JP6815787B2 - 観察装置、観察装置の制御方法及び観察装置の制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、観察装置、観察装置の制御方法及び観察装置の制御プログラムに関する。

一般に、インキュベータ内に培養容器を静置し、当該培養容器内の培養細胞等の画像を得る装置が知られている。例えば特許文献１には、インキュベータ内で、撮像部であるカメラを移動させながら複数の撮影を行い、培養容器内の広い範囲に存在する細胞を撮影する装置に係る技術が開示されている。

特開２００５−２９５８１８号公報

上述のような装置において、撮像部の位置を変化させながら撮影を行うにあたっては、当該撮像部による撮影時に適切な照明が望まれる。例えば、特許文献１には、撮像部の周囲にリングライトを設けることが開示されているが、このようなライトを常時点灯すると消費電力が大きくなる。また、点灯しているライトは熱源となる。適切な照明による消費電力及び発熱の低減は、良好な観察環境の保持に寄与する。

本発明は、適切な照明制御を実施することができる観察装置、観察装置の制御方法及び観察装置の制御プログラムを提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、観察装置は、容器内の生体試料を撮像する撮像素子及び撮像光学系を含み画像信号を出力する撮像部と、前記撮像光学系の光軸から外れた位置に配置され照明光を放射する複数の放射部を含み前記容器内の生体試料を照明する照明部とを具備する撮像ユニットと、前記撮像ユニットを移動させる移動機構と、前記撮像ユニットの位置情報を取得する位置制御部と、前記容器の位置情報を取得する容器位置取得部と、前記容器及び撮像ユニットの位置情報に基づいて、複数の前記放射部のうち何れの放射部から照明光を放射するかを選択し、選択した前記放射部から主たる照明光を放射させる照明制御部と、前記撮像部に撮像させる撮像制御部とを備え、前記照明制御部は、複数の前記放射部のうち前記容器の中心側に位置する前記放射部を選択する。
本発明の一態様によれば、観察装置の制御方法は、容器内の生体試料を撮像する撮像素子及び撮像光学系を含み画像信号を出力する撮像部と、前記撮像光学系の光軸から外れた位置に配置され照明光を放射する複数の放射部を含み前記容器内の生体試料を照明する照明部とを具備する撮像ユニットと、前記撮像ユニットを移動させる移動機構とを備える観察装置の制御方法であって、前記容器及び撮像ユニットの位置情報に基づいて、複数の前記放射部のうち前記容器の中心側に位置する前記放射部を選択することと、選択した前記放射部から主たる照明光を放射させることと、前記撮像部に撮像させることとを備える。
本発明の一態様によれば、観察装置の制御プログラムは、容器内の生体試料を撮像する撮像素子及び撮像光学系を含み画像信号を出力する撮像部と、前記撮像光学系の光軸から外れた位置に配置され照明光を放射する複数の放射部を含み前記容器内の生体試料を照明する照明部とを具備する撮像ユニットと、前記撮像ユニットを移動させる移動機構とを備える観察装置の制御プログラムであって、前記容器及び撮像ユニットの位置情報に基づいて、複数の前記放射部のうち前記容器の中心側に位置する前記放射部を選択することと、選択した前記放射部から主たる照明光を放射させることと、前記撮像部に撮像させることとを前記観察装置のコンピュータに実行させる。

本発明によれば、適切な照明制御を実施することができる観察装置、観察装置の制御方法及び観察装置の制御プログラムを提供できる。

図１は、第１の実施形態に係る測定システムの外観の概略を示す図である。 図２は、第１の実施形態に係る測定システムの構成例の概略を示すブロック図である。 図３は、第１の実施形態に係る試料周辺の構成例の概略を示す側面図である。 図４は、第１の実施形態に係る観察装置による画像取得の一例を示す図である。 図５は、第１の実施形態に係る照明光の光路及び容器周縁部における散乱の一例を示す図である。 図６は、第１の実施形態に係る照明制御における観測対象範囲及びその分割方法の一例を示す図である。 図７は、第１の実施形態に係る観察装置制御処理の一例を示すフローチャートである。 図８は、第１の実施形態に係る観測可能範囲、容器種情報に基づく容器位置及び観測対象範囲の一例を示す図である。 図９は、第１の実施形態に係るスキャン処理の一例を示すフローチャートである。 図１０は、第１の実施形態に係る測定システムで得られる測定結果のデータの構成例の概略を示す図である。 図１１Ａは、第１の実施形態に係るコントローラ制御処理の一例を示すフローチャートである。 図１１Ｂは、第１の実施形態に係るコントローラ制御処理の一例を示すフローチャートである。 図１２は、第２の実施形態に係る撮像ユニットの構成例の概略を示す図である。 図１３は、第３の実施形態に係る照明制御における観測対象範囲及びその分割方法の一例を示す図である。 図１４は、第３の実施形態に係るスキャン処理の一例を示すフローチャートである。 図１５は、第４の実施形態に係るスキャン処理の一例を示すフローチャートである。 図１６は、第４の実施形態に係る各々の照明の累積点灯時間に基づく照明制御における照明の点灯優先度の一例を示す図である。 図１７は、第４の実施形態に係る撮像ユニットの移動軌跡に基づく照明制御において選択される照明の一例を示す図である。 図１８は、第４の実施形態に係る各々の照明の累積点灯時間及び撮像ユニットの移動軌跡に基づく照明制御において選択される照明の一例を示す図である。 図１９は、複数の取得画像の画像情報に基づく容器位置取得の一例を示す図である。 図２０は、センサ出力情報に基づく容器位置取得の一例を示す図である。 図２１Ａは、透明容器形状の別の例を示す図である。 図２１Ｂは、透明容器形状の別の例を示す図である。

［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態に係る測定システムは、培養中の細胞、細胞群、組織等である試料を撮影し、細胞又は細胞群の個数、形態等を記録するためのシステムである。本実施形態に係る技術は、観察対象の容器周縁部等の位置情報を取得し、これに基づいた適切な照明制御の下で撮影が可能な測定システムを実現する。なお、ここでの撮影は撮像でもよく、取得されるのは、静止画でも動画でもよい。

＜測定システムの構成＞
測定システム１の外観の概略を示す模式図を図１に示す。また、測定システム１の構成例を表すブロック図を図２に示す。測定システム１は、観察装置１００と、コントローラ２００とを備える。図１に示すように、観察装置１００は、おおよそ平板形状をしている。観察装置１００は、例えばインキュベータ内に設置され、観察装置１００の上面には、観察対象である試料３００が配置される。以降の説明のため、観察装置１００の試料３００が配置される面と平行な面内に互いに直交するＸ軸及びＹ軸を定義し、Ｘ軸及びＹ軸と直交するようにＺ軸を定義する。観察装置１００の上面には、透明板１０２が設けられており、観察装置１００の筐体１０１の内部には、撮像部１７０が設けられている。観察装置１００は、透明板１０２を介して試料３００を撮影し、試料３００の画像を取得する。一方、コントローラ２００は、例えばインキュベータの外部に設置される。観察装置１００とコントローラ２００とは、通信する。コントローラ２００は、観察装置１００の動作を制御する。

（試料について）
測定システム１の測定対象である試料３００は、例えば次のようなものである。容器３１０内に培地３２２が入れられ、培地３２２内で細胞３２４が培養されている。容器３１０は、例えばシャーレ、培養フラスコ、マルチウェルプレート等であり得る。このように、容器３１０は、例えば、生体試料を培養するための培養容器である。容器３１０の形状、大きさ等は限定されない。容器３１０は、例えば照明光に対して透明な面又は部分を有する透明容器である。培地３２２は、液体培地でも固体培地でもよい。測定対象は例えば細胞３２４であるが、これは、接着性の細胞でもよいし、浮遊性の細胞でもよい。また、細胞３２４は、スフェロイドや組織であってもよい。さらに、細胞３２４は、どのような生物に由来してもよく、菌等であってもよい。このように、試料３００は、生物又は生物に由来する試料である生体試料を含む。

（観察装置について）
図１に示すように、観察装置１００の筐体１０１の上面には、例えばガラス等で形成された透明板１０２が設けられている。試料３００は、この透明板１０２上に静置される。図１には、筐体１０１の上面の全体が透明な板で形成されている例が示されているが、観察装置１００は、筐体１０１の上面の一部に透明板が設けられ、上面のその他の部分が不透明であるように構成されてもよい。

また、透明板１０２上の試料３００が配置される位置を統一し、また試料３００を固定するために、透明板１０２の上には、固定枠４１０が乗せられてもよい。ここで、固定枠４１０は、例えば透明板１０２と同じ大きさ等、透明板１０２に対して特定の位置に配置されるように構成されている。また、固定枠４１０は、固定板４１２に孔４１４が設けられた構成を有する。ここで、孔４１４は、試料３００の容器３１０の外径よりもわずかに大きな直径を有する。したがって、透明板１０２上に固定枠４１０が乗せられた状態においては、容器３１０は、孔４１４内に固定され得る。固定枠４１０は、試料３００の容器３１０の種類に応じて複数種類用意される。固定枠４１０は、用いられてもよいし、用いられなくてもよい。なお、固定枠４１０は、容器３１０の配置される位置を統一できるガイドとなる物を有していればよい。このガイドとなる物は、例えば容器３１０に合わせた形状の凸部、穴、溝、マーカー等である。例えば、ユーザはガイドとなる構造に容器３１０を合わせて配置したりする
筐体１０１の内部には、観察装置１００の各構成要素が設けられている。インキュベータ内は例えば温度３７℃、湿度９５％といった高温多湿の環境である。観察装置１００はこのような高温多湿の環境で用いられるため、筐体１０１及び透明板１０２は気密性が保たれている。また、多湿の環境から観察装置１００の内部を保護するため、筐体１０１及び透明板１０２で囲まれた内部は、その外部と比較して高圧であってもよい。

筐体１０１の内部には、撮像ユニット１２０が設けられている。図１及び図２に示すように、撮像ユニット１２０は、支持部１６８と、撮像部１７０と、照明部１８０とを有する。撮像部１７０は、撮像光学系１７２と撮像素子１７４とを備える。撮像部１７０は、試料３００の方向を撮像し、試料３００の画像を取得する。撮像部１７０は、撮像光学系１７２を介して撮像素子１７４の撮像面に結像した像に基づいて、画像信号又は画像データを生成する。撮像光学系１７２は、焦点距離を変更できるズーム光学系であることが好ましい。

照明部１８０は、第１の照明部１８０ａと第２の照明部１８０ｂとを備える。図１に示すように、第１の照明部１８０ａと第２の照明部１８０ｂとは、支持部１６８の撮像部１７０の近傍又は周囲に、撮像部１７０を挟むように設けられている。照明部１８０は、透明板１０２がある方向、すなわち、試料３００が置かれている方向に照明光を放射する。以下、照明部１８０のうち試料３００が置かれている方向に照明光を放射する箇所を放射部と称する。

図２に示すように、照明部１８０は、照明光学系１８２と光源１８４とをさらに備える。照明光学系１８２は、第１の照明光学系１８２ａと第２の照明光学系１８２ｂとを有する。光源１８４は、第１の光源１８４ａと第２の光源１８４ｂとを有する。例えば、第１の光源１８４ａから放射された照明光は、第１の照明光学系１８２ａを介して試料３００を照明し、同様に、第２の光源１８４ｂから放射された照明光は、第２の照明光学系１８２ｂを介して試料３００を照明する。照明光を放射する箇所である放射部は、例えば、光源であったり、照明光学系の一部であったりする。

図３に第１の実施形態に係る試料３００周辺の構成例の概略を側面図として示し、これを参照して、撮像ユニット１２０の構成について説明する。図３に示すように、撮像ユニット１２０は、例えば撮影時には、第１の照明部１８０ａの有する第１の放射部１８３ａと第２の照明部１８０ｂの有する第２の放射部１８３ｂとのうち少なくとも何れか一方から照明光を放射する。第１の放射部１８３ａと第２の放射部１８３ｂとは、撮像光学系１７２の光軸から外れた位置に、また、撮像光学系１７２を挟むように、それぞれ配置されている。複数の放射部は、撮像光学系１７２に対して点対称の位置に配置されていることが好ましいが、これに限定されない。以下、放射部とのみ記載する場合は、複数の放射部のうち何れの放射部であるかを問わない場合とし、照明光とのみ記載する場合は、複数の放射部のうち何れの放射部が放射した照明光であるかを問わない場合とする。さらに、照明光は、１つの放射部が放射した照明光であっても、複数の照明光が放射した照明光であってもよい。

