JP7082619B2 - 光源のアレイを用いた透過照明撮像 - Google Patents

Description

（関連出願）
本願は、米国出願第１５／３７５５１２号（２０１６年１２月１２日出願）に対する優先権を主張し、上記出願の内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

（導入）
平面基板上に支持される生物細胞の層が、撮像顕微鏡を用いて可視化されることができる。顕微鏡は、光が細胞を通して撮像検出器に伝送される透過照明撮像を実施するように設計され得る。細胞は、それらが撮像される前に染色されるか、または染色されないままであり得る。

細胞ベースの検定は、多くの場合、高スループットフォーマットにおいて、マルチウェルサンプル保持器のウェルの中で実施される。各ウェルは、概して、細胞のセットが付着させられる平坦な底面を有する。サンプル保持器は、したがって、細胞のセットの対応するアレイを保持することが可能な空間的に分離された区画のアレイを提供する。セットは、セットのうちの少なくとも１つへの各処置の効果を試験するために、異なる化合物にさらされる等、異なるように処置され得る。例えば、細胞のセットは、所望の生物学的活性に対して化合物のライブラリの構成要素を選別するために使用され得る。

低倍率における透過照明撮像は、細胞ベースの検定が実施される前、間、および／または後、随意に、その全体として、各細胞セットのそれぞれの画像を捕捉することができる。この撮像は、例えば、検定の結果を読み取り得、および／または、細胞数、密度、健全性、および表現型等をチェックまたは監視し得る。いくつかの検定では、ウェルの中に存在する細胞の数を把握することが重要である。例えば、ハイブリドーマ等の新しい細胞株を生成するとき、１つのみの細胞が最初に所与のウェルの中に存在したことを検証するために、撮像が使用されることができる。そうでなければ、ウェルから生じる細胞株のクローン純度は、不明確である。しかしながら、画像内の細胞の可視性は、ウェルの底面上のそれらの位置に従って変動し得る。低倍率における細胞の透過照明撮像への改良されたアプローチが、必要とされる。

（要約）
本開示は、透過照明撮像のための方法およびシステムを提供する。例示的方法では、サンプルが、ウェルの中で照射される。サンプルは、生物細胞と、メニスカスを形成する液体または半固体培地とを含み得る。照射するステップは、互いに異なる向きにおいてメニスカスに入射するそれぞれの光ビームの光を生成する光源のアレイを用いて実施され得る。１つ以上の画像が、検出され得る。１つ以上の画像への光源の２つ以上のサブセットからの光の均整の取れた寄与が、メニスカスによる屈折を補償し、コントラストを向上させるように、互いに対する２つ以上のサブセットの差を伴う通電によって制御され得る。
例えば、本願は以下の項目を提供する。
（項目１）
透過照明撮像の方法であって、前記方法は、
ウェルの中に位置しているサンプルを照射することであって、前記サンプルは、生物細胞と、メニスカスを形成する液体または半固体培地とを含み、前記サンプルを照射するステップは、互いに異なる向きにおいて前記メニスカスに入射するそれぞれの光ビームの光を生成する光源のアレイを用いて実施される、ことと、
前記それぞれの光ビームの光で形成され、前記ウェルの底面の周囲の少なくとも一部を含む視野を表す１つ以上の画像を検出することと、
を含み、
前記１つ以上の画像への前記光源の２つ以上のサブセットからの光の均整の取れた寄与は、前記メニスカスによる屈折を補償し、コントラストを向上させるように、互いに対する前記２つ以上のサブセットの差を伴う通電によって制御される、方法。
（項目２）
前記照射するステップは、互いに異なる時間に前記光源の前記２つ以上のサブセットをオンおよび／またはオフにし、前記２つ以上のサブセットの前記差を伴う通電を少なくとも部分的に生じさせるステップを含む、項目１に記載の方法。
（項目３）
前記照射するステップは、異なるレベルの電力を前記光源の前記２つ以上のサブセットのうちの各サブセットに供給し、前記２つ以上のサブセットの前記差を伴う通電を少なくとも部分的に生じさせるステップを含む、項目１に記載の方法。
（項目４）
前記光源の前記２つ以上のサブセットは、第１のサブセットと、第２のサブセットとを含み、前記第１のサブセットは、前記アレイにおいて中心に位置付けられ、前記第２のサブセットは、前記アレイにおいて側方に位置付けられている、項目１に記載の方法。
（項目５）
前記光源のアレイは、第１の光源と第２の光源とを含み、前記底面は、縁領域と中心領域とを有し、前記検出するステップは、前記縁領域および前記中心領域の単位面積あたり、前記第１の光源から、前記中心領域よりも多い前記縁領域を通過した光を検出し、前記第２の光源から、前記縁領域よりも多い前記中心領域を通過した光を検出するステップを含む、項目１に記載の方法。
（項目６）
前記１つ以上の画像を前記検出するステップは、同一のウェルの２つ以上の異なる視野の各々のために実施され、前記異なる視野に対応する画像をマージし、前記ウェルの前記底面全体を表す単一の画像を作成することをさらに含む、項目１に記載の方法。
（項目７）
前記それぞれの光ビームは、第１の光ビームと第２の光ビームとを含み、前記第１の光ビームは、前記第２の光ビームよりも垂直向きにおいて前記メニスカスに入射する、項目１に記載の方法。
（項目８）
前記サンプルと撮像検出器との間の光学経路に位置している対物レンズを用いて光を収集するステップをさらに含み、前記対物レンズは、光を収集するための受光角を画定し、前記それぞれの光ビームのうちの少なくとも１つの光ビームは、前記受光角の半分より大きい垂直線に対する角度オフセットにおいて前記メニスカスに入射する、項目１に記載の方法。
（項目９）
前記サンプルと撮像検出器との間の光学経路に位置している対物レンズを用いて光を収集するステップをさらに含み、前記光を収集するステップは、約０．３以下の開口数を有する対物レンズを用いて実施される、項目１に記載の方法。
（項目１０）
前記視野は、前記底面の周囲全体を含む、項目１に記載の方法。
（項目１１）
１つのみの画像が、前記検出するステップ中に検出され、前記光源のアレイは、第１の光源と第２の光源とを含み、前記照射するステップは、第１の電流を前記第１の光源に供給し、第２の電流を前記第２の光源に供給するステップを含み、前記第１の電流および前記第２の電流は、互いに異なる、項目１に記載の方法。
（項目１２）
前記光源のアレイのうちの各光源の放射束は、前記１つのみの画像が検出されている間、実質的に一定である、項目１１に記載の方法。
（項目１３）
１つのみの画像が、前記検出するステップ中に検出され、前記光源の前記２つ以上のサブセットのうちの少なくとも１つのサブセットの通電は、前記検出するステップの開始および終了に対する中間時点で変更される、項目１に記載の方法。
（項目１４）
前記２つ以上の光源の第１のサブセットのみが、前記検出するステップのうちの一部中、光を生成しており、前記光源の第２のサブセットのみまたは全てが、前記検出するステップのうちの別の一部中、光を生成している、項目１３に記載の方法。
（項目１５）
前記検出するステップは、２つ以上の画像を検出するステップを含み、前記２つ以上の画像を処理し、前記２つ以上の画像から単一の画像を作成するステップをさらに含む、項目１に記載の方法。
（項目１６）
前記光源の通電は、前記２つ以上の画像のそれぞれの検出のために異なる、項目１５に記載の方法。
（項目１７）
サンプルパラメータのためのユーザからの入力を受信するステップをさらに含み、前記照射するステップは、前記入力に基づいて、差を伴って前記光源の前記２つ以上のサブセットに通電するステップを含む、項目１に記載の方法。
（項目１８）
前記サンプルパラメータは、前記メニスカスを形成する前記培地に関連している、項目１７に記載の方法。
（項目１９）
前記サンプルパラメータは、前記培地の体積、高さ、および／または組成に関している、項目１８に記載の方法。
（項目２０）
各々が前記サンプルおよび／またはウェルの異なる構成に対応している所定の通電手順のセットから、前記照射するステップのための通電手順を選択するステップをさらに含み、前記選択するステップは、プロセッサを用いて実施される、項目１７に記載の方法。
（項目２１）
透過照明撮像のためのシステムであって、前記システムは、
複数のウェルを含むマルチウェルサンプル保持器であって、前記複数のウェルのうちの１つのウェルは、底面を有し、生物細胞とメニスカスを形成する液体または半固体培地とを含むサンプルを含む、マルチウェルサンプル保持器と、
前記サンプル保持器を支持するステージと、
光源のアレイを含む照射サブシステムであって、前記光源のうちの少なくとも１つは、前記システムの光軸から側方にオフセットされており、前記光源は、互いに異なる向きにおいて前記メニスカスに入射するそれぞれの光ビームの光を生成するように構成されている、照射サブシステムと、
光を収集するための対物レンズと、
１つ以上の画像を検出するように構成された撮像検出器であって、前記１つ以上の画像は、前記収集された光で形成され、前記底面の周囲の少なくとも一部を含む同一の視野を表す、撮像検出器と、
プロセッサと
を備え、
前記プロセッサは、互いに対する前記２つ以上のサブセットの差を伴う通電によって、前記メニスカスによる屈折を補償し、コントラストを向上させるように、前記１つ以上の画像への前記光源の２つ以上のサブセットからの光の均整の取れた寄与を制御するように構成されている、システム。

