JP6824388B2 - 観察装置および観察制御方法並びに観察制御プログラム - Google Patents

観察装置および観察制御方法並びに観察制御プログラム Download PDF

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Description

本発明は、被写体が収容された容器が設置されたステージを結像光学系に対して移動させることによって、被写体全体の像を観察する観察装置および観察制御方法並びに観察制御プログラムに関する。
従来、ES(Embryonic Stem)細胞およびiPS(Induced Pluripotent Stem)細胞などの多能性幹細胞、または分化誘導された細胞などを顕微鏡などで撮像し、撮像した画像の特徴を捉えることで細胞の分化状態などを判定する方法が提案されている。
ES細胞およびiPS細胞などの多能性幹細胞は、種々の組織の細胞に分化する能力を備えた細胞であり、再生医療、薬の開発、および病気の解明などにおいて応用が可能なものとして注目されている。
一方、上述したように細胞を顕微鏡で撮像する際、高倍率な広視野画像を取得するため、いわゆるタイリング撮影を行うことが提案されている。具体的には、たとえばウェルプレートまたはフラスコなどの培養容器が設置されたステージを、結像光学系に対して移動させることによって培養容器内の各観察位置を走査し、観察位置毎の画像を撮像した後、観察位置毎の画像を結合する方法が提案されている。
国際公開第2007/001002号 特開2010−161950号公報
しかしながら、上述したようにステージを移動させながら各観察位置の走査を行った場合、培養容器内に収容された培養液の液面の揺らぎによって細胞の画像に欠陥が発生する。
そこで、ステージをゆっくりと徐々に加速して移動させることが考えられるが、このように一律に加速度を小さくした場合には、全ての観察位置の走査を終了するまでに長い時間を要してしまい撮像時間が長くなってしまう。すなわち、画像取得の高速性と高画質とを両立させることは非常に難しい。
なお、特許文献1においては、細胞に与えるストレスを考慮して、容器の種類に応じて容器の搬送速度を制御することが開示されているが、この方法では、画像取得の高速性と高画質とを両立させることはできない。
また、特許文献2においては、容器の底面近傍の振動を抑制するために、液体の深さに応じて加速度を変更することが開示されているが、特許文献2にも、画像取得の高速性と高画質とを両立させる方法は提案されていない。
本発明は、上記の問題に鑑み、画像取得の高速性と高画質とを両立することができる観察装置および観察制御方法並びに観察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る観察装置は、被写体が収容される容器が設置されるステージと、容器内の被写体の像を結像させる対物レンズを有する結像光学系と、結像光学系に対してステージを移動させることによって、結像光学系により容器内の各観察位置を走査する走査制御部と、被写体の情報、容器の情報、観察法の情報および観察条件の情報のうちの少なくとも1つの情報を取得する加速度決定情報取得部とを備え、走査制御部が、上記少なくとも1つの情報に基づいて、ステージの加速度を制御する。
また、上記本発明の一態様による観察装置において、被写体の情報は、培地の種類の情報および培地の量の情報の少なくとも1つを含むことが好ましい。
また、上記本発明の一態様による観察装置において、容器の情報は、ウェルプレート、フラスコおよびスライドガラスのいずれかを示す情報としてもよい。
また、上記本発明の一態様による観察装置において、容器の情報は、ウェルプレートを示す情報とすることができ、走査制御部は、ウェルプレートのウェルの数が多いほど加速度を大きくしてもよい。
また、上記本発明の一態様による観察装置において、観察法の情報は、位相差観察、蛍光観察、明視野観察、微分干渉観察、落射観察および透過観察のいずれかを示す情報としてもよい。