図３に示すように、試料３００の上面には容器上面３６０が配置される。この容器上面３６０は、照明光の一部を反射する。図３中に実線矢印で示すように、例えば、第１の放射部１８３ａから放射された照明光は、容器上面３６０に照射される。このとき、容器上面３６０によって照明光の一部が反射され、照明光の一部が容器上面３６０を透過する。反射光の一部は、細胞３２４を照明して撮像部１７０の有する撮像光学系１７２へ入射する。すなわち、撮像光学系１７２へ入射する反射光は、細胞３２４を透過した透過光を含む。図３に破線矢印で示す第２の放射部１８３ｂから放射された照明光も、上述の場合と同様にして細胞３２４を照明し、撮像光学系１７２へ入射する。

本実施形態では、照明部１８０が２つの照明光学系と２つの光源を有する場合を説明するが、これに限定されない。例えば、照明部１８０の有する照明光学系と光源とは、２つ以上の複数であってもよく、さらに照明光学系の数と光源の数とは異なっていてもよい。なお、照明部１８０は支持部１６８に配置されていると述べたが、各々の照明光学系の照明光を放射する放射部が支持部１６８に配置されていればよく、例えば各々の光源は、観察装置１００の何れの場所に配置されていてもよい。共通の光源を有する複数の照明光学系が支持部１６８に配置されていてもよい。この場合、照明光を放射する照明光学系を切り替えるための光学系が設けられる。すなわち、撮像ユニット１２０は、少なくとも撮像光学系１７２と複数の放射部とを有していればよい。

本実施形態では、光源１８４は、発光ダイオード（ＬＥＤ）のような発光素子であるとして説明をするが、これに限定されない。例えば、光源１８４は蛍光灯や水銀灯であってもよい。すなわち、光源１８４の放射する照明光の波長は問わない。例えば、観察対象及びインキュベータ内の環境によって、照明光の波長は、赤外、可視、紫外の何れの波長領域であってもよい。さらに、各々の光源は冷却機構を備えていてもよい。

図１に戻って説明を続ける。撮像ユニット１２０は、移動機構１６０によって移動させられる。移動機構１６０は、撮像ユニット１２０をＸ軸方向に移動させるためのＸ送りねじ１６１とＸアクチュエータ１６２とを備える。また、移動機構１６０は、撮像ユニット１２０をＹ軸方向に移動させるためのＹ送りねじ１６３とＹアクチュエータ１６４とを備える。撮像部１７０は、透明板１０２上の試料３００の画像を一部ずつしか取得できないが、移動機構１６０によって撮像ユニット１２０が移動させられることで、撮像部１７０は、広い範囲の画像を取得することができる。

Ｚ軸方向の撮影位置は、撮像光学系１７２の合焦位置が光軸方向に変更されることで変更される。すなわち、撮像光学系１７２は、合焦用レンズを光軸方向に移動させるための合焦調整機構を備えている。なお、合焦調整機構に代えて、又はこれと共に、移動機構１６０は撮像ユニット１２０をＺ軸方向に移動させるためのＺ送りねじ及びＺアクチュエータ等を備えてもよい。

本実施形態では、観察装置１００の試料３００が配置される面と平行な面内にＸ−Ｙ平面があると定義する旨を上述したが、以降の説明のため、さらにＸ軸方向の正の向きをＸ＋方向と称し、これをＸアクチュエータ１６２からＸ送りねじ１６１の長手方向に沿って離れる方向であると定義する。同様に、Ｙ軸方向の正の向きをＹ＋方向と称し、これをＹアクチュエータ１６４からＹ送りねじ１６３の長手方向に沿って離れる方向であると定義する。Ｚ軸方向の正の向きをＺ＋方向と称し、これを撮像ユニット１２０から試料３００に向かう方向と定義する。また、Ｘ軸方向の負の向きをＸ−方向と、Ｙ軸方向の負の向きをＹ−方向と、Ｚ軸方向の負の向きをＺ−方向と称する。

なお、本実施形態では、撮像光学系１７２と放射部とは、撮像ユニット１２０の試料３００へ対向する側、すなわちＺ＋方向側の面に配置されるものとして説明をするが、これに限定されない。例えば、試料３００のＺ−方向側の位置に撮像光学系１７２が、Ｚ＋方向側の位置に複数の放射部が配置されている等、撮像光学系１７２と放射部とが試料３００をＺ方向に挟むように配置されていてもよい。このような配置が採用されても、後述する本実施形態の効果は得られる。また、本実施形態では、撮像ユニット１２０におけるＸ−側に第１の放射部１８３ａが、Ｘ＋側に第２の放射部１８３ｂが設けられているものとする。

筐体１０１の内部には、移動機構１６０、撮像部１７０及び照明部１８０の各々の動作を制御するための回路群１０５が設けられている。回路群１０５には、第１の通信装置１９２が設けられている。第１の通信装置１９２は、例えば無線でコントローラ２００と通信を行うための装置である。この通信には、例えばＷｉ−Ｆｉ（登録商標）又はBluetooth（登録商標）等を利用した無線通信が利用される。また、観察装置１００とコントローラ２００とは、有線によって接続されて有線による通信が行われてもよい。このように、筐体１０１の内部に、透明板１０２を介した撮影によって画像データを生成する撮像部１７０と、撮像部１７０を移動させる移動機構１６０とを設けることによって、信頼性が高く、取り扱いや洗浄が容易であり、コンタミネーション等を防止できる構造にすることが可能である。

図２に示すように、観察装置１００は、上述の移動機構１６０、撮像ユニット１２０及び第１の通信装置１９２に加えて、第１の制御部１１０と、第１の記録部１３０と、画像処理回路１４０とを備える。第１の制御部１１０、第１の記録部１３０、画像処理回路１４０及び第１の通信装置１９２は、例えば上述の回路群１０５に配置されている。

第１の制御部１１０は、観察装置１００の各部の動作を制御する。第１の制御部１１０は、位置制御部１１１、撮像制御部１１２、照明制御部１１３、通信制御部１１４、記録制御部１１５、測定制御部１１６、演算部１１７及び容器位置取得部１１８としての機能を備える。位置制御部１１１は、移動機構１６０の動作を制御し、撮像ユニット１２０の位置を制御する。また、位置制御部１１１は、移動機構１６０によって移動させられる撮像ユニット１２０の位置を取得する。撮像制御部１１２は、撮像部１７０の動作を制御し、撮像部１７０に試料３００等の画像を取得させる。照明制御部１１３は、照明部１８０の動作を制御する。通信制御部１１４は、第１の通信装置１９２を介したコントローラ２００との通信を管理する。記録制御部１１５は、観察装置１００で得られたデータの記録について制御する。測定制御部１１６は、測定を行うタイミングや回数等、測定全体を制御する。演算部１１７は、撮像部１７０の取得する画像及び輝度値等に基づく各種解析を行う。容器位置取得部１１８は、試料３００の位置情報を取得する。位置情報の取得は、例えば、ユーザの入力した容器種情報、画像データ、センサ出力値等に基づく。

第１の記録部１３０は、例えば第１の制御部１１０で用いられるプログラムや各種パラメータを記録している。また、第１の記録部１３０は、観察装置１００で得られたデータ等を記録する。

画像処理回路１４０は、撮像部１７０の生成した画像データに対して、各種画像処理を施す。画像処理回路１４０による画像処理後のデータは、例えば第１の記録部１３０に記録されたり、第１の通信装置１９２を介してコントローラ２００に送信されたりする。また、第１の制御部１１０又は画像処理回路１４０は、得られた画像に基づく各種解析を行ってもよい。例えば第１の制御部１１０又は画像処理回路１４０は、得られた画像に基づいて、試料３００に含まれる細胞又は細胞群の画像を抽出したり、細胞又は細胞群の数、形状又は大きさを算出したりする。このようにして得られた解析結果も、例えば第１の記録部１３０に記録されたり、第１の通信装置１９２を介してコントローラ２００に送信されたりする。これら画像処理回路１４０の行う処理は、演算部１１７によって行われてもよい。

撮像部１７０は、図３を参照して上述したように、撮像光学系１７２へ入射した光について撮像動作を行う。第１の実施形態に係る観察装置による画像取得の一例を図４に示し、これを参照して撮像部１７０による画像取得について説明する。観察装置１００は、例えば第１の面内において、Ｘ方向及びＹ方向に位置を変更させながら繰り返し撮影を行い、複数の画像を取得する。画像処理回路１４０は、これらの画像を合成して、第１の面に係る１つの第１の画像６１１を作成する。ここで、第１の面は、例えば撮像部１７０の光軸に垂直な面、すなわち、透明板１０２と平行な面である。さらに、観察装置１００は、厚さ方向に撮影位置を第２の面、第３の面と変化させながら、同様に、Ｘ方向及びＹ方向に位置を変更させながら繰り返し撮影を行い、それらを合成して、第２の画像６１２及び第３の画像６１３を取得する。ここで、厚さ方向とは、撮像部１７０の光軸方向であるＺ軸方向であり、透明板１０２に対して垂直な方向である。このようにして、３次元の各部における画像が取得される。

ここでは、Ｚ方向に撮影面を変化させながら撮影を繰り返す例を示したが、Ｚ方向には複数の画像を得ることなく、Ｘ方向及びＹ方向にのみ位置を変更させながら繰り返し撮影が行われてもよい。この場合、１つの平面の合成画像が得られる。なお、第１の画像６１１、第２の画像６１２、第３の画像６１３等の取得方法については、Ｚ軸方向の位置を固定してＸ方向及びＹ方向にスキャンし、その後、Ｚ軸方向の位置を変更して再びＸ方向及びＹ方向にスキャンしてもよい。また、Ｘ方向及びＹ方向の１つの位置につきＺ軸方向の位置を変更しながら複数回の撮影が行われ、この複数回の撮影がＸ方向及びＹ方向にスキャンしながら行われてもよい。なお、スキャンと走査は同じ意味を示すものとする。

なお、測定に係る撮影では、試料３００に照明光を照射し続ける必要がなく、撮影を行う瞬間のみ試料３００に照明光を照射すればよい。このように、照射時間を短時間にすることで細胞３２４へのダメージを低減できる。このため、十分に強い強度を有する照明光が撮影のタイミングに合わせて試料３００に照射され得る。このことは、良質な画像を得ることに貢献する。

以上のように、撮像部１７０はＸ方向及びＹ方向に位置を変更させながら繰り返し撮影を行い、複数の画像を取得する。ただし、このような画像取得時に、例えば容器周縁部において照明光が散乱してしまうと、撮像部１７０は、適切な画像を取得できなくなる。第１の実施形態に係る照明光の光路及び容器周縁部における散乱の一例を図５に示し、これを参照して容器周縁部における照明光の散乱について説明する。撮像ユニット１２０の試料３００に対する相対位置は、撮像ユニット１２０が移動機構１６０によって移動させられることによって変化し得る。そのため、図３に示すような試料３００と撮像ユニット１２０との相対位置の関係は、図５に示すような相対位置の関係へと変化し得る。

試料３００と撮像ユニット１２０とが、図５に示すような相対位置の関係にあるとき、第１の放射部１８３ａの放射した照明光は、図５中に破線矢印で示すような光路を辿る。すなわち、当該照明光は、容器上面３６０に入射する前に、例えば光路上にある容器３１０の容器周縁部において、そのほとんどが散乱する。したがって、撮像部１７０は当該照明光を十分に取得できず、適切な画像を取得できない。一方で、このとき、第２の放射部１８３ｂの放射した照明光は、図５中に実線矢印で示すような光路を辿る。すなわち、当該照明光は図３を参照して説明したように撮像光学系１７２へ入射でき、また、撮像部１７０は適切な画像を取得できる。

