JP6305985B2 - 電話カメラおよびサンプルスタンド - Google Patents

Description

先行の関連出願
本出願は、その全体が参照によって各々援用される、２０１２年４月２５日出願の第６１／６３８，０２９号、および２０１２年４月２３日出願の６１／６３７，１０８号に対して優先権を主張する。

連邦政府支援の研究の声明
該当せず

発明の分野
本発明は、カメラ電話または同様のデバイスから確定しかつ再現可能な距離で研究室または医学的サンプルを保持し、これによって、一般的な電話を、科学的かつ医学的な研究に確実に用いることを可能にするスタンドに関する。

発明の背景
カメラ電話は、多くの複雑なシステムと同様に、収斂技術および実現技術の結果である。これらは、１９５６年まで遡れば多くの関連の特許があるが、スマートフォンの出現以来、カメラ電話は、偏在性となり、かつ極めて機能的となってきた。実際、ある人は、世界で２５億のカメラ電話があり、２０１２年には１年あたり１０億を上回る販売が予想された。

例えば、ｉＰｈｏｎｅ ４Ｓの商業的な成功と共に、例えば、カメラ電話を有用な科学的ツールとさせる、いくつかの機能が普通に利用可能となった。ｉＰｈｏｎｅ ４によって、写真は、いずれの方向からも（例えば、電話の前または後ろで）撮影可能になる。これは、ＬＥＤのフラッシュの構造を有し、８メガピクセルの写真を撮ることができる。これはまた光学ズーム、およびタッチオートフォーカスを有し、かつ１０８０ｐの映像記録が可能である。これはまた、顔検出、ビデオ安定化、より高速、デュアルコアプロセッサー、１チップでＧＳＭ／ＵＭＴＳおよびＣＤＭＡの両方のサポート、ＧＬＯＮＡＳＳサポート、Ｓｉｒｉと呼ばれる自然な言語音声制御システムも有し、最大６４ＧＢの容量まで利用可能である。

しかし、科学的ツールとしてカメラ電話を実際に利用するためには、付属の装備が特定の科学的適用に必要であり、その１つは、電話および実験室のサンプルを、お互いから固定で、かつ再現性の距離で保持するためのデバイスである。本明細書に記載の本発明は、これらの付属品のいくつかを提供する。

本発明は、実験室のサンプル、例えば、ペトリ皿、マイクロタイタープレートおよび生物学的見本を電話カメラに対して固定された関係で保持するように機能し、さらに一方では、カメラの制御にアクセスすることを可能にし、それによって写真が撮影されて、次に、ＵＳＢポートまたはｅメールを介してＰＣと連絡することができるカメラ電話およびサンプルスタンド付属品に関する。本発明者らは、このデバイスを、本明細書においては簡易に「カムスタンド」と呼んでいる。

通常のカラー写真を、カムスタンドを用いて撮影してもよいが、さらに、比色分析および蛍光分析を行ってもよい。

一般的に言えば、カムスタンドは、カメラおよびサンプルをお互いから固定された距離で保持するようにサイズ決めされるレッジ（ledges）を有する、長方形のボックスフレームワークである。好ましい実施形態では、そのフレームワークは、一般的なカメラ電話に嵌合するようにサイズ決めされるレッジを、頂部および底部の両方で、ならびに１つ以上のサンプルレッジを、そのカメラレッジから種々の距離で有し、その結果、使用者は、このカメラから種々の撮影距離を選択できる。

レッジは、全体が省略されてもよい。なぜなら、電話は、そのデバイスの底にかつサンプルを上にして置かれても（またはその逆）であってもよいが、複数のレッジであれば、それらによって使用者が種々の撮影距離を選択することが可能になるために好ましい。

さらに、このデバイスは、第一セットに対して９０°に角度付けされたレッジの第二のセットを有してもよい。このような場合、このデバイスは、その側に回転されてもよく、その結果、使用者は、例えば、使用のための異なる幅の、新しいセットのレッジを選択することが可能になる。ここでは、同じカムスタンドが、２つ以上のサイズのカメラ電話に適合し得る。

フレームワークは完全に開口されてもよく、任意のレッジとともに、長方形のフレームワークを作成するために必要な少なくとも１０の脚を単に有しており、ただしこのデバイスはまた、さらに強化するために頂部および底部で閉じられてもよい。例えば、底部が閉じられ、及びその頂部は開口した場合、そのデバイスは、４つの鉛直脚、８つの水平脚、および極めて広い脚とみなすこともできる基部からできており、全部で９つの脚を形成する。当然ながら、４つの鉛直脚、８つの水平脚が、４つの垂直脚と接続されてもよく、これによって全部で１２となるが、９つが最小である。

