすると、人間が容器に付された容器識別情報を直接確認することができず、不便である。また、手書きでの容器識別情報の作成には対応できないため、容器識別情報を容器に付すための専用の装置も必要となる。

以上のような実情を踏まえ、本発明の一側面に係る目的は、容器に付された容器識別情報と容器に収容された試料の画像との関連付けを支援する新たな技術を提供することである。

本発明の一態様に係る撮影装置は、識別情報が付された容器に収容された試料を前記容器の下方から観察する撮影装置であって、撮像素子を含む撮影ユニットと、前記容器の底面とは異なる面であって前記識別情報が付された前記容器の面である識別面からの光を前記撮影ユニットへ導く導光ユニットと、前記容器に対する前記撮影ユニットの相対位置を変更する移動ユニットと、を備え、前記移動ユニットが前記相対位置を前記撮影ユニットの光軸が前記容器から逸れている第１の相対位置に変更した後に、前記撮影ユニットは前記導光ユニットを経由して前記識別面を撮影し、前記移動ユニットが前記相対位置を前記撮影ユニットの光軸が前記容器に交わっている第２の相対位置に変更した後に、前記撮影ユニットは前記底面を経由して前記試料を撮影する。

本発明の一態様に係る撮影装置システムは、上記の一態様に係る撮影装置と、前記撮影ユニットと前記移動ユニットの動作を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記識別情報と前記試料の画像とを関連付けて記録する。

本発明の一態様に係る制御方法は、撮影ユニットと、試料を収容した容器に対する前記撮影ユニットの相対位置を変更する移動ユニットと、を備える撮影装置の制御方法であって、前記相対位置を、前記撮影ユニットの光軸が前記容器から逸れている第１の相対位置に変更し、前記容器の底面とは異なる面であって識別情報が付された前記容器の面である識別面からの光を前記撮影ユニットへ導く導光ユニットを経由して、前記識別面を撮影し、前記相対位置を、前記撮影ユニットの光軸が前記容器に交わっている第２の相対位置に変更し、前記底面を経由して、前記試料を撮影する。

上記の態様によれば、容器に付された容器識別情報と容器に収容された試料の画像との関連付けを支援する新たな技術を提供することができる。

システム１の構成を例示した図である。 撮影装置１０の斜視図である。 撮影装置１０の構成を例示した図である。 光源ユニット１４と撮影ユニット１５の構成を例示した図である。 制御装置３０の構成を例示した図である。 培養容器の構成を例示した図である。 システム１が行う第１の実施形態に係る処理の一例を示すフローチャートである。 撮影装置１０の上面図の一例である。 撮影装置１０が識別面を撮影する方法を説明するための図である。 撮影装置１０が試料を撮影する方法を説明するための図である。 別のシステムの構成を例示した図である。 撮影装置１０ａの上面図の一例である。 撮影装置１０ａが識別面を撮影する方法を説明するための図である。 縮小光学系６３の光線図である。 撮影装置１０ｂが識別面を撮影する方法を説明するための図である。 撮影装置１０ｃの上面図の一例である。 撮影装置１０ｃが識別面を撮影する方法を説明するための図である。 撮影装置１０ｄが識別面を撮影する方法を説明するための図である。 撮影装置１０ｅの上面図の一例である。 撮影装置１０ｅが識別面を撮影する方法を説明するための図である。 システムが行う処理の別の例を示すフローチャートである。 撮影装置１０が識別面を撮影する方法を説明するための図である。 合成画像を作成する方法の一例を説明するための図である。 撮影装置１０ｆが識別面を撮影する方法を説明するための図である。 透過板８０の構成を例示した図である。 合成画像を作成する方法の別の例を説明するための図である。 撮影装置１０が識別面をスキャンする方法を説明するための図である。 撮影ユニット１５の使用領域１９ｂを説明するための図である。 識別面のスキャンにより得られる時間強度分布の一例を示した図である。 撮影装置１０ｇが識別面を撮影する方法を説明するための図である。 撮影装置１０ｇが撮影した識別面の画像の一例を示した図である。 撮影装置１０ｈが識別面を撮影する方法を説明するための図である。 容器識別情報を登録する画面の一例を示した図である。 培養情報の構成の一例を説明するための図である。 システムが行う処理の更に別の例を示すフローチャートである。 顕微鏡２００が識別面を撮影する方法を説明するための図である。 プリズム２１３の作用について説明するための図である。 顕微鏡３００が識別面を撮影する方法を説明するための図である。 撮影装置１０ｉが識別面を撮影する方法を説明するための図である。 撮影装置１０ｊが識別面を撮影する方法を説明するための図である。

［第１の実施形態］
図１は、システム１の構成を例示した図である。図２は、撮影装置１０の斜視図である。図３は、撮影装置１０の構成を例示した図である。図４は、光源ユニット１４と撮影ユニット１５の構成を例示した図である。図５は、制御装置３０の構成を例示した図である。以下、図１から図５を参照しながら、システム１の構成について説明する。

図１に示すシステム１は、容器７０に収容された試料を培養しながら撮影する撮影システムである。システム１は、容器７０に収容された試料を容器７０の下方から撮影する１つ以上の撮影装置１０と、撮影装置１０を制御する制御装置３０と、を備えている。

撮影装置１０の各々と制御装置３０は、互いにデータをやり取りできればよい。従って、撮影装置１０の各々と制御装置３０は、有線で通信可能に接続されてもよく、無線で通信可能に接続されてもよい。また、観察対象の試料は、任意の培養細胞であり、試料を収容する容器７０は、例えば、フラスコである。ただし、容器７０は、フラスコに限らず、ディッシュ、ウェルプレートなどその他の培養容器であってもよい。

試料をインキュベータ２０から取り出すことなく撮影するために、撮影装置１０は、例えば、図１に示すように、インキュベータ２０内に配置された状態で使用される。より詳細には、撮影装置１０は、図１及び図２に示すように、容器７０が撮影装置１０の透過窓１１に載置された状態でインキュベータ２０内に配置され、制御装置３０からの指示に従って容器７０内の試料の画像を取得する。なお、透過窓１１は、撮影装置１０の筐体１２の上面を構成する透明な天板であり、容器を載置する載置面を構成する。透過窓１１は、例えば、ガラスや透明な樹脂などからなる。

撮影装置１０は、図２に示すように、容器７０が配置される透明な透過窓１１を上面とする箱型の筐体１２と、透過窓１１（載置面）上で容器７０を所定の位置へ位置決めする位置決め部材６０を備えている。なお、位置決め部材６０は、筐体１２に固定されている。ただし、位置決め部材６０は、必要に応じて取り外すことが可能であり、使用される容器に応じて形状の異なる別の位置決め部材と交換されてもよい。

撮影装置１０は、図３及び図４に示すように、さらに、筐体１２内を移動するステージ１３と、試料を照明する１対の光源ユニット１４と、試料の画像を取得する撮影ユニット１５と、を備えている。ステージ１３と光源ユニット１４と撮影ユニット１５は、筐体１２内部に収容されている。光源ユニット１４と撮影ユニット１５は、ステージ１３上に設置されていて、筐体１２内でステージ１３が移動することで容器７０に対して移動する。

ステージ１３は、撮影装置１０の移動ユニットの一例であり、容器７０に対する撮影ユニット１５の相対位置を変更する変更装置である。ステージ１３は、透過窓１１（載置面）と平行で且つ互いに直交しているＸ方向とＹ方向に移動可能である。ただし、ステージ１３は、さらに、Ｘ方向とＹ方向の両方に直交するＺ方向にも移動してもよい。

なお、図３及び図４には、光源ユニット１４と撮影ユニット１５がステージ１３上に設置され、その結果、一体となって筐体１２内を移動する例が示されているが、光源ユニット１４と撮影ユニット１５は、それぞれ独立して筐体１２内を移動してもよい。また、図３及び図４には、１対の光源ユニット１４が撮影ユニット１５を挟んで左右に配置されている例を示したが、光源ユニット１４の配置と数はこの例に限らない。例えば、光源ユニット１４は、ステージ１３上に３つ以上設けられてもよく、１つだけ設けられてもよい。