また、上記本発明の一態様による観察装置において、走査制御部は、明視野観察の場合よりも位相差観察の場合の加速度を小さくしてもよい。
また、上記本発明の一態様による観察装置において、走査制御部は、落射観察の場合よりも明視野観察の場合の加速度を小さくしてもよい。
また、上記本発明の一態様による観察装置において、観察条件の情報は、対物レンズの倍率の情報、結像光学系によって結像された像を撮像する撮像素子の露光時間の情報、光源から出射される光の輝度の情報および光の波長の情報の少なくとも1つを含むことが好ましい。
また、上記本発明の一態様による観察装置において、観察条件の情報は、対物レンズの倍率の情報とすることができ、走査制御部は、対物レンズの倍率が大きいほど加速度を小さくしてもよい。
また、上記本発明の観察装置において、走査制御部は、ステージを往復移動させ、かつ往路移動開始期間および復路移動開始期間における加速度を制御してもよい。
本発明の一態様による観察制御方法は、被写体が収容される容器が設置されるステージを、容器内の被写体の像を結像させる対物レンズを有する結像光学系に対して移動させることによって、結像光学系により容器内の各観察位置を走査する観察制御方法において、被写体の情報、容器の情報、観察法の情報および観察条件の情報のうちの少なくとも1つの情報を取得し、その取得した少なくとも1つの情報に基づいて、ステージの加速度を制御する。
本発明の一態様による観察制御プログラムは、被写体が収容される容器が設置されるステージを、容器内の被写体の像を結像させる対物レンズを有する結像光学系に対して移動させることによって、結像光学系により容器内の各観察位置を走査する手順をコンピュータに実行させる観察制御プログラムにおいて、被写体の情報、容器の情報、観察法の情報および観察条件の情報のうちの少なくとも1つの情報を取得する手順と、その取得した少なくとも1つの情報に基づいて、ステージの加速度を制御する手順とをコンピュータに実行させる。
本発明の観察装置および観察制御方法並びに観察制御プログラムによれば、被写体が収容される容器が設置されるステージを結像光学系に対して移動させることによって、結像光学系で容器内の各観察位置を走査する場合において、被写体の情報、容器の情報、観察法の情報および観察条件の情報のうちの少なくとも1つの情報を取得し、その取得した少なくとも1つの情報に基づいて、ステージの加速度を制御するようにしたので、良質な画像を高速に取得することができる。
本発明の観察装置の一実施形態を用いた顕微鏡観察システムの概略構成を示すブロック図 ウェルプレート内の各観察位置の走査軌跡の一例を示す図 ステージの速度変化の一例を示す図 加速度テーブルの一例を示す図 本発明の観察装置の一実施形態を用いた顕微鏡観察システムの作用を説明するためのフローチャート ステージの速度変化のその他の例を示す図
以下、本発明の観察装置および観察制御方法並びに観察制御プログラムの一実施形態を用いた顕微鏡観察システムについて、図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、本実施形態の顕微鏡観察システムの概略構成を示すブロック図である。
本実施形態の顕微鏡観察システムは、図1に示すように、顕微鏡装置10と、顕微鏡制御装置20と、表示装置30と、入力装置40とを備えている。なお、本実施形態においては、顕微鏡装置10のステージ11および結像光学系17と、顕微鏡制御装置20の走査制御部22と加速度決定情報取得部24とが、本発明の観察装置に相当する。
顕微鏡装置10は、ステージ11と、ステージ駆動部12と、顕微鏡本体13と、撮像部18とを備えている。
ステージ11は、被写体が収容された培養容器(本発明の容器に相当する)が設置され、ステージ駆動部12によって移動する。
ステージ11に設置される培養容器としては、複数のウェルを有するウェルプレート、フラスコおよびスライドガラスなどがある。また、培養容器に収容される細胞としては、iPS細胞およびES細胞といった多能性幹細胞、幹細胞から分化誘導された神経、皮膚、心筋および肝臓の細胞、並びに人体から取り出された皮膚、網膜、心筋、血球、神経および臓器の細胞などがある。また、培養容器内には、このような細胞とともに、培養液などの培地が収容される。なお、本明細書では、上述した細胞などの観察対象と培地とを含めて被写体という。