本実施形態に係る第１の制御部１１０は、試料３００の容器３１０の位置情報と、撮像ユニット１２０の位置情報とに基づき、容器３１０の容器周縁部において照明光が散乱しないように、照明光を放射する放射部を適切に選択する照明制御を行う。当該照明制御において第１の制御部１１０は、例えば、容器３１０の内側にある放射部に照明光を放射させる。本実施形態に係る測定システム１は、当該照明制御によって適切な照明環境を維持して、撮影を行うことができる。さらに、照明光を放射する放射部を適切に選択して切り替えることは、同時に無駄な照明光の放射を低減できるということであり、本実施形態に係る技術は、観察装置１００の使用に要するエネルギーの省エネルギー化、及び発熱量の低減にも貢献する。

試料３００及び撮像ユニット１２０の位置情報に基づく照明制御の一例について説明する。本実施形態において、ユーザは、例えば、予め記録されている容器種情報から使用する容器３１０を選択し、また、容器３１０を観察装置１００の指定された位置に配置する。容器種情報は、例えば、容器３１０の種別、各々の容器３１０の形状及び大きさ、各々の容器３１０が観察装置１００内に配置される際の位置情報等を含む。なお、容器種情報は、第１の記録部１３０又は第２の記録部２３０に記録されている。

ここで、第１の実施形態に係る照明制御における観測対象範囲及びその分割方法の一例を図６に示し、これを参照して観察装置１００において観測の対象となる範囲、すなわち観測対象範囲及びその分割方法について説明する。なお、ここでは容器３１０の全体を観察する場合を説明する。第１の制御部１１０は、観測対象範囲Ｒ０を、ユーザの選択した容器３１０に関する容器種情報に基づき決定する。観測対象範囲Ｒ０は、走査範囲と称してもよい。例えば、円形のディッシュがユーザによって選択されたとき、図６に示すように円形の観測対象範囲Ｒ０が決定される。その後、第１の制御部１１０は、観測対象範囲Ｒ０を、複数の領域に分割する。例えば、図６に示すように、容器中心位置に対してＸ−方向の領域において、Ｙ＋方向を第１の領域Ｒ１、Ｙ−方向を第２の領域Ｒ２とする。例えば、容器中心位置に対してＸ＋方向の領域において、Ｙ−方向を第３の領域Ｒ３、Ｙ＋方向を第４の領域Ｒ４とする。

第１の制御部１１０は、撮像ユニット１２０の現在位置を取得し、取得した現在位置の位置情報と容器３１０の位置情報とに基づいて現在の撮影範囲が第１の領域Ｒ１乃至第４の領域Ｒ４のうち、何れの領域に属するかを判定する。第１の制御部１１０は、撮像ユニット１２０の位置する領域に基づいて、照明光を放射する放射部を選択する。

例えば、撮像ユニット１２０が第１の領域Ｒ１又は第２の領域Ｒ２に含まれる位置を撮影するとき、第１の制御部１１０は、第２の放射部１８３ｂに照明光を放射させる。この放射部の選択は、例えば、撮像ユニット１２０が第１の領域Ｒ１及び第２の領域Ｒ２をスキャンするとき、第２の放射部１８３ｂが第１の放射部１８３ａと比べて容器３１０の中心側に位置することに基づく。なお、容器３１０の中心側に位置する放射部が選択されるのは、図５を参照して上述したように、容器周縁部又はその近傍の位置を撮影する際に、放射部から放射された照明光が容器周縁部において散乱することを防ぐためである。同様に、第１の制御部１１０は、例えば、第３の領域Ｒ３又は第４の領域Ｒ４では第１の放射部１８３ａに照明光を放射させる。このとき第１の制御部１１０は、例えば、第１の領域Ｒ１及び第２の領域Ｒ２では第１の放射部１８３ａの放射する照明光を、第３の領域Ｒ３及び第４の領域Ｒ４では第２の放射部１８３ｂの放射する照明光を、それぞれ補助照明としてもよい。補助照明となる照明光は、例えば、主たる照明となる照明光と比べて、その光量が抑えられている。

上述の照明制御の規則は、例えば第１の記録部１３０、第２の記録部２３０等に記録されている。なお、観測対象範囲Ｒ０を４つの領域に分割して照明制御を行うと上述したが、これに限定されない。分割数は、例えば２つ、８つ等の複数であればよく、また、放射部の数と異なっていてもよい。また、分割数は、容器や観察対象の種類に応じて適宜変更してもよい。

（コントローラについて）
コントローラ２００は、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）、タブレット型の情報端末等である。図１には、タブレット型の情報端末を図示している。

コントローラ２００には、例えば液晶ディスプレイといった表示装置２７２とタッチパネルといった入力装置２７４とを備える入出力装置２７０が設けられている。入力装置２７４は、タッチパネルの他に、スイッチ、ダイヤル、キーボード、マウス等を含んでいてもよい。

また、コントローラ２００には、第２の通信装置２９２が設けられている。第２の通信装置２９２は、第１の通信装置１９２と通信を行うための装置である。第１の通信装置１９２及び第２の通信装置２９２を介して、観察装置１００とコントローラ２００とは通信を行う。

また、コントローラ２００は、第２の制御部２１０と、第２の記録部２３０とを備える。第２の制御部２１０は、コントローラ２００の各部の動作を制御する。第２の記録部２３０は、例えば第２の制御部２１０で用いられるプログラムや各種パラメータを記録している。また、第２の記録部２３０は、観察装置１００で得られ、観察装置１００から受信したデータを記録する。

第２の制御部２１０は、システム制御部２１１、表示制御部２１２、記録制御部２１３、及び通信制御部２１４としての機能を有する。システム制御部２１１は、試料３００の測定のための制御に係る各種演算を行う。表示制御部２１２は、表示装置２７２の動作を制御する。表示制御部２１２は、表示装置２７２に必要な情報等を表示させる。記録制御部２１３は、第２の記録部２３０への情報の記録を制御する。通信制御部２１４は、第２の通信装置２９２を介した観察装置１００との通信を制御する。

第１の制御部１１０、画像処理回路１４０及び第２の制御部２１０は、Central Processing Unit（ＣＰＵ）、Application Specific Integrated Circuit（ＡＳＩＣ）、Field Programmable Gate Array（ＦＰＧＡ）、又はGraphics Processing Unit（ＧＰＵ）等の集積回路等を含む。第１の制御部１１０、画像処理回路１４０及び第２の制御部２１０は、それぞれ１つの集積回路等で構成されてもよいし、複数の集積回路等が組み合わされて構成されてもよい。また、第１の制御部１１０及び画像処理回路１４０は、１つの集積回路等で構成されてもよい。また、第１の制御部１１０の位置制御部１１１、撮像制御部１１２、照明制御部１１３、通信制御部１１４、記録制御部１１５、測定制御部１１６、演算部１１７、及び容器位置取得部１１８は、それぞれ１つの集積回路等で構成されてもよいし、複数の集積回路等が組み合わされて構成されてもよい。また、位置制御部１１１、撮像制御部１１２、照明制御部１１３、通信制御部１１４、記録制御部１１５、測定制御部１１６、演算部１１７、及び容器位置取得部１１８のうち２つ以上が１つの集積回路等で構成されてもよい。同様に、第２の制御部２１０のシステム制御部２１１、表示制御部２１２、記録制御部２１３、及び通信制御部２１４は、それぞれ１つの集積回路等で構成されてもよいし、複数の集積回路等が組み合わされて構成されてもよい。また、システム制御部２１１、表示制御部２１２、記録制御部２１３、及び通信制御部２１４のうち２つ以上が１つの集積回路等で構成されてもよい。これら集積回路の動作は、例えば第１の記録部１３０又は第２の記録部２３０や集積回路内の記録領域に記録されたプログラムに従って行われる。

＜測定システムの動作＞
測定システム１の動作について説明する。第１の実施形態に係る観察装置制御処理の一例を図７に示す。観察装置１００の動作について、図７に示すフローチャートを参照して説明する。観察装置制御処理は、観察装置１００、コントローラ２００及び試料３００の設置が終わり、測定の準備が完了した後に開始する。

ステップＳ１０１において、第１の制御部１１０は、電源をオンにするか否かを判定する。第１の制御部１１０は、例えば予め決められた時間毎に電源をオンにすると設定されており、予め決められた時間になったとき、電源をオンにすると判定される。あるいは、観察装置１００は、例えばBluetooth Low Energyといった低消費電力で動作する通信手段を用いてコントローラ２００と常時通信しており、コントローラ２００から当該通信手段を用いて電源をオンにする指示を受けたとき、電源をオンにすると判定される。電源をオンにしないとき、観察装置制御処理はステップＳ１０１を繰り返して待機する。一方、電源をオンにすると判定されたとき、観察装置制御処理はステップＳ１０２に進む。

ステップＳ１０２において、第１の制御部１１０は、電源をオンに切り替えて、観察装置１００の各部に電力を投入する。試料３００の測定を実際に行うときのみ等、必要なときにのみ電源を投入することで、省電力が実現される。特に、観察装置１００の電源がバッテリーであるとき、観察装置１００の駆動時間が長くなる等の効果が得られる。一方で、撮影間隔が短く設定されている場合等、電源のオン及びオフに係る動作によって消費される電力が待機電力よりも大きくなる場合には、第１の制御部１１０は、これを判定して、全体としての消費電力が抑えられるようにしてもよい。

ステップＳ１０３において、第１の制御部１１０は、コントローラ２００との通信を確立する。ここで用いられる通信手段は、例えばＷｉ−Ｆｉといった、高速の通信手段である。

ステップＳ１０４において、第１の制御部１１０は、コントローラ２００から確立した通信を介して情報を取得するか否かを判定する。例えばコントローラ２００から情報が送信されているとき、情報を取得すると判定される。情報を取得しないとき、観察装置制御処理はステップＳ１０６に進む。一方、情報を取得するとき、観察装置制御処理はステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０５において、第１の制御部１１０は、コントローラ２００から送信された情報を取得する。ここで取得される情報には、例えば上述した容器種情報、撮影条件、撮影間隔、その他パラメータ等を含む測定の条件、測定結果の記録の方法、測定結果の送信条件等の条件情報が含まれる。第１の制御部１１０が容器種情報を含むコントローラ２００から送信された情報を取得した後、観察装置制御処理はステップＳ１０６に進む。ここで、第１の実施形態に係る観測可能範囲Ｒ、容器種情報に基づく容器位置及び観測対象範囲Ｒ０の一例を図８に示す。ここで、観測可能範囲Ｒは、測定システム１によって観察、撮影、及び測定の実施が可能な領域である。観測可能範囲Ｒは、例えば、観察装置１００の筐体１０１の大きさ、撮像ユニット１２０の可動範囲等によって変化し得る。図８に示すように、例えば固定枠４１０によって、容器３１０は観察装置１００における観測可能範囲Ｒ内に配置される。第１の制御部１１０は、図６を参照して上述したように、容器種情報に基づいて観測対象範囲Ｒ０を決定する。すなわち、容器３１０が適切に配置されているとき、容器３１０の実際の位置と観測対象範囲Ｒ０とは一致することになる。

ステップＳ１０６において、第１の制御部１１０は、スキャンを行うか否かを判定する。ステップＳ１０６において、スキャンを行わないと判定されたとき、観察装置制御処理はステップＳ１０８に進む。一方、スキャンを行うと判定されたとき、観察装置制御処理はステップＳ１０７に進む。なお、ステップＳ１０６において、スキャンを行うと判定されるのは、例えば、測定システムによる測定が開始された初めのときであったり、ユーザがスキャンを行うことを指示した場合であったり、繰り返し行われる測定の直前であったり、ユーザが設定した時間間隔に基づく場合であったり、試料３００の全域に渡って広範囲に測定したい場合等、種々の条件があり得る。