光源ユニット１４は、図４に示すように、光源１６と、拡散板１７を備えている。光源１６は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）などを含んでいる。光源１６は、白色ＬＥＤを含んでもよく、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）など、複数の異なる波長の光を出射する複数のＬＥＤを含んでもよい。光源１６から出射した光は、拡散板１７に入射する。

拡散板１７は、光源１６から出射した光を拡散させる。拡散板１７は、特に限定しないが、例えば、表面に凹凸を形成したフロスト型の拡散板である。ただし、拡散板１７は、表面をコーティングしたオパール型の拡散板であってもよく、その他のタイプの拡散板であってもよい。さらに、拡散板１７には拡散光の出射領域を制限するためのマスク１７ａが形成されてもよい。拡散板１７から出射した光は、様々な方向に進行する。

撮影ユニット１５は、図４に示すように、光学系１８と、撮像素子１９を備えている。光学系１８は、透過窓１１を透過することによって筐体１２内に入射した光を集光する。光学系１８は、特に限定しないが、例えば、有限な位置に像を形成する有限遠補正型の対物レンズである。ただし、光学系１８は、無限遠補正型の対物レンズを含んでもよく、光学系１８全体として有限遠補正光学系を構成すればよい。試料が存在する容器７０の底面に焦点を合わせた光学系１８が筐体１２内に入射した光を撮像素子１９上に集光することで、撮像素子１９上に試料の光学像が形成される。

撮像素子１９は、検出した光を電気信号に変換する光センサである。撮像素子１９は、具体的には、イメージセンサであり、特に限定しないが、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ－Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサ、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ＭＯＳ）イメージセンサなどである。

以上のように構成された撮影装置１０では、位相物体である容器７０内の試料を可視化するために、偏射照明が採用されている。具体的には、光源１６が発した光は、拡散板１７で拡散し、光学系１８を経由することなく筐体１２外へ出射する。即ち、光源ユニット１４は、光学系１８を経由することなく、筐体１２外へ向けて様々な方向へ進行する光を出射する。その後、筐体１２外へ出射した光のうちの一部が、例えば、容器７０の上面などで反射することで、試料上方で偏向され、さらに、試料上方で偏向された光のうちの一部が、試料に照射され、試料及び透過窓１１を透過することによって筐体１２内に入射する。そして、筐体１２内に入射した光のうちの一部が、光学系１８によって集光され、撮像素子１９上に試料の像を形成する。即ち、光学系１８は、透過窓１１に載置された容器７０内の試料の像を撮像素子１９上に形成するために、透過窓１１を透過することによって筐体１２内に入射した光を集光する。最後に、撮影装置１０は、撮像素子１９から出力された電気信号に基づいて試料の画像を生成し、制御装置３０へ出力する。

制御装置３０は、撮影装置１０を制御する装置である。制御装置３０は、具体的には、少なくとも撮影ユニット１５と移動ユニットであるステージ１３とを制御し、さらに、光源ユニット１４を制御してもよい。なお、制御装置３０は、１つ以上のプロセッサと、１つ以上の非一時的なコンピュータ読取可能媒体と、を含んでいればよく、例えば、一般的なコンピュータである。

より具体的には、制御装置３０は、例えば、図５に示すように、例えば、１つ以上のプロセッサ３１と、１つ以上の記憶装置３２と、入力装置３３と、表示装置３４と、通信装置３５を備えていてもよく、それがバス３６を通じて接続されていてもよい。

１つ以上のプロセッサ３１のそれぞれは、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などを含むハードウェアであり、１つ以上の記憶装置３２に記憶されているプログラム３２ａを実行することで、プログラムされた処理を行う。また、１つ以上のプロセッサ３１は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などを含んでもよい。

１つ以上の記憶装置３２のそれぞれは、例えば、１つ又は複数の任意の半導体メモリを含み、さらに、１つ又は複数のその他の記憶装置を含んでもよい。半導体メモリは、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などの揮発性メモリ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、プログラマブルＲＯＭ、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリを含んでいる。ＲＡＭには、例えば、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などが含まれてもよい。その他の記憶装置には、例えば、磁気ディスクを含む磁気記憶装置、光ディスクを含む光学記憶装置などが含まれてもよい。

なお、１つ以上の記憶装置３２は、非一時的なコンピュータ読取可能媒体であり、システム１の記憶部の一例である。記憶装置３２の少なくとも１つは、撮影装置１０が試料を撮影した画像を記憶する。

入力装置３３は、利用者が直接操作する装置であり、例えば、キーボード、マウス、タッチパネルなどである。表示装置３４は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）ディスプレイなどである。ディスプレイには、タッチパネルが内蔵されてもよい。通信装置３５は、有線通信モジュールであっても、無線通信モジュールであってもよい。

なお、図５に示す構成は、制御装置３０のハードウェア構成の一例であり、制御装置３０はこの構成に限定されるものではない。制御装置３０は、汎用装置に限らず、専用装置であってもよい。

以上のように構成された制御装置３０は、インキュベータ２０内に置かれた撮影装置１０へ画像取得指示を送信し、撮影装置１０によって取得された画像を受信する。制御装置３０は、制御装置３０が備える表示装置３４に、撮影装置１０で取得した画像を表示してもよく、これにより、システム１は、利用者が培養中の試料を観察するための観察システムとして機能してもよい。なお、制御装置３０は、図１に示すクライアント端末（クライアント端末４０、クライアント端末５０）と通信してもよく、クライアント端末が備える表示装置に、撮影装置１０で取得した画像を表示してもよい。

図６は、培養容器の構成を例示した図である。図７は、システム１が行う第１の実施形態に係る処理の一例を示すフローチャートである。図８は、撮影装置１０の上面図の一例である。図９は、撮影装置１０が識別面を撮影する方法を説明するための図である。図１０は、撮影装置１０が試料を撮影する方法を説明するための図である。

上述したように、撮影装置１０は、制御装置３０からの指示に従って、試料の画像を取得する。システム１では、撮影装置１０は、さらに、制御装置３０からの指示に従って、識別情報が付された容器７０の識別面の画像も取得する。制御装置３０は、撮影装置１０から取得した試料の画像を識別面に付された識別情報７２と関連付けて記録する。これにより、画像がどの培養容器内の試料の画像であるかを管理することが可能となる。

なお、容器７０の識別面とは、図６に示すように、容器７０を一意に識別するための識別情報７２が付された容器７０の面である。識別情報７２は、例えば、図６に示すバーコード（登録商標）などの一次元コードであるが、一次元コードに限らない。例えば、ＱＲコード（登録商標）などの二次元コードであってもよい。また、数、文字、その他の記号の組み合わせであってもよい。識別情報７２は、印刷された情報であってもよく、手書きした情報であってもよい。また、手書きした情報を印刷したものであってもよい。また、識別面は、試料を撮影することで得られる画像に識別情報７２が悪影響を及ぼすことを回避するため、容器７０の底面とは異なる面である。この例においては、識別面は、容器７０の側面７１である。また、識別情報と関連付けて記録するとは、識別情報そのものと関連付けて記録することに限らず、識別情報を解析することで得られる解析情報（例えば、バーコードを解析することで得られるテキスト情報など）と関連付けて記録することを含む。

以下、図６から図１０を参照しながら、試料の画像と識別面の画像を取得し、試料の画像と識別情報とを関連付けて記録する方法について、具体的に説明する。

まず、図８に示すように、容器７０は、識別情報７２が付された側面が位置決め部材６０の当て付け面６１に当てつけられることで、透過窓１１上の所定の位置に位置決めされているものとする。即ち、識別情報７２が付された容器７０の側面は、位置決め部材６０に向けられている。この状態で、入力装置３３などを用いて利用者がシステム１に試料の撮影を指示すると、システム１では、記憶装置３２に記憶されているプログラムがプロセッサ３１によって実行され、図７に示す処理が行われる。

