JP7473185B2 - フローサイトメータ、イメージング装置、位置検出方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、フローサイトメータ、イメージング装置、位置検出方法、及びプログラムに関する。

従来、観測対象物を蛍光染色し、この蛍光輝度の総量によって観測対象物の特徴を評価するフローサイトメトリー法や、このフローサイトメトリー法を用いたフローサイトメータが知られている（例えば、特許文献１）。また、観測対象物となる細胞・細菌等の微粒子を画像によって評価する蛍光顕微鏡やイメージングサイトメータが知られている。しかしながら、こうした蛍光輝度や散乱光の総量に基づく測定法では、細胞の形態情報や細胞内オルガネラの形状等の二次元空間的な測定対象の特徴を捉えることは困難であった。

フローサイトメータやイメージングサイトメータにおいては、観測対象物が所定の照明パターンをもつ照明光によって照明され観測対象物が検出されるフローサイトメータやイメージングサイトメータが開発されており、より詳細な観測対象物の形態情報が取得できるようになった。さらに、この照明パターンとしてランダムな構造化された照明パターンを採用することによって、照射される照明パターンの長さを短縮することが可能になるなど計測の高速化が可能となる。

特開２０１１－０９９８４８号公報

しかしながら、ランダムな構造化された照明パターンによる観測対象物の検出は、流線の位置ずれに対して敏感である。ここで流線の位置ずれとは、流路を流れる流体と共に流れる観測対象物の位置が構造化された照明パターンに対して流路の幅方向に相対的にずれることをいう。流路の幅の方向は、例えば、流路に照射される照明光の光軸と、流体が流れる長さ方向との両方に垂直な方向と表現できる。ランダムな構造化された照明パターンによる検出においては、データの再現性を担保する必要があった。一方、流線は流体の圧力変動などに影響されるためその精密に制御することは非常に難しい。そこで所定の照明パターンをもつ照明光によって照明され観測対象物が検出されるフローサイトメータでは、特に、流線の位置ずれをリアルタイムにモニターし、流線の位置ずれに対して流路の位置を補正することが求められている。ここで本発明において問題にしている流線の位置ずれとは、流線が流路に照射される構造化照明パターンのピクセルサイズ程度のずれのことであり、およそ流線が流路の幅方向に数マイクロメートル程度ずれることである。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、流線の位置ずれを検出できるフローサイトメータ、イメージング装置、位置検出方法、及びプログラムを提供する。

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の一態様は、観測対象物が流体と共に流れ得る流路を備えるマイクロ流体装置と、前記流路に照明光を照射する光源と、前記流路を流れる前記観測対象物に照明光が照射されて前記観測対象物から発せられる光信号の強度を時系列に検出する光検出器と、前記光検出器が検出する前記光信号の強度に基づいて前記観測対象物の形状、形態、または構造のうちいずれか１以上を示す光学情報を生成する情報生成装置と、前記光検出器が前記光信号の強度のピークを検出した時間に基づいて前記観測対象物の前記流路の幅方向の位置を算出する演算装置と、前記光源と前記光検出器との間の光路に設置されて、前記照明光、または前記光信号のいずれかを構造化する空間光変調部と、を備えるフローサイトメータであって、前記マイクロ流体装置は、前記流路において、前記光検出器が前記観測対象物の位置を検出するための複数の検出位置の集まりである位置検出線と、前記光検出器が前記光学情報を検出するための複数の検出位置と、が配置され、前記位置検出線は、少なくとも前記幅方向について長さをもつ第１位置検出線と、前記幅方向において前記第１位置検出線と重なる部分を有して配置される第２位置検出線と、を含み、前記第１位置検出線と前記第２位置検出線との前記流路の長さ方向についての距離である位置検出距離は、前記幅方向の位置に応じて変化し、前記光学情報を検出するための前記複数の検出位置は、前記空間光変調部により構造化される前記照明光、または前記空間光変調部により構造化される前記光信号により、前記流路の検出領域に配置され、前記位置検出線は、前記空間光変調部により構造化される前記照明光、または前記空間光変調部により構造化される前記光信号により、前記流路の長さ方向について前記検出領域とは異なる位置に配置され、前記演算装置は、前記光検出器が前記第１位置検出線上のいずれかの前記検出位置において前記光信号の強度のピークを検出した時間と、前記光検出器が前記第２位置検出線上のいずれかの前記検出位置において前記光信号の強度のピークを検出した時間との時間差を算出する時間差算出部と、前記時間差算出部が算出した前記時間差と、前記流体の流速とに基づいて前記位置検出距離を算出する位置検出距離算出部と、前記位置検出距離と前記幅方向の位置との対応関係とに基づいて前記観測対象物の前記幅方向の位置を算出する位置算出部とを備えるフローサイトメータである。

また、本発明の一態様は、上記のフローサイトメータにおいて、前記演算装置の演算結果に基づいて前記流路の位置を制御する流路位置制御装置をさらに備える。

また、本発明の一態様は、上記のフローサイトメータにおいて、前記流路において、前記位置検出線である第３位置検出線が配置され、前記位置検出線であって前記第３位置検出線と略平行な第４位置検出線が、前記第３位置検出線と所定の距離である流速測定距離だけ離れて、前記幅方向において前記第３位置検出線と重なる部分を有して配置され、前記演算装置は、前記光検出器が前記第３位置検出線上のいずれかの前記検出位置において前記光信号の強度のピークを検出した時間と、前記光検出器が前記第４位置検出線上のいずれかの前記検出位置において前記光信号の強度のピークを検出した時間と、前記流速測定距離とに基づいて前記流体の流速を算出する流速算出部をさらに備え、前記位置検出距離算出部は、前記時間差算出部が算出した前記時間差と、前記流速算出部が算出した前記流速とに基づいて前記位置検出距離を算出する。

また、本発明の一態様は、上記のフローサイトメータにおいて、前記光源は、前記光源と前記流路との間の光路に設置された前記空間光変調部によって構造化される前記照明光を前記流路に照射する。

また、本発明の一態様は、上記のフローサイトメータにおいて、前記光検出器は、前記流路と前記光検出器との間の光路に設置された前記空間光変調部によって構造化される光信号の強度を時系列に検出する。

また、本発明の一態様は、上記のフローサイトメータにおいて、前記位置検出線は、前記位置検出距離が前記幅方向の位置に応じて単調に変化する。

また、本発明の一態様は、上記のフローサイトメータにおいて、前記位置検出線は、直線である。

また、本発明の一態様は、上記のフローサイトメータにおいて、前記第１位置検出線と前記第２位置検出線との間の角度は所定の値以上である。

また、本発明の一態様は、上記のフローサイトメータにおいて、前記演算装置は、前記情報生成装置が生成する前記光学情報に基づいて前記観測対象物を判別する判別部と、前記位置算出部が算出する前記幅方向の位置が前記幅方向について所定の範囲内であるか否かを判定する位置判定部とをさらに備え、前記判別部は、前記位置判定部の判定結果に基づいて、前記所定の範囲内を流れる前記観測対象物を判別対象とする。

また、本発明の一態様は、上記のフローサイトメータにおいて、前記判別部は、学習用の観測対象物と前記学習用の観測対象物についての前記光学情報との関係が学習されることによって作成された推論モデルと、前記情報生成装置が生成する前記光学情報とに基づいて前記観測対象物を判別し、前記学習用の観測対象物が前記所定の範囲内を流れる観測対象物であるフローサイトメータである。

また、本発明の一態様は、上記のフローサイトメータと、前記情報生成装置が生成する前記光学情報に基づいて前記観測対象物の画像を生成する画像生成部を備える撮像装置と、を備えるイメージング装置である。

また、本発明の一態様は、観測対象物が流体と共に流れ得る流路を備えるマイクロ流体装置と、前記流路に照明光を照射する光源と、前記流路を流れる前記観測対象物に照明光が照射されて前記観測対象物から発せられる光信号の強度を時系列に検出する光検出器と、前記光検出器が検出する前記光信号の強度に基づいて前記観測対象物の形状、形態、または構造のうちいずれか１以上を示す光学情報を生成する情報生成装置と、前記光検出器が検出する前記光信号の強度に基づいて前記観測対象物の前記流路の幅方向の位置を算出する演算装置と、前記光源と前記光検出器との間の光路に設置されて、前記照明光、または前記光信号のいずれかを構造化する空間光変調部と、を備え、前記マイクロ流体装置は、前記流路において、前記光検出器が前記観測対象物の位置を検出するための複数の検出位置の集まりである位置検出線と、前記光検出器が前記光学情報を検出するための複数の検出位置と、が配置され、前記位置検出線は、少なくとも前記幅方向について長さをもつ第１位置検出線と、前記幅方向において前記第１位置検出線と重なる部分を有して配置される第２位置検出線と、を含み、前記第１位置検出線と前記第２位置検出線との前記流路の長さ方向についての距離である位置検出距離は、前記幅方向の位置に応じて変化し、前記光学情報を検出するための前記複数の検出位置は、前記空間光変調部により構造化される前記照明光、または前記空間光変調部により構造化される前記光信号により、前記流路の検出領域に配置され、前記位置検出線は、前記空間光変調部により構造化される前記照明光、または前記空間光変調部により構造化される前記光信号により、前記流路の長さ方向について前記検出領域とは異なる位置に配置されるフローサイトメータにおける前記観測対象物の前記幅方向の位置を算出する方法であって、前記光検出器が前記第１位置検出線上のいずれかの前記検出位置において前記光信号の強度のピークを検出した時間と、前記光検出器が前記第２位置検出線上のいずれかの前記検出位置において前記光信号の強度のピークを検出した時間との時間差を算出する時間差算出過程と、前記時間差算出過程において算出された前記時間差と、前記流体の流速とに基づいて前記位置検出距離を算出する位置検出距離算出過程と、前記位置検出距離と前記幅方向の位置との対応関係とに基づいて前記観測対象物の前記幅方向の位置を算出する位置算出過程とを有する位置検出方法である。

また、本発明の一態様は、観測対象物が流体と共に流れ得る流路を備えるマイクロ流体装置と、前記流路に照明光を照射する光源と、前記流路を流れる前記観測対象物に照明光が照射されて前記観測対象物から発せられる光信号の強度を時系列に検出する光検出器と、前記光検出器が検出する前記光信号の強度に基づいて前記観測対象物の形状、形態、または構造のうちいずれか１以上を示す光学情報を生成する情報生成装置と、前記光検出器が検出する前記光信号の強度に基づいて前記観測対象物の前記流路の幅方向の位置を算出する演算装置と、前記光源と前記光検出器との間の光路に設置されて、前記照明光、または前記光信号のいずれかを構造化する空間光変調部と、を備え、前記マイクロ流体装置は、前記流路において、前記光検出器が前記観測対象物の位置を検出するための複数の検出位置の集まりである位置検出線と、前記光検出器が前記光学情報を検出するための複数の検出位置と、が配置され、前記位置検出線は、少なくとも前記幅方向について長さをもつ第１位置検出線と、前記幅方向において前記第１位置検出線と重なる部分を有して配置される第２位置検出線と、を含み、前記第１位置検出線と前記第２位置検出線との前記流路の長さ方向についての距離である位置検出距離は、前記幅方向の位置に応じて変化し、前記光学情報を検出するための前記複数の検出位置は、前記空間光変調部により構造化される前記照明光、または前記空間光変調部により構造化される前記光信号により、前記流路の検出領域に配置され、前記位置検出線は、前記空間光変調部により構造化される前記照明光、または前記空間光変調部により構造化される前記光信号により、前記流路の長さ方向について前記検出領域とは異なる位置に配置されるフローサイトメータにおける前記観測対象物の前記幅方向の位置算出を実行するコンピュータに、前記光検出器が前記第１位置検出線上のいずれかの前記検出位置において前記光信号の強度のピークを検出した時間と、前記光検出器が前記第２位置検出線上のいずれかの前記検出位置において前記光信号の強度のピークを検出した時間との時間差を算出する時間差算出ステップと、前記時間差算出ステップにおいて算出された前記時間差と、前記流体の流速とに基づいて前記位置検出距離を算出する位置検出距離算出ステップと、前記位置検出距離と前記幅方向の位置との対応関係とに基づいて前記観測対象物の前記幅方向の位置を算出する位置算出ステップとを実行させるためのプログラムである。

本発明によれば、流線の位置ずれを検出できる。

本発明の第１の実施形態に係るフローサイトメータの一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る空間光変調部の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る位置検出線の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る演算部の構成の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る位置算出処理の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る計測信号の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態の変形例１に係る位置検出線の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態の変形例１に係る計測信号の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態の変形例２に係る位置検出線の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態の変形例２に係る計測信号の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態の変形例３に係る位置検出線の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態の変形例３に係る計測信号の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態の変形例４に係る位置検出線の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態の変形例４に係る別の位置検出線の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態の変形例４に係るさらに別の位置検出線の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態の変形例５に係る位置検出線の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態の変形例６に係る位置検出線の一例を示す図である。 本発明の第２の実施形態の変形例に係るフローサイトメータの一例を示す図である。 本発明の第３の実施形態に係るフローサイトメータの一例を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係るフローサイトメータの一例を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係る演算部の一例を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係る位置算出処理の一例を示す図である。 本発明の第５の実施形態に係る演算部の構成の一例を示す図である。 本発明の第５の実施形態に係る領域の一例を示す図である。 本発明の第５の実施形態に係る学習用の細胞の領域の一例を示す図である。 本発明の第５の実施形態に係る細胞判別処理の一例を示す図である。