図１は、サンプルが、生物細胞を含み、そうでなければ空であるウェルによって含まれ、中心光線および２つの側方光線が図示されている単一の光源のみによって生成される光でサンプルを照射する従来技術の透過照明撮像システムの選択された側面の概略部分断面図である。 図２は、ウェルの下方の対物レンズによる、２つの側方光線の収集を不釣り合いに低減させる細胞の上方にメニスカスを作成するためのウェルへの液体または半固体培地の添加を除いて、図１のように得られた、図１の従来技術の透過照明撮像システムの別の図である。 図３は、細胞が存在しないが、概して、図１の線３－３に沿って得られた図１のウェルの平面図である。 図４は、本開示の側面による、各光源からの中心光線のみが図示されている独立して通電可能な光源のアレイによって生成される光で図２のサンプルを照射する透過照明撮像システムの選択された側面の概略部分断面図である。 図５－７は、本開示の側面による、対物レンズまでサンプルを通過する対応する光源からの側方光線、中心光線、および別の側方光線を図示する図４の透過照明撮像システムの概略部分断面図である。 図５－７は、本開示の側面による、対物レンズまでサンプルを通過する対応する光源からの側方光線、中心光線、および別の側方光線を図示する図４の透過照明撮像システムの概略部分断面図である。 図５－７は、本開示の側面による、対物レンズまでサンプルを通過する対応する光源からの側方光線、中心光線、および別の側方光線を図示する図４の透過照明撮像システムの概略部分断面図である。 図８は、本開示の側面による、独立して通電可能な光源のアレイを有する例示的透過照明撮像システムの概略図である。 図９は、本開示の側面による、図８の撮像システムのための例示的光学構成の概略図である。 図１０は、本開示の側面による、アレイによって画定される平面に直交して得られた、図８の撮像システムのための例示的な光源のアレイの図である。 図１１は、本開示の側面による、光源のアレイを使用する透過照明撮像の例示的方法を図示するフローチャートである。 図１２－１５は、本開示の側面による、図１１の方法における照射することと検出することとの間の例示的関係を図式的に図示する時系列であり、照射することは、単一の画像の検出のための光源のサブセットの差を伴う通電を含む。 図１２－１５は、本開示の側面による、図１１の方法における照射することと検出することとの間の例示的関係を図式的に図示する時系列であり、照射することは、単一の画像の検出のための光源のサブセットの差を伴う通電を含む。 図１２－１５は、本開示の側面による、図１１の方法における照射することと検出することとの間の例示的関係を図式的に図示する時系列であり、照射することは、単一の画像の検出のための光源のサブセットの差を伴う通電を含む。 図１２－１５は、本開示の側面による、図１１の方法における照射することと検出することとの間の例示的関係を図式的に図示する時系列であり、照射することは、単一の画像の検出のための光源のサブセットの差を伴う通電を含む。

（詳細な説明）
本開示は、透過照明撮像のための方法およびシステムを提供する。例示的方法では、サンプルが、ウェルの中で照射される。サンプルは、生物細胞と、メニスカスを形成する液体または半固体培地とを含み得る。照射するステップは、互いに異なる向きにおいてメニスカスに入射するそれぞれの光ビームの光を生成する光源のアレイを用いて実施され得る。１つ以上の画像が、検出され得る。１つ以上の画像への光源の２つ以上のサブセットからの光の均整の取れた寄与が、メニスカスによる屈折を補償し、コントラストを向上させるように、互いに対する２つ以上のサブセットの差を伴う通電によって制御され得る。

本開示の方法およびシステムは、従来技術を上回る種々の利点を提供する。利点は、低倍率（および／または低開口数（ＮＡ））画像におけるウェルの底面全体にわたって、より高く、かつより一様なコントラストを含み得る。さらに、または代替として、利点は、異なる通電手順の使用を通して、異なるサンプルおよびウェル構成を伴う一貫した画質を含み得る。いくつかの実施形態では、ユーザは、１つ以上のサンプルパラメータの値を入力し、撮像システムがサンプルのための好適な通電手順を選択することを可能にし得る。

本開示のさらなる側面が、以下の節、すなわち、（Ｉ）透過照明撮像への液体または半固体メニスカスの光学的効果、（ＩＩ）メニスカス補償を伴う透過照明撮像、（ＩＩＩ）メニスカス補償のための例示的システム構成、（ＩＶ）光源のアレイを用いた撮像の方法、および（Ｖ）選択された実施形態で説明される。

（Ｉ．透過照明撮像への液体または半固体メニスカスの光学的効果）
本節は、従来技術の透過照明撮像システム５０によって検出される画像の質への液体または半固体メニスカスの悪影響を解説する（図１－３参照）。

撮像システム５０が、ウェル５４によって含まれるサンプル５２の透過照明画像を検出するために利用されることができる。サンプルは、撮像システムの試料面６０内のウェルの底面５８上に配置された生物細胞５６の層を含み得る（図１および３参照）。１つ以上の側壁６２が、底面５８の周囲６４から上向きに延び、ウェルの中心軸６６を完全に包囲し得る。底面５８は、中心軸６６を含む中心領域６７ａと、中心領域を包囲し、側壁６２に隣接して位置する縁領域６７ｂとを有する。底面および側壁は、生物細胞５６、および細胞が浸漬されるサンプル５２の液体または半固体培地６８を保持するための容積を集合的に作成する。培地は、培地６８によって形成されるメニスカス７０の光学的効果を図示するために、図２において存在するが、図１において不在である。半固体培地は、水性ゲルを含み得る。故に、培地は、ゲル化剤（例えば、寒天、アガロース、グアーガム等）を含み得る。

サンプル５２は、単一の光源７４によって生成される光７２で照射される。光は、光のビーム７８を形成する少なくとも１つの光学要素７６を用いて、光源からサンプルに向かわせられ得、光のビーム７８は、少なくとも１つの光学要素によってコリメートされることも、されないこともある。ビーム７８の中心光線８０および一対の側方光線８２、８４が、示される。中心光線が、システムの光軸を辿る一方、側方光線８２、８４は、光軸から側方にオフセットされる。

光７２は、サンプル５２を通して伝送され、サンプルの下流に位置する対物レンズ８６によって収集される。対物レンズは、収集された光で形成されるサンプル（特に、その細胞）の画像を検出する撮像検出器（図示せず）上に収集された光を集束させる。