ステージ駆動部12は、圧電素子などを有するアクチュエータを備え、顕微鏡制御装置20の走査制御部22から出力された制御信号に応じてステージ11を移動させる。ステージ駆動部12は、具体的には、ステージ11を水平面内において直交するX方向およびY方向に移動させる。培養容器が設置されたステージ11が、顕微鏡装置10の結像光学系17に対してこのように移動することによって、結像光学系17で培養容器内の各観察位置が走査される。
顕微鏡本体13は、培養容器内の被写体の像を結像させる対物レンズを有する結像光学系17と被写体に対して光を照射する光源などを備える。本実施形態の顕微鏡本体13は、複数の観察法によって培養容器内の被写体を観察可能に構成されており、具体的には、位相差観察系14と、明視野観察系15と、落射蛍光観察系16とを備えている。
位相差観察系14は、被写体の位相差像を結像し、白色光源、コンデンサレンズ、リング状のスリットが形成されたスリット板、対物レンズおよび位相板などから構成される。位相差観察系14においては、白色光源から出射された白色光がコンデンサレンズおよびスリット板を透過して被写体に照射され、被写体を透過した透過光が対物レンズおよび位相板に入射され、位相板から出射された直接光と回折光の干渉による位相差像が結像される。
明視野観察系15は、被写体の明視野像を結像し、白色光源、コンデンサレンズおよび対物レンズなどから構成される。本実施形態の明視野観察系15は、透過観察を行い、白色光源から出射された白色光がコンデンサレンズを透過して被写体に照射され、被写体を透過した透過光が対物レンズに入射されて結像される。
落射蛍光観察系16は、励起光の被写体への照射によって被写体から発せられた蛍光像を結像し、励起光源、励起フィルタ、ダイクロイックミラーおよび対物レンズなどから構成される。本実施形態の落射蛍光観察系16は、落射観察を行い、励起光源から出射された励起光が励起フィルタを透過した後、ダイクロイックミラーによって反射され、対物レンズを透過して培養容器の底面側から被写体に照射される。そして、細胞などから培養容器の底面側に向けて発せられた蛍光が、再び対物レンズに入射されて結像され、その蛍光像がダイクロイックミラーを透過するように構成されている。落射蛍光観察系16においては、上述したように、細胞などから発せられた蛍光が、培養容器内の培養液中を透過しないので、ステージ11の移動よる培養液の液面の揺れはほとんど影響ない。
なお、図1に示す結像光学系17は、上述した位相差観察系14、明視野観察系15および落射蛍光観察系16のそれぞれの結像光学系をまとめて示し、各観察系の各結像光学系は、一部または全部を共通としてもよいし、それぞれ別個に構成するようにしてもよい。
また、結像光学系17(各観察系の結像光学系)は、対物レンズの光軸方向に移動可能に構成されており、これによりオートフォーカス制御が行われ、撮像部18の撮像素子によって撮像される画像のコントラストが調整される。
撮像部18は、結像光学系17によって結像された位相差像、明視野像および蛍光像を撮像する撮像素子を備える。撮像素子としては、CCD(Charge-Coupled Device)イメージセンサまたはCMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)イメージセンサなどが用いられる。撮像素子としては、RGB(Red Green Blue)のカラーフィルタが設けられた撮像素子を用いてもよいし、モノクロの撮像素子を用いるようにしてもよい。また、撮像素子は、観察系毎にそれぞれ別個に設けるようにしてもよいし、複数の観察系で兼用するようにしてもよい。撮像部18の撮像素子から出力された画像信号は、顕微鏡制御装置20に入力される。