（第１の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。図１は、本実施形態に係るフローサイトメータ１の一例を示す図である。フローサイトメータ１は、マイクロ流体装置２と、光源３と、空間光変調部４と、光検出用光学系５と、光検出器６、ＤＡＱ（Ｄａｔａ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ）デバイス７と、パーソナルコンピュータ（ＰＣ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）８と、流路位置制御装置９とを備える。

マイクロ流体装置２は、細胞Ｃが流体と共に流れ得る流路２０を備える。流路２０を流れる流体の流速ｖは、流す細胞Ｃの種類や個体差によらない。また、マイクロ流体装置２は、流路２０に複数の細胞を逐次流すが、一度に流路２０の照射位置を流れる細胞の個数は１個である。細胞Ｃは、観測対象物の一例である。なお、観測対象物は、細胞Ｃに限られず、他の例として微粒子などであってもよい。

ここで図１には、３次元直交座標系として、ｘｙｚ座標系を示す。本実施形態において、ｘ軸方向は、流路２０の幅方向である。また、ｙ軸方向は、流路２０の長さ方向である。ｚ軸方向は、流路２０と直交する方向であって、流路２０の高さあるいは深さ方向である。流路２０内の流体の流れは、ｙ軸方向の＋ｙ方向に細胞Ｃを移動させる。流路２０の幅方向とは、換言すれば、細胞Ｃと共に流れる流体の流線と垂直な方向である。

光源３、及び空間光変調部４は、構造化照明として機能する。この構造化照明は、以下で説明するように流路２０に対して、構造化された照明光である構造化照明光ＳＬＥを照射する。
光源３が発する照明光ＬＥは、空間光変調部４を通じて、流路２０に対して構造化照明光ＳＬＥとして照射される。光源３が発する照明光ＬＥは、コヒーレント光であっても、インコヒーレント光であってもよい。本実施形態では、光源３が発する照明光ＬＥは、一例として、コヒーレント光である。

空間光変調部４は、光源３と、光検出器６との間の光路上に配置される。本実施形態では、空間光変調部４は、光源３から流路２０に対して照射される照明光ＬＥの光路上に配置される。この配置の構成の事を、構造化照明の構成とも記載する。構造化照明は、空間光変調部４によって構造化された照明光ＬＥである構造化照明光ＳＬＥを、流路２０に対して照射する。ここで構造化照明は、構造化照明光ＳＬＥを流路２０において構造照明パターン２１として結像させる。構造照明パターン２１の詳細の詳細については後述する。

ここで図２を参照し、空間光変調部４について説明する。図２は、本実施形態に係る空間光変調部４の一例を示す図である。空間光変調部４は、空間光変調器４０と、第１レンズ４１と、空間フィルター４２と、第２レンズ４３と、対物レンズ４４とを備える。空間光変調部４は、空間光変調器４０と、第１レンズ４１と、空間フィルター４２と、第２レンズ４３と、対物レンズ４４とは、光源３に近い側からこの順に光源３と光検出器６との間の光路上に配置される。

空間光変調器４０は、入射光を構造化する。入射光を構造化するとは、入射光の入射面に含まれる複数の領域ごとに入射光の光特性を変調することである。空間光変調器４０は、入射される光の空間的な分布を、計算された微細構造によって変化させ入射光の光特性を変調する光学素子である。空間光変調器４０は、光照射のパターンを制御して光を照射することを可能にする。空間光変調器４０の光が入射する面は、複数の領域を有しており、照明光ＬＥの光特性は通過する複数の領域でそれぞれ個別に変調される。すなわち、空間光変調器４０を透過した光では、入射光の光特性に対して、透過光の光特性が複数の領域で互いに異なるように変化している。ここで光特性とは、例えば、強度、波長、位相、及び偏光状態のいずれか１つ以上に関する光の特性である。なお、光特性は、これらに限定されない。空間光変調器４０は、例えば、回折光学素子（ＤＯＥ：Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｌｅｍｅｎｔ）、空間光変調器（ＳＬＭ：Ｓｐａｔｉａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）、デジタルミラーデバイス（ＤＭＤ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）が含まれる。なお、光源３が発する照明光ＬＥがインコヒーレント光である場合、空間光変調器４０は、ＤＭＤである。

以下の説明では、流路２０における構造化照明光ＳＬＥが照射される位置のことを、照射位置とも記載する。本実施形態では、照射位置は、空間光変調器４０が有する複数の領域のうち光を透過させる領域に対応する。なお以下の説明では、空間光変調部４が有する光を透過させる領域を光透過領域と記載する。この光透過領域の形状及び大きさは、空間光変調器４０が有する光透過領域について同一である。光透過領域の形状は、一例として、正方形である。この正方形は、空間光変調器４０が有する光透過領域では等しい長さの１辺をもつ。照射位置を通過した細胞Ｃは、構造化照明光ＳＬＥによって蛍光分子が励起されることにより発光する。この発光による蛍光は、光信号ＬＳの一例である。光信号ＬＳには、構造化照明光ＳＬＥが細胞Ｃを透過した透過光、構造化照明光ＳＬＥが細胞Ｃによって散乱された散乱光、構造化照明光ＳＬＥと他の光との干渉光が含まれる。
なお、光透過領域の形状及び大きさは、空間光変調器４０の光透過領域内で統一されていれば正方形に限らず、大きさも自由に変えられる。光透過領域の形状は、他の多角形や円などであってもよい。

第１レンズ４１は、空間光変調器４０を透過した構造化照明光ＳＬＥを空間フィルター４２に集光する。
空間フィルター４２は、第１レンズ４１によって集光された構造化照明光ＳＬＥを、空間的に変化する雑音に相当する成分を除去することによって、構造化照明光ＳＬＥの強度分布をガウス分布に近づける。
第２レンズ４３は、空間フィルター４２によって雑音が除去された構造化照明光ＳＬＥを平行光にする。
対物レンズ４４は、第２レンズ４３によって平行光にされた構造化照明光ＳＬＥを集光し、流路２０の照射位置に結像させる。
なお、対物レンズ４４は、ドライ対物レンズあっても、液浸対物レンズであってもよい。液浸対物レンズとは、油浸レンズや、水浸レンズなどである。

図１に戻ってフローサイトメータ１の構成の説明を続ける。
光検出用光学系５は、細胞Ｃの像を光検出器６に結像させるための光学的な仕組みであり、結像レンズをその構成に含む。光検出用光学系５は、細胞Ｃからの光信号ＬＳを結像レンズにより集光し、光検出器６により検出する。細胞Ｃからの光信号ＬＳは、例えば、蛍光や、透過光、散乱光、干渉光である。光検出用光学系５に含まれる結像レンズは、光信号ＬＳを光検出器６に結像させる位置に配置されることが望ましいが、光検出器６に十分な量の光を集光させる位置に配置されればよい。なお、光検出用光学系５は、結像レンズに加え、ダイクロイックミラーや波長選択的なフィルターを備えていてもよい。

光検出器６は、細胞Ｃが発する光信号ＬＳを光検出用光学系５によって集光し、検出する。ここで光検出器６は、光信号を検出して電気信号に変換する。光検出器６は、一例として、光電子増倍管（ＰＭＴ：Ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ Ｔｕｂｅ）である。光検出器６は、光信号を時系列に検出する。光検出器６は、シングルセンサーであってもよいし、マルチセンサーであってもよい。

ＤＡＱデバイス７は、光検出器６が出力する電気信号パルスを、パルス毎に電子データに変換する。電子データには、時間と、電気信号パルスの強度との組が含まれる。ＤＡＱデバイス７は、一例として、オシロスコープである。

ＰＣ８は、情報生成部８０と、演算部８１とを備える。
情報生成部８０は、ＤＡＱデバイス７から出力される電子データに基づいて、細胞Ｃの形態情報を示す光学情報を生成する。細胞Ｃの形態情報とは、細胞Ｃの形状、形態、または構造のうちいずれか１以上である。情報生成部８０は、生成した光学情報を記憶する。光学情報は、一例として、細胞Ｃからの光信号ＬＳの強度の時系列変化を波形によって示す情報である。この波形と細胞Ｃの形態情報とは対応しており、光学情報は細胞Ｃを識別するために用いることができる。また別の一例として、光学情報は、機械学習において、細胞Ｃの形態情報と波形信号との関係を学習する際の教師データとしても用いられ、教師あり学習により得られた推論モデルを用いて推論時に測定した波形信号から細胞Ｃの識別が行われる。

演算部８１は、光検出器６が検出する光信号ＬＳの強度の時間変化に基づいて細胞Ｃの流路２０の幅方向の位置ｘを算出する。演算部８１の構成及び演算処理の詳細は後述する。なお、以下の説明では、光検出器６が検出する光信号ＬＳの強度の時間変化に基づいて細胞Ｃの流路２０の幅方向の位置ｘを算出することを、位置ｘを測定するともいう。

情報生成部８０は、光検出器が検出する光信号の強度の時間変化に基づいて観測対象物の形状、形態、または構造のうちいずれか１以上を示す光学情報を生成する情報生成装置の一例である。演算部８１は、光検出器が検出する光信号の強度の時間変化に基づいて観測対象物の位置ｘを測定する演算装置の一例である。なお、本実施形態では、情報生成装置、及び演算装置がＰＣ８として一体となって備えられる場合の一例について説明するが、これに限らない。情報生成装置、及び演算装置はそれぞれ別体の装置（例えば、ＰＣ）として備えられてもよい。

流路位置制御装置９は、ＰＣ８の演算部８１の演算結果に基づいて流路２０の位置を制御する。流路位置制御装置９は、演算結果が細胞Ｃの流路２０の幅方向の位置ｘが基準位置からずれている場合、この位置ｘが基準位置と一致するように流路２０の位置を移動させる。ここで基準位置は、一例として、測定開始時の流線中心である。測定開始時の流線中心は、測定開始時において細胞Ｃの経路の中心の流路２０の幅方向の位置が予め測定されて定められる。

流路位置制御装置９は、流路２０が載置される自動ステージ１００の位置を制御することによって流路２０の位置をより測定に好適な位置に移動させる。自動ステージ１００は、一例として、ピエゾステージである。流路位置制御装置９は、ピエゾアクチュエータ（不図示）を介して、ピエゾステージである自動ステージ１００を制御する。

次に図３を参照し、流路２０に配置される位置検出線Ｌについて説明する。本実施形態では、位置検出線Ｌは、図１に示した構造照明パターン２１に含まれ流路２０に配置される。図３は、本実施形態に係る位置検出線Ｌの一例を示す図である。図３では、ｚ軸方向の－ｚ方向にみた流路２０を示す。以下の説明において、ｚ軸方向の＋ｚ方向から－ｚ方向をみた流路２０を、単にｚ軸方向からみた流路２０などという場合がある。
流路２０には、位置検出線Ｌとして、第１位置検出線Ｌ１と、第２位置検出線Ｌ２と、第３位置検出線Ｌ３と、第４位置検出線Ｌ４とが配置されている。

位置検出線Ｌは、光検出器６が細胞Ｃの位置ｘを測定するための複数の検出位置の集まりである。細胞Ｃが流路の検出位置を通過する際に細胞Ｃから発せられる光信号ＬＳが光検出器６により検出される。即ち、検出位置は、光検出器６が光信号ＬＳの強度を検出する位置である。位置検出線Ｌに含まれる検出位置は、演算部８１が細胞Ｃの流路２０の幅方向の位置ｘを算出するために用いられる。位置検出線Ｌは、少なくとも流路２０の幅方向について長さをもつ。流路２０の幅方向について長さをもつとは、幅方向つまりｘ軸方向に射影した場合に長さをもつことである。本実施形態では、図３に示すとおり位置検出線Ｌは、直線である。

また、流路２０は、検出領域Ｒを有する。検出領域Ｒは、光検出器６が細胞Ｃの形態情報に関する光学情報を検出するための複数の検出位置がランダムに配置される領域である。流路２０の照射位置にランダムに配置される構造化照明のパターンが照射され、細胞Ｃが流路の検出領域Ｒの位置を通過する際に発せられる光信号ＬＳが細胞Ｃの形態情報に関する光学情報を得るために光検出器６により検出される。即ち、検出領域Ｒに配置される複数の検出位置は、情報生成部８０が細胞Ｃの形態を示す光学情報を生成するための細胞Ｃの検出に用いられる。情報生成部８０は、検出領域Ｒに配置される検出位置の配置のランダムパターンに基づいて光学情報を生成する。

検出位置は、ｚ軸方向からみた流路２０において、上述した構造化照明光ＳＬＳが照射される位置である照射位置に対応する。上述したように照射位置は、空間フィルターである空間光変調器４０において光透過領域に対応する。