対物レンズ８６は、底面５８のエリアの少なくとも大部分を表す比較的低倍率の画像を生成するために、小さい開口数（すなわち、小さい受光角８８）を有し得る。しかしながら、培地６８、特に、メニスカス７０の存在は、中心光線８０に対して側方光線８２、８４の収集に不釣り合いに影響を及ぼし得る。

図１および２は、培地６８のそれぞれの不在および存在が、光線８０、８２、および８４に影響を及ぼす程度を比較する。メニスカスがないと、光線は、図１では屈折させられず、サンプル５２およびウェル５４の底部を通した対物レンズ８６までのそれぞれの線形経路上で進行する。（生物細胞５６によるいかなる屈折も、この議論に関しては無視される。）対照的に、メニスカス７０は、図２の側方光線８２、８４に選択的に影響を及ぼす。中心光線８０は、メニスカスに対して垂直な経路上でメニスカスに入射し、したがって、屈折させられない。側方光線８２、８４は、ウェルの側壁により近い位置でメニスカス７０に入射し、メニスカスは、水平ではなく、各光線が空気から液体に通るとき、側方光線が中心光線から離れるように屈折させられることを引き起こす。結果として、側方光線は、もはや対物レンズ８６の受光角８８内ではなくなる。したがって、検出される画像は、底面の中心領域６７ａにおいてより明るく、縁領域６７ｂにおいてより暗いであろう（図３参照）。さらに、コントラストは、一様ではなく、代わりに、画像検出の持続時間に基づいて中心または側方でより良好であろう。より一様なコントラストを伴う画像を生成する改良された透過照明撮像システムが、必要とされる。

サンプル５２は、任意の好適な性質を有し得る。サンプルは、有機および／または無機であり得、任意の好適なアセンブリ、材料、物質、分離物、抽出物、粒子等を含み得る。例示的実施形態では、サンプルは、撮像されるべき生物細胞を含む。生物細胞は、真核細胞または原核細胞であり得、生細胞または死細胞（例えば、固定細胞）であり得る。例示的生物細胞は、株細胞系（細胞株）、一次細胞、組織サンプルの細胞、臨床サンプル（例えば、血液サンプル、吸引液体、組織切片等）からの細胞、細菌細胞等を含む。サンプルは、任意の好適な培地、概して、とりわけ、水、塩、緩衝剤、グルコース、洗剤、染料、タンパク質、アミノ酸、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る水性培地も含み得る。培地は、生物細胞用の成長培地であることも、そうではないこともある。

サンプルは、少なくとも１つのサンプルまたは空間的に分離されたサンプルの任意のアレイを保持するための任意のデバイスであるサンプル保持器によって保持され得る。サンプル保持器は、少なくとも１つのウェルを含み得る。ウェルは、とりわけ、約１０、５、２、１、０．５、０．２、もしくは０．１ｍＬ未満、および／または約０．０２５、０．０５、０．１、０．２、０．５、もしくは１ｍＬを上回る等の流体のための任意の好適な全容量を有し得る。ウェルの内径は、一定であり得るか、または、ウェルの上部から底面まで変動し得る（例えば、減少し得る）。内径が底面に向かって減少する場合、直径は、円滑に、段階的に、またはそれらの組み合わせで減少し得る。いくつかの実施形態では、内径は、直線的に、または円滑であるが非直線的に減少し得る。水平断面内で画定されるようなウェルの形状は、一定であり得るか、または、ウェルの上部から底面まで変動し得る。この形状および／または底面の周囲は、円形、卵形、多角形（例えば、正方形等の長方形）等であり得る。ウェルは、任意の好適な材料から形成され得るが、ポリマーが、好ましくあり得る。ウェルの底面および／または側壁は、細胞接着を促進するために、コラーゲン、ラミニン、フィブロネクチン等の別の材料でコーティングされ得る。

ウェルは、ウェルのアレイを有するサンプル保持器（例えば、マルチウェルプレート）によって提供され得る。サンプル保持器のウェルは、実質的に同一平面内の底面を伴うウェルの水平アレイを有するマルチウェルサンプル保持器を形成するように、互いに取り付けられ得る（例えば、射出成形によって等、互いと一体的に形成される）。サンプル保持器は、とりわけ、少なくともまたは正確に６、１２、２４、４８、９６、もしくは３８４個のウェル等の任意の好適な数のウェルを有し得る。ウェルは、９６個のウェルを有するマルチウェルプレートのための８×１２アレイ、または３８４個のウェルを有するマルチウェルプレートのための１６×２４アレイ等の長方形アレイに配置され得る。下でさらに説明されるように、撮像システムは、サンプル保持器の複数のウェルのそれぞれの中に存在するサンプルの画像を自動的に収集するように構成され得る。さらに、撮像システムは、ウェルの底面のエリア全体を集合的に表す１つ以上の画像を自動的に収集するように構成され得る。これらの画像は、ウェルが十分に小さい（例えば、３８４ウェルプレートのウェル）場合、ウェルのための単一の視野を用いて収集されるか、または、ウェルがより大きい場合、２つ以上の視野（例えば、９６ウェルプレートのウェルのための４つの視野）を用いて収集され得る。

（ＩＩ．メニスカス補償を伴う透過照明撮像）
本節は、光源のアレイが画質への液体または半固体メニスカスの悪影響を補償し得る方法を説明する（図４－７参照）。独立して制御され得る複数の光源の使用が、より一様な輝度およびコントラストを伴う画像の検出を可能にする。

図４は、光源９４、９６、９８のアレイ９２によって生成される光でサンプル５２を照射する改良された透過照明撮像システム９０を示す。光源の各々からの中心光線１００、１０２、１０４のみが表され、各それぞれの光線は、異なる長さの鎖線（長い、中間、または短い）を有する。中心軸上光源９６は、撮像システムの光軸１０６上に位置し、軸上光源からの中心光線１０２は、対物レンズ８６まで、システム光学系によって画定される光軸１０６を辿る。側方軸外光源９４、９８は、撮像システムの光軸１０６から側方にオフセットされる。結果として、３つの光源からの中心光線１００、１０２、１０４は、互いに異なる向きにおいてメニスカス７０に入射する。

放射のこれらの異なる向きの利益が、個々に、光源の各々のために図５－７に図示される。各図は、光源９４、９６、９８のうちの１つのみによって生成される光で形成されるそれぞれのビーム１０８、１１０、１１２からの５つの光線を示す。５つの光線の各セットは、中心光線１００、１０２、１０４のうちの１つと、対応する中心光線からオフセットされる４つの側方光線とを含む。各セット内で、光線は、それらがメニスカス７０によって差を伴って屈折させられるまで、互いに平行であり得る。図６の光線は、２つの中間光線の追加を除いて、図２のものに対応する。図６は、図５および７と比較のためにここで示され、さらに議論されないであろう。

図５は、光源９４からの光で生成された斜交ビーム１０８を示す。ビーム１０８の左縁の近傍の側方光線１１４は、法線向きに屈折させられ、試料面に直交してサンプル５２を通過し、対物レンズ８６に到達する。しかしながら、ビームの右縁の近傍の対応する側方光線１１６は、対物レンズに届かない。したがって、ビーム１０８は、ウェルの底面（および上を覆う細胞）の輝度を、底面の片側（すなわち、図５の底面の左側）に向かって傾斜させる。

図７は、光源９８からの光で生成された斜交ビーム１１２を示す。ビーム１１２は、ビーム１０８に類似するが、反対方向に効果を生じる。ビーム１１２の右縁の近傍の側方光線１１８は、法線向きに屈折させられ、試料面に直交してサンプル５２を通過し、対物レンズ８６に到達する。しかしながら、ビームの左縁の近傍の対応する側方光線１２０は、対物レンズに届かない。したがって、ビーム１１２は、ウェルの底面（および上を覆う細胞）の輝度を、図５のビーム１０８に対する底面の反対側に向かって傾斜させる。サンプルの検出された画像への光源の各々からの光の均整の取れた寄与は、ウェルの底面（および上を覆う細胞）の中心および側方領域からの検出された光強度をより良く均一化するように、選択および制御され得る。