図７に示す処理が開始されると、システム１は、まず、相対位置を第１の相対位置に変更する（ステップＳ１）。ここで、相対位置とは、容器７０に対する撮影ユニット１５の相対位置のことである。即ち、容器７０を基準にしたときの撮影ユニット１５の位置のことである。また、第１の相対位置とは、撮影ユニット１５の光軸が容器７０から逸れているという条件を少なくとも満たす相対位置のことである。

ステップＳ１では、制御装置３０がステージ１３の動作を制御することで、ステージ１３が移動し、その結果、相対位置がステージ１３によって第１の相対位置へ変更される。具体的には、図９に示すように、ステージ１３は、撮影ユニット１５の光軸が容器７０の真下ではなく位置決め部材６０の真下に位置するように移動し、それによって、相対位置を撮影ユニット１５の光軸が容器７０から逸れた第１の相対位置へ変更する。さらに具体的には、位置決め部材６０には、当て付け面６１近傍に光を偏向するための偏向面６２が設けられていて、ステージ１３は、撮影ユニット１５の光軸が偏向面６２と交わる位置まで移動することで、相対位置を第１の相対位置へ変更する。

なお、偏向面６２は、後述するように、識別情報７２が付された側面７１（識別面）からの光を撮影ユニット１５へ導く導光ユニットである。具体的には、偏向面６２は、位置決め部材６０の表面の一部であり、光軸に対して傾斜した斜面である。より具体的には、偏向面６２は、例えば、位置決め部材６０の表面に形成された金属薄膜や誘電体多層膜などであってもよい。また、偏向面６２は、例えば、位置決め部材６０の基材に貼り付けられた反射光学素子であってもよい。反射光学素子は、ガラスや樹脂などからなる平板の表面に金属薄膜や誘電体多層膜をコーティングしたものであってもよく、金属の表面を研磨し高い反射率を実現したものであってもよい。即ち、位置決め部材６０が導光ユニットを含んでいる。

図９に示すように相対位置が第１の相対位置へ変更されると、システム１は、識別情報７２が付された側面７１（識別面）を撮影する（ステップＳ２）。ここでは、制御装置３０が光源ユニット１４及び撮影ユニット１５の動作を制御することで、ステージ１３が相対位置を第１の相対位置へ変更した後に、撮影ユニット１５が偏向面６２を経由して識別面を撮影する。なお、偏向面６２を経由して識別面を撮影するとは、偏向面６２を経由して撮影ユニット１５に入射した光を用いて識別面を撮影することを意味する。

具体的には、制御装置３０が光源ユニット１４の発光を制御することで、図９に示すように、撮影装置１０は、光源ユニット１４から出射した光（図９の点線）を識別面（側面７１）へ照射する。そして、識別面を反射した光（図９の実線）が偏向面６２で偏向することで、撮影ユニット１５に入射する。制御装置３０が撮影装置１０の露光を制御することで、撮影装置１０は、撮影ユニット１５に入射した識別面からの光に基づいて、識別面の画像を生成する。生成した画像は、制御装置３０へ出力される。

識別面の撮影が終了すると、システム１は、相対位置を第２の相対位置に変更する（ステップＳ３）。ここで、第２の相対位置とは、撮影ユニット１５の光軸が容器７０に交わっているという条件を少なくとも満たす相対位置のことである。

ステップＳ３では、制御装置３０がステージ１３の動作を制御することで、ステージ１３が移動し、その結果、相対位置がステージ１３によって第２の相対位置へ変更される。具体的には、図１０に示すように、ステージ１３は、撮影ユニット１５の光軸が容器７０の真下に位置するように移動し、それによって、相対位置を撮影ユニット１５の光軸が容器７０に交わる第２の相対位置へ変更する。

図１０に示すように相対位置が第２の相対位置へ変更されると、システム１は、試料を撮影する（ステップＳ４）。ここでは、制御装置３０が光源ユニット１４及び撮影ユニット１５の動作を制御することで、ステージ１３が相対位置を第２の相対位置へ変更した後に、撮影ユニット１５が容器７０の底面を経由して試料を撮影する。なお、ここで、底面を経由して試料を撮影するとは、底面を経由して撮影ユニット１５に入射した光を用いて試料を撮影することを意味し、より詳細には、底面を透過して撮影ユニット１５に入射した光を用いて試料を撮影することを意味する。

具体的には、制御装置３０が光源ユニット１４の発光と撮影ユニット１５の露光を制御することで、図１０に示すように、光源ユニット１４から出射した光が試料を照射し、試料及び透過窓１１を透過することによって撮影ユニット１５に入射する。撮影装置１０は、撮影ユニット１５に入射した試料からの光に基づいて、試料の画像を生成する。生成した画像は、制御装置３０へ出力される。

試料の撮影が終了すると、システム１は、識別情報と試料の画像を関連付けて記録する（ステップＳ５）。ここでは、制御装置３０は、ステップＳ２において撮影装置１０で撮影された識別面の画像から識別情報を特定する。制御装置３０は、さらに、特定した識別情報とステップＳ４で撮影した試料の画像とを関連付けて、記憶装置３２に記憶させる。

以上のように、本実施形態に係る撮影装置１０及びシステム１では、識別情報が付された識別面を、試料を撮影する撮影ユニット１５を用いて撮影することで、識別情報を取得することができる。即ち、識別面を撮影するための専用のカメラ等を設けることなく識別情報を取得することが可能である。また、撮影装置１０及びシステム１では、導光ユニットを用いることで、試料が置かれる容器底面とは異なる面に付された識別情報を取得することができる。このため、識別情報の存在が試料の撮影に悪影響を及ぼすことを回避することができる。従って、撮影装置１０によれば、容器７０に付された識別情報と容器７０に収容された試料の画像との関連付けを支援することができる。また、システム１によれば、容器７０に付された識別情報と容器７０に収容された試料の画像とを関連付けて記録することができる。

さらに、撮影装置１０及びシステム１では、位置決め部材６０が導光ユニットを含むことで、位置決め部材６０に容器７０を当てつけて位置決めするだけで導光ユニットが容器７０に対して適切な位置に配置される。このため、利用者は従前どおりの手順で作業を行うだけで導光ユニットを適切な位置に設置することが可能であり、試料の画像に加えて識別情報を取得することが可能となる。特に、導光ユニットが位置決め部材６０に含まれることで、容器７０に対する導光ユニットの位置が正確に定まることから、撮影ユニット１５から識別面までの光路長が想定される光路長から大幅に乖離することがなく、フォーカス調整も容易に行うことができる。

なお、図７では、識別面を撮影後に、試料を撮影する例を示したが、識別面と試料の撮影順序は、特にこの例に限定しない。識別情報と試料の画像を関連付けて記録することができればよく、試料を撮影後に識別面を撮影してもよい。

図１１は、別のシステムの構成を例示した図である。上述した実施形態では、制御装置３０によって各々の撮影装置１０を制御する例を示したが、制御装置３０の制御機能を撮影装置１０の各々に内蔵させてもよい。その場合、制御装置３０を省略してもよく、各々の撮影装置１０がインターネット経由で受信したコマンドを契機に撮影の制御を行うＩＯＴ装置として機能してもよい。即ち、図１１に示すように、クライアント端末４０、５０は、クラウドサーバー２との間でコマンドの送受信を行うことによって、クラウドサーバー経由で撮影装置１０での撮影動作を制御してもよい。撮影装置１０で取得した画像データや識別情報は、定期的又は不定期にクラウドサーバーで受信する。さらに、これらの画像データや識別情報は、クライアント端末４０、５０からの要求によって、クライアント端末４０、５０が備える表示装置に適宜表示してもよい。