第１位置検出線Ｌ１、及び第２位置検出線Ｌ２は、細胞Ｃの流路２０の幅方向の位置ｘを測定するために用いられる。一方、第３位置検出線Ｌ３、及び第４位置検出線Ｌ４は、流路２０を流れる流体の流速ｖ測定するために用いられる。以下図３の配置を例に、第１位置検出線Ｌ１、第２位置検出線Ｌ２、第３位置検出線Ｌ３、及び第４位置検出線Ｌ４の流路２０における配置についてさらに説明する。

第１位置検出線Ｌ１及び第２位置検出線Ｌ２は、検出領域Ｒよりも流路２０の上流側（ｙ軸方向の－ｙ方向）に配置される。第２位置検出線Ｌ２は、第１位置検出線Ｌ１よりも流路２０の下流側（ｙ軸方向の＋ｙ方向）に配置される。

第３位置検出線Ｌ３及び第４位置検出線Ｌ４は、第１位置検出線Ｌ１及び第２位置検出線Ｌ２よりも流路２０の下流側（ｙ軸方向の＋ｙ方向）に配置される。第３位置検出線Ｌ３は、検出領域Ｒよりも流路２０の上流側（ｙ軸方向の－ｙ方向）に配置される。第４位置検出線Ｌ４は、検出領域Ｒを挟んで第３位置検出線Ｌ３よりも流路２０の下流側（ｙ軸方向の＋ｙ方向）に配置される。

第１位置検出線Ｌ１は、流路２０の幅方向（ｘ軸方向）に対して所定の角度だけ傾いて配置される。ここで所定の角度とは、一例として、４５度である。第２位置検出線Ｌ２は、流路２０の幅方向（ｘ軸方向）と平行に配置される。

ここで第２位置検出線Ｌ２は、流路２０の幅方向において第１位置検出線Ｌ１と重なる部分を有して配置される。第２位置検出線Ｌ２が流路２０の幅方向において第１位置検出線Ｌ１と重なる部分を有するとは、第１位置検出線Ｌ１をｘ軸方向に射影して得られる線分と、第２位置検出線Ｌ２をｘ軸方向に射影して得られる線分とが互いに重なる部分を有することである。

また、第１位置検出線Ｌ１と第２位置検出線Ｌ２との流路２０の長さ方向についての距離は、流路２０の幅方向の位置に応じて変化する。第１位置検出線Ｌ１と第２位置検出線Ｌ２との流路２０の長さ方向についての距離と、流路２０の幅方向の位置とは１対１に対応している。以下の説明では、第１位置検出線Ｌ１と第２位置検出線Ｌ２との流路２０の長さ方向についての距離を位置検出距離Ｄ１２という場合がある。

第１位置検出線Ｌ１と第２位置検出線Ｌ２とは、位置検出距離Ｄ１２がｘ軸について単調に変化するように配置されている。図３では、一例として、ｘ軸の座標の値が０マイクロメートルから５０マイクロメートルまで変化するにつれて、位置検出距離Ｄ１２は５０マイクロメートルから０マイクロメートルまで単調に減少している。なお、第１位置検出線Ｌ１と第２位置検出線Ｌ２とは、位置検出距離Ｄ１２がｘ軸について単調に増加するように配置されてもよい。

上述したように位置検出距離Ｄ１２と流路２０の幅方向の位置とは１対１に対応しており、フローサイトメータ１では、位置検出距離Ｄ１２と、流路２０の幅方向の位置との対応関係に基づいて細胞Ｃの流路２０の幅方向の位置ｘを算出する。ここで光検出器６が第１位置検出線Ｌ１上のいずれかの検出位置において光信号の強度のピークを検出した時間ｔ１と、光検出器６が第２位置検出線Ｌ２上のいずれかの検出位置において光信号の強度のピークを検出した時間ｔ２との時間差を時間差τという。フローサイトメータ１では、時間差τと、流路２０を流れる流体の流速ｖとに基づいて、位置ｘに対応する位置検出距離Ｄ１２を算出する。なお、検出位置を通過する細胞Ｃが発する光信号ＬＳを光検出器６で検出し、細胞Ｃの通過を光信号の波形として検出することを、ここでは検出位置において光信号のピークを検出すると表現する。以降の説明では細胞Ｃの通過を光信号のピークで検出する場合を例に説明するが、それ以外に波形が立ち上がる位置や光信号の強度が所定の閾値以上を示した位置により検出することもできる。
本実施形態では、一例として、細胞Ｃの流路２０の幅方向の位置ｘがｘ軸の＋ｘ方向にずれると、このずれに応じて時間差τは単調に増加する。

第３位置検出線Ｌ３は、流路２０の幅方向（ｘ軸方向）と平行に配置される。第４位置検出線Ｌ４は、第３位置検出線Ｌ３と略平行であり、第３位置検出線Ｌ３と所定の距離だけ離れて配置される。第４位置検出線Ｌ４は、流路２０の幅方向において第３位置検出線Ｌ３と重なる部分を有して配置される。以下の説明では、第３位置検出線Ｌ３と第４位置検出線Ｌ４との間の距離を流速測定距離Ｄ３４という。

ここで光検出器６が第３位置検出線Ｌ３上のいずれかの検出位置において光信号の強度のピークを検出した時間ｔ３と、光検出器６が第４位置検出線Ｌ４上のいずれかの検出位置において光信号の強度のピークを検出した時間ｔ４との時間差を時間差ｄｔ３４という。フローサイトメータ１では、時間差ｄｔ３４と、流速測定距離Ｄ３４とに基づいて流速ｖを測定する。

なお、上記の第１位置検出線Ｌ１、第２位置検出線Ｌ２、第３位置検出線Ｌ３、第４位置検出線Ｌ４の配置に関する説明は、図３の記載に沿って行われているが、位置検出線Ｌの配置はこれに限らない。例えば、第１位置検出線Ｌ１及び第２位置検出線Ｌ２は、検出領域Ｒよりも流路２０の下流側（ｙ軸方向の＋ｙ方向）に配置されてもよい。第２位置検出線Ｌ２は、第１位置検出線Ｌ１よりも流路２０の上流側（ｙ軸方向の－ｙ方向）に配置されてもよい。

また、第４位置検出線Ｌ４は、第３位置検出線Ｌ３よりも流路２０の下流側（ｙ軸方向の＋ｙ方向）であれば、検出領域Ｒよりも上流側（ｙ軸方向の－ｙ方向）配置されてもよい。つまり、第３位置検出線Ｌ３と第４位置検出線Ｌ４との両方が、検出領域Ｒよりも上流側（ｙ軸方向の－ｙ方向）配置されてもよい。また、第３位置検出線Ｌ３と、第４位置検出線Ｌ４とはともに、検出領域Ｒよりも下流側（ｙ軸方向の＋ｙ方向）に配置されてもよい。

さらに、第３位置検出線Ｌ３は、第１位置検出線Ｌ１よりも上流側（ｙ軸方向の－ｙ方向）配置されてもよい。また、第３位置検出線Ｌ３と第４位置検出線Ｌ４との両方が第１位置検出線Ｌ１よりも上流側（ｙ軸方向の－ｙ方向）配置されてもよい。さらにまた、第３位置検出線Ｌ３と第４位置検出線Ｌ４との両方が第１位置検出線Ｌ１と第２位置検出線Ｌ２との間の位置に配置されてもよく、第３位置検出線Ｌ３と第４位置検出線Ｌ４とのいずれか一方が、第１位置検出線Ｌ１と第２位置検出線Ｌ２との間の位置に配置されてもよい。
例えば、上流側から第３位置検出線Ｌ３、第１位置検出線Ｌ１、第２位置検出線Ｌ２、第４位置検出線Ｌ４の順に備えられてもよいし、上流側から第１位置検出線Ｌ１、第３位置検出線Ｌ３、第２位置検出線Ｌ２、第４位置検出線Ｌ４の順に備えられてもよいし、上流側から第１位置検出線Ｌ１、第３位置検出線Ｌ３、第４位置検出線Ｌ４、第２位置検出線Ｌ２の順に備えられてもよい。

なお、流速ｖの測定の精度を高めるためには、流速測定距離Ｄ３４は長い方が好ましい。つまり、第３位置検出線Ｌ３と第４位置検出線Ｌ４とは、流速測定距離Ｄ３４を長くして配置されることが好ましい。

本実施形態では、位置検出線Ｌが流路２０の幅方向について隙間なく配置される。つまり、位置検出線Ｌは、流路２０の幅方向の長さが流路２０の幅と等しい。
また、本実施形態では、細胞Ｃの流路２０の幅方向の位置ｘを測定するための２本の位置検出線Ｌ（第１位置検出線Ｌ１、及び第２位置検出線Ｌ２）は、一方の端において接している。つまり、位置検出距離Ｄ１２は一方の端においてゼロとなる。
なお、後述の図１６の例で示すように、位置検出距離Ｄ１２は一方の端においてゼロとならなくてもよい。つまり、第１位置検出線Ｌ１、及び第２位置検出線Ｌ２は、両端のいずれにおいても接していなくてもよい。また、位置検出距離Ｄ１２は、ｘ軸について単調に変化しさえすれば、第１位置検出線Ｌ１、及び第２位置検出線Ｌ２の一方の端においてゼロとならなくてもよい。つまり、第１位置検出線Ｌ１と第２位置検出線Ｌ２とが一方の端以外において交点をもってもよい。

次に図４及び図５を参照し、演算部８１の構成及び位置算出処理の詳細について説明する。
図４は、本実施形態に係る演算部８１の構成の一例を示す図である。演算部８１は、制御部８１０と、記憶部８１７とを備える。

制御部８１０は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）や、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ－ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）などを備えており、種々の演算や情報の授受を行う。制御部８１０は、信号強度取得部８１１と、時間差算出部８１２と、流速算出部８１３と、位置検出距離算出部８１４と、位置算出部８１５と、出力部８１６とを備える。信号強度取得部８１１と、時間差算出部８１２と、流速算出部８１３と、位置検出距離算出部８１４と、位置算出部８１５と、出力部８１６とはそれぞれ、例えばＣＰＵがＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）からプログラムを読み込んで処理を実行することにより実現されるモジュールである。

信号強度取得部８１１は、ＤＡＱデバイス７から出力される電子データＳＤを取得する。電子データＳＤは、光検出器６が検出する光信号ＬＳの信号強度を時間ごとに示した電子データである。以下の説明では、電子データＳＤを取得することを、シグナルを取得するとも記載する。また、光信号ＬＳの信号強度の時間変化を波形として示した電子データを計測信号ＳＧと記載する。

時間差算出部８１２は、信号強度取得部８１１が取得した電子データＳＤに基づいて、第１位置検出線Ｌ１上のいずれかの検出位置において細胞Ｃの通過を光信号ＬＳの強度のピークとして検出した時間ｔ１と、光検出器６が第２位置検出線Ｌ２上のいずれかの検出位置において細胞通過を光信号の強度のピークとして検出した時間ｔ２との時間差τを算出する。

流速算出部８１３は、信号強度取得部８１１が取得した電子データＳＤに基づいて、光検出器６が第３位置検出線Ｌ３上のいずれかの検出位置において細胞Ｃの通過を光信号ＬＳの強度のピークとして検出した時間ｔ３と、光検出器６が第４位置検出線Ｌ４上のいずれかの検出位置において細胞通過を光信号の強度のピークを検出した時間ｔ４との時間差ｄｔ３４と、流速測定距離情報８１９とに基づいて流速ｖを算出する。流速測定距離情報８１９は、流速測定距離Ｄ３４を示す情報である。

位置検出距離算出部８１４は、時間差算出部８１２が算出した時間差τと、流速算出部８１３が算出した流速ｖとに基づいて位置ｘに対応する位置検出距離Ｄ１２を算出する。
位置算出部８１５は、位置検出距離算出部８１４が算出した位置ｘに対応する位置検出距離Ｄ１２と、検出距離幅方向対応情報８１８とに基づいて細胞Ｃの流路２０の幅方向の位置ｘを算出する。ここで検出距離幅方向対応情報８１８は、位置検出距離Ｄ１２と流路２０の幅方向の位置ｘとの対応関係を示す情報である。
出力部８１６は、位置算出部８１５が算出した細胞Ｃの流路２０の幅方向の位置ｘを、流路位置制御装置９に出力する。

記憶部８１７は、検出距離幅方向対応情報８１８と、流速測定距離情報８１９とを記憶する。検出距離幅方向対応情報８１８は、一例として、位置検出距離毎に、流路２０の幅方向の位置の値が格納される行と列からなる２次元の表形式のデータである。検出距離幅方向対応情報８１８は、流路２０における第１位置検出線Ｌ１と第２位置検出線Ｌ２との配置に基づいて予め生成される。流速測定距離情報８１９は、流路２０における第３位置検出線Ｌ３と第４位置検出線Ｌ４との配置に基づいて予め生成される。

図５は、本実施形態に係る位置算出処理の一例を示す図である。位置算出処理とは、演算部８１が細胞Ｃの流路２０の幅方向の位置ｘを算出する処理である。
ステップＳ１０：信号強度取得部８１１は、ＤＡＱデバイス７から出力される電子データＳＤを、信号強度の時間変化を波形として示す計測信号ＳＧとして取得する。