（ＩＩＩ．メニスカス補償のための例示的システム構成）
本節は、メニスカス補償を達成するための光源のアレイ９２を伴う例示的透過照明撮像システム１３０を説明する（図８－１０参照）。撮像システム１３０は、図４のように、３つのみの光源９４、９６、９８および３つのみの光線１００、１０２、１０４を伴って、図８および９に例示されるが、図１０に例示されるように、光源の任意の好適な数および配置を有し得る。

撮像システム１３０は、水平であり得る試料面６０内で少なくとも１つのサンプル保持器１３４を支持するためのステージ１３２を含み得る。サンプル保持器１３４は、サンプル保持器によって提供される１つ以上のウェル５４の中に含まれる１つ以上のサンプル５２を保持し得る。いくつかの実施形態では、サンプル保持器は、それぞれのウェルの中で互いから複数のサンプルを空間的に分離し得る。ステージ１３２は、試料面６０内または近傍で各ウェル５４の底面を支持し得、透過照明撮像に使用される光の波長に対して透過性であるウェルの下の窓（例えば、開口部）を画定し得る。各サンプル保持器、ウェル、およびサンプルは、第Ｉ節で、または本明細書の他の場所で説明される特徴の任意の好適な組み合わせを有し得る。

撮像システムは、互いに協働し、サンプル保持器１３４の各サンプル５２の透過照明撮像を提供する種々のサブシステム（同義的にモジュールと称される）も含み得る。これらのサブシステムは、照射サブシステム１３６と、検出サブシステム１３８と、駆動サブシステム１４０と、制御／処理サブシステム１４２とを含み得る。

照射サブシステム１３６は、光を生成するための光源のアレイ９２と、光を収集し、それをサンプルに向かわせるための集光器１４４とを含み得る。アレイ９２の３つの光源９４、９６、９８および対応する中心光線１００、１０２、１０４が、図４との比較を促進するように、図８で識別される。しかしながら、アレイは、とりわけ、少なくとも４、５、６、８、１０、１５、または２０個等の任意の好適な数の光源を含み得る（例えば、図１０参照）。アレイの光源の少なくとも１つのサブセット（例えば、光源の各々）は、アレイの他の光源から独立して通電可能であり得る。通電は、電圧を印加すること、および／または光の生成を引き起こす（すなわち、光源をオンにする）ために十分な電流を光源に供給すること、および、随意に、供給される電力のレベル（例えば、電圧／電流の量）を選択または調節し、光源から所望の強度の光を生成することを含む。換言すると、各光源（および／または光源のサブセット）のオン／オフ状態ならびに強度は、他の光源（および／または光源の少なくとも１つの他のサブセット）から独立して変更され得る。所与の光源に供給される電力のレベルは、同義的に、光源のための通電レベルと呼ばれ得る。

アレイ９２は、任意の好適な性質を有し得る。その中の光源は、１次元、２次元、または３次元アレイに配置され得る。しかしながら、２次元アレイが、構築を単純化し、集光器の複雑性を低減させるために好まれ得る。光源の各々は、同一のタイプであり得、同一の波長の光を生成し得、および／または同一の最大強度を有し得る。例えば、光源は、互いのコピーであり得る。各光源は、とりわけ、エレクトロルミネセンス、誘導放出、熱放射、および／またはフォトルミネセンスを含む任意の好適な機構によって、光を生成し得る。故に、光源は、ソリッドステートデバイス、レーザ、アーク灯等を含み得る。例示的ソリッドステートデバイスは、とりわけ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、スーパールミネセントダイオード、およびレーザダイオード等の半導体光源を含む。

集光器１４４は、光源のアレイとサンプルとの間の光学経路内に配置される任意の好適な数の光学要素を含み得る。光学要素は、光を収集する、向かわせる、および／または集束させる、および／または光を少なくとも部分的に遮断する任意のデバイスまたは構造であり得る。光学要素は、とりわけ、反射、屈折、散乱、回折、吸収、および／または濾光等の任意の好適な機構によって機能し得る。例示的光学要素は、レンズ、鏡、拡散器、格子、プリズム、フィルタ、開口、マスク、ビームスプリッタ、透過性繊維（光ファイバ）等を含む。いくつかの実施形態では、集光器は、光源の各々からの光をコリメートし、各光源からの光のコリメートされたビームを用いたサンプルのケーラー照明を提供し得る。

光源のアレイおよび集光器は、協働し、光源からサンプルまで（および撮像検出器まで）の光学経路に沿った任意の位置において互いに重複し得る複数の光ビームを用いて、サンプルを照射し得る。光ビームの各々は、アレイの異なる光源からの光で生成され得、他の光ビームと異なる向きを有し得る。メニスカス（または試料面）における各光ビームの向きは、垂直軸（またはある他の参照軸）からのその角度オフセット（またはそれが無いこと）と、集光器の光軸の周りのその回転位置によって、画定され得る。他の光ビームから独立した各光ビームは、とりわけ、０度、または約１、２、３、４、５、７、もしくは１０度未満またはそれを上回る等の垂直軸からの任意の好適なオフセットを有し得る。光ビームは、集合的に、垂直軸からの角度オフセットの少なくとも１、２、３、または４つの異なる値を有し得る。光ビームは、さらにまたは代替として、光軸の周りの少なくとも３、４、または５つの異なる回転位置を有し得る（例えば、図１０参照）。

照射サブシステム１３６および検出サブシステム１３８は、試料面６０の上方から各サンプル５２を照射するために、および、試料面６０の下方で収集される光を検出するために配置され得る。他の場合では、撮像システムは、照射が下方から発生し、検出のための光が試料面の上方で収集されるように、サブシステム１３６、１３８の相対位置が逆転される逆転構成を有し得る。

検出サブシステム１３８は、対物レンズ８６と、撮像検出器１４６とを含み得る。対物レンズは、ウェルの底面を通過した光を収集し、撮像検出器の感光性エリア上に光を集束させる。図示を単純化するために、中心光線１００、１０２、１０４は、サンプルの下流で組み合わせられるものとして示され、非鎖線垂直矢印によってサンプルの下方で集合的に表される。対物レンズ８６は、筐体の中に搭載されるレンズのセット等の任意の好適な数の光学要素を含み得る。対物レンズは、低倍率対物レンズ（例えば、約５倍、１０倍、または２０倍以下の倍率を提供する）であり得、とりわけ、約０．４、０．３、または０．２以下の開口数を有し得る。

撮像検出器は、検出面積全体にわたる光の空間的変動（例えば、強度の変動）を検出することが可能な任意のデバイスである。撮像検出器は、電荷結合素子（ＣＣＤ）センサ、アクティブピクセルセンサ（例えば、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）センサ、Ｎ型金属酸化膜半導体（ＮＭＯＳ）センサ等）等のアレイ検出器であり得る。撮像検出器は、ピクセルの長方形アレイ等の画像のピクセルを検出し得、カラー画像、グレースケール（単色）画像、または両方を検出するように構成され得る。

駆動サブシステム１４０は、互いに対して撮像システム１３０の構成要素を移動させるための１つ以上の駆動機構を含み得る。各駆動機構は、モータ（例えば、サーボモータ）と、モータを少なくとも１つのシステム構成要素に接続するリンケージとを含み得る。駆動サブシステムは、互いに対する（例えば、垂直軸および／または試料面における光軸と平行な）ステージおよび対物レンズの移動を提供し、撮像検出器においてサンプルの画像を集束させ得るステージと対物レンズとの間の距離を変化させ得る。駆動サブシステムの駆動機構は、さらにまたは代替として、水平面内で、および／または試料面における光軸に直交する平面内で、２次元で互いに対してステージおよび光軸を移動させ、サンプルに対して視野を移動させ得る（例えば、撮像するサンプルもしくは底面のエリアを選定する、および／または視野内にサンプル保持器の異なるサンプル（ならびにウェル）を設置する）。