次に、顕微鏡制御装置20の構成について説明する。顕微鏡制御装置20は、顕微鏡装置10全体を制御し、制御部21および加速度決定情報取得部24を備えている。そして、制御部21は、走査制御部22および表示制御部23を備えている。
顕微鏡制御装置20は、中央処理装置、半導体メモリおよびハードディスクなどを備えたコンピュータから構成され、ハードディスクに本発明の観察制御プログラムの一実施形態がインストールされている。そして、この観察制御プログラムが、制御部21が有する中央処理装置によって実行されることによって、図1に示す走査制御部22、表示制御部23および加速度決定情報取得部24が機能する。なお、本実施形態においては、観察制御プログラムを実行させることによって走査制御部22、表示制御部23および加速度決定情報取得部24の機能を実現させるようにしたが、このようにプログラムの処理のみによって実現する構成に限らず、一部の機能をIC(Integrated Circuit)などハードウェアによって実現するようにしてもよい。なお、観察制御プログラムは、非一時的なコンピュータ読取り可能な記録媒体に格納され、顕微鏡制御装置20を構成するコンピュータに読み取られても良い。また、観察制御プログラムは、ネットワークを介して配信されても良い。
走査制御部22は、ステージ駆動部12を駆動制御し、これによりステージ11をX方向およびY方向に移動させる。
表示制御部23は、顕微鏡装置10によって撮像された各観察位置の画像を結合することによって、1枚の合成画像を生成し、その合成画像を表示装置30に表示させる。
加速度決定情報取得部24は、ユーザによって入力装置40を用いて設定入力された観察法の情報、容器の種類の情報および被写体の情報を取得する。
観察法の情報とは、顕微鏡本体13を構成する観察系のうち、いずれの観察系を用いるかを示す情報をいう。具体的には、観察法の情報は、位相差観察、蛍光観察、明視野観察、微分干渉観察、落射観察および透過観察のいずれかを示す情報である。
容器の種類の情報とは、観察対象である細胞などを収容する容器の種類を示す情報をいう。具体的には、容器の種類の情報は、ウェルプレート、フラスコおよびスライドガラスのいずれかを示す情報である。なお、容器の種類の情報は、本発明の容器の情報に相当する。
被写体の情報とは、被写体である培地に関する情報をいう。被写体の情報は、培地の種類の情報および培地の量の情報の少なくとも1つを含む。
表示装置30は、上述したように表示制御部23によって生成された合成画像を表示し、たとえば液晶ディスプレイなどを備える。
入力装置40は、マウスおよびキーボードなどを備え、ユーザによる種々の設定入力を受け付ける。本実施形態の入力装置40は、上述した観察法の情報、容器の種類の情報および被写体の情報の設定入力を受け付ける。また、入力装置40をタッチパネルによって構成し、表示装置30と兼用するようにしてもよい。
本実施形態においては、上述したように走査制御部22による制御によってステージ11をX方向およびY方向に移動させ、これにより培養容器内における観察位置を2次元状に走査し、各観察位置の画像を撮像する。
図2は、培養容器として6つのウェル52を有するウェルプレート50を用いた場合における各観察位置の走査軌跡を実線Mで示した図である。図2に示すように、ウェルプレート50内の各観察位置は、ステージ11のX方向およびY方向の移動によって走査開始点Sから走査終了点Eまでの実線Mに沿って走査される。すなわち、観察位置は、X方向の正方向(図2の右方向)に走査された後、Y方向の正方向(図2の下方向)に走査され、X方向の負方向(図2の左方向)に走査される。次いで、観察位置は、再びY方向の正方向に走査され、再びX方向の正方向に走査される。このように、ステージ11のX方向についての往復移動とY方向への移動を繰り返し行うことによって、観察位置は、ウェルプレート50内を2次元状に走査される。