また側面は閉じられてもよいが、使用者が電話などを作動させるにはアクセスが必要であり、従って、開口された側面および／または末端が好ましい。完全に開口された開口部は、最小の材料を用い、完全なアクセスを提供し、特に好ましい。

典型的な電話カメラは、一端で、および中心ではないもう一端でカメラを有するので、そしてカメラは、マイクロタイタープレートほどの幅ではないので、レッジは、これらのパラメーターを反映するようにサイズ決めされ得る。従って、カメラレッジは、他方よりも片側ではかなり広くてもよい。

任意の「止め具（stops）」が、電話がその止め具を越えて移動しないように、レッジの長さにそってレッジに追加されてもよく、サンプルトレイについても同様である。典型的には、電話およびサンプルは、フレームワークの反対側の末端からロードされ、末端または他のマークを同平面であるように、またはそれらが、その止め具に達するまで挿入される。

別の実施形態では、あらゆるレッジを、標準のマイクロタイタープレートに嵌合し、保持するようにサイズをきめられ、マイクロタイタープレートに嵌合する別の挿入物を提供し、サンプルレッジを、カメラ電話を保持するのに必要な形状およびサイズに変換する。これは、好ましい実施形態であり得る。なぜなら、カムスタンドキットは、市販されている３〜４つの主要なカメラ電話に嵌合するようにサイズ決めされるカメラレッジを設けることが可能で、また、カメラ電話が変わり続けるにつれて最新版に修正可能であるからである。

好ましい実施形態では、サンプルおよび電話のレッジより上に追加のレッジがあり、それらは、電話またはサンプルのなんらかの鉛直方向の動きを妨げるように機能するが、また、遮光物、フィルター、背景用カラースクリーンなども保持し得る。

スタンドは、任意の適切な材料からできてもよいが、プラスチックが、軽量、安価かつ容易に成形されるので好ましく、ただし、これは必須ではない。このデバイスが、フレームワークに加えて壁を有するように設計される場合、ポリカーボネートまたはアクリレートのような光学的に透明なプラスチックのデバイスを作成することが好ましい場合があり、ただし、ここでこのデバイスは、単なるフレームワークであり、プラスチックは、不透明であってもよい。

従って、適切なプラスチックとしては、ポリマー、コポリマーおよびポリエチレン（ＰＥ）、高密度ＰＥ（ＨＤＰＥ）、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリビニルクロライド（ＰＶＣ）、ポリメチルメタクリレート、ポリフッ化ビニリデンなどの材料の混合物、ならびに、金属、合金、セラミックスなどが挙げられる。

カムスタンドを、通常のカメラ電話および同様のデバイスと共に使用することができ、試験する際に９６ウェルプレート中で増殖した３Ｄサイズの培養物が測定可能であるよう十分詳細な写真を作製できる。追加の解像が必要な場合、カメラはサンプルにより近位にされてもよいし、または任意の商業的に利用可能なズームレンズを装備されてもよい。光およびフィルターをカムスタンドとともに用いてもよいが、本発明者らは、環境光および環境の光またはスクリーンからの光をブロックするためのフィルターを用いて、科学的に有用な細胞培養の写真を撮った。また、フレネルレンズをカメラホルダーとともに用いて、これによっても試験がうまくいった 。

追加の付属品は、ピンで貫通可能な、コルク、発泡スチレン（または他の軟性の材料）のサンプルトレイ（シェルフ）を備えてもよく、それによって、適切なレッジ上のフレームの内側にやはり嵌合する、生物学的サンプル、遮光物、フィルター、暗い背景、白い背景などを保持し得る。通して撮影するためのレンズ用の穴をその中に有するシェルフは、市場にある主要なカメラ電話に嵌合するようにサイズ決めされるリッジを設けられてもよい。拡大シェルフもまた設けられてもよく、ここでは、その穴は、２×、４×などの拡大レンズで置き換えられ、写真の拡大を可能にするが、いくつかのカメラは既にズーム特徴を提供する。

さらに詳細には、本発明は、電話カメラおよびサンプルスタンドキットであり、上記キットは、第一の長方形を形成するように２つの第一の水平脚に接続される２つの第一の鉛直脚と、第二の長方形を形成するように２つの第二の水平脚に接続される２つの第二の鉛直脚とを含み、上記第一の長方形および第二の長方形は、開口頂部と適合するレッジの複数の対とを上記鉛直脚上に有し、かつ上記水平脚に並行である長方形のボックスを形成するように基部に接続されており、上記長方形のボックスフレームの内側にシェルフレッジを形成し、上記レッジは、例えば、３^３／_８インチのプレートまたは他の一般的な科学的な装置を保持するのに十分な幅である。