制御／処理サブシステム１４２は、撮像システム１３０のデバイスの任意の好適な組み合わせと通信し得、および／またはその動作を制御し得る。サブシステム１４２は、コンピュータの形態であり得るコントローラとも呼ばれるプロセッサ１４８を含み得る。

プロセッサ１４８は、光源９４、９６、９８の通電、すなわち、通電のタイミング／シーケンスおよび通電のレベルを制御し得る。この通電は、プロセッサのメモリの中に記憶された所定の撮像プロトコル１５０のセットから選択される撮像プロトコルに基づき得る。各撮像プロトコルは、１つ以上の照射間隔中の光源のための通電の時間間隔およびレベルを定義する通電手順を含み得る。撮像プロトコルは、光源の通電に対して、その間に撮像検出器１４６が光を検出するであろう期間を規定する検出手順も含み得る。各撮像プロトコルは、メニスカスの形状および／または位置に関連し得る１つ以上のサンプルパラメータの特定の値もしくは値の範囲のために設計され得る。撮像プロトコルは、サンプルおよび／またはサンプル保持器の構成についてのユーザからの入力に基づいて、プロセッサによって選択され得、入力は、ユーザインターフェース１５２（例えば、とりわけ、ディスプレイ、キーボード、マウス、タッチスクリーン、またはそれらの任意の組み合わせ）を介してプロセッサに通信される。

プロセッサ１４８は、撮像検出器１４６と通信し得る。この通信は、プロセッサが、通電手順に基づいて、光源の通電に対する画像検出のタイミング等の撮像検出器の動作を制御することを可能にし得る。プロセッサは、撮像検出器１４６から画像データを受信し、処理し得る。

撮像システム１３０は、そのデバイスの各々（例えば、各光源、撮像検出器、プロセッサ、駆動機構等）の動作を駆動するための電源も有する。電力は、例えば、ライン電力、バッテリ電力、またはそれらの組み合わせであり得る。

図９は、サンプル５２のケーラー照明を達成する撮像システム１３０のための例示的光学構成を示す。光学構成は、３つのみの光源９４、９６、９８を伴って図示されるが、他の実施形態では、任意の好適な数の光源からサンプルに光を伝送し得る。光源からの中心光線１００、１０２、１０４のみが、描写される。各光線は、平凸レンズ１６０によって屈折させられ、鏡１６２によって反射され、一対の平凸レンズ１６４、１６６を通して伝送され、メニスカス７０およびサンプル５２の細胞５６を通過し、撮像検出器への透過のために対物レンズ８６によって収集される。

図１０は、撮像システム１３０のため例示的光源モジュール１７０を示す。光源モジュール１７０は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）等のソリッドステート光源であり得る光源１７２のアレイ９２を形成する。光源１７２は、平面を画定し得る固定配置で光源を保持する支持部材１７４に搭載される。撮像システムの光軸１７６は、例えばアレイの平面に対して直角に、アレイ９２の中心を通過し得る。参照番号１７８によって識別されるアレイ９２の中心光源１７２が、光軸１７６の上に位置し得るか、または、光源の全てが、軸外に位置し得る（すなわち、光軸から側方にオフセットされる）。光源は、円形／半径方向アレイ（ここで示されるような）、長方形アレイ、不規則なアレイ等の任意の好適な形状で配置され得る。アレイの形状は、各ウェルの底面の形状に対応し得る。例えば、光源は、光軸１７６に中心に置かれる１つ以上のリングに配置され得る。各リングは、３、４、５、６つ以上の光源によって形成され得る。描写される実施形態では、アレイ９２の軸外光源は、６つの光源１７２の内側リング１８０、および中心軸上光源１７８の周囲の１２個の光源の外側リング１８２に配置される。いくつかの実施形態では、各光のリングは、一体として通電され得る。サンプルの検出された画像の輝度およびコントラストの所望の一様性は、各リング内の光源の数および間隔、リングの数およびサイズ、ならびに検出された画像への各リングからの光の均整の取れた寄与の適切な選択によって、達成され得る。

（ＩＶ．光源のアレイを用いた撮像の方法）
本節は、光源のアレイを用いた透過照明撮像の例示的方法２００、および、照射および画像検出のための例示的時系列および構成を説明する（例えば、図１１－１５参照）。

図１１は、方法２００の例示的ステップをリストアップするフローチャートを示す。図１１に提示されるステップ、および／または、本明細書の他の場所に説明されるステップは、本開示のシステム構成要素および特徴のうちのいずれかを使用して、任意の好適な順序ならびに組み合わせで実施され得る。

入力が、ユーザから受信され得、２０２に示される。入力は、１つ以上のサンプルパラメータの各々のためのそれぞれの値を規定し得る。値は、文字、テキスト列、数字等であり得る。本明細書で使用されるようなサンプルパラメータは、サンプルに関連付けられる任意のパラメータである。各サンプルパラメータは、メニスカスの形状／位置、メニスカスにおける空気・液体界面によって生成される光の屈折の量、撮像されるサンプル／底のエリアのサイズ等に影響を及ぼし得る。パラメータは、細胞型、近似細胞密度（例えば、ウェルの底面の被覆率）等のサンプル自体を説明し得る。パラメータは、さらにまたは代替として、サンプルの生物細胞が浸漬される培地の側面を説明し得る。培地の側面は、培地の体積、高さ、組成、温度等に関し得る。パラメータは、さらにまたは代替として、サンプルを含むサンプル保持器および／またはウェルに関し得る。例えば、パラメータは、とりわけ、サンプル保持器の組成、側壁上のコーティングの組成、および／またはサンプル保持器の製造／モデルによって反映されるような、ウェルの容積、形状、および／または高さ、ウェルの底面の形状、面積、および／または直径、および／またはウェルの側壁の表面エネルギーに関し得る。入力は、第ＩＩＩ節に説明されるように、ユーザインターフェース（例えば、グラフィカルユーザインターフェース）を介して受信され得る。

撮像プロトコルが、取得され得、２０４に示される。撮像プロトコルは、ステップ２０２においてユーザから受信された１つ以上のサンプルパラメータに関する入力（例えば、１つ以上の値）に基づいて、取得され得る。例えば、撮像プロトコルは、撮像システムのプロセッサのメモリの中に記憶された所定の撮像プロトコルのセットから選択され得る。いくつかの実施形態では、撮像プロトコルの少なくとも一部は、１つ以上のカスタム設定を用いて動的に策定され得、例えば、取得される撮像プロトコルの少なくとも１つの値は、ユーザからの入力に基づいて（例えば、内挿または外挿によって）計算され得る。

撮像プロトコルは、通電手順と、検出手順とを含み得る。通電手順は、サンプルの照射を生じ、２０６に示され、照射が進むにつれて、以下のうちの１つ以上のもの、すなわち、（ａ）光源のアレイのうちの各光源の通電のそれぞれのレベル、（ｂ）各光源が通電される時間間隔、（ｃ）該当する場合、各光源の通電に使用されるパルス変調、（ｄ）光源のアレイ全体が同時に通電されない場合、光源のサブセットが通電される順序、および、（ｅ）該当する場合、光源のうちのいずれも通電されない通電手順内の通電一時停止を定義し得る。