ステップＳ１０７において、第１の制御部１１０は、スキャン処理を行う。第１の実施形態に係るスキャン処理の一例を図９にフローチャートとして示し、これを参照して説明する。本スキャン処理では、適切な照明制御の下で撮影できるようにするために、第１の制御部１１０が観測対象範囲Ｒ０及び撮像ユニット１２０の位置情報に基づく照明制御を行う。

ステップＳ２０１において、第１の制御部１１０は、撮像ユニット１２０の位置を初期位置に移動させるように移動機構１６０の動作を制御する。初期位置は、容器３１０の中心位置であるとして以下説明をするが、これに限定されない。例えば、初期位置は容器３１０の容器周縁部であってもよい。なお、初期位置は、ユーザによる座標データの入力によって設定してもよいし、予めスキャンして画像を取得して当該画像の解析に基づいて設定してもよい。また、第１の制御部１１０は、スキャンする際のＸ及びＹ方向の移動量、移動方向をユーザの入力に基づくコントローラ２００の出力又は事前設定されて第１の記録部１３０に記録された値に基づき取得する。これら初期設定の終了後、スキャン処理はステップＳ２０２へ進む。

ステップＳ２０２において、第１の制御部１１０は、撮像ユニット１２０の位置が第１の領域Ｒ１又は第２の領域Ｒ２内であるか否かを、例えば第１の制御部１１０が取得した撮像ユニット１２０の位置を示す座標データに基づき、判定する。なお、図８を参照して上述したように、容器３１０の位置、すなわち観測対象範囲Ｒ０は、スキャン処理の前に取得済みである。したがって、図６を参照して上述したように、各々の分割された領域が含む座標は既知である。スキャン処理は、第１の制御部１１０が撮像ユニット１２０は第１の領域Ｒ１又は第２の領域Ｒ２内に位置していないと判定した場合はステップＳ２０３へ進み、位置していると判定した場合はステップＳ２０４へ進む。

ステップＳ２０３及びステップＳ２０４の各々において、第１の制御部１１０は、照明光を放射させる放射部を選択する。第１の制御部１１０は、照明光を放射させる放射部として、ステップＳ２０３では第１の放射部１８３ａを選択し、ステップＳ２０４では第２の放射部１８３ｂを選択する。ステップＳ２０３及びステップＳ２０４における照明の切り替えでは、撮像ユニット１２０及び観測対象範囲Ｒ０の位置情報に基づき、観測対象範囲Ｒ０の内側に位置する放射部が優先的に選択される。すなわち本実施形態では、撮像ユニット１２０が、第１の領域又は第２の領域内に位置しているときには第２の放射部１８３ｂが選択され、当該領域外に位置しているときには第１の放射部１８３ａが選択される。スキャン処理は、ステップＳ２０３及びステップＳ２０４の各々の後にステップＳ２０５へ進む。

ステップＳ２０５において、第１の制御部１１０は、ステップＳ２０３又はステップＳ２０４において選択された放射部に照明光を放射させ、撮像部１７０に撮影をさせる。この際、第１の制御部１１０は、撮像ユニット１２０の現在位置を取得する。また、第１の制御部１１０は、撮影によって得られた画像データを第１の記録部１３０又は第２の記録部２３０へ記録する。撮影の後、スキャン処理はステップＳ２０６へ進む。

ステップＳ２０６において、第１の制御部１１０は、スキャン処理を終了するか否かを判定する。例えば、スキャン処理を終了する位置は、走査範囲、すなわち観測対象範囲Ｒ０、及びスキャン動作の移動パターン等に基づいて予め決められている。スキャン動作の移動パターンは容器種情報と共に、第１の記録部１３０又は第２の記録部に記録されている。なお、ユーザが、走査範囲及びスキャン動作の移動パターンを設定できるようにしてもよい。スキャン処理を終了しないと判定された場合は、スキャン処理はステップＳ２０７へ進む。

ステップＳ２０７において、第１の制御部１１０は、撮像ユニット１２０が次のＸ方向への移動後に、観測対象範囲Ｒ０の外に位置するか否かを判定する。これは、ステップＳ２０５の撮影時に取得した撮像ユニット１２０の現在の位置、移動量の設定、予め設定されているスキャン動作の移動パターン等に基づく。スキャン処理は、移動後に撮像ユニット１２０が観測対象範囲Ｒ０の外に位置すると判定した場合はステップＳ２０８へ進み、位置しない場合、すなわち依然として観測対象範囲Ｒ０内に位置すると判定した場合はステップＳ２１０へ進む。

ステップＳ２０８において、第１の制御部１１０は、移動機構１６０に撮像ユニット１２０をＹ方向へ所定量移動させる。移動量は、ステップＳ２０１における設定に基づく。その後、スキャン処理はステップＳ２０９へ進む。ステップＳ２０９において、第１の制御部１１０は、Ｘ方向の移動方向の設定を反転させる。例えば、本ステップ直前における撮像ユニット１２０の移動方向がＸ＋方向であった場合は、第１の制御部１１０は、ここで移動方向をＸ−方向へ切り替える。その後、スキャン処理はステップＳ２１０へ進む。

ステップＳ２１０において、第１の制御部１１０は、移動機構１６０に撮像ユニット１２０をＸ方向へ所定量移動させる。その後、第１の制御部１１０は、ステップＳ２０６においてスキャン処理を終了すると判定されるまで、ステップＳ２０２乃至ステップＳ２１０における繰り返し処理を継続する。ステップＳ２０６において、当該繰り返し処理を終了すると判定された場合、スキャン処理は終了し、観察装置制御処理のステップＳ１０８へ進む。

スキャン処理が終了した後の観察装置制御処理について、図７を再び参照して説明する。ステップＳ１０８において、第１の制御部１１０は、マニュアルによる位置指定があったか否かを判定する。すなわち、コントローラ２００から撮影位置を指定しての撮影の指示があったか否かを判定する。例えば、ユーザは、スキャン処理で得られた試料３００全体の画像等に基づいて、位置を指定することができる。また、スキャン処理で得られた画像に限らず、過去に測定に係る撮影で得られた画像に基づいても、ユーザは撮影位置を指定することができる。撮影位置を指定しての撮影の指示がないとき、観察装置制御処理はステップＳ１１０に進む。一方、撮影の指示があるとき、観察装置制御処理はステップＳ１０９に進む。

ステップＳ１０９において、第１の制御部１１０は、移動機構１６０を動作させて、指示された位置に撮像部１７０を移動させ、撮像部１７０に当該位置における画像の取得を行わせる。このとき、第１の制御部１１０はスキャン処理と同様に照明制御を行う。第１の制御部１１０は、得られた画像を第１の通信装置１９２を介してコントローラ２００へと送信する。その後、観察装置制御処理はステップＳ１１０に進む。

ステップＳ１１０において、第１の制御部１１０は、測定を開始するタイミングであるか否かを判定する。測定を開始するタイミングでないとき、処理はステップＳ１１２に進む。一方、測定を開始するタイミングであるとき、処理はステップＳ１１１に進む。測定を開始するタイミングは、例えば１時間毎等と予め定められていてもよい。また、測定が開始される条件は、時間によらず、例えば細胞３２４又は培地３２２の状態に応じてもよい。本実施形態においては、測定を開始するタイミングになるごとに、繰り返し測定が行われる。

ステップＳ１１１において、第１の制御部１１０は、測定処理を行う。測定処理において、第１の制御部１１０は、図９を参照して上述したような本実施形態に係る照明制御の下で、撮像部１７０に撮影を繰り返し行わせる。また、第１の制御部１１０は、取得した画像データに対して、所定の処理を行い、要求されている結果を第１の記録部１３０に記録する。その後、処理はステップＳ１１２に進む。

測定処理における移動機構１６０による撮像部１７０の移動範囲は、例えば観測対象範囲Ｒ０である。また、移動範囲はユーザによって別途、例えばステップＳ１０８、ステップＳ１０９等において設定されてもよい。測定処理で撮影される範囲は、例えば、測定の開始当初に例えば細胞のコロニー等、注目する細胞があると特定された領域、あるいは、複数回の撮影で、細胞等に注目すべき変化が生じている領域である。

なお、上述の説明では、スキャン処理においては静止画撮影が行われるものとしたが、これに限らない。スキャン処理においても、測定処理においても、ここで説明したように、撮像部１７０の位置座標ごとに静止画を撮影し、得られた静止画に基づく解析が行われてもよく、動画撮影が行われてもよい。

測定処理で行われる画像取得について図４を参照して上述したが、このように得られた、第１の記録部１３０に記録される測定結果のデータの構成の一例を図１０に示す。図１０に示すように、測定結果７００には、１回目の測定で得られた第１のデータ７０１、２回目の測定で得られた第２のデータ７０２等が含まれる。これらのデータの数は、測定の回数に応じて増減する。

例えば第１のデータ７０１に注目すると、第１のデータ７０１には、以下の情報が含まれる。すなわち、第１のデータ７０１には、開始条件７１０が含まれる。この開始条件７１０は、ステップＳ１１０で測定開始と判定された条件を含んでいる。例えば測定開始時刻等が予め決められており、当該決められた測定開始時刻で測定が開始されたとき、測定開始時刻が開始条件７１０として記録される。

また、第１のデータ７０１には、第１の画像情報７２１、第２の画像情報７２２、第３の画像情報７２３等が記録されている。これらのデータは、それぞれ１回の撮影において取得されたデータの集合である。第１の画像情報７２１に注目すると、第１の画像情報７２１には、以下の情報が含まれる。すなわち、第１の画像情報７２１には、順番７３１と、位置７３２と、Ｚ位置７３３と、撮影条件７３４と、画像７３５とが含まれる。順番７３１は、位置を変更しながら撮影を繰り返す際の撮影毎の通し番号である。位置７３２は、撮影位置のＸ座標及びＹ座標を含む。Ｘ座標及びＹ座標は、移動機構１６０の制御で用いられる値であり、例えば位置制御部１１１から取得され得る。Ｚ位置７３３は、撮影位置のＺ座標を含む。Ｚ座標は、撮像光学系１７２の制御に用いられる値であり、例えば撮像制御部１１２から取得され得る。撮影条件７３４は、シャッタースピードや絞り等の露出条件その他の撮影条件を含む。ここでいう撮影条件は、撮影毎に異なっていてもよいし、第１のデータ７０１内に含まれる各撮影では共通であってもよいし、測定結果７００に含まれる全ての撮影で共通であってもよい。画像７３５は、撮影により得られた画像データである。第２の画像情報７２２、第３の画像情報７２３等も、それぞれ同様に、順番、位置、Ｚ位置、撮影条件、及び画像の情報を含む。なお、Ｚ方向に撮影面を変更しない場合には、Ｚ位置の情報は省略されてもよい。

また、第１のデータ７０１には、解析結果７４０が含まれる。解析結果７４０は、例えば画像処理回路１４０を用いて測定された細胞又は細胞群の数を表す細胞数７４１等を含む。また、解析結果７４０には、Ｚ位置が共通の画像を合成することで作成された平面の画像が含まれ得る。また、解析結果７４０には、全ての画像７３５を合成することで作成された３次元画像が含まれ得る。また、解析結果７４０には、深度合成画像が含まれてもよい。

第２のデータ７０２にも、第１のデータ７０１と同様に、開始条件、第１の画像データ、第２の画像データ、第３の画像データ等、及び解析結果等が含まれ得る。

さらに、測定結果７００には、第１のデータ、第２のデータ等に基づいて得られた、測定全体の解析結果７０９も含まれ得る。測定結果７００の全てが１つのファイルとして記録されてもよいし、測定結果７００の一部が１つのファイルとして記録されてもよい。

図７に戻って説明を続ける。ステップＳ１１２において、第１の制御部１１０は、コントローラ２００から情報の要求があるか否かを判定する。コントローラ２００からは、例えばステップＳ１１１の測定で得られたデータが要求される。情報の要求が無いとき、処理はステップＳ１１４に進む。一方、情報の要求があるとき、処理はステップＳ１１３に進む。

ステップＳ１１３において、第１の制御部１１０は、コントローラ２００から要求された情報を第１の通信装置１９２を介してコントローラ２００に送信する。その後、処理はステップＳ１１４に進む。