長方形のフレームワークに加えて、このフレームは、任意の平行六面体であってもよく、これには、立方体（６つの四角い面）および菱面体（６つのひし形面）、または偏菱形（６つの平行四辺形）が挙げられるが、４つの長方形の面および２つの立方体面を有する場合が最も多い。

カムスタンドとともに販売される種々の構成要素または付属品は変化し得るが、上記適合するレッジの複数の対に取り外し可能に嵌合する１つ以上の第一の中実の中実のシェルフ（上記第一の中実のシェルフは、その中に、カメラ電話に適切な位置でレンズ穴を有している）と；上記適合するレッジの複数の対に取り外し可能に嵌合する第二の中実のシェルフと、上記適合するレッジの複数の対に取り外し可能に嵌合し、かつ少なくとも２ｍｍの厚さを有し、ピンが貫通するのに十分柔らかい少なくとも１つの第三の中実のシェルフと；光フィルターである少なくとも１つの透明な第四の中実のシェルフと；拡大レンズが嵌合される穴を有する少なくとも１つの第五の中実のシェルフと、フレネルレンズであるか、または第六の中実のシェルフに設けられる穴を覆うフレネルレンズを有する少なくとも１つの第六の中実のシェルフとを備えてもよい。

別の実施形態では、本発明は、電話カメラおよびサンプルスタンドであって：第一の長方形を形成するように２つの第一の水平脚に接続される２つの第一の鉛直脚と、第二の長方形を形成するように２つの第二の水平脚に接続される２つの第二の鉛直脚とを備え、上記第一の長方形および第二の長方形は、少なくとも１つの垂直脚によって接続されており、それによって、長方形のボックスフレーム、上記鉛直脚上で上記水平脚に平行な適合するレッジの複数の対を形成し、かつ前記長方形のボックスフレームの内側にシェルフレッジを形成する。上記のとおり、カムスタンドは、１つ以上の付属品を備え、これは、上記適合するレッジの複数の対に取り外し可能に嵌合する第一の中実のシェルフを備えており、上記第一の中実のシェルフは、その中にレンズ穴を有している。上記適合するレッジの複数の対に取り外し可能に嵌合する第二の中実のシェルフ。上記適合するレッジの複数の対に取り外し可能に嵌合する第三の中実のシェルフ（ここで上記取り外し可能な中実のシェルフは、少なくとも２ｍｍの厚さを有し、かつピンで貫通するのに十分柔らかい）。上記適合するレッジの複数の対に取り外し可能に嵌合する第四の中実のシェルフ（ここで上記取り外し可能な中実のシェルフは、中実のシェルフに対して一端に取り外し可能に取り付けられ、別の一端に固定されるドロップダウンリーフを有する。

上記適合するレッジの複数の対のうち１つに嵌合するようにサイズ決めされる１つ以上の取り外し可能な透明なフィルターもまた設けられてもよい。あるいは、上記取り外し可能な中実のシェルフの上記レンズ穴に取り外し可能に嵌合する取り外し可能な透明なフィルターが設けられてもよい。上記適合するレッジに取り外し可能に嵌合する黒色のまたは白色の不透明なシェルフが備えられてもよい。上記適合するレッジの複数の対に取り外し可能に嵌合する別の中実のシェルフが備えられてもよく、ここで、上記中実のシェルフは、従来型またはフレネル型の拡大レンズが嵌合される穴を有する。このレンズは、永続的に固定されても、または取り外し可能に固定されてもよく、もし、例えば、スナップフィットを介して取り外し可能に嵌合される場合、１．５倍、２倍、４倍などのような多数のレンズ強度が、キット内に含まれてもよい。

１つ以上のシェルフが、その表面上に、カメラ電話を保持するようにサイズ決めされるリッジを有してもよく、その結果上記カメラ電話のレンズは、上記のレンズ穴の上にある。また、少なくとも１つの垂直脚に隣接する標準のマイクロタイタープレートを保持するようにサイズ決めされるリッジがその上にあってもよい。異なる使用のためのリッジは、上記シェルフの反対面上であってもよい。このリッジはまた、種々の標準的な科学的装置および電話のサイズに嵌合するような位置で変化してもよい。この構成要素はまた、メニューを介して販売されてもよく、購買者はどの品目がその購買者のカムスタンドとともに含まれるかを選択し、それによって特定の目的のための特別注文のカムスタンドキットを構築する。