通電手順のセットが、少なくとも１つのサンプルパラメータの異なる値を用いて撮像システムを較正することによって、作成され得る。例えば、較正は、ウェル内の培地の異なる体積、ウェル内の同一の体積の培地の異なる組成、異なるサンプル保持器等を用いて行われる撮像試験とともに実施され得る。所与のサンプル構成を用いた例示的較正において、光源の各々は（または光源の２つ以上のサブセットのうちの各サブセットは）、単独で通電され得、サンプルの別個の画像が、各個々の光源（またはサブセット）による照射を用いて検出され得る。結果として生じる画像は、各光源または光源のサブセットを画像空間の中へマップし、ウェルの底面全体にわたって検出された強度を均一化するために、各光源（または光源のサブセット）の好適な均整の取れた寄与が特定のサンプル構成に対して計算されることを可能にする。較正は、製造業者またはユーザによって実施され得る。

撮像プロトコルの検出手順は、１つ以上の画像が検出されるときを定義し得、２０８に示される。本明細書で使用されるような画像を検出するステップは、ピクセルの２次元アレイとして光を検出するステップと、ピクセルを表す信号を作成するステップとを含み得る。

検出手順は、ステップ２０８のために、光源アレイの光源の通電に対する撮像検出器による光検出の１つ以上の期間を定義し得る。いくつかの実施形態では、単一の検出期間が、使用され、光源の同じセット（例えば、光源アレイの全光源）が通電されたままである間、サンプルの画像の光の実質的に全てが検出期間中に検出され得る。光源の２つ以上のサブセットは、撮像プロトコルの通電手順によって定義されるように、セット内で通電の２つ以上の異なるレベルにおいて通電され得る。光源が通電されると、通電のそれぞれのレベルは、検出期間中、一定のままであり得る。他の実施形態では、光源アレイの光源の２つ以上の異なるサブセットの各々は、単一の検出期間にわたって異なる時間に、または、画像を生成する２つ以上の検出期間中、オンおよび／またはオフにされ得る。例えば、光源アレイの光源の全てが一緒にオンにされ得、次いで、光源アレイの光源のより中心のサブセットがその中心に対してウェルの底面の縁から検出される光の量を選択的に増加させるために、最初にオフにされ得る。別の例として、光検出は、光源のより中心のサブセットのみが通電された状態で起こり、次いで、光源のより周辺のサブセットのみが通電された状態で起こり得るか、またはその逆も同様である（下記参照）。

検出手順は、同一の視野および同一の焦点を用いてステップ２０８において検出されるべきサンプルの画像の数、および／または、画像検出が実施されるであろうサンプルの異なる視野の数を定義し得る。単一の画像が、所与の視野に対して検出され得る。換言すると、ステップ２０８は、サンプルの一様なコントラストを有する画像を生成し得る。代替として、随意に、２１０に鎖線で示されるように、２つ以上の画像が、同一の視野を用いて検出され、次いで、単一の画像を生成するように処理され得る。例えば、あまり一様ではないコントラストの２つ以上の低品質画像が、光源アレイのそれぞれの異なる通電構成を用いて検出され、次いで、より一様なコントラストの単一の高品質画像を作成するためにマージされ得る（例えば、一緒に縫い合わせられる）。例えば、光源アレイの中心の光源群のみからの照射を用いて生成される第１の画像は、ウェルの底面のより中心の領域に対して良好なコントラストを有し得るが、底面の周囲の近傍で暗くあり過ぎ得る一方で、第２の画像は、底面の周辺領域に関して良好なコントラストを有し得るが、ウェルの底面のより中心の領域に関して暗くあり過ぎ得る。２つの画像をマージするステップは、より一様なコントラストの改良された画像を生成し得る。ある場合、同一のサンプルおよびウェルの異なる視野を用いて検出される画像は、単一の画像を作成するためにマージされ得る。

図１２－１５は、図１１の方法２００に関する照射するステップと検出するステップとの間の例示的関係を図式的に図示する時系列を示す。照射するステップは、光源９４、９６、９８を用いて図式的に図示される光源のアレイを用いて実施される。本議論の目的のために、光源９６は、アレイの１つ以上の比較的より中心の光源を表し、光源９４、９８は、アレイの複数の比較的より側方または周辺の光源を表す。例えば、図１０を参照すると、光源９６は、光軸１７６上に配置される単一の中心光源１７８、内側リング１８０に配置される光源群、またはそれらの組み合わせであり得る。さらに、光源９４、９８は、外側リング１８２の光源に対応し得るか、または光源９６が中心光源１７８に対応する場合、光源９４、９８は、内側リング１８０（または両方のリング）に対応し得る。

図１２－１５の各々は、照射が実施される１つ以上の照射間隔２２０、２２２と、画像が検出される重複検出期間２２４とを示す。照射間隔は、均等または不均等な長さであり得る。各照射間隔中に通電される（すなわち、オンにされ、光を生成する）光源９４、９６、９８は、斜線なしまたは斜線付きのいずれかとして示され、斜線の数／密度の増加は、通電のより低いレベル（したがって、より低い強度／放射束）を表す。例えば、光源９６は、図１５の早期間隔２２０中、光源９４、９８よりも少なく通電され、少ない光を生成している。さらに、光源９４、９８は、図１５の後期間隔２２２よりも早期間隔２２０中により少ない光を生じている。所与の照射間隔中に通電されない（すなわち、オフにされ、光を生成しない）光源９４、９６、９８は、「Ｘ」でマークされる。例えば、図１２では、光源９６は、早期間隔２２０中にオンであり、後期間隔２２２中にオフである。

１つのみの画像が、図１２－１５のそれぞれにおいて検出期間２２４中に検出される。しかしながら、他の実施形態では、それぞれの画像が、図１２の一対の鎖線検出期間２２６、２２８によって示されるように、各照射間隔２２０、２２２中に検出され得る。

光源９４、９６、９８のサブセット２３０、２３２は、互いに対して差を伴って通電され得る。各サブセットは、１つのみの光源または複数の光源から成り得る。図１２－１５では、サブセット２３０は、中心光源９６から成り、サブセット２３２は、側方光源９４、９８から成る。サブセットの差を伴う通電は、時間的な差および／または通電レベルにおける差を含み得る。時間的な差は、互いに対して異なる時間にサブセットをオンおよび／またはオフにすることを含み得る。例えば、図１２では、サブセット２３０は、サブセット２３２の前にオンにされ、サブセット２３２がオンにされるとき、オフにされる。別の例として、図１３では、両方のサブセット２３０、２３２が、同時にオンにされるが、異なる時間にオフにされる（サブセット２３０は、間隔２２０の終了時にオフにされ、サブセット２３２は、間隔２２２の終了時にオフにされる）。通電レベルの差は、光源がオンにされるときに確立され得、単一の照射間隔のみが使用されるように、照射するステップ中に実質的に一定のままであり得る（例えば、図１４参照）。代替として、少なくとも１つのサブセットの通電のレベルは、サブセットをオフにすることなく、照射するステップ中に、より低いレベルからより高いレベルに、またはその逆も同様に調節され得る（例えば、サブセット２３２は、図１５の間隔２２２の開始時より高いレベルまで通電される）。

（Ｖ．選択された実施形態）
本節は、一連のインデックス付き段落の本開示の選択された実施形態を説明する。

（段落１）透過照明撮像の方法であって、方法は、（Ａ）ウェルの中に位置しているサンプルを照射することであって、サンプルは、生物細胞と、メニスカスを形成する液体または半固体培地とを含み、サンプルを照射するステップは、互いに異なる向きにおいてメニスカスに入射するそれぞれの光ビームの光を生成する光源のアレイを用いて実施される、ことと、（Ｂ）それぞれの光ビームの光で形成され、ウェルの底面の周囲の少なくとも一部を含む視野を表す１つ以上の画像を検出することとを含み、１つ以上の画像への光源の２つ以上のサブセットからの光の均整の取れた寄与は、メニスカスによる屈折を補償し、コントラストを向上させるように、互いに対する２つ以上のサブセットの差を伴う通電によって制御される、方法。

（段落２）照射するステップは、互いに異なる時間に光源の２つ以上のサブセットをオンおよび／またはオフにし、２つ以上のサブセットの差を伴う通電を少なくとも部分的に生じさせるステップを含む、段落１に記載の方法。