ここで図６を参照し、計測信号ＳＧについて説明する。図６は、本実施形態に係る計測信号ＳＧの一例である。計測信号ＳＧは、光検出器６が検出する光信号ＬＳの信号強度の時間変化を波形として示した電子データである。

時間ｔ１における第１ピークＰ１は、細胞Ｃが第１位置検出線Ｌ１を通過したことによって検出された光信号に対応する。時間ｔ２における第２ピークＰ２は、細胞Ｃが第２位置検出線Ｌ２を通過したことによって検出された光信号に対応する。時間ｔ３における第３ピークＰ３は、細胞Ｃが第３位置検出線Ｌ３を通過したことによって検出された光信号に対応する。時間ｔ４における第４ピークＰ４は、細胞Ｃが第４位置検出線Ｌ４を通過したことによって検出された光信号に対応する。
また、シグナルＰＲは、細胞Ｃが検出領域Ｒにランダムに配置される複数の検出位置を通過したことによって検出された光信号に対応する。

ステップＳ２０：時間差算出部８１２は、信号強度取得部８１１が取得した電子データＳＤに基づいて、第１位置検出線Ｌ１上のいずれかの検出位置において細胞Ｃの通過を光信号の強度のピークとして検出した時間ｔ１と、光検出器６が第２位置検出線Ｌ２上のいずれかの検出位置において細胞通過を光信号の強度のピークとして検出した時間ｔ２との時間差τを算出する。ここで時間差算出部８１２は、電子データＳＤが示す計測信号ＳＧから、第１ピークＰ１に対応する時間を時間ｔ１として読み取り、第２ピークＰ２に対応する時間を時間ｔ２として読み取り、読み取った時間ｔ１と時間ｔ２とから時間差τを算出する。

ステップＳ３０：流速算出部８１３は、流路２０を流れる流体の流速ｖを算出する。ここで流速算出部８１３は、信号強度取得部８１１が取得した電子データＳＤに基づいて、光検出器６が第３位置検出線Ｌ３上のいずれかの検出位置において細胞通過による光信号の強度のピークを検出した時間ｔ３と、光検出器６が第４位置検出線Ｌ４上のいずれかの検出位置において細胞通過の光信号の強度のピークを検出した時間ｔ４との時間差ｄｔ３４と、流速測定距離Ｄ３４とに基づいて流速ｖを算出する。流速算出部８１３は、電子データＳＤが示す計測信号ＳＧから、第３ピークＰ３に対応する時間を時間ｔ３として読み取り、第４ピークＰ４に対応する時間を時間ｔ４として読み取り、読み取った時間ｔ３と時間ｔ３との時間差ｄｔ３４を算出する。流速算出部８１３は、流速測定距離情報８１９が示す流速測定距離Ｄ３４を、算出した時間差ｄｔ３４によって除算することによって流速ｖを算出する。

ステップＳ４０：位置検出距離算出部８１４は、時間差算出部８１２が算出した時間差τと、流速算出部８１３が算出した流速ｖとに基づいて、細胞Ｃの流路２０の幅方向の位置ｘに対応する位置検出距離Ｄ１２を算出する。ここで時間差算出部８１２は、時間差τを流速ｖによって除算することによって位置ｘに対応する位置検出距離Ｄ１２を算出する。

ステップＳ５０：位置算出部８１５は、位置検出距離算出部８１４が算出した位置検出距離Ｄ１２と、検出距離幅方向対応情報８１８とに基づいて細胞Ｃの流路２０の幅方向の位置ｘを算出する。
ここで上述したように、位置検出距離Ｄ１２は、時間差算出部８１２が算出した時間差τと流速ｖとに基づいて算出されている。つまり、位置検出距離Ｄ１２は、時間差τに基づいて算出された量である。したがって、位置算出部８１５は、時間差算出部８１２が算出した時間差τと、検出距離幅方向対応情報８１８とに基づいて細胞Ｃの流路２０の幅方向の位置ｘを算出する。

ステップＳ６０：出力部８１６は、位置算出部８１５が算出した細胞Ｃの流路２０の幅方向の位置ｘを、流路位置制御装置９に出力する。
以上で、演算部８１は、位置算出処理を終了する。

本実施形態では、流路２０に流れる流体の流速ｖを測定するための位置検出線Ｌ（第３位置検出線Ｌ３、及び第４位置検出線Ｌ４）を用いて、流速ｖが測定される場合の一例について説明したが、これに限らない。流速ｖを測定する代わりに、演算部８１が流速ｖの値を外部から取得して位置算出処理が行われてもよい。

演算部８１が流速ｖの値を外部から取得して位置算出処理が行われる場合、流路２０には、流速ｖを測定するための位置検出線Ｌは配置されなくてよい。また、その場合、演算部８１は、流速算出部８１３の代わりに流速取得部を備える。この流速取得部は、例えばマイクロ流体装置２から流速ｖの値を取得する。図５の位置算出処理においてステップＳ３０の代わりに、流速取得部がマイクロ流体装置２から流速ｖの値を取得する処理が行われる。また、ステップＳ４０において、位置検出距離算出部８１４は、時間差算出部８１２が算出した時間差τと、流速取得部が取得した流速ｖとに基づいて、細胞Ｃの流路２０の幅方向の位置ｘに対応する位置検出距離Ｄ１２を算出する。

（変形例１）
上述した実施形態では、細胞Ｃの流路２０の幅方向の位置ｘを測定するために用いられる位置検出線Ｌと、流路２０を流れる流体の流速ｖ測定するために用いられる位置検出線Ｌとが別に配置される場合の一例について説明したが、これに限らない。本変形例１では、細胞Ｃの流路２０の幅方向の位置ｘを測定するために用いられる位置検出線Ｌのうちいずれか１つと、流路２０を流れる流体の流速ｖ測定するために用いられる位置検出線Ｌのうちいずれか１つとが、１つの位置検出線Ｌによって兼ねられる場合の一例について説明する。

図７は、本変形例１に係る位置検出線Ｌａの一例を示す図である。流路２０ａには、位置検出線Ｌａとして、第１位置検出線Ｌ１ａと、第２位置検出線Ｌ２ａと、第４位置検出線Ｌ４ａとが配置されている。第１位置検出線Ｌ１ａと第２位置検出線Ｌ２ａとは、位置ｘを測定するための位置検出線Ｌａである。ここで第２位置検出線Ｌ２ａは、位置ｘを測定するための位置検出線Ｌａであり、かつ流速ｖ測定するために用いられる位置検出線Ｌａである。つまり、流路２０ａでは、第３位置検出線Ｌ３は、第２位置検出線Ｌ２ａによって兼ねられる。第４位置検出線Ｌ４ａは、流速ｖ測定するために用いられる位置検出線Ｌａである。

図８は、本変形例１に係る計測信号ＳＧａの一例を示す図である。時間ｔ１における第１ピークＰ１は、細胞Ｃが第１位置検出線Ｌ１ａを通過したことによって検出された光信号に対応する。時間ｔ２における第２ピークＰ２は、細胞Ｃが第２位置検出線Ｌ２ａを通過したことによって検出された光信号に対応する。時間ｔ４における第４ピークＰ４は、細胞Ｃが第４位置検出線Ｌ４ａを通過したことによって検出された光信号に対応する。

流速算出部８１３は、上述したステップＳ３０の流速ｖの算出において、計測信号ＳＧａから、第２ピークＰ２に対応する時間を時間ｔ２として読み取り、第４ピークＰ４に対応する時間を時間ｔ４として読み取り、読み取った時間ｔ２と時間ｔ４との時間差ｄｔ３４を算出する。本変形例１では第３位置検出線Ｌ３は、第２位置検出線Ｌ２ａによって兼ねられるため、第３ピークＰ３に対応する時間ｔ３も第２ピークに対応する時間ｔ２によって兼ねられる。

（変形例２）
上述した実施形態では、流路２０において、細胞Ｃの流路２０の幅方向の位置ｘを測定するために２本の位置検出線Ｌ（第１位置検出線Ｌ１、及び第２位置検出線Ｌ２）が配置されて、１個の細胞Ｃが流路２０を通過する場合に位置ｘが１回測定される場合の一例について説明したが、これに限らない。細胞Ｃの流路２０の幅方向の位置ｘは、１個の細胞Ｃが流路２０を通過する場合に複数回測定されてもよい。本変形例２では、位置ｘを測定するための位置検出線Ｌが３本以上配置される場合の一例について説明する。

図９は、本変形例２に係る位置検出線Ｌｂの一例を示す図である。流路２０ｂには、位置検出線Ｌｂとして、第１位置検出線Ｌ１ｂと、第２位置検出線Ｌ２ｂと、第４位置検出線Ｌ４ｂと、第５位置検出線Ｌ５ｂとが配置されている。流路２０ｂでは、第１位置検出線Ｌ１ｂと、第２位置検出線Ｌ２ｂと、第４位置検出線Ｌ４ｂと、第５位置検出線Ｌ５ｂとは、位置ｘを測定するための位置検出線Ｌｂである。即ち、流路２０ｂには位置ｘを測定するための位置検出線Ｌが４本配置されている。

本変形例２では、第１位置検出線Ｌ１ｂと、第２位置検出線Ｌ２ｂとを用いて位置ｘの１回目の測定が行われ、細胞Ｃが検出領域Ｒを通過した後に、第４位置検出線Ｌ４ｂと、第５位置検出線Ｌ５ｂとを用いて位置ｘの２回目の測定が行われる。１回目に測定された位置ｘである位置ｘ１と、２回目に測定された位置ｘである位置ｘ２とは、例えば、流線の傾きの測定に用いられる。

第２位置検出線Ｌ２ｂと、第４位置検出線Ｌ４ｂとは、位置ｘを測定するための位置検出線Ｌｂであり、かつ流速ｖ測定するために用いられる位置検出線Ｌｂである。つまり、流路２０ｂでは、上述した変形例１と同様に、流速ｖ測定するために用いられる第３位置検出線Ｌ３は、位置ｘを測定するための第２位置検出線Ｌ２ａによって兼ねられる。また、流速ｖを測定するために用いられる第４位置検出線Ｌ４ｂは、位置ｘの２回目の測定に用いられる位置検出線によって兼ねられる。

図１０は、本変形例２に係る計測信号ＳＧｂの一例を示す図である。時間ｔ１における第１ピークＰ１は、細胞Ｃが第１位置検出線Ｌ１ｂを通過したことによって検出された光信号に対応する。時間ｔ２における第２ピークＰ２は、細胞Ｃが第２位置検出線Ｌ２ｂを通過したことによって検出された光信号に対応する。時間ｔ３における第３ピークＰ３は、細胞Ｃが第４位置検出線Ｌ４ｂを通過したことによって検出された光信号に対応する。時間ｔ４における第４ピークＰ４は、細胞Ｃが第５位置検出線Ｌ５ｂを通過したことによって検出された光信号に対応する。

時間差算出部８１２は、上述したステップＳ２０の流速ｖの算出において、計測信号ＳＧｂから、第１ピークＰ１に対応する時間を時間ｔ１として読み取り、第２ピークＰ２に対応する時間を時間ｔ２として読み取り、読み取った時間ｔ１と時間ｔ２との差を時間差τ１として算出する。さらに時間差算出部８１２は、第３ピークＰ３に対応する時間を時間ｔ１として読み取り、第４ピークＰ４に対応する時間を時間ｔ２として読み取り、読み取った時間ｔ１と時間ｔ２との差を時間差τ２として算出する。

位置検出距離算出部８１４は、ステップＳ４０において、時間差算出部８１２が算出した時間差τ１と、流速算出部８１３が算出した流速ｖとに基づいて、細胞Ｃの流路２０の幅方向の位置ｘ１に対応する位置検出距離Ｄ１２－１を算出する。さらに、位置検出距離算出部８１４は、時間差算出部８１２が算出した時間差τ２と、流速算出部８１３が算出した流速ｖとに基づいて、細胞Ｃの流路２０の幅方向の位置ｘ２に対応する位置検出距離Ｄ１２－２を算出する。

位置算出部８１５は、ステップＳ５０において、位置検出距離算出部８１４が算出した位置検出距離Ｄ１２－１及び位置検出距離Ｄ１２－２と、検出距離幅方向対応情報８１８とに基づいて細胞Ｃの流路２０の幅方向の位置ｘ１、及び位置ｘ２を算出する。位置算出部８１５は、算出した位置ｘ１、及び位置ｘ２に基づいて、流路２０を流れる流体の流線の傾きを算出する。位置算出部８１５は、算出した流線の傾きに基づいて位置ｘを補正してよい。

なお、位置検出距離算出部８１４は、例えば、時間差τ１に基づいて算出した位置検出距離Ｄ１２－１と、時間差τ２に基づいて算出した位置検出距離Ｄ１２－２との平均を位置検出距離Ｄ１２として算出してもよい。また、なお、ステップＳ２０において、時間差算出部８１２が時間差τ１と時間差τ２との平均を時間差τとして算出してもよい。

（変形例３）
上述した実施形態およびその変形例では、流路２０において、細胞Ｃの流路２０の幅方向の位置ｘを測定するための２本の位置検出線Ｌの間の角度が４５度である場合の一例について説明したが、これに限らない。本変形例３では、第１位置検出線Ｌ１ｃと第２位置検出線Ｌ２ｃとの間の角度が４５度以上である場合の一例について説明する。