別の実施形態では、本発明はカムスタンドキットであって、その上に取り外し可能なシェルフを保持するための対の適合したレッジを有している長方形のボックスフレームと、少なくとも１つの中実の取り外し可能なシェルフと、その中にレンズ穴を有している少なくとも１つの中実の取り外し可能なシェルフとを備えている。種々の付属品が、上記のように、含まれてもよい。

本発明者らは、カメラ電話に嵌合するようにサイズ決めされるホルダーを記載してきたが、本発明者らは、本明細書で明確に述べた場合を除き、デバイスのサイズを限定することは意味しない。なぜなら、同じ原理が、カメラの機能をやはり保持している任意のタブレットでも用いられ得るからである。従って、Ｉ−ｐａｄ（登録商標）サイズのホルダーが、同じ方式で作製されて機能し得る。

典型的なタッチスクリーンのカメラ電話の斜視図。 典型的なマイクロタイタープレートの斜視図。 カムスタンドの斜視図である。単一の電話レッジおよび単一のカメラレッジを示しており、各々が適切な位置で止め具を有する。 カムスタンドの斜視図である。一連のレッジを示し、全てが標準のマイクロタイタープレートおよび別のカメラアダプターレッジ（レンズ用の大きい開口部を有する長方形）（これは、任意のサンプルレッジ上に置かれて、カメラを保持してもよく、これによって、レンズは大きいレンズ開口部を通じて遮るもののない視野が可能になる）を嵌合するようサイズ決めされる。 長軸にそったカムスタンドの断面であって、サンプルに対する電話の関係、ならびに撮影距離Ｄおよび視角Ａを示している。 カムスタンドの斜視図であって、上のペトリ皿を撮影している底側の電話を示している。 カムスタンドの斜視図であって、上のペトリ皿を撮影している底側の電話を示している。 カムスタンドの斜視図であって、中央サンプルレッジ上の外科的に開口されたマウスを撮影している上側の電話を示している。マウスがカメラにより近い場合、より高解像度が達成され、サンプルがより大きければ、サンプルは、より大きい距離をレッジに動かされてもよい。 カムスタンドの端面図であって、中央サンプルレッジ上の外科的に開口されたマウスを撮影している上側の電話を示している。マウスがカメラにより近い場合、より高解像度が達成され、サンプルがより大きければ、サンプルは、より大きい距離をレッジに動かされてもよい。 図７は、使用されているカムスタンドを示しており、ここでは、左側のパネルは、単一のマイクロウェルの近くの写真を撮るための設定を示している。実際のデータは、右側に示す。 図８は、使用中のカムスタンドの別の例を示しており、ここでは、左側のパネルは、全体的なマイクロウェルプレートのより広角の写真を撮るための設定を示している。実際のデータは、右側に示す。 図９は、カムスタンドを用いる例示的なデータ分析を示しており、ここでは、創傷治癒アッセイの略図をＡに示し、データをＢにグラフ化する。 図１０は、ウェルに影響して、写真と干渉するカメラスクリーンからの光をブロックするように機能する、ドロップダウンリーフを有するサンプルトレイの別の実施形態を示す。 図１１は、より良好な焦点のために、丸底ウェルの底から細胞を動かしている、磁気的に浮揚された細胞を示す。 球面フレネルレンズ（１）の断面であって、これは、右側の従来のレンズ（２）と匹敵する光屈曲特性を有する。 レンズを用いないときのプレートの照明の側面図。簡略にするためカムスタンドは省略している。 フレネルレンズとともに用いたプレートの照明の同じ側面図。図示された光屈曲パターンは、プレート中の影が除かれている。 ９６ウェルプレート直下にフレネルレンズが位置しているカメラホルダーを示す。写真を撮る過程の間、９６ウェルは、レンズシートのすぐ上にある。 フレネルレンズなしでホルダーを用いて撮った画像で、外側のウェルには明らかに影が示されている。 Ｂでの画像よりもかなり鮮明な画像を示している、ホルダーを用い、およびフレネルレンズを適所に用いて撮った画像で、影はない。

一般的に言って、本発明は、携帯電話カメラおよびサンプルスタンド、ならびに関連の付属品に関し、ここで「カムスタンド」は、長方形のボックスまたは平行六面体のフレームワークおよびレッジ（堅実に、かつサンプルから再現可能な距離で電話および／またはサンプルを保持するようにサイズ決めされる）を有する。