［第２の実施形態］
図１２は、撮影装置１０ａの上面図の一例である。図１３は、撮影装置１０ａが識別面を撮影する方法を説明するための図である。図１４は、縮小光学系６３の光線図である。本実施形態に係るシステムは、撮影装置１０の代わりに図１２及び図１３に示す撮影装置１０ａを含む点を除き、システム１と同様である。以下、図１２から図１４を参照しながら、撮影装置１０ａについて説明する。

撮影装置１０ａでも、試料の画像と識別情報とを関連付けて記録するために、試料の画像と識別面の画像を取得する点は、撮影装置１０と同様である。撮影ユニット１５の撮影倍率は、培養細胞である試料を良好に観察するのに適した比較的高い倍率に設定されている。このため、試料と識別面の両方を同じ撮影ユニット１５で撮影すると、識別情報が付された識別面の狭い範囲しか撮影することができず、識別情報が視野に収まりきらないことがある。そこで、本実施形態に係る撮影装置１０ａでは、導光ユニットが縮小光学系６３を含んでいる。縮小光学系６３は、識別情報７２が付された識別面と撮影ユニット１５に含まれる撮像素子１９の間の投影倍率を下げる光学系である。撮影装置１０ａは、縮小光学系６３を含むことで、識別情報全体を１枚の画像内に収めることができる。

撮影装置１０ａは、図１２及び図１３に示すように、位置決め部材６０の代わりに位置決め部材６０ａを含んでいる点が、撮影装置１０とは異なる。位置決め部材６０ａは、識別情報７２が付された識別面からの光を撮影ユニット１５へ導く導光ユニットを含んでいる。具体的には、位置決め部材６０ａは、図１３に示すように、識別面からの光を偏向する複数（この例では３つ）の偏向面と、縮小光学系６３を含み、これらが導光ユニットを構成している。

縮小光学系６３は、図１４に示すように、識別情報７２が付された識別面の中間像を形成するリレー光学系であり、中間像を透過窓１１の上面付近に形成する。即ち、容器７０の底面と同じ高さに中間像を形成する。３つの偏向面は、識別情報７２と撮像素子１９の間の光路長を稼ぐために、高さ方向（Ｚ方向）に旋回する光路を形成するように配置されている。

撮影装置１０ａ及び撮影装置１０ａを含む本実施形態に係るシステムによっても、図７に示す処理を行うことで、第１の実施形態に係る撮影装置１０及びシステム１と同様に、容器７０に付された識別情報と容器７０に収容された試料の画像とを関連付けて記録することができる。また、識別面を撮影するための専用のカメラ等を設けることなく識別情報を取得することが可能な点、識別情報の存在が試料の撮影に悪影響を及ぼすことを回避することができる点、利用者は従前どおりの手順で作業を行うだけで導光ユニットを適切な位置に設置することが可能である点についても同様である。

さらに、本実施形態に係る撮影装置１０ａ及びシステムによれば、第１の相対位置で第２の相対位置よりも低い倍率で画像を取得することができるため、培養細胞を適切な倍率で撮影しながら、識別情報全体を１回の撮影で取得することができる。また、縮小光学系６３がリレー光学系として構成されることで、収差を良好に補正することができるため、識別情報７２を解析するのに十分な画質を有する識別面の画像を取得することができる。従って、効率良く識別情報と試料の画像を取得して、関連付けて記録することができる。

図１５は、撮影装置１０ｂが識別面を撮影する方法を説明するための図である。図１５に示す撮影装置１０ｂは、第２の実施形態に係る撮影装置１０ａの変形例である。本実施形態に係るシステムは、撮影装置１０ａの代わりに撮影装置１０ｂを備えてもよい。

撮影装置１０ｂは、位置決め部材６０ａの代わりに位置決め部材６０ｂを備える点が撮影装置１０ａとは異なる。位置決め部材６０ｂは、縮小光学系６３を備える点は、位置決め部材６０ａと同様であるが、識別面からの光を偏向する２つ偏向面を有する点が位置決め部材６０ａとは異なっている。２つの偏向面によって、識別情報７２と撮像素子１９の間の光路長を稼ぐために、高さ方向（Ｚ方向）に旋回する光路が形成される。

撮影装置１０ｂ及び撮影装置１０ｂを含むシステムによっても、第２の実施形態に係る撮影装置１０ａ及びシステムと同様の効果を得ることができる。さらに、撮影装置１０ｂでは、撮影装置１０ａよりも少ない数の偏向面を経由して識別面からの光を撮影ユニット１５へ導くことができるため、偏向面で生じる光量損失を抑えてより明るい画像を得ることができる。

図１６は、撮影装置１０ｃの上面図の一例である。図１７は、撮影装置１０ｃが識別面を撮影する方法を説明するための図である。図１６及び図１７に示す撮影装置１０ｃは、第２の実施形態に係る撮影装置１０ａの別の変形例である。本実施形態に係るシステムは、撮影装置１０ａの代わりに撮影装置１０ｃを備えてもよい。

撮影装置１０ｃは、位置決め部材６０ａの代わりに位置決め部材６０ｃを備える点が撮影装置１０ａとは異なる。位置決め部材６０ｃは、縮小光学系６３を備える点は位置決め部材６０ａと同様であるが、さらに、１対のミラー６４とプリズム６５を含む点が、位置決め部材６０ａとは異なっている。縮小光学系６３、１対のミラー６４、及びプリズム６５は、導光ユニットを構成する。１対のミラー６４は、識別情報７２と撮像素子１９の間の光路長を稼ぐために、水平方向（Ｘ方向及びＹ方向）に旋回する光路を形成するように配置されている。プリズム６５は、ミラー６４及び縮小光学系６３を経由して入射した光を全反射して撮影ユニット１５へ向けて偏向する。

撮影装置１０ｃ及び撮影装置１０ｃを含むシステムによっても、第２の実施形態に係る撮影装置１０ａ及びシステムと同様の効果を得ることができる。さらに、撮影装置１０ｃ及び撮影装置１０ｃを含むシステムでは、光路を水平方向に旋回させることで、高さ方向に光路が重なることを回避することができる。このため、光路の重なりに配慮する必要がなく、高さ方向に視野を容易に確保することができる。

図１８は、撮影装置１０ｄが識別面を撮影する方法を説明するための図である。図１８に示す撮影装置１０ｄは、第２の実施形態に係る撮影装置１０ａの更に別の変形例であり、撮影装置１０ｃの変形例でもある。本実施形態に係るシステムは、撮影装置１０ａの代わりに撮影装置１０ｄを備えてもよい。

撮影装置１０ｄは、位置決め部材６０ｃの代わりに位置決め部材６０ｄを備える点が撮影装置１０ｃとは異なる。位置決め部材６０ｄは、縮小光学系６３、ミラー６６、及び、プリズム６５からなる導光ユニットを備えていて、縮小光学系６３及びミラー６６が識別面と撮影ユニット１５の間に水平方向に旋回する光路を形成する点は、位置決め部材６０ｃと同様である。撮影装置１０ｃでは、水平方向に旋回する光路が形成された結果、識別面が撮影装置１０ａ及び撮影装置１０ｂと比較して光源ユニット１４から遠く離れるため、照明効率が低下する。撮影装置１０ｄは、この点を踏まえて、さらに、プリズム６７と拡散板６８を備えている。光源ユニット１４から出射した光はプリズム６７で拡散板６８に向けて偏向し、拡散板６８で拡散する。そして、拡散した光がミラー６６で反射して識別情報７２が付された識別面に導かれる。これにより、撮影装置１０ｄでは、光源ユニット１４から直接入射した光で識別面を照明する撮影装置１０ｃに比べて照明効率を高めることができる。