ステップＳ１１４において、第１の制御部１１０は、観察装置制御処理を終了するか否かを判定する。観察装置制御処理を終了するとき、当該処理は終了する。例えば、一連の測定が終了し、観察装置１００がインキュベータから取り出されるような状況において、観察装置制御処理は終了する。一方、終了しないとき、ステップＳ１１５に進む。

ステップＳ１１５において、第１の制御部１１０は、電源をオフにするか否かを判定する。例えば、ステップＳ１１１で行われた測定から、次に行われる測定までの待機時間が長いとき、電力の消費を抑制するために、電源をオフにすると判定する。電源をオフにしないとき、処理はステップＳ１０４に戻る。一方、電源をオフにすると判定されたとき、処理はステップＳ１１６に進む。

ステップＳ１１６において、第１の制御部１１０は、観察装置１００の各部の電源をオフにする。その後、処理はステップＳ１０１に戻る。以上のようにして、観察装置１００は、繰り返し測定を行う。

次に、第１の実施形態に係るコントローラ制御処理の一例を図１１Ａ及び図１１Ｂにフローチャートとして示し、これを参照してコントローラ２００の動作について説明する。コントローラ制御処理は、例えば観察装置１００、コントローラ２００及び試料３００の設置が終わった後に開始する。

ステップＳ３０１において、第２の制御部２１０は、本実施形態に係る測定プログラムが起動されたか否かを判定する。測定プログラムが起動していないとき、処理はステップＳ３０１を繰り返す。コントローラ２００は、本実施形態に係る測定システムのコントローラとしての機能に限らず、種々の機能を果たし得る。したがって、測定プログラムが起動していないとき、コントローラ２００は、測定システム１以外として動作をしてもよい。測定プログラムが起動したと判定されたとき、処理はステップＳ３０２に進む。

ステップＳ３０２において、第２の制御部２１０は、観察装置１００との通信を確立させる。この動作は、観察装置１００による観察装置制御のステップＳ１０３と対になっており、観察装置１００及びコントローラ２００による動作によって、観察装置１００とコントローラ２００との間の通信が確立される。その後、コントローラ制御処理はステップＳ３０３へ進む。また、ここで確立される通信は、観察装置制御のステップＳ１０３と無関係な、例えば後述の観察装置１００の電源をオンにするための指示を送信するための低消費電力な通信でもよい。

ステップＳ３０３において、第２の制御部２１０は、観察装置１００の電源をオンにすることをユーザが要求しているか否かを判定する。例えば観察装置１００の電源をオンにする命令が入力装置２７４を介して入力されたとき、電源をオンにすることが要求されていると判定される。電源をオンにすることが要求されていないとき、処理はステップＳ３０５に進む。一方、電源をオンにすることが要求されているとき、処理はステップＳ３０４に進む。ステップＳ３０４において、第２の制御部２１０は、観察装置１００の電源をオンにすべき旨の命令を観察装置１００へと送信する。その後、処理はステップＳ３０５に進む。この動作は、観察装置１００による観察装置制御のステップＳ１０１と対になっており、コントローラ２００から観察装置１００へと送信された電源をオンにすべき旨の命令を受信した観察装置１００では、ステップＳ１０２の処理により電源がオンに切り替えられる。なお、ここで用いられる通信手段は、例えばBluetooth Low Energy等の低消費電力な通信方法によってもよい。

ステップＳ３０５において、第２の制御部２１０は、観察装置１００に向けて情報を送信することをユーザが要求しているか否かを判定する。例えば情報送信に係る命令が入力装置２７４を介して入力されたとき、情報送信が要求されていると判定される。ここで送信の要求がなされる情報は、容器種情報、測定の条件等である。情報送信が要求されていないとき、処理はステップＳ３０７に進む。一方、情報送信が要求されているとき、処理はステップＳ３０６に進む。ステップＳ３０６において、第２の制御部２１０は、入力装置２７４を介して入力された情報を観察装置１００へと送信する。その後、処理はステップＳ３０７に進む。この動作は、観察装置１００による観察装置制御のステップＳ１０４と対になっており、観察装置１００は、コントローラ２００から観察装置１００へと送信された情報をステップＳ１０５の処理により取得する。

ステップＳ３０７において、第２の制御部２１０は、観察装置１００がスキャン処理を行うことをユーザが要求しているか否かを判定する。例えばスキャン処理実行に係る命令が入力装置２７４を介して入力されたとき、スキャン処理が要求されていると判定される。スキャン処理が要求されていないとき、処理はステップＳ３０９に進む。一方、スキャン処理が要求されているとき、処理はステップＳ３０８に進む。ステップＳ３０８において、第２の制御部２１０は、スキャン処理を開始する旨の指示を観察装置１００へと送信する。その後、処理はステップＳ３０９に進む。この動作は、観察装置１００による観察装置制御のステップＳ１０６と対になっており、観察装置１００は、コントローラ２００から観察装置１００へと送信されたスキャン処理開始指示に基づいて、ステップＳ１０７でスキャン処理を実行する。

ステップＳ３０９において、第２の制御部２１０は、観察装置１００による撮影について、撮影すべき位置がユーザによって手動で指定されたか否かを判定する。例えば撮影位置が入力装置２７４を介して入力されたとき、撮影位置が指定されていると判定される。撮影位置が指定されていないとき、処理はステップＳ３１１に進む。一方、撮影位置が指定されているとき、処理はステップＳ３１０に進む。ステップＳ３１０において、第２の制御部２１０は、入力装置２７４を介して入力された撮影位置を観察装置１００へと送信する。その後、処理はステップＳ３１１に進む。この動作は、観察装置１００による観察装置制御のステップＳ１０８と対になっており、コントローラ２００から観察装置１００へと送信された撮影位置に応じて、ステップＳ１０９の処理で位置合わせが行われ、当該位置における画像が取得されて送信される。

ステップＳ３１１において、第２の制御部２１０は、観察装置１００の測定の開始をユーザが要求しているか否かを判定する。例えば観察装置１００に測定を開始させる命令が入力装置２７４を介して入力されたとき、測定開始が要求されていると判定される。測定開始が要求されていないとき、処理はステップＳ３１３に進む。一方、測定開始が要求されているとき、処理はステップＳ３１２に進む。ステップＳ３１２において、第２の制御部２１０は、測定を開始すべき旨の命令を観察装置１００へと送信する。その後、処理はステップＳ３１３に進む。この動作は、観察装置１００による観察装置制御のステップＳ１１０と対になっており、コントローラ２００から観察装置１００へと送信された命令に応じて、ステップＳ１１１の処理で測定が行われる。

ステップＳ３１３において、第２の制御部２１０は、観察装置１００から情報を取得することをユーザが要求しているか否かを判定する。例えば情報要求に係る命令が入力装置２７４を介して入力されたとき、情報要求されていると判定される。要求される情報は、例えば観察装置１００によって得られた試料３００に関する情報である。この情報は、例えば、試料３００に係る画像データや、試料３００に含まれる細胞又は細胞群の数等、図１０を参照して説明した測定結果７００に含まれる情報であり得る。情報要求がされていないとき、処理はステップＳ３１５に進む。一方、情報要求がされているとき、処理はステップＳ３１４に進む。ステップＳ３１４において、第２の制御部２１０は、ユーザが要求している情報を送信すべき旨の命令を観察装置１００へと送信する。その後、処理はステップＳ３１５に進む。この動作は、観察装置１００による観察装置制御のステップＳ１１２と対になっており、コントローラ２００から観察装置１００へと送信された情報要求に応じて、ステップＳ１１３の処理で要求された情報が観察装置１００からコントローラ２００へと送信される。

ステップＳ３１５において、第２の制御部２１０は、ステップＳ３１４で要求した情報を受信したか否かを判定する。情報を受信していないとき、処理はステップＳ３１７に進む。一方、情報を受信したとき、処理はステップＳ３１６に進む。ステップＳ３１６において、第２の制御部２１０は、受信した情報を表示装置２７２に表示させたり、第２の記録部２３０に記録したりする。その後、処理はステップＳ３１７に進む。

ステップＳ３１７において、第２の制御部２１０は、観察装置１００の電源をオフにすることをユーザが要求しているか否かを判定する。例えば観察装置１００の電源をオフにする命令が入力装置２７４を介して入力されたとき、電源をオフにすることが要求されていると判定される。電源をオフにすることが要求されていないとき、処理はステップＳ３１９に進む。一方、電源をオフにすることが要求されているとき、処理はステップＳ３１８に進む。ステップＳ３１８において、第２の制御部２１０は、観察装置１００の電源をオフにすべき旨の命令を観察装置１００へと送信する。その後、処理はステップＳ３１９に進む。この動作は、観察装置１００による観察装置制御のステップＳ１１５と対になっており、コントローラ２００から観察装置１００へと送信された電源をオフにすべき命令に応じて、ステップＳ１１６の処理で電源がオフにされる。

ステップＳ３１９において、第２の制御部２１０は、測定プログラムが終了したか否かを判定する。測定プログラムが終了しているとき、処理はステップＳ３０１に戻る。一方、測定プログラムが終了していないとき、処理はステップＳ３０３に戻る。すなわち、上述の動作は、繰り返し実行される。

以上のように、測定システム１による測定は、予め設定されたタイミングで、予め設定された条件で繰り返し行われ得る。測定のタイミングや条件の設定は、コントローラ２００を用いてユーザによって入力され、観察装置１００に設定されてもよい。また、測定システム１による測定は、ユーザがコントローラ２００を用いて観察装置１００に指示をすることで、ユーザによる指示の都度に手動で行われることもある。

＜測定システムの利点＞
第１の制御部１１０は、移動機構１６０によって移動させられる撮像ユニット１２０の位置情報、及び観測対象範囲Ｒ０、すなわち容器３１０の位置情報を取得する。第１の制御部１１０は、これら取得した位置情報に基づいて、撮像ユニット１２０の現在位置が、観測対象範囲Ｒ０の有する複数の領域のうち、何れの領域に位置するのか判定する。第１の制御部１１０は、適切な照明環境を維持できるように、撮像ユニット１２０が位置する領域に応じて照明光を放射させる放射部を選択し、また適宜放射部を切り替える、といった照明制御を実施する。本実施形態に係る測定システム１は、当該照明制御によって試料３００の容器周縁部における照明光の散乱を抑制し、良質な画像を取得できる。

本実施形態に係る測定システム１は、例えば常時２つの放射部が照明光を放射する場合、又は例えばリングライトのような光源が照明光を常時放射する場合と比較して、必要十分な照明光を放射する放射部に限って使用することができるため、不必要な照明光の放射を抑制できる。すなわち、本実施形態に係る技術は、測定システム１の使用に係るエネルギーの省エネルギー化にも貢献する。また、照明制御によって不必要な照明を点灯させずに済むため、本実施形態に係る測定システム１は、照明の点灯に伴う発熱量を低減できる。

なお、位置情報に基づいて選択された放射部の他に観測対象範囲Ｒ０内に位置する放射部がある場合には、当該放射部は、照明光を補助的に、例えば光量を抑えて放射していてもよいし、消灯していてもよい。

上述の説明では、撮像ユニット１２０が位置する領域に応じて放射部を選択する規則の一例として、第１の領域Ｒ１及び第２の領域Ｒ２では第２の放射部１８３ｂが、第３の領域Ｒ３及び第４の領域Ｒ４では第１の放射部１８３ａが選択される例を示したが、これに限らない。本実施形態の照明制御では、選択された放射部の放射する照明光が試料３００の容器周縁部において散乱しないことが重要である。したがって、当該照明制御において、照明光を放射する放射部として観測対象範囲Ｒ０内に位置する放射部が選択される規則であれば、照明光を放射する放射部を選択する規則は、どのようなものであってもよい。