図１は、典型的なタッチスクリーン携帯電話１０を示しており、これはカメラ１１、シャッターイメージ１３、カメラ起動イメージ１５、および携帯電話の制御またはメニューボタン１７を示している。

図２は、典型的なマイクロタイタープレート２０を示しており、これは、基部２１、トップ２３および複数のウェル２５を有する。標準的なサイズのもの（約５インチ×３．１４インチ）があり、好ましいカムスタンドがこれを保持するようにサイズ決めされる。

図３Ａは、フレームを長方形の形状のボックスフレームに接続する、４つの水平脚４６および２〜４（ここでは２つを示す）の垂直脚４８および４９に接続された４つの鉛直脚４４を有しているカムスタンド４０の１つの実施形態を示す。この場合、脚４９および４８は、単に末端脚であるのではなく、頂部および底部表面の全体をカバーし、ただし、本明細書に言及されるとおり、これは任意である。上側のレッジ４２は、特に、カメラから特定の距離で標準のマイクロタイタープレートを保持するようにサイズ決めされ、このカメラは、カムスタンドの底の上に、またはレッジの上に、またはレッジ上に嵌合された取り外し可能なシェルフの上に据えられてもよい。示した実施形態では、シェルフ３６は、下部レッジ４２に嵌合し、カメラが据えられるための表面を設け、そのカメラの位置は、カメラがカムスタンドの底部上に配置される場合に達成されるよりもサンプルにより近い。止め具またはリッジ３７は、シェルフ３６上に位置し、カメラがどこで停止すべきかを示し、それによって、レンズをほぼ中間に配置する。追加のリッジ（リッジ３７に垂直）が、シェルフ上に配置されて、カメラの横方向の動きを同様に停止する。

図３Ｂは、別の実施形態を示しており、ここでは、長方形の形状のボックスフレーム中にフレームを接続する基部４８の名称でも知られる４つの水平脚４６および１〜４つの（ここでは１つを示す）垂直脚に接続された４つの鉛直脚４４がある。このバリエーションでは、鉛直脚に沿って配置されたいくつかのレッジ４２があり、カメラシェルフ６２は、これらの位置のいずれに配置されてもよく、それによって、サンプルに対する距離が制御される。この例では、シェルフ５０は、穴（それを通じて写真が下向き方向に撮られてもよい）、およびリッジまたは止め具５２を、カメラを位置づけるために有する。示したとおり、上側の位置でシェルフ５０を用いて、サンプルは、残りのレッジ４２のいずれかの上のカメラの下であってもよい。あるいは、カメラは、シェルフ６２上に配置されて、上部シェルフ５０は、取り外され、サンプルと置き換えられ、写真が上向きに撮られてもよい。

図４は、この１つの実施例を示しており、ここでは、明瞭にするために、このデバイスの半分だけが示されている。カメラは、止め具３７に対して静止するためにボックス中に押される、シェルフ６２上にある。プレート２０は、カメラからＤの距離で上部レッジ４２上に配置される。距離Ｄが大きくなるほど、写真撮影できる視野の角度Ａは大きくなる。使用者は、その指をカムスタンドの内側に入れて、カメラを起動し、それによってプレートの底で写真を撮ることができる。

画像解像度の改善は、カメラを被写体に近くに動かすことによって達成され得るが、これによって、単回の撮影では被写体全体を捉えられなくなる。解像度の改善が必要である場合、画像を捉えるために底で２つのカメラを用いることによって被写体全体の画像をやはり捉えることができる。２つのカメラが、被写体の半分を捉える視野を有する同じ平面／高さに対してお互いの反対に配置されてもよい。あるいは、被写体の一部を捉えるために一方の側から他方の側へカメラを停止または平行移動させる機械的および／または電気的なアクチュエータを有することによって、このシステムに自動化を組み込んでもよい。

図５Ａは、別の実施形態を示し、ここではこのデバイスは、開口末端および閉鎖末端４８を有し、このデバイスは、どっち側を上に用いられてもよい。ここで示すとおり、閉じた末端４８は、底であり、プレート２０は、真ん中に位置され、カメラは、レンズ穴５４を有するシェルフ５０上のプレート２０の上に配置されても、またはシェルフ６４上のプレート２０の下に配置されてもよい。この場合、このカメラは、下部シェルフ６４上に配置され、止め具３７と出会うまで押され、これによって、カメラは、上向きに撮影することが可能になる。シェルフ６４の位置は、使用のために種々のレッジ４２を選択することによって、プレート２０の位置が可能な限り、変化されてもよい。このように、カメラと被写体の距離は、制御され得る。