図１１は、本変形例３に係る位置検出線Ｌｃの一例を示す図である。流路２０ｃには、位置検出線Ｌｃとして、第１位置検出線Ｌ１ｃと、第２位置検出線Ｌ２ｃと、第３位置検出線Ｌ３ｃと、第４位置検出線Ｌ４ｃが配置されている。流路２０ｃでは、第１位置検出線Ｌ１ｃと第２位置検出線Ｌ２ｃとは、位置ｘを測定するための位置検出線Ｌｃである。ここで第２位置検出線Ｌ２ｃは、位置ｘを測定するための位置検出線Ｌｃであり、かつ流速ｖ測定するために用いられる位置検出線Ｌｃである。つまり、流路２０ｃでは、第３位置検出線Ｌ３ｃは、第２位置検出線Ｌ２ｃによって兼ねられる。第４位置検出線Ｌ４ｃは、流速ｖ測定するために用いられる位置検出線Ｌｃである。

ここで、第１位置検出線Ｌ１ｃと第２位置検出線Ｌ２ｃとの間の角度は、所定の角度（例えば４５度）以上に設置される。図１１の例では、第１位置検出線Ｌ１ｃと第２位置検出線Ｌ２ｃとの間の角度は９０度である。
第４位置検出線Ｌ４ｃは、第２位置検出線Ｌ２ｃと略平行に配置されている。図３の流路２０とは異なり、図１１の流路２０ｃでは、第２位置検出線Ｌ２ｃが流路２０ｃの幅方向に対して傾いているため、流速ｖ測定するために用いられる位置検出線Ｌｃは、流路２０ｃの幅方向に対して傾いている。

図１２は、本変形例３に係る計測信号ＳＧｃの一例を示す図である。時間ｔ１における第１ピークＰ１は、細胞Ｃが第１位置検出線Ｌ１ｃを通過したことによって検出された光信号に対応する。時間ｔ２における第２ピークＰ２は、細胞Ｃが第２位置検出線Ｌ２ｃを通過したことによって検出された光信号に対応する。時間ｔ４における第４ピークＰ４は、細胞Ｃが第４位置検出線Ｌ４ｃを通過したことによって検出された光信号に対応する。

ここで位置検出距離Ｄ１２が長い方が、計測信号ＳＧｃにおいて第１ピークＰ１と第２ピークＰ２との間の時間差τｃは長くなる。第１ピークＰ１と第２ピークＰ２との間の時間差が長い方が、時間差算出部８１２が第１ピークＰ１、及び第２ピークＰ２それぞれに対応する時間を読み取る精度は高くなる。つまり、第１ピークＰ１と第２ピークＰ２との間の時間差が長い方が、第１ピークＰ１と第２ピークＰ２とに対する時間分解能が高くなる。第１ピークＰ１と第２ピークＰ２とに対する時間分解能が高い方が、細胞Ｃの流路２０の幅方向の位置ｘの測定の精度は高くなる。
したがって、第１位置検出線Ｌ１ｃと第２位置検出線Ｌ２ｃとの間の角度を大きくとり位置検出距離Ｄ１２を長くすることで、演算部８１の細胞Ｃの流路２０の幅方向の位置ｘの測定の精度は高くなる。

なお、上述したように位置ｘの測定精度を向上させるためには、２本の位置検出線Ｌの間の角度は所定の角度（例えば４５度）以上であることが好ましいが、この角度は所定の角度（例えば４５度）以下であってもよい。

（変形例４）
また、上述した実施形態では、位置検出線Ｌが直線である場合の一例について説明したが、これに限らない。本変形例４では、位置検出線Ｌが直線以外である場合の一例について説明する。

図１３は、本変形例４に係る位置検出線Ｌｄの一例を示す図である。第１位置検出線Ｌ１ｄと、第２位置検出線Ｌ２ｄとは、細胞Ｃの流路２０ｄの幅方向の位置ｘを測定するための位置検出線Ｌｄである。第１位置検出線Ｌ１ｄ、及び第２位置検出線Ｌ２ｄは、曲線である。ここで第１位置検出線Ｌ１ｄと第２位置検出線Ｌ２ｄとの間の距離である位置検出距離Ｄ１２ｄは、流路２０ｄの幅方向の位置に応じて単調に変化する。位置検出距離Ｄ１２ｄが流路２０ｄの幅方向の位置に応じて単調に変化するため、位置検出距離Ｄ１２ｄと流路２０ｄの幅方向の位置とは１対１に対応している。

なお、位置検出線Ｌは、曲線に限らない。位置検出線Ｌは、位置検出距離Ｄ１２が流路２０の幅方向の位置に応じて単調に変化すれば、流路２０の幅方向において連続する線であってもよい。例えば、位置検出線Ｌは、折れ線であってよい。
図１４は、本変形例４に係る別の位置検出線Ｌｅの一例を示す図である。第１位置検出線Ｌ１ｅは、折れ線である。第２位置検出線Ｌ２ｅは、直線である。第１位置検出線Ｌ１ｅと第２位置検出線Ｌ２ｅとの間の距離である位置検出距離Ｄ１２ｅは、流路２０ｅの幅方向の位置に応じて単調に変化する。なお、位置検出距離Ｄ１２ｅが流路２０ｅの幅方向の位置に応じて単調に変化しさえすれば、第２位置検出線Ｌ２ｅは折れ線であってよい。また、位置検出距離Ｄ１２ｅが流路２０ｅの幅方向の位置に応じて単調に変化しさえすれば、第１位置検出線Ｌ１ｅが直線であって、第２位置検出線Ｌ２ｅが折れ線であってもよい。

また、位置検出線Ｌは、位置検出距離Ｄ１２ｄと流路２０の幅方向の位置とが１対１に対応していれば、複数の離散的な線分から構成されてもよい。
図１５は、本変形例４に係るさらに別の位置検出線Ｌｆの一例を示す図である。第１位置検出線Ｌ１ｆ、及び第２位置検出線Ｌ２ｆはそれぞれ、複数の離散的な線分から構成される。第１位置検出線Ｌ１ｆは、線分Ｌ１ｆ－１、線分Ｌ１ｆ－２、及び線分Ｌ１ｆ－３から構成される。第２位置検出線Ｌ２ｆは、線分Ｌ２ｆ－１、線分Ｌ２ｆ－２、及び線分Ｌ２ｆ－３から構成される。第１位置検出線Ｌ１ｆと第２位置検出線Ｌ２ｆとの間の距離である位置検出距離Ｄ１２ｅは、流路２０ｆの幅方向の位置に応じて単調に変化する。

なお、位置検出線Ｌｆが複数の離散的な線分から構成される場合、それら複数の線分の間の隙間は、細胞Ｃのサイズと比較して十分小さいピクセル間隔に設定される。具体的な数値としては、例えば、５～３０マイクロメートル程度の細胞にたいして、複数の線分同士の間に１マイクロメートル程度の隙間が設けられてよい。あるいは、２０～３０マイクロメートルなどの大きい細胞に対しては、その１０分の１程度である２～３マイクロメートルの設けられてよい。

（変形例５）
また、上述の実施形態では、細胞Ｃの流路２０の幅方向の位置ｘを測定するための２本の位置検出線Ｌ（第１位置検出線Ｌ１、及び第２位置検出線Ｌ２）が一端において接している場合の一例について説明したが、これに限らない。
図１６は、本変形例５に係る位置検出線Ｌｇの一例を示す図である。流路２０ｇにおいて、第１位置検出線Ｌ１ｇと、第２位置検出線Ｌ２ｇとは両端のいずれにおいても接していない。つまり、第１位置検出線Ｌ１ｇと第２位置検出線Ｌ２ｇとの間の距離である位置検出距離Ｄ１２ｇの最小の値は、ゼロでない所定の値である。ここで位置検出距離Ｄ１２と、流路２０の幅方向の位置について単調に変化する。
なお、第１位置検出線Ｌ１ｇと第２位置検出線Ｌ２ｇとのうち一方が、検出領域Ｒよりも流路２０の上流側（ｙ軸方向の－ｙ方向）に配置されて、他方が下流側（ｙ軸方向の＋ｙ方向）に配置されてもよい。

（変形例６）
また上述の実施形態では、位置検出線Ｌが流路２０の幅方向の長さが流路２０の幅と等しい場合の一例について説明したが、これに限らない。位置検出線Ｌの長さは、流路２０の幅よりも短くてよい。例えば、流路２０の幅方向の両端に位置検出線Ｌが配置されていない範囲が設けられてもよい。
図１７は、本変形例６に係る位置検出線Ｌｈの一例を示す図である。第１位置検出線Ｌ１ｈの流路２０ｈの幅方向の長さと、第２位置検出線Ｌ２ｈの流路２０ｈの幅方向の長さとは、流路２０ｈの幅よりも短い。つまり、流路２０ｈでは、幅方向の両端に位置検出線Ｌｈが配置されていない。なお、流路２０の幅方向の両端に位置検出線Ｌが配置されていない範囲の長さは、細胞Ｃのサイズに比べて狭いことが好ましい。

また、流路２０の幅方向の両端に位置検出線Ｌが配置されていない範囲が設けられる場合、細胞Ｃが流路２０の幅方向（ｘ軸方向）について中央付近を流れるように制御されていることが好ましい。例えば、流路２０の幅方向（ｘ軸方向）について側面から中央に向けて流体の流れを生成することによって細胞Ｃが中央付近を流れるように制御できる。

以上に説明したように、本実施形態に係るフローサイトメータ１は、マイクロ流体装置２と、光源３と、光検出器６と、情報生成装置（本実施形態において、情報生成部８０）と、演算装置（本実施形態において、演算部８１）とを備える。
マイクロ流体装置２は、観測対象物（本実施形態において、細胞Ｃ）が流体と共に流れ得る流路２０を備える。
光源３は、流路２０に照明光ＬＥを照射する。
光検出器６は、流路２０を流れる観測対象物（本実施形態において、細胞Ｃ）に照明光ＬＥが照射されて観測対象物（本実施形態において、細胞Ｃ）から発せられる光信号（本実施形態において、光信号ＬＳが光検出用光学系５によって集光された光信号）の強度を時系列に検出する。
情報生成装置（本実施形態において、情報生成部８０）は、光検出器６が出力する電気信号パルスを変換した電子データに基づいて観測対象物（本実施形態において、細胞Ｃ）の形状、形態、または構造のうちいずれか１以上を示す光学情報を生成する。
演算装置（本実施形態において、演算部８１）は、光検出器６が検出する光信号ＬＳの信号強度の時間変化においてピークを検出した時間に基づいて観測対象物（本実施形態において、細胞Ｃ）の流路２０の幅方向の位置ｘを算出する。

ここでマイクロ流体装置２は、流路２０において、光検出器６が観測対象物（本実施形態において、細胞Ｃ）の位置を検出するための複数の検出位置の集まりであり、少なくとも流路２０の幅方向について長さをもつ位置検出線Ｌである第１位置検出線Ｌ１が配置され、位置検出線Ｌである第２位置検出線Ｌ２が、流路２０の幅方向において第１位置検出線Ｌ１と重なる部分を有して配置され、第１位置検出線Ｌ１と第２位置検出線Ｌ２との流路２０の長さ方向についての距離である位置検出距離Ｄ１２は、流路２０の幅方向の位置に応じて変化する。

演算装置（本実施形態において、演算部８１）は、時間差算出部８１２と、位置算出部８１５とを備える。
時間差算出部８１２は、光検出器６が第１位置検出線Ｌ１上のいずれかの検出位置において細胞通過による光信号の強度のピークを検出した時間と、光検出器６が第２位置検出線Ｌ２上のいずれかの検出位置において細胞通過による光信号の強度のピークを検出した時間との時間差τを算出する。
位置算出部８１５は、時間差算出部８１２が算出した時間差τと、時間差τと流路２０の幅方向の位置との対応関係とに基づいて観測対象物（本実施形態において、細胞Ｃ）の流路２０の幅方向の位置ｘを算出する。

この構成により、本実施形態に係るフローサイトメータ１では、観測対象物の流路２０の幅方向の位置ｘを算出することができるため、流線の位置ずれを検出できる。
本実施形態に係るフローサイトメータ１では、観測対象物の流路２０の幅方向の位置ｘを算出するための位置検出線Ｌ（本実施形態の一例では、第１位置検出線Ｌ１、及び第２位置検出線Ｌ２）を細胞の形態情報に関する光学情報を取得するための照明のパターンに含めて配置することで流路２０上に簡便に配置でき、流線の位置ずれが生じた場合にも、流路の位置を適宜補正して好適な条件での測定を継続できる。

本実施形態に係るフローサイトメータ１では、観測対象物の流路２０の幅方向の位置ｘを観測対象物を測定しながら算出することができる。上述の例では検出した流線の位置ずれに対して流路の位置を制御して対応する方法が説明されたが、流線の位置ずれを補正して観測対象物を測定する情報はこれに限らない。例えば、検出した流線の位置ずれに応じて照射位置を移動させることで流線ずれを補正することも可能である。