［第２の実施形態］
本発明における第２の実施形態について説明する。ここでは、第１の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については同一の符号を付してその説明を省略する。第２の実施形態に係る撮像ユニットの構成例の概略を図１２に示す。第１の実施形態では、第１の制御部１１０は、２つの放射部のうち何れが照明光を放射するかを選択していた。これに対して、本実施形態では図１２に示すように撮像ユニット１２０は、第１の放射部１８３ａ及び第２の放射部１８３ｂに加え、第３の放射部１８３ｃ及び第４の放射部１８３ｄをさらに有する。このため、照明光学系１８２は、第３の照明光学系と第４の照明光学系とをさらに有していてもよいし、光源１８４は、第３の光源と第４の光源とをさらに有していてもよい。放射部は、第１の実施形態の場合と同様に、照明部１８０の備える各部の何れに含まれるものであってもよい。本実施形態では、第１の制御部１１０は、４つの放射部のうち何れが照明光を放射するかを選択する。

図１２を参照して、本実施形態における撮像ユニット１２０の構成の一例について、詳細に説明する。各々の放射部は、撮像部１７０又は撮像光学系１７２に対して概ね点対称の位置に配置されている。すなわち、撮像部１７０又は撮像光学系１７２は、複数の放射部に挟まれるように配置されている。また、第３の放射部１８３ｃの位置と第４の放射部１８３ｄの位置とを結ぶ線分は、第１の放射部１８３ａの位置と第２の放射部１８３ｂの位置とを結ぶ線分に概ね直交している。例えば、第１の放射部１８３ａは撮像光学系１７２に対してＸ−方向に、第２の放射部１８３ｂは撮像光学系１７２に対してＸ＋方向に、第３の放射部１８３ｃは撮像光学系１７２に対してＹ−方向に、第４の放射部１８３ｄは撮像光学系１７２に対してＹ＋方向に、それぞれ配置されている。上述の撮像ユニット１２０の構成は一例であり、これに限定されない。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向のそれぞれに基づいて撮像ユニット１２０における各々の要素の配置を説明したが、これも上述の配置に限定するものではない。例えば、Ｘ軸方向に第２の放射部１８３ｂと第４の放射部１８３ｄとが位置する配置でもよいし、図１２に示す構成例が同一平面上で回転したような配置でもよい。

本実施形態における観測対象範囲Ｒ０は、第１の実施形態で図６を参照して説明した例と同様である。そこで本実施形態では、撮像ユニット１２０が図１２に示すような構成であり、図６に示すように観測対象領域Ｒ０が分割されている場合に、第１の制御部１１０が分割された各々の領域において、どのように照明制御を行うのかを説明する。なお、以下の説明において、照明Ａは、第１の放射部１８３ａが照明光を放射して照明を行う物であるとする。同様に、照明Ｂ、照明Ｃ、照明Ｄの各々は、それぞれ、第２の放射部１８３ｂ、第３の放射部１８３ｃ、第４の放射部１８３ｄが照明光を放射して照明を行う物であるとする。本実施形態における照明制御では、第１の実施形態の説明において図５を参照して上述したように、撮像ユニット１２０及び観測対象範囲Ｒ０の位置情報に基づき、観測対象範囲Ｒ０の内側に位置する照明が選択され得る。

本実施形態において、分割された各々の領域で選択され得る照明の組み合わせは、以下の通りである。撮像ユニット１２０が第１の領域Ｒ１に位置するとき、第１の制御部１１０は、照明Ｂ又は照明Ｃを選択する。撮像ユニット１２０が第２の領域Ｒ２に位置するとき、第１の制御部１１０は、照明Ｂ又は照明Ｄを選択する。撮像ユニット１２０が第３の領域Ｒ３に位置するとき、第１の制御部１１０は、照明Ａ又は照明Ｄを選択する。撮像ユニット１２０が第４の領域Ｒ４に位置するとき、第１の制御部１１０は、照明Ａ又は照明Ｃを選択する。このように、本実施形態では複数の照明のうち２つが主たる照明の候補として選択され得る。

なお、本実施形態に係る照明制御では、主たる照明の候補として選択された２つの照明は、同時に点灯してもよいし、何れか１つの照明がさらに選択されて点灯してもよい。さらに、ここで主たる照明の候補として選択された他の照明は、例えば減灯して照明光を放射してもよく、消灯していてもよい。

本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第１の実施形態と比較して、補助的に使用できる照明が多いため、より適切な照明制御の実現が可能である。

［第３の実施形態］
本発明における第３の実施形態について説明する。ここでは、第１の実施形態又は第２の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については同一の符号を付してその説明を省略する。第１の実施形態では、第１の制御部１１０は、撮像ユニット１２０は２つの照明を有し、その２つの照明のうち何れが照明光を放射するかを選択していた。これに対して、本実施形態では図１２を参照して第２の実施形態の説明の際に上述したように、撮像ユニット１２０は、照明Ａ乃至照明Ｄの４つの照明を有している。第１の制御部１１０は、４つの照明のうち何れが照明光を放射するかを選択する。また、本実施形態における観測対象範囲Ｒ０の複数の領域への分割数は第２の実施形態と同様に４つであるが、一方で、その分割方法は異なる。

第３の実施形態に係る照明制御における観測対象範囲Ｒ０及びその分割方法の一例を図１３に示す。本実施形態では、図１３に示すように観測対象範囲Ｒ０を４つの領域に分割して照明制御を実施する。ここで分割された領域を、以下、それぞれ第５の領域Ｒ５、第６の領域Ｒ６、第７の領域Ｒ７、及び第８の領域Ｒ８と称する。

観測対象範囲Ｒ０をＹ方向に３分割したときの中央の領域を、さらにＸ方向に２分割する。Ｘ方向に２分割した領域のうち、Ｘ−方向側の領域が第５の領域Ｒ５であり、Ｘ＋方向側の領域が第６の領域Ｒ６である。また、観測対象範囲Ｒ０をＹ方向に３分割したときの中央の領域以外、かつ、Ｙ＋側の領域が第７の領域Ｒ７である。観測対象範囲Ｒ０のうち第５の領域Ｒ５乃至第７の領域Ｒ７以外の領域、すなわち、観測対象範囲Ｒ０をＹ方向に３分割したときの中央の領域以外、かつ、Ｙ−側の領域が第８の領域Ｒ８である。

第３の実施形態に係るスキャン処理の一例を図１４にフローチャートとして示す。本実施形態におけるスキャン処理は、第１の実施形態におけるスキャン処理が、上述のように分割された４つの領域の各々と撮像ユニット１２０との相対位置に基づいて実施されるものであり、さらに撮像ユニット１２０のＹ方向の位置に基づく照明制御が加わったものである。なお、撮像ユニット１２０の構成は、第２の実施形態における構成と同様である。

ステップＳ４０１において、第１の制御部１１０は、第１の実施形態におけるスキャン処理のステップＳ２０１と同様にして、初期位置、Ｘ方向及びＹ方向の移動量の設定を行う。なお、初期位置は観測対象範囲Ｒ０内の中心であっても、その他の何れの位置であってもよい。観測対象範囲Ｒ０は、容器３１０の種類によって異なるが、使用する容器３１０に関する容器種情報がスキャン処理の実行前に取得されており、その形状や大きさ、載置されている位置等は明らかとなっている。

ステップＳ４０２乃至ステップＳ４０４において、第１の制御部１１０は、撮像ユニット１２０の現在位置について、第１の実施形態におけるスキャン処理のステップＳ２０２と同様にして判定する。スキャン処理は、ステップＳ４０２において、撮像ユニット１２０の現在位置が第５の領域Ｒ５内であると判定された場合はステップＳ４０５へ進み、第５の領域Ｒ５内ではないと判定された場合はステップＳ４０３へ進む。スキャン処理は、ステップＳ４０３において、撮像ユニット１２０の現在位置が第６の領域Ｒ６内であると判定された場合はステップＳ４０６へ進み、第６の領域Ｒ６内ではないと判定された場合はステップＳ４０４へ進む。スキャン処理は、ステップＳ４０４において、撮像ユニット１２０の現在位置が第７の領域Ｒ７内であると判定された場合はステップＳ４０７へ進み、第７の領域Ｒ７内ではないと判定された場合はステップＳ４０８へ進む。

ステップＳ４０５において、第１の制御部１１０は、撮像ユニット１２０が第５の領域Ｒ５に位置することに基づき、照明光を放射する照明として照明Ｂを選択する。ステップＳ４０６において、第１の制御部１１０は、撮像ユニット１２０が第６の領域Ｒ６に位置することに基づき、照明光を放射する照明として照明Ａを選択する。ステップＳ４０７において、第１の制御部１１０は、撮像ユニット１２０が第７の領域Ｒ７に位置することに基づき、照明光を放射する照明として照明Ｃを選択する。ステップＳ４０８において、第１の制御部１１０は、撮像ユニット１２０が観測対象範囲Ｒ０のうち第５の領域Ｒ５乃至第７の領域Ｒ７以外の領域、すなわち第８の領域Ｒ８に位置することに基づき、照明Ｄを選択する。ステップＳ４０５乃至ステップＳ４０８の各々の後、スキャン処理はステップＳ４０９へ進む。

ステップＳ４０９において、第１の制御部１１０は、第１の実施形態におけるスキャン処理のステップＳ２０５と同様にして、撮像部１７０に撮影をさせる。撮影の後、スキャン処理は、ステップＳ４１０へ進む。ステップＳ４１０において、第１の制御部１１０は、第１の実施形態におけるスキャン処理のステップＳ２０６と同様にして、観測対象範囲Ｒ０の全域のスキャンが終了したか否かを判定する。スキャン処理は、スキャンが終了していないと判定された場合はステップＳ４１１へ進む。

ステップＳ４１１において、第１の制御部１１０は、移動機構１６０に撮像ユニット１２０をＸ方向及びＹ方向へ所定量移動させる。Ｘ方向及びＹ方向への移動量はステップＳ４０１における設定に基づく。Ｘ方向及びＹ方向への移動の順序等のスキャン動作の移動パターンは容器種情報と共に、第１の記録部１３０又は第２の記録部に記録されている。また、ステップＳ４０１においてスキャン動作の移動パターンを設定できるようにしてもよい。その後、スキャン処理はステップＳ４０２へ戻る。

ステップＳ４０２へ戻り、観測対象範囲Ｒ０、又は事前に設定した領域を全てスキャンするまでステップＳ４０２乃至ステップＳ４１１における繰り返し処理を継続する。ステップＳ４１０において、当該繰り返し処理を終了すると判定された場合、スキャン処理は終了し、観察装置制御処理のステップＳ１０８へ進む。なお、本実施形態においても、第１の実施形態の説明で上述した通り、点灯する照明は１つに限定されない。例えば、図１４中における他照明オフという表現は、あくまでも選択された照明以外の照明が主たる照明ではなくなるという意味に過ぎない。

本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。本実施形態に係る技術は、第１の実施形態と比較して、Ｙ方向における容器周縁部の位置に基づく照明制御を含み、また、補助的に使用できる放射部が多いため、より適切な照明制御の実現が可能である。さらに、本実施形態に係る技術は、観測対象範囲Ｒ０を第２の実施形態とは異なる分割方法によって分割した場合について例を示した。すなわち、本実施形態に係る技術は、容器周縁部によって撮影が妨げられないように適切な照明制御を実施できるため、スキャンの方式を制限しない。

［第４の実施形態］
ここまで述べてきた照明制御に係る技術は、試料３００及び撮像ユニット１２０の位置情報に基づいて照明の候補を選択し、照明の切り替えを行うものである。本実施形態では、撮像ユニット１２０の位置する領域によって、複数の照明を照明の候補として選択し、以下に述べるようにして点灯する照明をさらに選択する。本実施形態では、観測対象範囲Ｒ０内の各々の分割された領域は図６を参照して説明したものであり、撮像ユニット１２０の構成は図１２を参照して説明したものである場合について説明する。また、これまでの説明と同様に、選択された照明は主に点灯する照明であって、その他の照明は補助的に、例えば光量を抑えて点灯していてもよく、消灯していてもよい。

第４の実施形態に係るスキャン処理の一例を図１５にフローチャートとして示す。なお、以下の第４の実施形態に係るスキャン処理の説明は図１４を参照して説明した第３の実施形態に係るスキャン処理の各々のステップにおける処理と比較して説明をする。