図５Ｂは、図５Ａのデバイスを通じた断面の端面図を示しており、ここでは、鉛直脚４４は、その上にレッジ４２を有し、かつサンプルトレイまたはプレート、例えば、マイクロタイタープレート２０（複数のウェル２５を形成する、壁２３および基部２１を有する）を保持するようにサイズ決めされる。カメラ携帯電話１０は、正確な位置（リッジ示さず）でカメラを保持するように、その上に端部またはリッジを有し得る移動可能シェルフ６４上でプレート２０の下に配置される。サンプルが、マイクロタイタープレートより大きい場合でさえ、これは、このユニット（このバージョンでは、開口頂部、および必要に応じて近くに移動されるカメラを有する）の頂部上に配置されてもよい。上から撮影することが望ましい場合、カメラは穴５４を有している移動可能なシェルフ５０上に配置され、レンズ１１は、穴５４を通じて下に撮影するように配置される。

逆さまの実施形態を図６Ａに示しており、これは、上部シェルフ５０上にカメラ、および下部シェルフ６８上にサンプル（この場合マウス５６）を示しており、レンズ７０が穴５４の上に位置している。より大きい図に関しては、マウスのシェルフは、当然ながら、レッジ４２の下側のセットに対してさらに下にされてもよい。必要に応じて、接写レンズをカメラに追加してもよく、安価なレンズアダプターが携帯電話用に利用可能である。あるいは、取り外し可能なシェルフの構成要素として設けられてもよく、例えば、拡大レンズが、穴５４の上のシェルフ５０中へと組み込まれてもよい。

別の実施形態では、フィルターが穴５４で提供されてもよく、その結果、電話で撮った画像はフィルターをかけられる。このフィルターは、達成すべき効果次第で、透明な色のフィルターであってもよい。黒色または白色または着色されたフィルターは、サンプルにあたる周囲光にフィルターをかけることを補助する。このフィルターは、シェルフ５０に組み込まれてもよいし、あるいは、例えば、フィルターまたはスナップ式の機構におけるスライド用のレールによって、穴５４に特異的に嵌合する別の取り外し可能な要素であってもよい。異なる目的のための他のフィルターもまた提供されてもよい。また、このフィルターは、穴に嵌合するのではなく、シェルフ用にサイズ決めされてもよい。

図６Ｂは、マウス５６の接写写真を可能にする、図６Ａの実施形態を断面で示している。本発明者らは、穴５４があるシェルフ５０が好ましいが、シェルフが必要ないように、レッジの少なくとも底部セットをサイズ決めすることも可能である。従って、レッジは、中央位置でカメラを保持するように、片側では十分大きくてもよい。あるいは、既に考察されたとおり、カメラは、閉じた基部４８上に位置してもよい。

図７〜９は、現実の使用におけるカムスタンドの例を示しており、これによってこのシステムは、科学的研究に十分正確にされることを証明する。図７では、右の画像は、９６ウェルプレートのマイクロウェルの直下においたｉＰｈｏｎｅで収集された。この一般的なアプローチは、ある配列の検出器を有するために改変されてもよく、ここで各々の検出器が各々のウェルに設けられるか、および／またはその直下にある。あるいは、この検出器（ｉＰｈｏｎｅ）がまた、画像をとらえるためにウェルからウェルに（ｘ，ｙ）に並進可能な並進ステージに配置されてもよい。同じことが、光源についてあてはまり得、各々のウェルが、ダイオード（またはレーザー光、および／またはファイバーガイド光）を有してもよい。必要に応じて、各々のウェルの写真を撮るためにカメラを平行移動させる機械的および／または電気的なアクチュエータを有することによって、このシステムに自動化を組み込んでもよい。あるいは、プローブされたマイクロウェルの直下にカメラを配置するというこの概念は、隣接するマイクロウェルの各々のまたは組み合わせの直下に置かれたある配置の光学検出器としてさらに実現されてもよい。

図１０は、カメラスクリーンにタッチしてアクセスすることを可能にしたままで、カメラスクリーン光をブロックする、遮光物として機能するドロップダウンリーフ９０を有するシェルフの別の例を示す。バリア９０は、直接スクリーン上であってもよいが、ただし、必要に応じてタッチスクリーン焦点選択のためにスクリーンに対してアクセスを有することが理想的であろう。単純なキャッチ（図示せず）は、使用中でない場合、（シェルフに対して）上方にリーフを保持し得る。