また、本実施形態に係るフローサイトメータ１では、流路位置制御装置９をさらに備える。流路位置制御装置９は、演算装置（本実施形態において、演算部８１）の演算結果に基づいて流路２０の位置を制御する。

この構成により、本実施形態に係るフローサイトメータ１では、観測対象物の流路２０の幅方向の位置ｘを算出した演算結果に基づいて流路２０の位置を制御ことができるため、流線の位置ずれに対して流路の位置を補正できる。

また、本実施形態に係るフローサイトメータ１では、流路２０において、位置検出線Ｌである第３位置検出線Ｌ３が配置され、位置検出線Ｌであって第３位置検出線Ｌ３と略平行な第４位置検出線Ｌ４が、第３位置検出線Ｌ３と所定の距離である流速測定距離Ｄ３４だけ離れて、流路２０の幅方向において第３位置検出線Ｌ３と重なる部分を有して配置される。
演算装置（本実施形態において、演算部８１）は、流速算出部８１３と、位置検出距離算出部８１４とをさらに備える。
流速算出部８１３は、光検出器６が第３位置検出線Ｌ３上のいずれかの検出位置において光信号の強度のピークを検出した時間と、光検出器６が第４位置検出線Ｌ４上のいずれかの検出位置において光信号の強度のピークを検出した時間と、流速測定距離Ｄ３４とに基づいて流路２０を流れる流体の流速ｖを算出する。
位置検出距離算出部８１４は、時間差算出部８１２が算出した時間差τと、流速算出部８１３が算出した流速ｖとに基づいて観測対象物（本実施形態において、細胞Ｃ）の流路２０の幅方向の位置ｘに対応する位置検出距離Ｄ１２を算出する。

この構成により、本実施形態に係るフローサイトメータ１では、流路２０を流れる流体の流速ｖを逐次測定し、測定した流速ｖの値を用いて観測対象物の流路２０の幅方向の位置ｘを算出できるため、流路２０を流れる流体の流速ｖが変動する場合や設定値からずれる場合であっても流線の位置ずれに対して流路の位置を補正しながら好適な条件で測定を継続できる。
ここで流路２０を流れる流体の流速ｖは、例えばマイクロ流体装置２によって設定されるが、実際の流速ｖが設定された流速ｖと異なってしまっている場合がある。本実施形態に係るフローサイトメータ１では、観測対象物を流路２０に流しながら流速ｖを同時に測定できるため、設定された流速ｖの値を用いる場合に比べてより正確な流速ｖの値を、位置検出距離Ｄ１２を算出するために用いることができる。

また、本実施形態の変形例１に係るフローサイトメータ１では、第３位置検出線Ｌ３は、第２位置検出線Ｌ２によって兼ねられる。

この構成により、本実施形態に係るフローサイトメータ１では、計測信号ＳＧにおいて、細胞Ｃが第３位置検出線Ｌ３を通過したことによって検出された光信号に対応する第３ピークＰ３が、細胞Ｃが第２位置検出線Ｌ２を通過したことによって検出された光信号に対応する第２ピークＰ２と共通化され、時間差算出部８１２が時間差τを算出するためと、流速算出部８１３が流速ｖを算出するための両方に用いられる。この構成により配置される位置検出線の数を減らすことが可能になるため、より装置の構成を簡便にすることができる。

また、本実施形態に係るフローサイトメータ１では、情報生成装置（本実施形態において、情報生成部８０）は、流路２０を流れる観測対象物（本実施形態において、細胞Ｃ）に構造化処理を受けた照明光（本実施形態において、構造化照明光ＳＬＥ）が照射されて観測対象物（本実施形態において、細胞Ｃ）から発せられる光信号ＬＳの強度に基づいて光学情報を生成する。当該構造化処理は、構造化照明の構成により施される。
上述したように構造化照明の構成では、フローサイトメータ１は、光源３と流路２０との間の光路に設置されて、照明光ＬＥを構造化する空間光変調部４を備える。構造化照明の構成では、光源３は、空間光変調部４によって構造化された照明光（本実施形態において、構造化照明光ＳＬＥ）を流路２０に照射する。
この構成により、本実施形態に係るフローサイトメータ１では、構造化された照明により観測対象物の光学情報の生成と並行して流路２０の幅方向の位置ｘを算出することができるため、流線の位置ずれを検出しながら位置ずれに対して敏感な構造化照明を用いた観測対象物の測定を行うことができる。

また、本実施形態に係るフローサイトメータ１では、位置検出線Ｌは、流路２０の幅方向において連続する線であり、位置検出距離Ｄ１２が流路２０の幅方向の位置に応じて単調に変化する。
この構成により、本実施形態に係るフローサイトメータ１では、位置検出距離Ｄ１２と流路２０の幅方向の位置とが１対１に対応するため、位置検出距離Ｄ１２を細胞Ｃの流路２０の幅方向の位置ｘに換算することができる。

また、本実施形態に係るフローサイトメータ１では、位置検出線Ｌは、流路２０の幅方向の長さが流路２０の幅と等しい。
この構成により、本実施形態に係るフローサイトメータ１では、流路２０の幅方向において位置検出線Ｌには隙間がないため、細胞Ｃのサイズによらず細胞Ｃが位置検出線Ｌを通過せずに細胞Ｃの流路２０の幅方向の位置ｘを測定し損ねることを防ぐことができる。

また、本実施形態に係るフローサイトメータ１では、位置検出線Ｌは、直線である。
この構成により、本実施形態に係るフローサイトメータ１では、流路２０における位置検出線Ｌの配置が、位置検出線Ｌが直線でない場合に比べて容易である。ここで上述したように、位置検出線Ｌとは複数の検出位置の集まりであって、それら複数の検出位置は、空間光変調部４により変調され流路に照射される構造化照明のパターンとして実現される。構造化照明のパターンは、例えば、正方形などの形状をもつ光透過領域を単位とした複数の照射領域の群として構成される。そのため、位置検出線Ｌの形状は、直線の方が曲線に比べてそれらの正方形などの形状をもつ光透過領域を単位として実現しやすい。また、位置検出距離Ｄ１２と流路２０の幅方向の位置関係を１対１に対応させる際にも、対応関係がシンプルで検出位置の配置等が容易である。

また、本実施形態の変形例３に係るフローサイトメータ１では、第１位置検出線Ｌ１と第２位置検出線Ｌ２との間の角度は所定の値以上である。

この構成により、本実施形態に係るフローサイトメータ１では、第１位置検出線Ｌ１と第２位置検出線Ｌ２との間の距離である位置検出距離Ｄ１２を、第１位置検出線Ｌ１と第２位置検出線Ｌ２との間の角度が所定の値未満である場合に比べて長くでき、細胞Ｃが第１位置検出線Ｌ１を通過した時間、及び細胞Ｃが第２位置検出線Ｌ２を通過した時間の測定精度を高めることができるため、細胞Ｃの流路２０の幅方向の位置ｘの測定精度を高めることができる。

また、本実施形態に係るフローサイトメータ１では、光源３と流路２０との間の光路に照明光ＬＥを構造化する空間光変調部４を備え、位置検出線（本実施形態において、第１位置検出線Ｌ１、及び第２位置検出線Ｌ２）が構造化照明光ＳＬＥによって配置される。
この構成により、本実施形態に係るフローサイトメータ１では、位置検出線の配置を光学情報を取得するための構造化照明によって実現できるため、流路２０において位置検出線を簡便に設定できる。

（第２の実施形態）
なお、上述した説明では、空間光変調器４０によって照明光ＬＥが構造化される場合の一例について説明したが、これに限らない。空間光変調部は、空間光変調器の代わりにマスクを備え、マスクにより構造化された照明光により観測対象物が照射される構成でもよい。照明光を構造化するとは、照明光のマスクの入射面に含まれる複数の領域ごとに照明光の光特性を変調することである。図１８を参照し、第２の実施形態に係るフローサイトメータ１ｉについて説明する。図１８は、第２の実施形態に係るフローサイトメータ１ｉの一例を示す図である。本実施形態は構造化照明の構成の１つの構成例である。

フローサイトメータ１ｉ（図１８）の構成は、空間光変調部４の代わりに空間光変調部４ｉを備える点以外は、フローサイトメータ１（図１）の構成と同様である。
空間光変調部４ｉは、マスク４０ｉと、第１レンズ４１ｉとを備える。マスク４０ｉと、第１レンズ４１ｉとは、光源３に近い側からこの順に光源３と光検出器６との間の光路上に配置される。

マスク４０ｉは、光を透過させる領域（光透過領域）と光を透過させない領域とを有する空間フィルターである。マスク４０ｉが有する光透過領域の配置は、構造照明パターン２１のパターンに対応する。マスク４０ｉは、光源３からの照明光ＬＥをその光透過領域で透過させ構造化することによって構造化照明光ＳＬＥｉを生成する。本変形例では、構造照明パターン２１は、マスク４０ｉの光透過領域の配置パターンによって生成される。マスク４０ｉは、例えば、光特性が異なる複数の領域が表面に印刷されるフィルムや、光を透過させる領域と光を透過させない領域とを有するフィルターなどである。

第１レンズ４１ｉは、マスク４０ｉによって生成された構造化照明光ＳＬＥｉを集光し、流路２０上に結像させる。ここでマスク４０ｉ上の光透過領域と、流路２０上の構造照明パターン２１とは、第１レンズ４１ｉについて共役な位置にある。

なお上述した構成とは異なる構成として、構造化照明光ＳＬＥｉが第１レンズ４１ｉによって結像されない構成をとることもできる。構造化照明光ＳＬＥｉは第１レンズ４１ｉによって結像されない場合、マスク４０ｉは、光源３と光検出器６との間の光路上において、流路２０の直下に備えられる。ここで流路２０の直下とは、流路２０の光源３側の極近傍である。なお、構造化照明光ＳＬＥｉはレンズによって結像されない場合、第１レンズ４１ｉは、空間光変調部４の構成から省略される。

またなお、空間光変調部４ｉは、マスク４０ｉの代わりに空間フィルターとして機能するミラー４２ｉ（不図示）を備えてもよい。ミラー４２ｉは、光を透過させる領域（光透過領域）と光を反射する領域とを有する空間フィルターである。この場合、ミラー４２ｉの光を反射する領域が光信号検出位置に対応する。空間光変調部４ｉがミラー４２ｉを備える場合、光源３は、ミラー４２ｉに対して流路２０の側に備えられる。

（第３の実施形態）
上述した説明では、空間光変調部４及び空間光変調部４ｉが、照明光ＬＥを変調する構造化照明の構成について説明したが、これに限られない。図１９を参照し、第３の実施形態のフローサイトメータであるフローサイトメータ１ｊについて説明する。図１９は、第３の実施形態に係るフローサイトメータ１ｊの一例を示す図である。

フローサイトメータ１ｊ（図１９）の構成は、空間光変調部４の代わりに空間光変調部４ｊ、及び照明光学系１０ｊを備える点以外は、フローサイトメータ１（図１）の構成と同様である。空間光変調部４ｊは、第１レンズ４１ｊと、マスク４０ｊとを備える。第１レンズ４１ｊと、マスク４０ｊとは、光源３に近い側からこの順に光源３と光検出器６との間の光路上に配置される。

マスク４０ｊを含む空間光変調部４ｊは、光源３と光検出器６との光路上における光検出用光学系５及び光検出器６の手前の位置に備えられる。つまり、細胞Ｃから発せられる光信号ＬＳｊは、第１レンズ４１ｊを介してマスク４０ｊに照射され構造化される。光信号を構造化するとは、光信号のマスクの入射面に含まれる複数の領域ごとに信号光の光特性を変調することである。本実施形態のように空間光変調部４ｊが、光源３と光検出器６との光路上における流路２０について光検出器６の側の位置に備えられる構成のことを、構造化検出の構成とも記載する。
構造化検出では、マスク４０ｊによって構造化された構造化光信号ＳＬＳｊが光検出用光学系を介して光検出器６により検出される。

マスク４０ｊは、光を透過させる領域（光透過領域）と光を透過させない領域とを有する空間フィルターである。マスク４０ｊ上の光透過領域と、流路２０上において細胞Ｃが照明光学系１０ｊによって照明される位置とは、第１レンズ４１ｊについて共役な位置に配置される。
照明光学系１０ｊは、光源３からの照明光ＬＥによって流路２０を流れる細胞Ｃを照明する。第１レンズ４１ｊは、細胞Ｃからの光信号ＬＳｊを集光し、マスク４０ｊ上に結像させる。光検出器６はマスク４０ｊの光透過領域を介して構造化された構造化光信号ＳＬＳｊを検出する。
上記の構成により、構造化検出では、マスク４０ｊの光透過領域と共役な位置を、流路２０を通過する細胞Ｃからの光信号ＬＳを検出する光信号検出位置として配置でき、光信号検出位置を介して光検出器６により検出した光信号をもとに細胞Ｃの形態情報に関する光学情報や細胞Ｃの幅方向の位置ｘが測定される。すなわち、構造化検出では、マスク４０ｊに設けられる光透過領域の形状や配置パターンにより、流路２０の幅方向の位置検出の集まりを位置検出線Ｌとして配置できる。なお、上記のように構造化検出の構成により位置検出線を配置することを、位置検出線が空間光変調部により構造化される光信号により配置されるとも記載する。