そして、本実施形態の走査制御部22は、ウェルプレート50内の各観察位置を一定の速度で走査させるため、ステージ11の往路移動開始期間と復路移動開始期間とにおいて、ステージ11を予め設定された加速度で移動させる。図3は、ステージ11の速度変化の一例を示す図である。図3に示すように、走査制御部22は、ステージ11が往路移動する際には、往路移動開始期間(t0〜t1)すなわち図2に示すR1の領域(ウェルプレート50内の観察位置を含まないウェルプレート50の外側端部)を走査する期間において、ステージ11を一定の加速度で加速し、往路移動終了期間(t2〜t3)すなわち図2に示すR2の領域(ウェルプレート50内の観察位置を含まないウェルプレート50の外側端部)を走査する期間において、ステージ11を一定の加速度で減速する。また、走査制御部22は、ステージ11が復路移動する際には、復路移動開始期間(t4〜t5)すなわち図2に示すR2の領域を走査する期間において、ステージ11を一定の加速度で加速し、復路移動終了期間(t6〜t7)すなわち図2に示すR1の領域を走査する期間において、ステージ11を一定の加速度で減速する。
そして、走査制御部22は、往路移動開始期間、往路移動終了期間、復路移動開始期間および復路移動終了期間における加速度を、観察法、培養容器の種類および培地の種類によって変更する。具体的には、走査制御部22には、図4a〜cに示すような観察法毎の加速度テーブルが予め設定されている。そして、走査制御部22は、位相差観察系14、明視野観察系15および落射蛍光観察系16のうちのどの観察系を用いるか、培養容器の種類および培地の種類に応じて加速度を変更する。なお、図3に示す最大速度Vmaxについては、予め設定するようにしてもよいし、ユーザが入力装置40を用いて設定入力するようにしてもよい。
本実施形態においては、培養容器の種類の情報として6ウェル、12ウェル、48ウェルおよび96ウェルのウェルプレートの情報が設定されており、培地の種類の情報として培地B1、培地B2および培地B3の情報が設定されているものとする。各ウェルプレートの全体の大きさは同じであり、ウェル数が多いほどウェルの体積(開口面積)が小さいものとする。また、培地B1、培地B2および培地B3は、それぞれ粘度が異なり、培地B1の粘度が最も小さく、培地B3の粘度が最も大きく、培地B2の粘度は、培地B1の粘度と培地B3の粘度の間の粘度とする。
加速度A1〜A36の大きさについては、まず、位相差観察法、明視野観察法および落射蛍光観察法の中では、容器の種類および培地の種類の条件が同じ場合、位相差観察法の加速度が最も小さく、落射蛍光観察法の加速度が最も大きく、明視野観察法の加速度は、位相差観察法の加速度と落射蛍光観察法の加速度との間の加速度とする。具体的には、たとえば容器の種類が6ウェルおよび培地の種類が培地B1で同じである場合、位相差観察法における加速度は、A1であり、明視野観察法における加速度は、A13であり、落射蛍光観察法における加速度は、A25である。そして、各観察法の加速度の関係は、A1<A13<A25となる。位相差観察法による位相差像は、ステージ11の移動による液面の揺れの影響を最も受けやすいので、加速度を小さくすることが好ましい。一方、落射蛍光観察法による蛍光像は、上述したようにステージ11の移動による液面の揺れの影響を最も受けにくいので、加速度を大きくすることが好ましい。このように各観察法によって加速度を変更することにより高速な画像取得が可能になる。
次に、容器の種類に応じた加速度については、観察法および培地の種類の条件が同じ場合、ウェル数が大きいほど加速度を大きくする。これはウェル数が多いほどウェルの体積(開口面積)が小さくなり、ステージ11の移動による液面の揺れの影響を受けにくいからである。具体的には、たとえば観察法が位相差観察法であり、培地の種類が培地B1で同じである場合、6ウェルにおける加速度は、A1であり、12ウェルにおける加速度は、A4であり、24ウェルにおける加速度は、A7であり、10ウェルにおける加速度は、A10である。そして、各ウェル数の加速度の関係は、A1<A4<A7<A10となる。