撮影装置１０ｄ及び撮影装置１０ｄを含むシステムによっても、第２の実施形態に係る撮影装置１０ａ及びシステムと同様の効果を得ることができる。さらに、撮影装置１０ｄ及び撮影装置１０ｄを含むシステムでは、光路を水平方向に旋回させることで、高さ方向に視野を容易に確保するとともに、照明効率の低下を抑制することができる。

図１９は、撮影装置１０ｅの上面図の一例である。図２０は、撮影装置１０ｅが識別面を撮影する方法を説明するための図である。図１９及び図２０に示す撮影装置１０ｅは、第２の実施形態に係る撮影装置１０ａの更に別の変形例である。本実施形態に係るシステムは、撮影装置１０ａの代わりに撮影装置１０ｅを備えてもよい。

撮影装置１０ｅは、位置決め部材６０ａの代わりに位置決め部材６０ｅを備える点と、縮小光学系６９を備える点が、撮影装置１０ａとは異なる。位置決め部材６０ｅは、例えば、第１の実施形態に係る撮影装置１０が備える位置決め部材６０と同じものであってもよい。即ち、位置決め部材６０ｅは、図１９に示すように、導光ユニットを構成する、光軸に対して傾斜した斜面である偏向面６２を備えている。

縮小光学系６９は、偏向面６２とともに導光ユニットを構成する。即ち、位置決め部材６０ｅは、導光ユニットの一部を含んでいる。縮小光学系６９は、負のパワーを有するレンズであり、例えば、図２０に示すような平凹レンズであってもよい。縮小光学系６９は、偏向面６２と第２の相対位置における撮影ユニット１５との間の光路上に設けられ、具体的には、例えば、図２０に示すように、透過窓１１の下面に接着されてもよい。

撮影装置１０ｅ及び撮影装置１０ｅを含むシステムによっても、第２の実施形態に係る撮影装置１０ａ及びシステムと同様の効果を得ることができる。なお、図１９及び図２０では、縮小光学系６９を筐体１２内に設ける例を示したが、透過窓１１上に負のパワーを有する縮小光学系を設けてもよい。また、偏向面６２を凸面として形成することで、負のパワーを持たせてもよい。この場合、負のパワーを有する偏向面が縮小光学系を兼ねることができる。

［第３の実施形態］
図２１は、システムが行う処理の別の例を示すフローチャートである。図２２は、撮影装置１０が識別面を撮影する方法を説明するための図である。図２３は、合成画像を作成する方法の一例を説明するための図である。第２の実施形態に係るシステムでは、識別面を試料とは異なる撮影倍率で撮影することで識別情報全体の画像を１回の撮影で取得したが、本実施形態に係るシステムでは、識別面を複数回撮影することで、試料を撮影するときと同じ撮影倍率で識別面を撮影しながら識別情報全体を取得する。以下、図２１から図２３を参照しながら、試料と識別面を同じ倍率で撮影しながら、試料の画像と識別情報とを関連付けて記録する方法について、具体的に説明する。なお、本実施形態に係るシステムは、システム１と同様に、撮影装置１０と制御装置３０を備えている。

本実施形態に係るシステムでは、記憶装置３２に記憶されているプログラムがプロセッサ３１によって実行され、図２１に示す処理が行われる。図２１に示す処理が開始されると、システム１は、まず、相対位置を複数の第１の相対位置のうちの一つに変更する（ステップＳ１１）。ここで、複数の第１の相対位置とは、撮影ユニット１５の光軸が容器７０から逸れているという条件を少なくとも満たす相対位置のことである。より詳細には、互いに少なくとも識別面と平行な方向に異なる相対位置のことであり、隣接する第１の相対位置間で互いに撮影ユニット１５の視野の一部が重複するように設定されている。なお、図２２には、３つの相対位置における撮影ユニット１５の配置が示されている。

相対位置が第１の相対位置へ変更されると、システムは、識別情報７２が付された識別面を撮影する（ステップＳ１２）。この処理は、図７のステップＳ２の処理と同様である。

識別面を撮影すると、システムは、全ての第１の相対位置へ移動済みか否かを判定し（ステップＳ１３）、全ての第１の相対位置へ移動済みでないと判定すると（ステップＳ１３ＮＯ）、ステップＳ１１とステップＳ１２の処理を繰り返す。即ち、制御装置３０は、撮影装置１０に複数の異なる第１の相対位置で識別面を撮影させる。

その後、全ての第１の相対位置へ移動済みであると判定されると（ステップＳ１３ＹＥＳ）、システムは、複数の識別面の画像を合成する（ステップＳ１４）。ここでは、制御装置３０が複数の第１の相対位置で撮影した複数の識別面の画像を合成して識別情報７２全体が写った合成画像を生成する。

具体的には、制御装置３０は、図２３に示すように、複数の第１の相対位置で撮影した識別面の画像Ｐ１から画像Ｐ３を、複数の第１の相対位置のステージ１３の座標情報を用いて合成し、合成画像Ｐ４を生成する。生成した合成画像Ｐ４は、制御装置３０へ出力される。なお、座標情報の代わりに、画像の重複部分のパターンマッチングにより合成位置を決定し、合成画像を生成してもよい。

合成画像が生成されると、システムは、相対位置を第２の相対位置に変更し（ステップＳ１５）、試料を撮影する（ステップＳ１６）。これらの処理は、図７のステップＳ３及びステップＳ４の処理と同様である。

試料の撮影が終了すると、システムは、識別情報と試料の画像を関連付けて記録する（ステップＳ１７）。ここでは、制御装置３０は、ステップＳ１４で生成された合成画像に基づいて識別情報を特定し、特定した識別情報とステップＳ１６で撮影した試料の画像とを関連付けて、記憶装置３２に記憶させる。

本実施形態に係る撮影装置１０及びシステムによっても、図２１に示す処理を行うことで、撮影倍率を変更することなく識別情報を特定することができるため、第２の実施形態に係る撮影装置及びシステムと同様の効果を得ることができる。

図２４は、撮影装置１０ｆが識別面を撮影する方法を説明するための図である。図２５は、透過板８０の構成を例示した図である。図２６は、合成画像を作成する方法の別の例を説明するための図である。図２４に示す撮影装置１０ｆは、第３の実施形態に係る撮影装置の変形例である。本実施形態に係るシステムは、撮影装置１０の代わりに撮影装置１０ｆを備えてもよい。

撮影装置１０ｆは、位置決め部材６０の代わりに位置決め部材６０ｆを備える点が撮影装置１０とは異なっている。位置決め部材６０ｆは、透過板８０を備える点が、位置決め部材６０とは異なっている。透過板８０は、図２４に示すように、容器７０が位置決め部材６０ｆによって位置決めされた状態で、識別情報７２が付された識別面と偏向面６２の間に位置するように位置決め部材６０ｆに設けられている。透過板８０は、図２５に示すような基準位置マーカー８１が印刷された透明な平板である。基準位置マーカー８１は、一定の間隔で一定の方向に整列した所定サイズのマーク（この例では正方形）の集合である。なお、この一定の方向は、複数の第１の相対位置が整列する方向と同じ方向であることが望ましい。

撮影装置１０ｆが透過板８０を介して識別情報７２が付された識別面を撮影することで、制御装置３０は、図２６に示すように、複数の第１の相対位置で撮影した識別面の画像Ｐ１１から画像Ｐ１３を取得する。複数の識別面の画像（画像Ｐ１１、画像Ｐ１２、画像Ｐ１３）には、基準位置マーカー８１が写り込んでいるため、基準位置マーカー８１が正確に重なるようにこれらの画像の合成位置を決定することで、容易に合成画像Ｐ１４を得ることができる。

撮影装置１０ｆ及び撮影装置１０ｆを含むシステムによっても、第３の実施形態に係る撮影装置及びシステムと同様の効果を得ることができる。

図２７は、撮影装置１０が識別面をスキャンする方法を説明するための図である。図２８は、撮影ユニット１５の使用領域１９ｂを説明するための図である。図２９は、識別面のスキャンにより得られる時間強度分布の一例を示した図である。