またなお、空間光変調部４ｊは、マスク４０ｊの代わりに空間フィルターとして機能するミラー４２ｊ（不図示）を備えてもよい。ミラー４２ｊは、光を透過させる領域（光透過領域）と光を反射する領域とを有する空間フィルターである。ここでミラー４２ｊの光透過領域が光信号検出位置に対応する。

空間光変調部４ｊ（図１９）と、空間光変調部４（図１）とは、流路２０に対して光検出器６側に備えられるか光源３の側に備えられるか以外に、光透過領域において透過させる光の種類が異なる。空間光変調部４（図１）は照明光ＬＥを透過させて構造化照明光ＳＬＥとするのに対して、空間光変調部４ｊ（図１９）は細胞Ｃからの蛍光、透過光、散乱光、干渉光などの光信号ＬＳｊを透過させて構造化し構造化光信号ＳＬＳｊとする。空間光変調部４ｊ（図１９）と、空間光変調部４（図１）との機能は、光透過領域において透過させる光の種類が異なる以外は同様である。

なお、第１の実施形態、及びその変形例においては、位置検出線Ｌを含む照射位置が全て同一の１つの空間光変調部によって設定される場合を例に説明したが、これに限らない。例えば、第１位置検出線Ｌ１及び第２位置検出線Ｌ２が空間光変調部４（図１）のような構造化照明の構成によって設定され、第３位置検出線Ｌ３及び第４位置検出線Ｌ４が空間光変調部４ｊのような構造化検出の構成によって設定されてもよい。また、その逆に、第３位置検出線Ｌ３及び第４位置検出線Ｌ４が空間光変調部４（図１）のような構造化照明の構成によって設定され、第１位置検出線Ｌ１及び第２位置検出線Ｌ２が空間光変調部４ｊのような構造化検出の構成によって設定されてもよい。

またなお、第１位置検出線Ｌ１及び第２位置検出線Ｌ２が空間光変調部４（図１）あるいは空間光変調部４ｊ（図１９）による構造化照明あるいは構造化検出の構成により設定されて、第３位置検出線Ｌ３及び第４位置検出線Ｌ４が空間光変調部による構造化を施されない通常のレンズ等のみの構成による光学系によって設定されてもよい。その場合、第１位置検出線Ｌ１及び第２位置検出線Ｌ２を設定するために用いられる光の波長と、第３位置検出ＬＬ３及び第４位置検出線Ｌ４を設定するために用いられる光の波長とは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。

さらに、情報生成装置が光信号を基に生成する細胞Ｃの形態情報に関する光学情報は、照明光ＬＥが構造化処理された構造化照明光ＳＬＥが照射されて細胞Ｃから発せられる光信号、または構造化処理を受けた光信号を基に生成されるのが望ましいが、そのための構造化処理は構造化照明の構成により施されてもよく、あるいは構造化検出の構成により施されていてもよい。さらにまた、情報生成装置が光学情報を生成する光信号と演算装置が幅方向の位置を算出する光信号は、構造化処理を施される場合、同じ方法で構造化処理を施されることが望ましいが、別々の方法で構造化処理を施されてもよい。なおここで構造化処理を施すとは、構造化照明の構成あるいは構造化検出の構成により光源からの照明光あるいは光検出器が検出する光信号の光特性を空間光変調部を介して変調することである。つまり、構造化処理を施すとは、照明光、あるいは光信号を構造化することである。

本実施形態に係るフローサイトメータ１ｊでは、情報生成装置（本実施形態において、情報生成部８０）は、構造化処理を受けた光信号（本実施形態において、構造化光信号ＳＬＳｊ）の強度に基づいて光学情報を生成する。当該構造化処理は、構造化検出の構成により施される。
上述したように構造化検出の構成では、フローサイトメータ１ｊは、流路２０と光検出器６との間の光路に設置されて、光信号ＬＳｊを構造化する空間光変調部４ｊを備える。構造化検出の構成では、光検出器６は、光信号ＬＳｊが空間光変調部４ｊによって構造化された光信号（本実施形態において、構造化光信号ＳＬＳｊ）の強度を時系列に検出する。

この構成により、本実施形態に係るフローサイトメータ１ｊでは、構造化検出の構成により観測対象物（本実施形態において、細胞Ｃ）から発せられる光信号ＬＳを構造化し、構造化された光信号の強度に基づいて光学情報を生成できる。フローサイトメータ１ｊでは、構造化検出の構成により観測対象物の光学情報の生成と並行して観測対象物の流路２０の幅方向の位置ｘを算出することができるため、流線の位置ずれを検出しながら位置ずれに敏感な構造化検出における観測対象物の測定を行うことができる。

上述した各実施形態に係るフローサイトメータ１、１ｉ、１ｊでは、情報生成装置（各実施形態において、情報生成部８０）は、流路２０を流れる観測対象物（各実施形態において、細胞Ｃ）に構造化処理を受けた照明光（第１、２実施形態において、それぞれ構造化照明光ＳＬＥ、ＳＬＥｉ）が照射されて観測対象物（各実施形態において、細胞Ｃ）から発せられる光信号の強度、または構造化処理を受けた光信号（第３実施形態において、構造化光信号ＳＬＳｊ）の強度に基づいて光学情報を生成する。

この構成により、各実施形態に係るフローサイトメータ１、１ｉ、１ｊでは、流路２０を流れる観測対象物に構造化処理を受けた照明光が照射される場合、または照明光が観測対象物に照射されて当該観測対象物から発せられる光信号が構造化処理を受ける場合に、観測対象物の流路２０の幅方向の位置ｘを算出することができるため、それらの場合において流線の位置ずれを検出しながら観測対象物の光学情報を得ることができる。

また、本実施形態に係るフローサイトメータ１ｊでは、流路２０と光検出器６との間の光路に設置されて、位置検出線（本実施形態において、第１位置検出線Ｌ１、及び第２位置検出線Ｌ２）において観測対象物（本実施形態において、細胞Ｃ）から発せられる光信号ＬＳｊの強度が光検出器６によって検出されるように光信号ＬＳｊを構造化する空間光変調部４ｊを備える。
この構成により、本実施形態に係るフローサイトメータ１では、位置検出線の配置を光学情報を取得するための構造化検出によって実現できるため、流路２０において位置検出線を簡便に設定できる。

（第４の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第４の実施形態について詳しく説明する。
上記第１の実施形態では、フローサイトメータは、流路を流れる流体の流速を測定し、その値を利用して観測対象物の流路の幅方向の位置を測定する場合について説明をした。本実施形態では、フローサイトメータが、流速を用いずに観測対象物の流路の幅方向の位置を測定する場合について説明をする。なお、本実施形態では、流路を流れる流体の流速は一定である。
本実施形態に係るフローサイトメータをフローサイトメータ１ｋといい、演算装置を演算部８１ｋという。

図２０は、本実施形態に係るフローサイトメータ１ｋの一例を示す図である。フローサイトメータ１ｋは、マイクロ流体装置２と、光源３と、空間光変調部４と、光検出用光学系５と、光検出器６と、ＤＡＱデバイス７と、ＰＣ８ｋと、流路位置制御装置９とを備える。本実施形態に係るフローサイトメータ１ｋ（図２０）と第１の実施形態に係るフローサイトメータ１（図１）とを比較すると、ＰＣ８ｋが異なる。ここで、他の構成要素（マイクロ流体装置２、光源３、空間光変調部４、光検出用光学系５、光検出器６、ＤＡＱデバイス７、及び流路位置制御装置９）が持つ機能は第１の実施形態と同じである。第１の実施形態と同じ機能の説明は省略し、第２の実施形態では、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。

フローサイトメータ１ｋでは、流速ｖを用いずに細胞Ｃの流路２０の幅方向の位置ｘの位置を測定する。フローサイトメータ１ｋでは、光学系の感度が最大となるように光学系の位置の調整が予め行われる。フローサイトメータ１ｋは、第１位置検出線Ｌ１を細胞Ｃが通過した時間と、第２位置検出線Ｌ２を細胞Ｃが通過した時間との時間差τを、基準となる基準時間差τ０として予め測定する。フローサイトメータ１ｋは、時間差τの基準時間差τ０に対するずれと、細胞Ｃの流路２０の幅方向の位置ｘとの関係を示すテーブルを用いて位置ｘを測定する。フローサイトメータ１ｋは、測定した位置ｘに基づいて測定した時間差τと、基準時間差τ０とを比較し、時間差τの基準時間差τ０に対するずれΔτが小さくなるように流路２０の位置が制御される。
ここで基準となる基準時間差τ０は、例えば、細胞Ｃが上述の基準位置の流線上を移動した場合に、第１位置検出線Ｌ１を通過した時間と第２位置検出線Ｌ２を通過した時間との時間差τとすることができる。また基準時間差τ０の別の例として、一定数の細胞Ｃについて第１位置検出線Ｌ１を通過した時間と第２位置検出線Ｌ２を通過した時間との時間差τを測定し、その平均値を基準時間差τ０として設定することもできる。

次に図２１及び図２２を参照し、演算部８１ｋの構成及び処理の詳細について説明する。図２１は、本実施形態に係る演算部８１ｋの一例を示す図である。演算部８１ｋは、制御部８１０ｋと、記憶部８１７ｋとを備える。

制御部８１０は、信号強度取得部８１１と、時間差算出部８１２と、位置算出部８１５ｋと、出力部８１６とを備える。本実施形態に係る制御部８１０ｋ（図２１）と第１の実施形態に係る制御部８１０（図４）とを比較すると、位置算出部８１５ｋが備えられている点、及び流速算出部８１３と位置検出距離算出部８１４とが省略されている点が異なる。ここで、他の構成要素（信号強度取得部８１１、時間差算出部８１２、及び出力部８１６）が持つ機能は第１の実施形態と同じである。第１の実施形態と同じ機能の説明は省略し、第２の実施形態では、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。

位置算出部８１５ｋは、時間差算出部８１２によって算出される時間差τと細胞Ｃの流路２０の幅方向の位置ｘの対応関係とに基づいて観測対象物の幅方向の位置を算出する。即ち、本実施形態では、時間差τの基準時間差τ０に対するずれΔτと、細胞Ｃの流路２０の幅方向の位置ｘとの対応関係を示すテーブルである時間差幅方向対応テーブル８１８ｋとに基づいて、細胞Ｃの流路２０の幅方向の位置ｘが算出される。

記憶部８１７ｋは、時間差幅方向対応テーブル８１８ｋを記憶する。時間差幅方向対応テーブル８１８ｋは、一例として、時間差τの基準時間差τ０に対するずれΔτ毎に、細胞Ｃの流路２０の幅方向の位置ｘの値が格納される行と列からなる２次元の表形式のデータである。
ここで時間差幅方向対応テーブル８１８ｋは、時間差τの基準時間差τ０に対するずれΔτと、細胞Ｃの流路２０の幅方向の位置ｘとが予め測定された結果に基づいて作成される。なお、この予め行われる位置ｘの測定は、上述した流速ｖに基づく第１の実施形態の方法に基づいて行われてもよいし、他の測定方法に基づいて行われてもよい。

図２２は、本実施形態に係る位置算出処理の一例を示す図である。なお、ステップＳ１１０、及びステップＳ１２０の各処理は、図５におけるステップＳ１０、及びステップＳ２０の各処理と同様であるため、説明を省略する。

ステップＳ１３０：位置算出部８１５ｋは、時間差算出部８１２が算出した時間差τの基準時間差τ０に対するずれΔτと、時間差幅方向対応テーブル８１８ｋとに基づいて細胞Ｃの流路２０の幅方向の位置ｘを算出する。ここで位置算出部８１５ｋは、時間差幅方向対応テーブル８１８ｋから、ずれΔτに対応する流路２０の幅方向の位置の値を読み出す。位置算出部８１５ｋは、読み出した位置の値を、細胞Ｃの流路２０の幅方向の位置ｘとする。換言すれば、位置算出部８１５ｋは、時間差幅方向対応テーブル８１８ｋに基づいてずれΔτを流路２０の幅方向の位置に換算することによって、位置ｘを算出する。

なお、本実施形態においては、流路を流れる１個の細胞について時間差τの基準時間差τ０に対するずれΔτが測定されて、流線の位置ずれに対して流路の位置が補正される場合の一例について説明したが、これに限らない。流路を流れる複数の細胞についてそれぞれの細胞の流路の幅方向の位置が測定された結果に基づいて、流線の位置ずれに対して流路の位置が補正されてもよい。

例えば、１分間に１０００個の細胞Ｃが流路２０を通過するとする。フローサイトメータ１ｋは、１０００個の細胞Ｃのそれぞれについて、細胞Ｃの流路２０の幅方向の位置ｘを測定するための位置検出線Ｌを細胞Ｃが通過する度に、位置ｘを測定する。つまり、フローサイトメータ１ｋは、位置ｘを１０００回測定する。フローサイトメータ１ｋは、位置ｘの１０００回の測定結果に基づいて、１分間に１回、流路の位置を補正する。