次に、培地の種類に応じた加速度については、観察法および容器の種類の条件が同じ場合、培地の粘度が大きいほど加速度を大きくする。これは培地の粘度が大きいほど、ステージ11の移動による液面の揺れの影響を受けにくいからである。具体的には、たとえば観察法が位相差観察法であり、容器の種類が6ウェルで同じである場合、培地B1における加速度は、A1であり、培地B2における加速度は、A2であり、培地3における加速度は、A3である。そして、各培地の加速度の関係は、A1<A2<A3となる。
走査制御部22は、ユーザによって設定入力された観察法の情報、容器の種類の情報および培地の種類の情報に基づいて、図4a〜図4cのテーブルを参照して加速度を決定し、往路移動開始期間、往路移動終了期間、復路移動開始期間および復路移動終了期間におけるステージ11の加速度を制御する。
次に、本実施形態の顕微鏡観察システムの作用について、図5に示すフローチャートを参照しながら説明する。
まず、被写体が収容された培養容器がステージ11上に設置される(S10)。そして、ユーザによって入力装置40を用いて、観察法の情報、容器の種類の情報および培地の種類の情報が設定入力され、加速度決定情報取得部24によって取得され、走査制御部22に出力される(S12)。走査制御部22は、入力された情報に基づいて、図4a〜cに示すテーブルを参照し、ステージ11の往路移動開始期間、往路移動終了期間、復路移動開始期間および復路移動終了期間の加速度を決定する(S14)。
そして、S14において決定された加速度に基づいて走査制御部22によってステージ駆動部12が駆動制御されてステージ11が往復移動する(S16)。
そして、ステージ11の移動によって培養容器内の各観察位置が走査され、ユーザによって設定入力された観察法に応じた観察系によって細胞などの像が結像され、撮像部18によって観察位置毎の画像が撮像される(S18)。
撮像部18によって撮像された観察位置毎の画像は表示制御部23に出力され、表示制御部23は、各観察位置の画像を結合して合成画像を生成し(S20)、生成した合成画像を表示装置30に表示させる(S22)。
上記実施形態の顕微鏡観察システムによれば、観察法、培養容器の種類および培地の種類に応じてステージ11の加速度を変更するようにしたので、ステージ11の移動による培養液の液面の影響を抑制することができ、かつできるだけ高速にステージ11を移動させるようにしたので、良質な画像をできるだけ高速に取得することができる。
なお、上記実施形態においては、観察法、培養容器の種類および培地の種類に応じてステージ11の加速度を変更するようにしたが、加速度決定情報取得部24が、培地の量の情報を取得し、走査制御部22が、培地の量の情報に応じてステージ11の加速度を制御するようにしてもよい。具体的には、培地の量が多いほど、結像される像に対する液面の揺れの影響が大きいので、培地の量が多いほどステージ11の加速度を小さくするようにしてもよい。培地の量の情報は、ユーザが入力装置40を用いて設定入力するようにしてもよいし、重量センサなどを設けて自動的に計測するようにしてもよい。
また、上記実施形態においては、加速度決定情報取得部24が、観察条件の情報を取得し、走査制御部22が、その観察条件の情報に応じてステージ11の加速度を制御するようにしてもよい。観察条件の情報としては、たとえば結像光学系17の対物レンズの倍率の情報がある。具体的には、対物レンズの倍率が大きいほど、結像される像に対する液面の揺れの影響が大きいので、対物レンズの倍率が大きいほどステージ11の加速度を小さくするようにしてもよい。対物レンズの倍率の情報は、ユーザが入力装置40を用いて設定入力するようにしてもよいし、対物レンズに付されたバーコードなどの情報から自動的に取得するようにしてもよい。
また、加速度決定情報取得部24が、観察条件の情報として撮像部18の撮像素子の露光時間の情報を取得し、走査制御部22が、その露光時間の情報に応じてステージ11の加速度を制御するようにしてもよい。具体的には、撮像素子の露光時間が短いほど、撮像素子によって撮像される画像に対する液面の揺れの影響が大きいので、露光時間が短いほどステージ11の加速度を小さくするようにしてもよい。露光時間の情報は、ユーザが入力装置40を用いて設定入力するようにしてもよいし、撮像素子の制御情報として別途設定入力された情報から自動的に取得するようにしてもよい。