上述した実施形態では、撮像素子１９を用いて識別面の二次元の画像を取得する例を示したが、識別情報がバーコード（登録商標）のような一次元コードの場合、例えば、図２７に示すように、撮影ユニット１５を一定方向に動かしながら、撮像素子１９が有するピクセルアレイ１９ａのうちの図２８に示すような所定の使用領域１９ｂからの信号強度を、図２９に示すようにグラフ化してもよい。このように、識別面を一定方向にスキャンして撮像素子１９の所定のピクセルからの信号を解析することで、識別情報である一次元コードを特定してもよく、特定した識別情報と試料の画像を関連付けて記録してもよい。

図３０は、撮影装置１０ｇが識別面を撮影する方法を説明するための図である。図３１は、撮影装置１０ｇが撮影した識別面の画像の一例を示した図である。図３０に示す撮影装置１０ｇは、第３の実施形態に係る撮影装置の別の変形例である。本実施形態に係るシステムは、撮影装置１０の代わりに撮影装置１０ｇを備えてもよい。

上述したように識別情報が一次元コードである場合には、識別情報全体を撮影することなく、識別情報を特定することができる場合がある。このため、識別情報が一次元コードである場合には、図３０に示すような、位置決め部材６０ｇが楔型プリズム８２を有する撮影装置１０ｇを用いて識別面を撮影してもよい。

楔型プリズム８２を経由して識別面を撮影すると、識別面全体にはフォーカスが合わないものの、識別面の一部（所定の高さ部分）にフォーカスが合う。このため、図３１に示すような一次元コードの一部分が可視化された画像Ｐ２１を得ることができる。画像Ｐ２１を解析することで、識別情報である一次元コードを特定してもよい。このようにして特定した識別情報と試料の画像を関連付けて記録してもよい。

図３２は、撮影装置１０ｈが識別面を撮影する方法を説明するための図である。図３２に示す撮影装置１０ｈは、第３の実施形態に係る撮影装置の更に別の変形例である。本実施形態に係るシステムは、撮影装置１０の代わりに撮影装置１０ｈを備えてもよい。

撮影装置１０ｈは、位置決め部材６０ｇの代わりに位置決め部材６０ｈを備える点と、透過窓１１の下面に楔型プリズム８３が設けられている点が撮影装置１０ｇとは異なっている。位置決め部材６０ｈは、楔型プリズム８２を含まない点が位置決め部材６０ｇとは異なり、撮影装置１０ｈは、楔型プリズム８２の代わりに楔型プリズム８３を備えている。

透過窓１１の下面に接着された楔型プリズム８３は、透過窓１１の上面に設けられた楔型プリズム８２と同様に作用する。このため、撮影装置１０ｈ及び撮影装置１０ｈを含むシステムによっても、撮影装置１０ｇ及び撮影装置１０ｇを含むシステムと同様の効果を得ることができる。

［第４の実施形態］
図３３は、容器識別情報を登録する画面の一例を示した図である。図３４は、培養情報の構成の一例を説明するための図である。図３５は、システムが行う処理の更に別の例を示すフローチャートである。上述した実施形態に係るシステムでは、識別情報と試料の画像を関連付けて記録する例を示したが、本実施形態に係るシステムでは、さらに、識別情報に基づいて試料を撮影するときの撮影装置の設定を変更する点が、上述した実施形態に係るシステムとは異なっている。以下、図３３から図３５を参照しながら、識別情報に応じて試料を撮影するときの設定を変更する方法について、具体的に説明する。なお、本実施形態に係るシステムは、システム１と同様に、撮影装置１０と制御装置３０を備えている。

本実施形態に係るシステムは、システム１と同様に、容器７０に収容された試料を培養しながら撮影する撮影システムである。また、本実施形態に係るシステムは、容器の識別情報を発行し管理する識別情報発行管理システムでもあり、さらに、細胞培養のプロジェクトを管理する培養プロジェクト管理システムでもある。

識別情報発行管理システムとして機能する本実施形態に係るシステムでは、制御装置３０は、図３３に示す識別情報登録画面を表示装置３４に表示してもよい。利用者が登録識別コード欄に例えば１２文字以内の情報を入力することで、制御装置３０は、当該情報がコード化されたバーコードなどの識別情報を生成し、登録する。なお、生成された識別情報は、後述する培養情報と関連付けて登録される。さらに、制御装置３０は、例えば、制御装置３０に接続された印刷装置によって容器７０に貼付可能なシール上に識別情報を印刷してもよい。利用者は、印刷されたシールを容器７０に貼付することで、識別情報を容器７０に付することができる。

さらに、培養プロジェクト管理システムとして機能する本実施形態に係るシステムでは、制御装置３０は、細胞培養のプロジェクトについての情報である図３４に示す培養情報１００を記憶装置３２に記憶してもよい。より具体的には、培養情報１００（培養情報１０１、培養情報１０２、培養情報１０３・・・）は、細胞培養のプロジェクト毎に作成される。培養情報１００には、図３４に示すように、プロジェクトを識別するプロジェクトＩＤに関連付けて、予め、培養細胞の情報（細胞情報）、その他の情報、及び、培養の各工程の情報が含まれている。また、培養の各工程の情報には、例えば、使用される容器の種類に関する情報（容器型情報）、試料である培養細胞を撮影するときの撮影条件の情報（撮影条件情報）、培養細胞を撮影するスケジュールの情報（撮影スケジュール情報）、及び、撮影に使用する培養容器を特定するための情報（容器識別情報、単に、識別情報ともいう。）が含まれている。なお、撮影条件情報と撮影スケジュール情報を撮影情報と総称する。換言すると、培養の各工程の情報には、例えば、容器型情報、撮影情報、及び、容器識別情報が含まれている。ここで、容器識別情報は、図３３に示す識別情報登録画面で登録された登録識別コード又は登録識別コードをコード化した情報である。本実施形態に係るシステムでは、試料が撮影されると、試料の画像は、図３４に示すように、容器識別情報に関連付けて培養情報１００の一部として記録される。

本実施形態に係るシステムでは、記憶装置３２に記憶されているプログラムがプロセッサ３１によって実行され、図３５に示す処理が行われる。図３５に示す処理が開始されると、システムは、まず、相対位置を第１の相対位置に変更し（ステップＳ２１）、識別情報が付された識別面を撮影する（ステップＳ２２）。これらの処理は、図７のステップＳ１及びステップＳ２の処理と同様である。

次に、システムは、ステップＳ２２に撮影した識別面の画像に識別情報が含まれているか否かを判定し（ステップＳ２３）、識別情報が含まれていない場合には（ステップＳ２３ＮＯ）、一定時間待機し（ステップＳ２４）、その後、ステップＳ２２及びステップＳ２３の処理を繰り返す。なお、識別情報が含まれていない状況としては、例えば、培養容器をインキュベータ２０から取り出して培地交換などの作業が行われている状況が考えられる。一定時間待機しながら処理を繰り返すことで、作業が終了し再びインキュベータ２０に置かれた培養容器を撮影することができるため、ステップＳ２３において識別情報を検出することができる。

識別情報が含まれていると判定されると（ステップＳ２３ＹＥＳ）、システムは、識別情報を特定する（ステップＳ２５）。ここでは、制御装置３０は、ステップＳ２２で撮影した識別面の画像を解析し、画像に含まれる識別情報を特定する。

さらに、システムは、撮影装置の設定を示す撮影情報を読み出す（ステップＳ２６）。ここでは、制御装置３０は、記憶装置３２に記憶されている培養情報１００から、ステップＳ２５で特定された識別情報に関連付けられた撮影情報を読み出す。なお、撮影情報とは、撮影装置１０が試料を撮影するために用いられる情報全般をいい、例えば、図３４に示すように、記憶装置３２に識別情報と関連付けて記憶されている撮影条件情報及び撮影スケジュール情報が含まれる。