ステップＳ５０１において、第１の制御部１１０は、ステップＳ４０１と同様にして、初期位置及び移動量の設定を行う。その後スキャン処理はステップＳ５０２へ進む。

ステップＳ５０２において、第１の制御部１１０は、ステップＳ４０２乃至ステップＳ４０４と同様にして、撮像ユニット１２０の現在位置が第１の領域Ｒ１乃至第４の領域Ｒ４のうち何れの領域にあるか判定する。その後スキャン処理はステップＳ５０３へ進む。

ステップＳ５０３において、第１の制御部１１０は、例えばステップＳ４０５乃至ステップＳ４０８と同様にして、観測対象範囲Ｒ０及び撮像ユニット１２０の位置情報に基づいて照明の候補を選択する。なお、ここで各々の分割された領域、すなわち第１の領域Ｒ１乃至第４の領域Ｒ４において照明の候補として選択される照明は、第２の実施形態で説明した場合と同様である。すなわち、撮像ユニット１２０が、第１の領域Ｒ１に位置するとき照明Ｂ又は照明Ｃが選択され、第２の領域Ｒ２に位置するとき照明Ｂ又は照明Ｄが選択され、第３の領域Ｒ３に位置するとき照明Ａ又は照明Ｄが選択され、第４の領域Ｒ４に位置するとき照明Ａ又は照明Ｃが選択される。

ステップＳ５０４において、第１の制御部１１０は、当該照明の候補から点灯させる照明をさらに選択する。本実施形態では、各々の照明の累積点灯時間と撮像ユニット１２０の移動軌跡とのうちの何れか一方、又はその組み合わせに基づいて点灯させる照明を選択する。ここで、照明の累積点灯時間は光源の累積点灯時間と読み替えてもよい。これら照明の選択の各々については後述する。その後スキャン処理はステップＳ５０５に進む。

ステップＳ５０５において、第１の制御部１１０は、ステップＳ４０９と同様にして、試料３００を撮影する。その後スキャン処理はステップＳ５０６へ進む。ステップＳ５０６において、第１の制御部１１０は、ステップＳ４１０と同様にして、スキャン処理を終了するか否かを判定する。スキャン処理は、終了しないと判定された場合はステップＳ５０７へ進む。ステップＳ５０７において、第１の制御部１１０は、ステップＳ４１１と同様にして、次の撮影位置へと撮像ユニット１２０を移動させる。その後スキャン処理は、ステップＳ５０６においてスキャン処理を終了すると判定されるまで、ステップＳ５０２乃至ステップＳ５０７の処理を繰り返す。スキャン処理は、ステップＳ５０６において終了すると判定された場合は、当該繰り返し処理を終了して観察装置制御処理のステップＳ１０８へ進む。

（各々の照明の累積点灯時間に基づく照明の選択）
ＬＥＤは、累積点灯時間の増加に伴い徐々に劣化して放射できる光束の量、すなわち明るさが低下していく。そこで、例えばＬＥＤを光源として用いる場合等、各々の照明の累積点灯時間に基づいて照明の選択を行う。これにより、本実施形態に係る技術では、一部のＬＥＤの累積点灯時間が突出して長くなりＬＥＤごとに放射する光量に大きな差が生じてしまう状況を未然に防ぎ、適切な照明環境を維持できることになる。

本実施形態では、累積点灯時間の短い光源１８４が、より高い点灯優先度を有することになる。各々の照明の累積点灯時間に基づく照明制御における照明の点灯優先度の一例を図１６に示す。ここで、図１６に示すように、例えば、累積点灯時間に基づく点灯優先度の順は、高い順に照明Ｂ、照明Ａ、照明Ｄ、照明Ｃであるとする。

例えば、ステップＳ５０２において撮像ユニット１２０の現在位置が第３の領域Ｒ３であると判定された場合を説明する。第１の制御部１１０は、ステップＳ５０３において、位置情報に基づき照明Ａと照明Ｄとを切り替え可能な照明の候補として選択する。第１の制御部１１０は、ステップＳ５０４において、照明Ａと照明Ｄとの累積点灯時間を比較し、累積点灯時間に基づく点灯優先度がより高い照明Ａを選択して点灯させる。なお、照明の点灯に伴って累積点灯時間は更新され、これに応じて点灯優先度の順位も、例えば、ステップＳ５０２の直前に更新される。

（撮像ユニットの移動軌跡に基づく照明の選択）
照明を切り替えたとき、ＬＥＤ等の光源固有のバラつき、照明の位置、照明の配置等によって照明の状態に変化が生じる。この変化の撮影された画像への影響は、適切な設計によってある程度抑制できるが、完全に除去することは困難である。そこで、本実施形態では、撮像ユニット１２０の移動によって生じる照明の切り替えをできるだけ抑制する。

撮像ユニットの移動軌跡に基づく照明制御において選択される照明の一例を図１７に示す。なお、図中に一重丸が付してある照明は、ステップＳ５０３において選択される、その領域において選択可能な照明の候補を示し、二重丸が付してある照明は、ステップＳ５０４において、選択された点灯する照明を示す。ここで、図１７に示すように、例えば、撮像ユニット１２０の移動は第１の領域Ｒ１、第４の領域Ｒ４、第３の領域Ｒ３、第２の領域Ｒ２の順であるとする。撮像ユニット１２０の移動パターンは、上述したように第１の記録部１３０又は第２の記録部２３０に予め記録されているとする。

例えば、撮像ユニット１２０の現在位置が第１の領域Ｒ１内であり、照明Ｃが点灯している状態であるとする。ステップＳ５０７において、撮像ユニット１２０が移動させられ、ステップＳ５０２において、撮像ユニット１２０の現在位置が第４の領域Ｒ４内であると判定された場合を説明する。第１の制御部１１０は、ステップＳ５０３において、位置情報に基づき照明Ａと照明Ｃとを切り替え可能な照明の候補として選択する。このとき、第１の制御部１１０は、ステップＳ５０４において、照明の切り替えなく撮影が継続できるように、照明の候補として選択された照明Ａと照明Ｃとから、照明Ｃを選択する。

その後、撮像ユニット１２０は移動させられ、ステップＳ５０２において、撮像ユニット１２０の現在位置が第３の領域Ｒ３内であると判定された場合、第１の制御部１１０は、ステップＳ５０３において、位置情報に基づき照明Ａと照明Ｄとを切り替え可能な照明の候補として選択する。このとき、現在点灯している照明Ｃは照明の候補に含まれていない。このとき第１の制御部１１０は、例えば、撮像ユニット１２０が現在の領域の後に移動させられる領域において、位置情報に基づき選択される照明の候補を参照する。上述したように、撮像ユニット１２０の移動順序は既知であり、撮像ユニット１２０は、第３の領域Ｒ３の後に第２の領域Ｒ２へ移動させられる。第２の領域Ｒ２において位置情報に基づき選択される照明の候補は、照明Ｂと照明Ｄである。したがって、第１の制御部１１０は、不要な照明の切り替えを抑制するために、照明Ｄを選択することになる。なお、上述のように、点灯している照明が選択可能な照明の候補にない場合、照明の候補のうち何れの照明を点灯させるかを選択するための優先順位を予め設定しておき、これに従って照明が選択されるようにしてもよい。

このように、本実施形態に係る技術は、撮像ユニット１２０が移動させられて、その位置する領域が変わったとき、直前に点灯していた照明を可能な限り継続して選択したり、さらに次の照明の候補を参照して点灯させる照明を選択したりして、照明の切り替え回数を抑制する。その結果、取得画像データの露出変化を低減させることができる。さらに、動画記録時やライブビュー観察時の照明切り替えによる画像のチラつきを低減させることができる。なお、ライブビュー観察とは、動画を撮像して動画記録はしないが動画を表示させて観察する機能である。すなわち、本実施形態に係る技術は、観測対象範囲Ｒ０及び撮像ユニット１２０の位置情報に対応し、さらに各々の照明の点灯履歴に基づく照明制御を行う。

（各々の照明の累積点灯時間及び撮像ユニットの移動軌跡に基づく照明の選択）
また、上述した各々の照明の累積点灯時間に基づく照明の選択と、撮像ユニット１２０の移動軌跡に基づく照明の選択とは、組み合わされて用いられてもよい。各々の照明の累積点灯時間及び撮像ユニットの移動軌跡に基づく照明制御において選択される照明の一例を図１８に示す。以下の説明において、累積点灯時間に基づく点灯優先度の順は、各々の照明の累積点灯時間に基づく照明の選択について、図１６を参照して説明した場合と同様であるとする。また、本説明は、図中の一重丸、二重丸の示す意味と、撮像ユニット１２０の移動順序とは、それぞれ上述の撮像ユニット１２０の移動軌跡に基づく照明の選択について説明した場合と同様である場合とする。なお、本実施形態において、各々の照明の累積点灯時間に基づく照明の選択と、撮像ユニット１２０の移動軌跡に基づく照明の選択との選択結果が対立した場合には、後述するような例外はあるが、照明を切り替えないことが優先される。

例えば、撮像ユニット１２０の現在位置が第１の領域Ｒ１内であり、照明Ｂが点灯している状態であるとする。ステップＳ５０７において撮像ユニット１２０が移動させられ、ステップＳ５０２において、撮像ユニット１２０の現在位置が第４の領域Ｒ４内であると判定された場合を説明する。第１の制御部１１０は、ステップＳ５０３において、位置情報に基づき照明Ａと照明Ｃとを切り替え可能な照明の候補として選択する。したがって、点灯している照明Ｂが選択可能な照明の候補にないため、照明の切り替えが発生することになる。ここで、第１の制御部１１０は、累積点灯時間に基づく点灯優先度がより高い照明Ａを選択する。

その後、撮像ユニット１２０は移動させられ、ステップＳ５０２において、撮像ユニット１２０の現在位置が第３の領域Ｒ３内であると判定された場合、第１の制御部１１０は、ステップＳ５０３における位置情報に基づく照明の候補の選択及びステップＳ５０４における移動軌跡に基づく照明の選択の結果、照明Ａを引き続き選択する。

その後、撮像ユニット１２０の現在位置が第２の領域Ｒ２内であると判定された場合、照明の候補である照明Ｂと照明Ｄとから、点灯優先度の高い照明Ｂが点灯する照明として選択される。さらにその後、撮像ユニット１２０の現在位置が第１の領域Ｒ１内であると判定された場合、照明の候補である照明Ｂと照明Ｃとから、照明の切り替えが不要で、かつ、点灯優先度の高い照明Ｂが点灯する照明として選択される。さらにその後、すなわちタイミングＴ１において、撮像ユニット１２０の現在位置が第４の領域Ｒ４内であると判定された場合、照明の候補である照明Ａと照明Ｃとから、点灯優先度の高い照明Ａが点灯する照明として選択される。

例えば、タイミングＴ１において、照明Ａの累積点灯時間が、照明Ｄの累積点灯時間よりも所定の時間以上長くなった場合について説明する。なお、累積点灯時間に基づく点灯優先度は、例えば、ステップＳ５０２の直前に更新されることになる。

タイミングＴ２において、撮像ユニット１２０は第３の領域Ｒ３に位置しており、ステップＳ５０３において照明の候補として選択される照明は、照明Ａと照明Ｄである。このとき、各々の照明の累積点灯時間に基づく照明の選択によれば、タイミングＴ１において点灯優先度が更新されたため、照明Ｄが選択される。一方で、撮像ユニット１２０の移動軌跡に基づく照明の選択によれば、照明の切り替えが生じないように直前に点灯していた照明Ａが選択される。

本実施形態において、照明を切り替えないことが優先されると上述したが、このように累積点灯時間の差が設定された閾値を超えた場合には、第１の制御部１１０は、累積点灯時間に基づく点灯優先度による選択を優先し、照明を切り替える。