また、加速度決定情報取得部24が、観察条件の情報として観察系の光源から出射される光の輝度または波長の情報を取得し、走査制御部22が、その光の輝度または波長の情報に応じてステージ11の加速度を制御するようにしてもよい。具体的には、観察系の光源から出射される光の輝度が高いほど液面の揺れの影響が大きいので、輝度が高いほどステージ11の加速度を小さくするようにしてもよい。輝度の情報は、ユーザが入力装置40を用いて設定入力するようにしてもよいし、光学センサなどを用いて自動的に検出するようにしてもよい。また、観察系の光源から出射される光の波長が短いほど液面の揺れの影響が大きいので、波長が短いほどステージ11の加速度を小さくするようにしてもよい。光の波長の情報は、ユーザが入力装置40を用いて設定入力するようにすればよい。
また、上記実施形態においては、培養容器の種類の情報としてウェル数の異なるウェルプレートの情報を取得するようにしたが、培養容器としてフラスコまたはスライドガラスを用いるようにした場合には、これらの容器の培養容器の情報を取得し、その種類に応じてステージ11の加速度を制御するようにしてもよい。具体的には、フラスコはウェルプレートの各ウェルよりも収容体積が大きいので液面の揺れも大きくなる。したがって、培養容器としてウェルプレートを用いる場合よりもフラスコを用いる場合の加速度を小さくするようにしてもよい。また、培養容器としてスライドガラスを用いた場合には液面の揺れの影響はほとんどない。したがって、培養容器としてウェルプレートを用いる場合よりもスライドガラスを用いる場合の加速度を大きくするようにしてもよい。
また、上記実施形態においては、観察系として、位相差観察系14、明視野観察系15および落射蛍光観察系16を設けるようにしたが、これらの観察系に追加して、またはこれらの観察系の代わりに微分干渉観察系を設けるようにしてもよい。微分干渉観察系を位相差観察系14と同様に透過観察系で構成した場合、位相差観察系と同様に、明視野観察系15よりも微分干渉像に対する液面の揺れの影響が大きい。したがって、明視野観察系15を用いる場合よりも微分干渉観察系を用いる場合の加速度を小さくするようにしてもよい。位相差観察系14を用いる場合の加速度と微分干渉観察系を用いる場合の加速度との関係については、位相差観察系14を用いる場合の加速度よりも微分干渉観察系を用いた場合の加速度を小さくすることが好ましい。
また、上記実施形態のようにステージ11の加速度を制御した場合でも、撮像された画像に液面の揺れの影響が出ている場合には、ユーザに対して警告をして加速度の再設定および再撮影などを促すようにしてもよい。具体的には、たとえば撮像された画像を解析してコントラスト不良を抽出し、そのコントラスト不良が予め設定された閾値以上である場合に、ユーザに警告するようにしてもよい。このコントラスト不良は、液面の揺れの影響によって画像全体のシェーディングが悪化し、低周波なコントラスト変動が発生することによって起こる。また、コントラスト不良は、液面の揺れの影響によってコントラストの低い位相差画像が撮像されることによって起こる。
また、上記実施形態においては、図3に示すように、一定の加速度で加速および減速するようにしたが、これに限らず、図6に示すように、加速度を変化させながら加速および減速するようにしてもよい。
また、上記実施形態においては、観察法、培養容器の種類および培地の種類の3つの条件から加速度を決定するようにしたが、これらのうちの1つの条件に基づいて加速度を決定するようにしてもよい。また、加速度を決定する際の条件をユーザが選択可能としてもよい。培地の量および観察条件についても同様である。
10 顕微鏡装置
11 ステージ
12 ステージ駆動部
13 顕微鏡本体
14 位相差観察系
15 明視野観察系
16 落射蛍光観察系
17 結像光学系
18 撮像部