（段落３）照射するステップは、異なるレベルの電力を光源の２つ以上のサブセットのうちの各サブセットに供給し、２つ以上のサブセットの差を伴う通電を少なくとも部分的に生じさせるステップを含む、段落１または段落２に記載の方法。

（段落４）光源の２つ以上のサブセットは、第１のサブセットと、第２のサブセットとを含み、第１のサブセットは、アレイにおいて中心に位置付けられ、第２のサブセットは、アレイにおいて側方に位置付けられる、段落１－３のいずれかに記載の方法。

（段落５）光源のアレイは、第１の光源と第２の光源とを含み、底面は、縁領域と中心領域とを有し、検出するステップは、縁領域および中心領域の単位面積あたり、中心領域よりも縁領域を通過した第１の光源からの多くの光と、縁領域よりも中心領域を通過した第２の光源からの多くの光とを検出することを含む、段落１－４のいずれかに記載の方法。

（段落６）１つ以上の画像のうちの１つの画像の検出中、それぞれの光ビームのうちの第１の光ビームは、底面の側方領域よりも強く底面の中心領域を照射し、それぞれの光ビームのうちの第２の光ビームは、中心領域よりも強く底面の側方領域を照射する、段落１－５のいずれかに記載の方法。

（段落７）それぞれの光ビームは、第１の光ビームと第２の光ビームとを含み、第１の光ビームは、第２の光ビームよりも垂直向きにおいてメニスカスに入射する、段落１－６のいずれかに記載の方法。

（段落８）サンプルと撮像検出器との間の光学経路に位置している対物レンズを用いて光を収集するステップをさらに含み、それぞれの光ビームのうちの少なくとも１つの光ビームは、少なくとも１つの光ビームからのより多くの量の光が、メニスカスが不在であった場合に収集されるであろうよりも、メニスカスの存在に起因して収集するステップ中に収集され、他の全てが同等であるように、向けられる、段落１－７のいずれかに記載の方法。

（段落９）少なくとも１つの光ビームは、メニスカスが除去された場合、少なくとも１つの光ビームの大部分が対物レンズに届かず、他の全てが同等であるように、向けられる、段落８に記載の方法。

（段落１０）サンプルと撮像検出器との間の光学経路に位置している対物レンズを用いて光を収集するステップをさらに含み、対物レンズは、光を収集するための受光角を画定し、それぞれの光ビームのうちの少なくとも１つの光ビームは、受光角の半分より大きい垂直線に対する角度オフセットにおいてメニスカスに入射する、段落１－９のいずれかに記載の方法。

（段落１１）サンプルと撮像検出器との間の光学経路に位置している対物レンズを用いて光を収集するステップをさらに含み、光を収集するステップは、約０．３以下の開口数を有する対物レンズを用いて実施される、段落１－１０のいずれかに記載の方法。

（段落１２）視野は、底面の周囲全体を含む、段落１－１１のいずれかに記載の方法。

（段落１３）１つのみの画像が、検出するステップ中に検出され、光源のアレイは、第１の光源と第２の光源とを含み、照射するステップは、第１のレベルの電力を第１の光源に、第２のレベルの電力を第２の光源に供給することを含み、第１のレベルの電力および第２のレベルの電力は、互いに異なり、随意に、第１のレベルの電力は、第１の電流によって特徴付けられ、第２のレベルの電力は、第２の電流によって特徴付けられ、第１および第２の電流は、互いに異なる、段落１－１２のいずれかに記載の方法。

（段落１４）光源のアレイのうちの各光源の放射束は、１つのみの画像が検出されている間、実質的に一定である段落１３に記載の方法。

（段落１５）１つのみの画像が、検出するステップ中に検出され、光源の２つ以上のサブセットのうちの少なくとも１つのサブセットの通電は、検出するステップの開始および終了に対する中間時点で変更される、段落１－１４のいずれかに記載の方法。

（段落１６）２つ以上の光源の第１のサブセットのみが、検出するステップのうちの一部中、光を生成しており、光源の第２のサブセットのみまたは全てが、検出するステップのうちの別の一部中、光を生成している、段落１５に記載の方法。

（段落１７）検出するステップは、２つ以上の画像を検出するステップを含み、２つ以上の画像を処理し、２つ以上の画像から単一の画像を作成するステップをさらに含む、段落１－１６のいずれかに記載の方法。

（段落１８）単一の画像は、個々に、２つ以上の画像のそれぞれよりも良好なコントラストを有する、段落１７に記載の方法。

（段落１９）光源の通電は、２つ以上の画像の各々の検出のために異なる、段落１７に記載の方法。

（段落２０）サンプルパラメータのためのユーザからの入力を受信するステップをさらに含み、照射するステップは、入力に基づいて、差を伴って光源の２つ以上のサブセットに通電するステップを含む、段落１－１９のいずれかに記載の方法。

（段落２１）サンプルパラメータは、メニスカスを形成する培地に関連している、段落２０に記載の方法。

（段落２２）サンプルパラメータは、培地の体積、高さ、および／または組成に関している、段落２１に記載の方法。

（段落２３）各々がサンプルおよび／またはウェルの異なる構成に対応する、所定の通電手順のセットから、照射するステップのための通電手順を選択するステップをさらに含み、選択するステップは、プロセッサを用いて実施される、段落２０－２２のいずれかに記載の方法。

（段落２４）透過照明撮像のためのシステムであって、システムは、（Ａ）複数のウェルを含むマルチウェルサンプル保持器であって、複数のウェルのうちの１つのウェルは、底面を有し、生物細胞とメニスカスを形成する液体または半固体培地とを含むサンプルを含む、マルチウェルサンプル保持器と、（Ｂ）サンプル保持器を支持するステージと、（Ｃ）光源のアレイを含む照射サブシステムであって、光源のうちの少なくとも１つは、システムの光軸から側方にオフセットされており、光源は、互いに異なる向きにおいてメニスカスに入射するそれぞれの光ビームの光を生成するように構成されている、照射サブシステムと、（Ｄ）光を収集するための対物レンズと、（Ｅ）収集された光で形成され、底面の周囲の少なくとも一部を含む同一の視野を表す１つ以上の画像を検出するように構成された撮像検出器と、（Ｆ）互いに対する２つ以上のサブセットの差を伴う通電によって、メニスカスによる屈折を補償し、コントラストを向上させるように、１つ以上の画像への光源の２つ以上のサブセットからの光の均整の取れた寄与を制御するように構成されるプロセッサとを備えている、システム。

上で記載される開示は、独立した有用性を伴う複数の明確に異なる発明を包含し得る。これらの発明の各々は、その好ましい形態において開示されたが、本明細書に開示および例証されるようなその具体的実施形態は、多数の変形例が可能性として考えられるため、限定的意味において考慮されるものではない。本発明の主題は、本明細書に開示される種々の要素、特徴、機能、および／または性質の全ての新規かつ非自明な組み合わせならびに副次的組み合わせを含む。以下の請求項は、特に、新規かつ非自明と見なされるある組み合わせおよび副次的組み合わせを指摘する。特徴、機能、要素、および／または性質の他の組み合わせならびに副次的組み合わせにおいて具現化される発明は、本願または関連する出願から優先権を主張する出願において請求され得る。異なる発明または同一の発明を対象とするかにかかわらず、および範囲において元々の請求項よりも広い、狭い、それに等しい、またはそれと異なるかにかかわらず、そのような請求項も、本開示の発明の主題内に含まれると見なされる。さらに、識別される要素のための第１、第２、または第３等の序数指標は、要素間を区別するために使用され、別様に具体的に記載されない限り、そのような要素の特定の位置または順序を示さない。

Claims (20)