図１１は、カメラまたは光学検出器上に画像を浮揚させるための丸底９６ウェルプレートを用いる例を示す。湾曲表面の底のからの細胞の浮揚によって、丸底マイクロウェルプレートの底の屈曲に起因する画像のゆがみ、および再焦点され拡大されるべき培養基、プラスチック、空気の間の屈折率の変化が可能になる。浮揚されるか浮遊している被写体は、丸底またはレンズの表面から離れて、および／または焦点から離れて再焦点化および拡大され得る。湾曲した表面の底の湾曲および材料は、電話カメラまたは検出器の配列の光学的な質および焦点の要件に適合するように改変されてもよい。

好ましいレンズの１つは、フレネルレンズであり、これは、従来のレンズと同じ機能を提供するある種のコンパクトなレンズである。しかし、鋸歯状の表面デザインによって、従来のデザインのレンズによって必要とされる、質量および材料の容積なしで、大きい開口部および短い焦点距離のレンズの構成が可能になる。フレネルレンズは、匹敵する従来のレンズよりかなり薄く作製されてもよく、ある場合には平坦なシートの形態をとる。フレネルレンズは、光源からさらに斜めの光を捕獲できる。

フレネルレンズは、レンズを１セットの同心円セクションに分割することによって、従来のレンズに比較して必要な材料の量を減らす。各々のセクションでは、全体的な厚みが、等価な単純なレンズに比較して減らされる。これは標準的なレンズの連続平面を同じ湾曲の１セットの表面へと効率的に分け、それらの間には段階的な不連続がある（図１２）。

この画像システムにフレネルレンズを用いる理由は、影を減らすために光を屈曲させる必要があるということである。レンズは、ウェルを真っ直ぐ通る光を収集することを助け、そのため光は、ウェルの端部でブロックされず、従って、本発明者らは、種々のカメラデバイスによって撮られる画像の影の領域を減らすことができる。この機構の詳細は、図１３に図示する。

各々のレンズが、ある焦点長を有する。１つの好ましいレンズは、３倍の倍率を有し、３００ｍｍの焦点長に等しいが、２倍、５倍乃至１０倍又はそれ以上の倍率のレンズが用いられてもよい。このレンズは培養プレートの真下に置かれる。

理想的には、レンズとカメラとの間の距離が３００ｍｍである場合、各々のウェルの細胞構造以外何も撮像されない完全な画像が得られる。しかし、その距離は、ボックスまたはホルダーの寸法によって限定され得る。このような場合、別のレンズを用いて、ホルダーの既存の距離に匹敵する範囲まで焦点距離をさらに短くしてもよい。新しい焦点長は、以下の式を用いて算出される。
１／ｆ＝１／ｆ_１＋１／ｆ_２

従って、新しい焦点長は１５０ｍｍであり、これは、レンズとカメラとの間の距離（１０５ｍｍ）に近い。画像の質をさらに最適化するために、本発明者らは、１０５〜１１０ｍｍの焦点長を有するフレネルレンズを特注生産し得、それによって、本発明者らは、影を最小にして、画像を最高にできる。

図１４Ａは、９６ウェルプレートの直下にフレネルレンズが位置しているカメラホルダーを示す。写真を撮るプロセスの間、９６ウェルは、レンズシートの上に直接ある。図１４Ｂは、フレネルレンズなしでホルダーを用いて撮った画像で、外側のウェルには明らかに影が示されている。図１４Ｃは、Ｂでの画像よりもかなり鮮明な画像を示している、カムスタンドを用い、およびフレネルレンズを適所に用いて撮った画像で、影はない。

Claims (12)