20 顕微鏡制御装置
21 制御部
22 走査制御部
23 表示制御部
24 加速度決定情報取得部
30 表示装置
40 入力装置
50 ウェルプレート
52 ウェル
E 走査終了点
M 走査軌跡を示す実線
S 走査開始点

Claims (9)

  1. 被写体が収容される容器が設置されるステージと、
    前記容器内の前記被写体の像を結像させる対物レンズを有する結像光学系と、
    前記結像光学系に対して前記ステージを移動させることによって、前記結像光学系により前記容器内の各観察位置を走査する走査制御部と、
    前記被写体としての培地の種類の情報、前記容器の種類の情報、および観察法の種類の情報を取得する加速度決定情報取得部とを備え、
    前記走査制御部が、前記観察法の種類毎に、前記容器の種類および前記培地の種類に応じて異なる大きさの加速度が予め設定された加速度テーブルに基づいて、前記加速度決定情報取得部で取得された情報に対応する1つの加速度を導出し、導出された加速度に基づいて前記ステージを移動させる際の加速度を制御する観察装置。
  2. 前記容器の種類の情報が、ウェルプレート、フラスコおよびスライドガラスのいずれかを示す情報である請求項1記載の観察装置。
  3. 前記容器の種類の情報が、前記ウェルプレートを示す情報であって、前記加速度テーブルには、前記ウェルプレートのウェルの数が多いほど大きな加速度が予め設定され、
    前記走査制御部が、前記ウェルプレートのウェルの数が多いほど加速度を大きくする請求項記載の観察装置。
  4. 前記観察法の種類の情報が、位相差観察、蛍光観察、明視野観察、微分干渉観察、落射観察および透過観察のいずれかを示す情報である請求項1からいずれか1項記載の観察装置。
  5. 前記加速度テーブルには、前記明視野観察の場合よりも前記位相差観察の場合の加速度が小さく設定され、
    前記走査制御部が、前記明視野観察の場合よりも前記位相差観察の場合の加速度を小さくする請求項記載の観察装置。
  6. 前記加速度テーブルには、前記落射観察の場合よりも前記明視野観察の場合の加速度が小さく設定され、
    前記走査制御部が、前記落射観察の場合よりも前記明視野観察の場合の加速度を小さくする請求項または記載の観察装置。
  7. 前記走査制御部が、前記ステージを往復移動させ、かつ往路移動開始期間および復路移動開始期間における加速度を制御する請求項1からいずれか1項記載の観察装置。
  8. 被写体が収容される容器が設置されるステージを、前記容器内の前記被写体の像を結像させる対物レンズを有する結像光学系に対して移動させることによって、前記結像光学系により前記容器内の各観察位置を走査する観察制御方法において、
    前記被写体としての培地の種類の情報、前記容器の種類の情報、および観察法の種類の情報を取得し、
    前記観察法の種類毎に、前記容器の種類および前記培地の種類に応じて異なる大きさの加速度が予め設定された加速度テーブルに基づいて、前記取得された情報に対応する1つの加速度を導出し、導出された加速度に基づいて前記ステージを移動させる際の加速度を制御する観察制御方法。
  9. 被写体が収容される容器が設置されるステージを、前記容器内の前記被写体の像を結像させる対物レンズを有する結像光学系に対して移動させることによって、前記結像光学系により前記容器内の各観察位置を走査する手順をコンピュータに実行させる観察制御プログラムにおいて、
    前記被写体としての培地の種類の情報、前記容器の種類の情報、および観察法の種類の情報を取得する手順と、
    前記観察法の種類毎に、前記容器の種類および前記培地の種類に応じて異なる大きさの加速度が予め設定された加速度テーブルに基づいて、前記取得された情報に対応する1つの加速度を導出し、導出された加速度に基づいて前記ステージを移動させる際の加速度を制御する手順とを前記コンピュータに実行させる観察制御プログラム。
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