1. 透過照明撮像の方法であって、前記方法は、
   サンプルの１つ以上のサンプルパラメータの各々に対するそれぞれの値を規定するユーザ入力を受信することと、
   前記ユーザ入力に基づいて、撮像プロトコルの所定のセットから１つの撮像プロトコルを選択することであって、前記撮像プロトコルは、通電手順と検出手順とを含む、ことと、
   前記選択された撮像プロトコルに基づいて、ウェルの中に位置している前記サンプルを照射することであって、前記サンプルは、生物細胞と、メニスカスを形成する液体または半固体の培地とを含み、前記サンプルを照射するステップは、互いに異なる向きに前記メニスカスに入射するそれぞれの光ビームの光を生成する光源のアレイを用いて実行される、ことと、
   １つ以上の画像を検出することであって、前記１つ以上の画像は、前記それぞれの光ビームの光で形成され、かつ、前記ウェルの底面の周囲の少なくとも一部を含む視野を表す、ことと、
   を含み、
   前記光源のアレイは、光源の２つ以上のサブセットを含み、前記光源の前記２つ以上のサブセットのうちの１つのサブセットは、前記メニスカスによる屈折を補償すること、および、コントラストを向上させることを目的として、（ａ）複数の異なる時間に光を生成することを開始すること、（ｂ）複数の異なる時間に光を生成することを停止すること、および／または、（ｃ）前記光源の前記２つ以上のサブセットのうちの別のサブセットに対して複数の異なる通電レベルで光を生成することを行うように構成されており、
   単一の画像が、所与の視野に対して検出され、
   前記光源の前記２つ以上のサブセットのうちの少なくとも１つのサブセットの通電は、前記検出するステップの開始および終了に対する中間時点で変更されることにより、前記サンプルの一様なコントラストを有する画像を生成する、方法。
2. 前記照射するステップは、互いに異なる時間に前記光源の前記２つ以上のサブセットをオンにするおよび／またはオフにすることにより、前記２つ以上のサブセットの差を伴う通電を少なくとも部分的に生じさせるステップを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記照射するステップは、異なるレベルの電力を前記光源の前記２つ以上のサブセットのうちの各サブセットに供給することにより、前記２つ以上のサブセットの差を伴う通電を少なくとも部分的に生じさせるステップを含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記光源の前記２つ以上のサブセットは、第１のサブセットと第２のサブセットとを含み、前記第１のサブセットは、前記アレイにおいて中心に位置付けられており、前記第２のサブセットは、前記アレイにおいて側方に位置付けられている、請求項１に記載の方法。
5. 前記光源のアレイは、第１の光源と第２の光源とを含み、前記底面は、縁領域と中心領域とを有し、前記検出するステップは、前記縁領域および前記中心領域の単位面積あたり、前記第１の光源から、前記中心領域よりも多い前記縁領域を通過した光を検出し、前記第２の光源から、前記縁領域よりも多い前記中心領域を通過した光を検出するステップを含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記１つ以上の画像を前記検出するステップは、同一のウェルの２つ以上の異なる視野の各々のために実行され、前記方法は、前記異なる視野に対応する画像をマージすることにより、前記ウェルの前記底面全体を表す単一の画像を作成するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記それぞれの光ビームは、第１の光ビームと第２の光ビームとを含み、前記第１の光ビームは、前記第２の光ビームよりも垂直向きに前記メニスカスに入射する、請求項１に記載の方法。
8. 前記サンプルと撮像検出器との間の光学経路に位置している対物レンズを用いて光を収集するステップをさらに含み、前記対物レンズは、光を収集するための受光角を画定し、前記それぞれの光ビームのうちの少なくとも１つの光ビームは、前記受光角の半分より大きい垂直線に対する角度オフセットにおいて前記メニスカスに入射する、請求項１に記載の方法。
9. 前記方法は、前記サンプルと撮像検出器との間の光学経路に位置している対物レンズを用いて光を収集するステップをさらに含み、前記光を収集するステップは、約０．３以下の開口数を有する対物レンズを用いて実行される、請求項１に記載の方法。
10. 前記視野は、前記底面の周囲全体を含む、請求項１に記載の方法。
11. 前記光源のアレイは、第１の光源と第２の光源とを含み、前記照射するステップは、第１の電流を前記第１の光源に供給し、第２の電流を前記第２の光源に供給するステップを含み、前記第１の電流および前記第２の電流は、互いに異なる、請求項１に記載の方法。
12. 前記光源のアレイのうちの各光源の放射束は、前記単一の画像が検出されている間、実質的に一定である、請求項１１に記載の方法。
13. 前記光源の前記２つ以上のサブセットのうちの少なくとも１つのサブセットの通電は、前記検出するステップの開始および終了に対する中間時点で変更される、請求項１に記載の方法。
14. 前記２つ以上の光源の第１のサブセットのみが、前記検出するステップのうちの一部の間、光を生成しており、前記光源の第２のサブセットのみまたは全てが、前記検出するステップのうちの別の一部の間、光を生成している、請求項１３に記載の方法。
15. 前記検出するステップは、２つ以上の画像を検出するステップを含み、前記方法は、前記２つ以上の画像を処理することにより、前記２つ以上の画像から単一の画像を作成するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
16. 前記光源の通電は、前記２つ以上の画像のそれぞれの検出のために異なる、請求項１５に記載の方法。
17. 前記１つ以上のサンプルパラメータは、前記メニスカスを形成する前記液体または半固体の培地に関連している、請求項１に記載の方法。
18. 前記１つ以上のサンプルパラメータは、前記培地の体積、高さ、および／または、組成に関している、請求項１７に記載の方法。
19. 前記選択するステップは、プロセッサを用いて実行される、請求項１に記載の方法。
20. 透過照明撮像のためのシステムであって、前記システムは、
    複数のウェルを含むマルチウェルサンプル保持器であって、前記複数のウェルのうちの１つのウェルは、底面を有し、生物細胞とメニスカスを形成する液体または半固体の培地とを含むサンプルを含む、マルチウェルサンプル保持器と、
    前記サンプル保持器を支持するステージと、
    光源のアレイを含む照射サブシステムであって、前記光源のうちの少なくとも１つは、前記システムの光軸から側方にオフセットされており、前記光源は、互いに異なる向きに前記メニスカスに入射するそれぞれの光ビームの光を生成するように構成されており、前記光源のアレイは、光源の２つ以上のサブセットを含む、照射サブシステムと、
    光を収集するための対物レンズと、
    １つ以上の画像を検出するように構成された撮像検出器であって、前記１つ以上の画像は、前記収集された光で形成され、かつ、前記底面の周囲の少なくとも一部を含む同一の視野を表す、撮像検出器と、
    プロセッサと
    を備え、
    前記プロセッサは、前記メニスカスによる屈折を補償すること、および、コントラストを向上させることを目的として、（ａ）複数の異なる時間に光を生成することを開始すること、（ｂ）複数の異なる時間に光を生成することを停止すること、および／または、（ｃ）前記光源の前記２つ以上のサブセットのうちの別のサブセットに対して複数の異なる通電レベルで光を生成することを行うように、前記光源の前記２つ以上のサブセットのうちの１つのサブセットを制御するように構成されており、
    前記プロセッサは、
    前記サンプルの１つ以上のサンプルパラメータの各々に対するそれぞれの値を規定するユーザ入力を受信することと、
    前記ユーザ入力に基づいて、撮像プロトコルの所定のセットから１つの撮像プロトコルを選択することであって、前記撮像プロトコルは、通電手順と検出手順とを含む、ことと、
    前記選択された撮像プロトコルに基づいて、前記複数のウェルのうちの１つのウェルの中に位置している前記サンプルを照射すること、
    前記撮像検出器を制御することにより、単一の画像を所与の視野に対して検出することと、
    前記検出するステップの開始および終了に対する中間時点で変化するように、前記光源の前記２つ以上のサブセットのうちの少なくとも１つのサブセットの通電を制御することにより、前記サンプルの一様なコントラストを有する画像を生成することと
    をさらに行うように構成されている、システム。
    

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