1. 電話カメラおよびサンプルを保持するためのキットであって、
   ａ）第一の長方形を形成するように２つの第一の水平脚に接続される２つの第一の鉛直脚、および第二の長方形を形成するように２つの第二の水平脚に接続される２つの第二の鉛直脚であって、前記第一の長方形および前記第二の長方形は、開口頂部を有する長方形のボックスフレームと、前記鉛直脚上にあり、前記水平脚に並行であり、かつ前記長方形のボックスフレームの内側にシェルフレッジを形成する、適合するレッジの複数の対とを形成するように基部に接続されており、前記レッジが、３^３／_８インチのプレートを保持するのに十分な幅である、２つの第一の鉛直脚および２つの第二の鉛直脚と、
   ｂ）前記適合するレッジの複数の対上に取り外し可能に嵌合し、カメラ電話に適切な位置にレンズ穴を有している第一の中実のシェルフと；
   ｃ）前記適合するレッジの複数の対に取り外し可能に嵌合する第二の中実のシェルフと、
   ｄ）前記適合するレッジの複数の対に取り外し可能に嵌合し、かつ少なくとも２ｍｍの厚さを有し、ピンで貫通するのに十分柔らかい少なくとも１つの第三の中実のシェルフと、
   ｅ）前記適合するレッジの複数の対上に取り外し可能に嵌合する、光フィルターである少なくとも１つの透明な第四の中実のシェルフと；
   ｆ）前記適合するレッジの複数の対上に取り外し可能に嵌合し、拡大レンズが嵌合される穴を有する少なくとも１つの第五の中実のシェルフと、
   を含む、電話カメラおよびサンプルを保持するためのキット。
2. 電話カメラおよびサンプルを保持するためのスタンドであって、
   ａ）第一の長方形を形成するように２つの第一の水平脚に接続される２つの第一の鉛直脚、および第二の長方形を形成するように２つの第二の水平脚に接続される２つの第二の鉛直脚であって、前記第一の長方形および前記第二の長方形は、長方形のボックスフレームを形成するように少なくとも１つの垂直脚によって接続されている、２つの第一の鉛直脚および２つの第二の鉛直脚と、
   ｂ）前記鉛直脚上にあり、かつ前記水平脚に平行であり、かつ前記長方形のボックスフレームの内側にシェルフレッジを形成する、適合するレッジの複数の対と、
   ｃ）さらに、前記適合するレッジの複数の対上に取り外し可能に嵌合し、レンズ穴を有している第一の中実のシェルフと、
   を含み、
   前記長方形のボックスフレームが、標準のマイクロタイタープレートを保持する幅を有する、
   スタンド。
3. 前記適合するレッジの複数の対に取り外し可能に嵌合する第二の中実のシェルフをさらに含む、
   請求項２に記載のスタンド。
4. 前記第一の中実のシェルフが、その表面上にリッジを有しており、カメラ電話を保持するようにサイズ決めされ、その結果前記カメラ電話のレンズが、前記レンズ穴の上にある、
   請求項２に記載のスタンド。
5. 前記適合するレッジの複数の対に取り外し可能に嵌合する第三の中実のシェルフをさらに含み、前記取り外し可能な中実のシェルフが少なくとも２ｍｍの厚さを有し、かつピンで貫通されるのに十分柔らかい、
   請求項２に記載のスタンド。
6. 前記適合するレッジの複数の対に取り外し可能に嵌合する第四の中実のシェルフをさらに含み、前記取り外し可能な中実のシェルフが、一端に取り外し可能に取り付けられ、前記中実のシェルフに対してもう一端で固定される、取得される前記サンプルの画像へのノイズを低減するためのドロップダウンリーフを有する、
   請求項２に記載のスタンド。
7. 前記取り外し可能な第二の中実のシェルフが、少なくとも１つの垂直脚に隣接して標準のマイクロタイタープレートを保持するようにサイズ決めされるリッジをその上に有している、
   請求項３に記載のスタンド。
8. カメラレンズが、前記第一の中実のシェルフの前記レンズ穴を通じて撮影し得、前記第一の中実のシェルフがさらに、前記垂直脚の１つに隣接する標準のマイクロタイタープレートを保持するようにサイズ決めされる、その１つの表面上のリッジと、カメラを保持するための、その反対の表面上のリッジとを有し、その結果、前記カメラレンズが、前記レンズ穴の上または下に嵌合し、反対の垂直脚に隣接する、
   請求項２に記載のスタンド。
9. 前記適合するレッジの複数の対の１つの上に嵌合するようにサイズ決めされる１つ以上の取り外し可能な透明なフィルターをさらに含む、
   請求項２に記載のスタンド。
10. 別体のフレネルレンズをさらに含み、前記フレネルレンズは、前記フレネルレンズが前記標準のマイクロタイタープレートの真下に置かれるように、前記適合するレッジの複数の対の１つの上に嵌合するようにサイズ決めされる、
    請求項２に記載のスタンド。
11. 前記取り外し可能な中実のシェルフの前記レンズ穴上に取り外し可能に嵌合する１つ以上の取り外し可能な透明なフィルターをさらに含む、
    請求項２に記載のスタンド。
12. 前記適合するレッジの複数の対に取り外し可能に嵌合する第三の中実のシェルフをさらに含み、前記中実のシェルフが、拡大レンズが嵌合される穴を有する、
    請求項２に記載のスタンド。

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