撮影情報が読み出されると、システムは、相対位置を第２の相対位置に変更する（ステップＳ２７）。この処理は、図７のステップＳ３の処理と同様である。

その後、システムは、撮影情報に応じた設定で試料を撮影する（ステップＳ２８）。ここでは、制御装置３０は、ステップＳ２６で読み出した撮影情報に応じて撮影装置１０の設定を変更する。具体的には、制御装置３０は、例えば、撮影情報に含まれる撮影条件情報に従って、撮影座標を変更してもよく、使用する光源ユニット１４を切り替えてもよく、照明強度を変更してもよい。また、制御装置３０は、例えば、撮影情報に含まれる撮影スケジュール情報に従って、撮影時間、撮影回数などの設定を変更してもよい。設定が変更されると、その後、制御装置３０は、撮影装置１０に撮影指示を送信し、撮影装置１０に撮影情報に応じた設定で試料を撮影させる。

試料の撮影が終了すると、システムは、識別情報と試料の画像を関連付けて記録する（ステップＳ２９）。ここでは、制御装置３０は、ステップＳ２８で生成された試料の画像をステップＳ２５で特定した識別情報と関連付けて、記憶装置３２に記憶させる。

本実施形態に係る撮影装置及びシステムによっても、図３５に示す処理を行うことで、第１の実施形態に係る撮影装置１０及びシステム１と同様に、容器７０に付された識別情報と容器７０に収容された試料の画像とを関連付けて記録することができる。また、識別面を撮影するための専用のカメラ等を設けることなく識別情報を取得することが可能な点、識別情報の存在が試料の撮影に悪影響を及ぼすことを回避することができる点、利用者は従前どおりの手順で作業を行うだけで導光ユニットを適切な位置に設置することが可能である点についても同様である。

本実施形態に係る撮影装置及びシステムによれば、識別情報に基づいて予め培養情報として識別情報と関連付けて記憶されている撮影情報に従って試料の撮影を行うことができる。また、撮影により生成された画像は、識別情報と関連付けて培養情報として記録される。このため、細胞培養における各種情報の一元管理と、管理した情報に従った培養細胞の自動撮影を容易に実現することができる。

［第５の実施形態］
図３６は、顕微鏡２００が識別面を撮影する方法を説明するための図である。図３７は、プリズム２１３の作用について説明するための図である。上述した実施形態に係るシステムでは、撮影装置としてインキュベータ２０内で使用される撮影装置を含む例が示されたが、システムに含まれる撮影装置は、インキュベータ２０内で使用される撮影装置に限らない。本実施形態に係るシステムは、試料を撮影する撮影装置として倒立顕微鏡を含む点が、上述した実施形態に係るシステムとは異なっている。以下、図３６及び図３７を参照しながら、本実施形態に係るシステムに含まれる顕微鏡２００について、具体的に説明する。

顕微鏡２００は、接眼レンズ２０４を含む倒立顕微鏡であり、さらに、目視観察に加えて撮影に対応した撮影装置である。顕微鏡２００は、図示しない撮像素子を含み、試料を容器７０の下方から撮影する。より具体的には、顕微鏡２００は、図３６に示すように、ステージ２０１と、透過照明用の光源２０２と、対物レンズ２０３と、接眼レンズ２０４と、図示しない撮像素子と、を含んでいる。顕微鏡２００では、撮像素子と対物レンズ２０３は、撮影ユニットを構成する。ステージ２０１は、制御装置３０の指示に従って移動する電動ステージであり、容器７０に対する撮影ユニットの相対位置を変更する移動ユニットである。

顕微鏡２００では、試料を撮影するときには、ステージ２０１は、相対位置を対物レンズ２０３の光軸が容器７０に交わる第２の相対位置へ移動する。そして、顕微鏡２００は、容器７０の底面を介して試料の画像を撮影する。

顕微鏡２００は、さらに、ステージ２０１上に容器７０とともに設置される補助光学系２１０と、補助光学系２１０を支える支持部材２２０と、プリズム２１３を含んでいる。プリズム２１３は、識別面からの光を撮影ユニットへ導く導光ユニットであり、識別面からの光を対物レンズ２０３へ向けて全反射する全反射プリズムである。

補助光学系２１０は、図３６に示すように、複数のプリズム（プリズム２１１、プリズム２１２）で構成されていて、顕微鏡２００の光源２０２からの照明光を、導光ユニットであるプリズム２１３を経由して識別面に導く。

顕微鏡２００では、識別面を撮影するときには、ステージ２０１は、相対位置を対物レンズ２０３の光軸が容器７０から逸れる第１の相対位置へ移動する。具体的には、ステージ２０１は、容器７０とともに動かすプリズム２１３を、図３６に示すように、撮影ユニット（対物レンズ２０３）の光軸上に移動する。そして、顕微鏡２００は、プリズム２１３を介して識別面の画像を撮影する。具体的には、図３７に示すように、補助光学系２１０を介して凡そステージ２０１と平行な照明光Ｌ１がプリズム２１３へ入射し、その後、プリズム２１３で屈折して識別情報７２が付された識別面を照明する。照明光Ｌ１で照明された識別面からの光のうち水平よりも鉛直上向きに出射した光（光Ｌ２ａ）は、斜面２１３ａへ比較的小さな入射角で入射する。このため、斜面２１３ａで臨界角よりも大きな角度で入射する光のみが斜面２１３ａを反射し、撮影ユニットへ導かれる。一方、照明光Ｌ１で照明された識別面からの光のうち水平よりも鉛直下向きに出射した光（光Ｌ２ｂ）は、斜面２１３ａへ比較的大きな入射角で入射するため、斜面２１３ａで反射し、対物レンズ２０３へ入射する。このように対物レンズ２０３へ入射した光が撮像素子上に識別面の光学像を形成する。

本実施形態に係る顕微鏡２００及び顕微鏡２００を含むシステムによっても、図７に示す処理を行うことで、第１の実施形態に係る撮影装置１０及びシステム１と同様に、容器７０に付された識別情報と容器７０に収容された試料の画像とを関連付けて記録することができる。また、識別面を撮影するための専用のカメラ等を設けることなく識別情報を取得することが可能な点、識別情報の存在が試料の撮影に悪影響を及ぼすことを回避することができる点、利用者は従前どおりの手順で作業を行うだけで導光ユニットを適切な位置に設置することが可能である点についても同様である。従って、第１の実施形態に係る撮影装置１０及びシステム１と同様の効果を得ることができる。

図３８は、顕微鏡３００が識別面を撮影する方法を説明するための図である。図３８に示す顕微鏡３００は、第５の実施形態に係る撮影装置の変形例である。本実施形態に係るシステムは、顕微鏡２００の代わりに顕微鏡３００を備えてもよい。

顕微鏡３００は、補助光学系２１０と支持部材２２０の代わりに、補助光源３２０を含む点が顕微鏡２００とは異なっている。顕微鏡２００では、光源２０２からの光を補助光学系２１０を用いてステージ２０１と凡そ平行な光に変換し、さらにプリズム２１３を経由して識別面に照射する。これに対して、顕微鏡３００では、補助光源３２０から直接プリズム２１３へ照明光を入射させることとで、顕微鏡２００と同様の照明を実現することができる。

従って、顕微鏡３００及び顕微鏡３００を含むシステムによっても、第１の実施形態に係る撮影装置１０及びシステム１と同様の効果を得ることができる。

上述した実施形態は、発明の理解を容易にするために具体例を示したものであり、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。上述の実施形態を変形した変形形態および上述した実施形態に代替する代替形態が包含され得る。つまり、各実施形態は、その趣旨および範囲を逸脱しない範囲で構成要素を変形することが可能である。また、１つ以上の実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより、新たな実施形態を実施することができる。また、各実施形態に示される構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよく、または実施形態に示される構成要素にいくつかの構成要素を追加してもよい。さらに、各実施形態に示す処理手順は、矛盾しない限り順序を入れ替えて行われてもよい。即ち、本発明の撮影装置、撮影システム、及び、制御方法は、特許請求の範囲の記載を逸脱しない範囲において、さまざまな変形、変更が可能である。