ただし、照明Ａの累積点灯時間が照明Ｄの累積点灯時間を超えていても、その差が所定の閾値を超えていない場合には、上述した通りに照明を切り替えないことが優先され、照明Ａが選択されることになる。例えば、図１８に示すように、タイミングＴ２の後、撮像ユニット１２０の現在位置が第２の領域Ｒ２内であると判定され、照明の候補として照明Ｂと照明Ｄとが選択される。このとき、各々の照明の累積点灯時間に基づく照明の選択によれば、照明Ｂが選択される。一方で、撮像ユニット１２０の移動軌跡に基づく照明の選択によれば、照明の切り替えが生じないように直前に点灯していた照明Ｄが選択される。ここで、上述したように、照明を切り替えないことが優先され、点灯優先度の高い照明Ｂではなく、照明Ｄが選択される。

本実施形態のような照明の選択に基づく照明制御は、第１の実施形態乃至第３の実施形態で得られる測定システム１の利点に加え、以下のような利点を有する。ＬＥＤ等の光源１８４は、その累積点灯時間の増加に伴って劣化が進み、例えば放射する照明光の明るさが低下する。本実施形態に係る技術は、各々の照明の累積点灯時間に大きな差が生じないように照明制御を行うため、光源１８４ごとに放射する光量に大きな差が生じてしまう状況を未然に防ぎ、適切な照明環境を維持できる。また、ＬＥＤ等の光源１８４固有のバラつき、照明の位置、照明の配置等によって、照明の切り替え時に撮影された画像の露出が変化する。本実施形態に係る技術は、撮像ユニット１２０の移動軌跡に基づいて、不要な照明の切り替えを抑制し、照明の切り替えに伴って生じる露出変化を低減できる。

＜変形例＞
（容器位置の取得に係る第１の変形例）
上述の実施形態では、容器３１０の位置、すなわち観測対象範囲Ｒ０が予め登録された容器種情報に基づいて取得される場合を説明してきたが、これに限定されない。例えば、スキャン処理の前に、簡易なスキャン処理、すなわちラフスキャン処理を実施して、第１の制御部１１０が容器種別や観測対象範囲Ｒ０を取得するようにしてもよい。ラフスキャン処理では、例えば、画像処理によって容器３１０の位置、すなわち観測対象範囲Ｒ０が取得されてもよい。複数の取得画像の画像情報に基づく容器位置取得の一例を図１９に示す。図１９に示すように、第１の制御部１１０は、観察装置１００の観測可能領域Ｒを複数の領域に分割し、分割された各々の領域ごとに画像信号を取得する。このとき、撮影した位置の位置情報も取得する。第１の制御部１１０は、各々の領域において撮影された画像を合成して合成画像を生成する。第１の制御部１１０は、当該合成画像の解析と撮影時の位置情報とに基づいて観測対象範囲Ｒ０を取得する。このようにして取得された観測対象範囲Ｒ０は、上述したように、スキャン処理等において使用される。なお、図１９は、模式的に説明をするための図であって、観測可能領域Ｒの分割方法や分割数は、これに限定されない。

以上、取得した画像情報に基づく容器位置取得の例について説明したが、画像情報に基づいて容器位置を判定するのは、第１の制御部１１０であっても、ユーザであってもよい。例えば、上述の場合のように取得された観測可能領域Ｒに含まれる、分割された各々の領域の画像データ又はそれらの合成画像データを見ながら、ユーザが設定するような形態であってもよい。また、容器３１０は画像処理によって容器周縁部が検出されやすい加工、例えば、容器周縁部へ反射材等が付される加工、容器周縁部に特徴的な構造等が付される加工等が施されていてもよい。

（容器位置の取得に係る第２の変形例）
また、容器位置の取得は、専用のセンサによって行われてもよい。センサ出力情報に基づく容器位置取得の一例を図２０に示す。例えば、図２０に示す構成例のように、観察装置１００の備える透明板１０２は、少なくとも観測可能範囲Ｒを含む領域に、感圧式センサＳ１を有する。第１の制御部１１０は、感圧式センサＳ１の出力信号を取得し、これに基づいて容器３１０が載置された際の位置や容器形状等の情報を取得する。図２０に示した例において、感圧式センサＳ１及び透明板１０２の領域の一端における長さは一致しているが、これに限定されるものではない。なお、センサは感圧式センサＳ１に限定されない。例えば、静電容量式センサであってもよいし、輝度センサであってもよい。

なお、容器位置又は観測対象範囲Ｒ０の取得は上述の実施形態及び２つの変形例で述べたものに限定されず、例えばユーザによる入力に基づいて行われてもよい。ユーザは、例えば、容器位置又は観測対象範囲Ｒ０の座標を入力して設定してもよい。また、容器位置の取得に係る第１の変形例のように、スキャン処理の前にラフスキャン処理を実施して、ユーザは、ここで得られた画像を見ながら容器位置又は観測対象範囲Ｒ０を入力して設定してもよい。

（容器種類に係る変形例）
また、ここまで容器３１０の形状が円形である、例えばシャーレ（ディッシュ）を用いている場合を例として説明してきたが、これに限定されない。透明容器形状の別の例を図２１Ａ及び図２１Ｂに示す。容器３１０は、図２１Ａに示すように、培養フラスコに代表されるような矩形の観測対象範囲Ｒ０を有するものであってもよいし、図２１Ｂに示すように、マルチウェルプレート（マルチウェルディッシュ）に代表されるような複数の培養する領域が連成されている培養容器のうちの一部が観測対象範囲Ｒ０となるものであってもよい。これらの容器種の各々について、観測対象範囲Ｒ０の位置情報等が予め定められて、第１の記録部１３０又は第２の記録部２３０に事前に記録されている。

また、上述の実施形態では、試料３００の有する容器３１０が、照明光に対して透明な部分を含む透明容器であり、この透明容器に観察対象が配置される例を示したが、これに限らない。例えば、観察対象によっては透明容器を用いなくても、第１の制御部１１０は、観察対象そのものによる照明光の散乱に基づいて観察対象の周縁部の位置を取得し、照明制御を行ってもよい。観察対象は細胞に限らず、例えば、素材表面の検査のような場合であっても、観察対象が照明光を散乱又は反射するものに対して、本実施形態に係る技術は適用できる。

（測定システム１の構成に係る変形例）
上述の実施形態では、撮像部１７０で得られた画像の処理、測定結果の解析等が、観察装置１００で行われる例を示したが、これに限らない。処理前のデータが観察装置１００からコントローラ２００へと送信されることで、これらの処理のうち１つ以上が、コントローラ２００の第２の制御部２１０で行われてもよい。すなわち、装置としてのこの発明は、複数の装置で連携して上述の機能を満足させる等、様々な変形が可能である。

また、上述の実施形態では、観察装置１００の筐体１０１の上面が透明板１０２で覆われており、試料３００が筐体１０１の上面に配置される例を示したが、これに限らない。もちろん、観察対象の大きさや筐体の形状等によっては透明板がなく、中空でもよい。試料３００の形状、観察したい方向等に応じて、観察装置１００の形状は適宜に変更され得る。

なお、フローチャートで示した各々の処理、及び各々の処理内の各ステップは、その順序を変更可能であり、また、追加及び削除も可能である。これら各々の処理は、第１の記録部１３０又は第２の記録部２３０に記録された各々のプログラムによって実行される。各々のプログラムは、予め測定システム１の内部に記録されていても、別の記録媒体に記録されていてもよい。これら測定システム１又は別の記録媒体への記録の方法は様々であり、製品出荷時に記録されるものでもよく、配布された記録媒体が利用されて記録されるものでもよく、インターネット等通信回線が利用されて記録されるものでもよい。

１…測定システム、１００…観察装置、１０１…筐体、１０２…透明板、１０５…回路群、１１０…第１の制御部、１１１…位置制御部、１１２…撮像制御部、１１３…照明制御部、１１４…通信制御部、１１５…記録制御部、１１６…測定制御部、１１７…演算部、１１８…容器位置取得部、１３０…第１の記録部、１４０…画像処理回路、１６０…移動機構、１６１…Ｘ送りねじ、１６２…Ｘアクチュエータ、１６３…Ｙ送りねじ、１６４…Ｙアクチュエータ、１６８…支持部、１７０…撮像部、１７２…撮像光学系、１７４…撮像素子、１８０…照明部、１８０ａ…第１の照明部、１８０ｂ…第２の照明部、１８２…照明光学系、１８２ａ…第１の照明光学系、１８２ｂ…第２の照明光学系、１８３ａ…第１の放射部、１８３ｂ…第２の放射部、１８３ｃ…第３の放射部、１８３ｄ…第４の放射部、１８４…光源、１８４ａ…第１の光源、１８４ｂ…第２の光源、１９２…第１の通信装置、２００…コントローラ、２１０…第２の制御部、２１１…システム制御部、２１２…表示制御部、２１３…記録制御部、２１４…通信制御部、２３０…第２の記録部、２７０…入出力装置、２７２…表示装置、２７４…入力装置、２９２…第２の通信装置、３００…試料、３１０…容器、３２２…培地、３２４…細胞、３６０…容器上面、４１０…固定枠、４１２…固定板、４１４…孔。

Claims (8)

1. 容器内の生体試料を撮像する撮像素子及び撮像光学系を含み画像信号を出力する撮像部と、
   前記撮像光学系の光軸から外れた位置に配置され照明光を放射する複数の放射部を含み前記容器内の生体試料を照明する照明部と
   を具備する撮像ユニットと、
   前記撮像ユニットを移動させる移動機構と、
   前記撮像ユニットの位置情報を取得する位置制御部と、
   前記容器の位置情報を取得する容器位置取得部と、
   前記容器及び撮像ユニットの位置情報に基づいて、複数の前記放射部のうち何れの放射部から照明光を放射するかを選択し、選択した前記放射部から主たる照明光を放射させる照明制御部と、
   前記撮像部に撮像させる撮像制御部と
   を備え、
   前記照明制御部は、複数の前記放射部のうち前記容器の中心側に位置する前記放射部を選択する、観察装置。
2. 前記照明制御部は、さらに、複数の前記放射部に係る各々の点灯履歴に基づいて前記放射部を選択する、請求項１に記載の観察装置。
3. 前記照明制御部は、さらに、複数の前記放射部に係る各々の累積点灯時間に基づいて前記放射部を選択する、請求項１又は２に記載の観察装置。
4. 前記容器位置取得部は、前記撮像部の撮像した前記画像信号に基づいて前記容器の位置を取得する、請求項１乃至３の何れか１項に記載の観察装置。
5. 前記容器の位置を検出するセンサをさらに備え、
   前記容器位置取得部は、前記センサの出力に基づいて前記容器の位置を取得する、
   請求項１乃至３の何れか１項に記載の観察装置。
6. 前記照明制御部は、前記容器の位置情報に基づいて前記撮像ユニットの走査範囲を複数の領域に分割し、前記撮像ユニットの位置が前記複数の領域のうち何れの領域内であるかに基づいて複数の前記放射部から照明光を放射させる放射部を選択する、請求項１に記載の観察装置。
7. 容器内の生体試料を撮像する撮像素子及び撮像光学系を含み画像信号を出力する撮像部と、前記撮像光学系の光軸から外れた位置に配置され照明光を放射する複数の放射部を含み前記容器内の生体試料を照明する照明部とを具備する撮像ユニットと、前記撮像ユニットを移動させる移動機構とを備える観察装置の制御方法であって、
   前記容器及び撮像ユニットの位置情報に基づいて、複数の前記放射部のうち前記容器の中心側に位置する前記放射部を選択することと、
   選択した前記放射部から主たる照明光を放射させることと、
   前記撮像部に撮像させることと
   を備える観察装置の制御方法。
8. 容器内の生体試料を撮像する撮像素子及び撮像光学系を含み画像信号を出力する撮像部と、前記撮像光学系の光軸から外れた位置に配置され照明光を放射する複数の放射部を含み前記容器内の生体試料を照明する照明部とを具備する撮像ユニットと、前記撮像ユニットを移動させる移動機構とを備える観察装置の制御プログラムであって、
   前記容器及び撮像ユニットの位置情報に基づいて、複数の前記放射部のうち前記容器の中心側に位置する前記放射部を選択することと、
   選択した前記放射部から主たる照明光を放射させることと、
   前記撮像部に撮像させることと
   を前記観察装置のコンピュータに実行させるための観察装置の制御プログラム。