上述した実施形態では、容器の側面が平面である例を示したが、容器の側面は、例えば、図３９に示すように曲面で構成されてもよい。このような場合には、偏向面６２ｉが側面と同じ曲率の曲面で構成された位置決め部材６０ｉを含む撮影装置１０ｉを用いてもよい。また、識別面として用いられる容器の側面は、傾斜していてもよい。特に、導光ユニットに縮小光学系を含む場合、焦点深度が深くなるため、側面が傾斜している場合であっても十分に識別情報を取得することができる。また、識別面は、容器の側面に限らず、例えば、容器の上面であってもよい。この場合、容器の上から識別面を観察できるように、導光ユニットで光路を迂回させることとすればよい。

また、上述した実施形態では、光路を旋回させることで光路長を稼ぐ例を示したが、例えば、光路中にプリズムなど屈折率が高い部材を挿入することで光路長を稼いでもよい。例えば、図４０に示すように、偏向面６２の直前にプリズム６２ａが設けられた位置決め部材６０ｊを有する撮影装置１０ｊを用いることで、第１の相対位置と第２の相対位置での撮像素子１９から撮影対象物までの光路長差を解消することができる。

１・・・システム、１０、１０ａ～１０ｊ・・・撮影装置、１１・・・透過窓、１２・・・筐体、１３・・・ステージ、１４・・・光源ユニット、１５・・・撮影ユニット、１８・・・光学系、１９・・・撮像素子、２０・・・インキュベータ、３０・・・制御装置、３１・・・プロセッサ、３２・・・記憶装置、３２ａ・・・プログラム、６０、６０ａ～６０ｊ・・・位置決め部材、６１・・・当て付け面、６２・・・偏向面、６３、６９・・・縮小光学系、７０、４００・・・容器、７１、４０１・・・側面、７２、４０２・・・識別情報、１００～１０３・・・培養情報、２００、３００・・・顕微鏡、２０１・・・ステージ、２０２・・・光源、２０３・・・対物レンズ、２１０、３１０・・・補助光学系、２１３・・・プリズム、３２０・・・補助光源

Claims (16)

1. 識別情報が付された容器に収容された試料を前記容器の下方から観察する撮影装置であって、
   撮像素子を含む撮影ユニットと、
   前記容器の底面とは異なる面であって前記識別情報が付された前記容器の面である識別面からの光を前記撮影ユニットへ導く導光ユニットと、
   前記容器に対する前記撮影ユニットの相対位置を変更する移動ユニットと、を備え、
   前記移動ユニットが前記相対位置を前記撮影ユニットの光軸が前記容器から逸れている第１の相対位置に変更した後に、前記撮影ユニットは前記導光ユニットを経由して前記識別面を撮影し、
   前記移動ユニットが前記相対位置を前記撮影ユニットの光軸が前記容器に交わっている第２の相対位置に変更した後に、前記撮影ユニットは前記底面を経由して前記試料を撮影する
   ことを特徴とする撮影装置。
2. 請求項１に記載の撮影装置において、
   前記導光ユニットは、前記識別面と前記撮像素子の間の投影倍率を下げる縮小光学系を含む
   ことを特徴とする撮影装置。
3. 請求項２に記載の撮影装置において、
   前記縮小光学系は、前記識別面の中間像を形成するリレー光学系である
   ことを特徴とする撮影装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の撮影装置において、さらに、
   前記容器を載置する載置面を有し、前記撮影ユニットと前記移動ユニットとを収容する筐体と、
   前記筐体に固定された、前記載置面上で前記容器を位置決めする位置決め部材を備え、
   前記位置決め部材は、前記導光ユニットの少なくとも一部を含む
   ことを特徴とする撮影装置。
5. 請求項４に記載の撮影装置において、
   前記位置決め部材は、前記識別面と前記撮像素子の間の投影倍率を下げる縮小光学系を含む
   ことを特徴とする撮影装置。
6. 請求項４又は請求項５に記載の撮影装置において、
   前記識別面は、前記位置決め部材に向けられた前記容器の側面である
   ことを特徴とする撮影装置。
7. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の撮影装置において、
   前記撮影装置は、倒立顕微鏡であり、
   前記移動ユニットは、前記相対位置を前記第１の相対位置に変更するときに、前記容器とともに動かす前記導光ユニットを前記撮影ユニットの光軸上に移動する
   ことを特徴とする撮影装置。
8. 請求項７に記載の撮影装置において、さらに、
   前記倒立顕微鏡の光源からの照明光を、前記導光ユニットを経由して前記識別面に導く補助光学系を備える
   ことを特徴とする撮影装置。
9. 請求項７に記載の撮影装置において、さらに、
   前記導光ユニットを経由して前記識別面を照明する補助光源を備える
   ことを特徴とする撮影装置。
10. 請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の撮影装置と、
    前記撮影ユニットと前記移動ユニットの動作を制御する制御装置と、を備え、
    前記制御装置は、前記識別情報と前記試料の画像とを関連付けて記録する
    ことを特徴とする撮影システム。
11. 請求項１０に記載の撮影システムにおいて、
    前記制御装置は、
    前記識別情報と関連付けて撮影情報を記憶する記憶部を備え、
    前記撮影装置が前記第１の相対位置で撮影した前記識別面の画像から前記識別情報を特定し、
    前記記憶部から特定された前記識別情報に関連付けられた前記撮影情報を読み出し、
    読み出した前記撮影情報に応じた設定で前記撮影装置に前記第２の相対位置で前記試料を撮影させる
    ことを特徴とする撮影システム。
12. 請求項１０又は請求項１１に記載の撮影システムにおいて、
    前記制御装置は、
    前記撮影装置に複数の異なる前記第１の相対位置で前記識別面を撮影させ、
    前記複数の第１の相対位置で撮影した複数の前記識別面の画像を合成して前記識別情報全体が写った合成画像を生成し、
    前記合成画像に基づいて、前記識別情報を特定する
    ことを特徴とする撮影システム。
13. 撮影ユニットと、試料を収容した容器に対する前記撮影ユニットの相対位置を変更する移動ユニットと、を備える撮影装置の制御方法であって、
    前記相対位置を、前記撮影ユニットの光軸が前記容器から逸れている第１の相対位置に変更し、
    前記容器の底面とは異なる面であって識別情報が付された前記容器の面である識別面からの光を前記撮影ユニットへ導く導光ユニットを経由して、前記識別面を撮影し、
    前記相対位置を、前記撮影ユニットの光軸が前記容器に交わっている第２の相対位置に変更し、
    前記底面を経由して、前記試料を撮影する
    ことを特徴とする制御方法。
14. 請求項１３に記載の制御方法において、さらに、
    撮影された前記識別面の画像から特定された識別情報に基づいて、前記撮影装置の設定を変更する
    ことを特徴とする制御方法。
15. 請求項１３又は請求項１４に記載の制御方法において、
    前記第１の相対位置に変更することは、複数の異なる前記第１の相対位置に順番に変更することを含み、
    前記識別面を撮影することは、前記複数の第１の相対位置の各々で前記識別面を撮影することを含み、
    さらに、前記複数の第１の相対位置で撮影した複数の前記識別面の画像を合成した合成画像から特定された識別情報に基づいて、前記撮影装置の設定を変更する
    ことを特徴とする制御方法。
16. 請求項１３乃至請求項１５のいずれか１項に記載の制御方法において、
    前記識別面を撮影することは、
    前記導光ユニットに含まれる縮小光学系が前記識別面を縮小した前記識別面の中間像を形成することと、
    前記撮影ユニットが前記中間像を拡大した前記識別面の投影像を形成することと、を含む
    ことを特徴とする制御方法。

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