フローサイトメータ１ｋは、位置ｘの１０００回の測定結果の平均値に基づいて流路の位置を補正する。複数の測定結果の平均値を用いて流路の位置を補正することによって、細胞Ｃの流路２０の幅方向の位置ｘの算出において、時間差τの基準時間差τ０に対するずれΔτのばらつきを考慮した流路位置の補正ができ、ばらつきの影響を抑制することができる。また流路の位置の補正を継続的に行なうことにより、マイクロ流体装置において測定時間の経過と共に起こる変化による流線の位置ずれを適宜補正し、位置すれの影響を最小化することができる。
上述した測定方法によって、流線の位置ずれは、ピクセルサイズ以下とすることができる。ここでピクセルサイズは、数マイクロメートルである。

以上に説明したように、本実施形態に係るフローサイトメータ１ｋは、位置算出部８１５ｋを備える。位置算出部８１５ｋは、時間差算出部８１２が算出した時間差τの所定の値（本実施形態において、基準時間差τ０）に対する差（本実施形態において、ずれΔτ）と、時間差τの所定の値（本実施形態において、基準時間差τ０）に対する差（本実施形態において、ずれΔτ）と観測対象物（本実施形態において、細胞Ｃ）の流路２０の幅方向の位置ｘとの対応関係を示すテーブル（本実施形態において、時間差幅方向対応テーブル８１８ｋ）とに基づいて観測対象物（本実施形態において、細胞Ｃ）の流路２０の幅方向の位置ｘを算出する。

この構成により、本実施形態に係るフローサイトメータ１ｋでは、流路２０を流れる流体の流速ｖが一定である場合に、時間差τの所定の値（本実施形態において、基準時間差τ０）に対する差（本実施形態において、ずれΔτ）と細胞Ｃの流路２０の幅方向の位置ｘとの対応関係を示すテーブル（本実施形態において、時間差幅方向対応テーブル８１８ｋ）に基づいて、時間差τから観測対象物（本実施形態において、細胞Ｃ）の流路２０の幅方向の位置ｘを算出できるため、流路２０を流れる流体の流速ｖを測定せずに、第１位置検出線Ｌ１と第２位置検出線Ｌ２の細胞Ｃが通過した時間との時間差τと、時間差τと幅方向の位置との対応関係とに基いて、流線の位置ずれに対して流路の位置を補正できる。そのため、位置検出線が３本以上配置される場合に比べて、簡易な構成によって流線の位置ずれの影響を最小化した測定を行うことができる。

なお、上述した各実施形態に係るフローサイトメータは、セルソータの機能を備えていてもよい。フローサイトメータは、情報生成装置（情報生成部８０）によって生成される光学情報に含まれる細胞の形態を示す情報に基づいて、細胞をソーティングする。ソーティングとは、流路を流れる観測対象物のうちから、所定の細胞を分取することである。この所定の細胞は、例えば、ユーザーによって予め選択される。

なお、上述した各実施形態に係るフローサイトメータは、画像生成装置と組み合わされてイメージング装置の一部として備えられてもよい。この画像生成装置は、情報生成装置（情報生成部８０）が生成する光学情報に基づいて観測対象物（細胞Ｃ）の画像を生成する画像生成部を備える。

（第５の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第５の実施形態について詳しく説明する。
本実施形態では、情報生成装置が生成する光学情報に基づいて流路を流れる細胞を判別する場合について説明をする。本実施形態では、流路２０の幅方向を水平方向ともいう。また、本実施形態では、流路２０における光検出用光学系５に含まれる結像レンズ５０（不図示）の光軸ＯＸの方向を光軸方向という。光軸ＯＸの方向は流路の深さの方向である。また、細胞Ｃの水平方向の位置、及び光軸方向の位置をそれぞれ、水平方向位置、及び光軸方向位置という。水平方向位置は、流路２０の幅方向の位置ｘと同じである。

本実施形態に係るフローサイトメータをフローサイトメータ１ｍといい、演算部を演算部８１ｍという。フローサイトメータ１ｍの構成は、一例として、上記第１の実施形態に係るフローサイトメータ１の構成と、演算部８１ｍが異なる以外は同様である。第１の実施形態と同じ機能の説明は省略し、第５の実施形態では、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。なお、フローサイトメータ１ｍの構成は、演算部８１ｍ以外の構成については、上記第１の実施形態の変形例や第２、第３、第４の実施形態に係るフローサイトメータの構成と同様であってもよい。

［演算装置］
図２３は、本実施形態に係る演算部８１ｍの構成の一例を示す図である。本実施形態に係る演算部８１ｍ（図２３）と第１の実施形態に係る演算装置１０（図４）とを比較すると、光学情報取得部８２０ｍ、位置判定部８２１ｍ、判別部８２２ｍ、学習部８２３ｍ、及び記憶部８１７ｍが異なる。ここで、他の構成要素（信号強度取得部８１１、時間差算出部８１２、流速算出部８１３、位置検出距離算出部８１４、位置算出部８１５、及び出力部８１６）が持つ機能は第１の実施形態と同じである。

制御部８１０ｍは、信号強度取得部８１１、時間差算出部８１２、流速算出部８１３、位置検出距離算出部８１４、位置算出部８１５、及び出力部８１６に加え、光学情報取得部８２０ｍ、位置判定部８２１ｍ、判別部８２２ｍ、及び学習部８２３ｍを備える。

光学情報取得部８２０ｍは、ＰＣ８によって生成される光学情報ＩＣを取得する。
位置判定部８２１ｍは、出力部８１６が出力する細胞Ｃの流路２０の幅方向の位置ｘ（水平方向位置）が流路２０の幅方向について所定の範囲内であるか否かを判定する。なお、以下の説明において、細胞Ｃの流路２０の幅方向の位置ｘ（水平方向位置）を示す情報を位置情報ＩＰという。
判別部８２２ｍは、学習用の細胞と、学習用細胞についての光学情報ＩＣとの関係を学習し、作成された推論モデルとＰＣ８が生成する光学情報ＩＣに基づいて細胞Ｃを判別する。その際、判別部８２２ｍは、位置判定部８２１ｍの判定結果に基づいて、流路２０の水平方向位置における所定の範囲である領域Ｚ１内を流れる細胞Ｃを判別対象とする。

ここで図２４を参照し、上述した領域Ｚ１について説明する。図２４は、本実施形態に係る領域Ｚ１の一例を示す図である。図２４は、流路２０を流れる細胞Ｃについて、流路２０を通過する際の水平方向位置を測定し、流路２０の水平方向位置について取り得る値の範囲を所定の区間に区切った場合に、所定の区間に水平方向位置の測定値が含まれる細胞Ｃの数を所定の区間毎に示すヒストグラムである。判別部８２２ｍは、流路２０を通過する細胞Ｃのうち、領域Ｚ１内に含まれる範囲の区分を通過する測定値に対応する細胞Ｃの光学情報ＩＣを判別対象とする。
領域Ｚ１は、例えば、流路２０の水平方向位置において、初期の細胞Ｃの通過位置を中心に所定の距離だけずれた位置を含む区分までの線分である。

なお、位置判定部８２１ｍは、水平方向位置の測定値を直接用いる代わりに、水平方向位置に関する量の測定値に基づいて、流路２０を流れる細胞Ｃが領域Ｚ１に対応する領域に含まれるか否かを判定してもよい。

図２３に戻って演算部８１ｍの構成の説明を続ける。
学習部８２３ｍは、機械学習を実行する。学習部８２３ｍは、学習用の細胞と、学習用の細胞を用いた測定により得られる光学情報との関係を学習する。学習部８２３ｍが実行する機械学習とは、一例として、深層学習である。

学習用の細胞とは、領域Ｚ１内を流れる細胞Ｃである。本実施形態では、フローサイトメータ１ｍを用いて細胞Ｃを測定し、測定時に流路２０の領域Ｚ１内を流れる細胞Ｃの測定値を教師データに用いて機械学習が実行される。
ここで図２５を参照し、上述した学習用の細胞についての領域Ｚ１について説明する。図２５は、本実施形態に係る学習用の細胞の領域Ｚ１の一例を示す図である。図２５（Ａ）には、フローサイトメータ１ｍを用いて学習用の測定を行った際に、細胞が通過した水平方向位置を測定し、流路の水平方向位置について取り得る値の範囲を所定の区間に区切った場合に、所定の区間に水平方向位置の測定値が含まれる細胞Ｃの数を所定の区間毎に示すヒストグラムである。比較のために図２５（Ｂ）に、機械学習の推論時において細胞Ｃが通過した水平方向位置を測定し、水平方向位置について取り得る値の範囲を所定の区間に区切った場合に、所定の区間に水平方向位置の測定値が含まれる細胞Ｃの数を所定の区間毎に示すヒストグラムを示す。
本実施形態では、学習部８２３ｍが学習に用いる学習用の細胞は、領域Ｚ１内を流れる細胞Ｃである。この領域Ｚ１は、判別部８２２ｍが推論時に判別対象とする細胞Ｃが流れる領域Ｚ１と同じである。つまり、学習用の細胞とは、判別部８２２ｍが判別対象とする細胞Ｃが流れる領域Ｚ１と同じ領域Ｚ１内を流れる細胞Ｃである。

図２３に戻って演算部８１ｍの構成の説明を続ける。
記憶部８１７ｍは、種々の情報を記憶する。記憶部８１７ｍが記憶する情報には、学習結果８２４ｍが含まれる。学習結果８２４ｍは、学習部８２３ｍによって学習が実行された結果である。学習結果８２４ｍは、上述した推論モデルである。学習結果８２４ｍは、予め学習が実行されて記憶部８１７ｍに記憶される。

［細胞判別処理］
次に図２６を参照し、演算部８１ｍが細胞Ｃを判別する処理である細胞判別処理について説明する。図２６は、本実施形態に係る細胞判別処理の一例を示す図である。図２６に示す細胞判別処理は、１個の細胞Ｃに対して実行される。流路２０を流れる複数の細胞に対して実行される細胞判別処理は、図２６に示す細胞判別処理を１単位として複数の細胞に対して繰り返し実行される。

ステップＳ２１０：位置判定部８２１ｍは、出力部８１６が出力する位置情報ＩＰを取得する。ここで位置情報ＩＰは、細胞Ｃの水平方向位置を示す。
ステップＳ２２０：位置判定部８２１ｍは、出力部８１６が出力する位置情報ＩＰが示す細胞Ｃの水平方向位置が流路２０における幅方向について所定の範囲である領域Ｚ１内であるか否かを判定する。

位置判定部８２１ｍが、水平方向位置が流路２０における幅方向について領域Ｚ１内であると判定した場合（ステップＳ２２０；ＹＥＳ）、制御部８１０ｍはステップＳ２３０の処理を実行する。一方、位置判定部８２１ｍが、水平方向位置が流路２０における幅方向について領域Ｚ１内でないと判定した場合（ステップＳ２２０；ＮＯ）、制御部８１０ｍは、細胞判別処理を終了する。

ステップＳ２３０：光学情報取得部８２０ｍは、ＰＣ８によって生成される光学情報ＩＣを取得する。光学情報取得部８２０ｍは、取得した光学情報ＩＣを判別部８２２ｍに供給する。

ステップＳ２４０：判別部８２２ｍは、学習結果８２４ｍと、ＰＣ８が生成する光学情報ＩＣとに基づいて細胞Ｃを判別する。ここで上述したように、学習結果８２４ｍは、学習用の細胞と、学習用の細胞についての光学情報との関係が学習された結果である。例えば、機械学習として深層学習が用いられる場合、学習結果８２４ｍは、光学情報を入力すると細胞の種類を出力するように学習が行われたニューラルネットワークを示す。

判別部８２２ｍは、ＰＣ８が生成する光学情報ＩＣを学習結果８２４ｍが示すニューラルネットワークに入力する。判別部８２２ｍは、学習結果８２４ｍが示すニューラルネットワークが出力する細胞の種類が、所望の細胞の種類であるか否かを判定する。

ステップＳ２４０における処理は、ステップＳ２２０の処理において位置判定部８２１ｍが、水平方向位置が流路２０における幅方向について領域Ｚ１内であると判定した場合に実行される。つまり、判別部８２２ｍは、位置判定部８２１ｍの判定結果に基づいて、所定の範囲である領域Ｚ１内を流れる細胞Ｃを判別対象とする。

ステップＳ２５０：判別部８２２ｍは、判別結果を、出力部８１６を介して外部装置に出力する。ここで外部装置とは、例えば、細胞Ｃを分取する分取部である。フローサイトメータ１ｍが分取部を備える場合、フローサイトメータ１ｍは、セルソータとして機能する。
以上で、演算装置１０は、細胞判別処理を終了する。

なお、本実施形態では、学習部８２３ｍが演算部８１ｍに備えられて、演算装置１０が機械学習を実行する場合の一例について説明したが、これに限らない。機械学習は、外部装置によって実行されてもよい。機械学習が外部装置によって実行される場合、演算部８１ｍは、外部装置によって機械学習が実行された学習結果を、外部装置から取得して記憶部８１７ｍに記憶させて、細胞判別処理に用いる。

［第５の実施形態のまとめ］
以上に説明したように、本実施形態に係るフローサイトメータ１ｍでは、演算装置（本実施形態において演算部８１ｍ）は、判別部８２２ｍと、位置判定部８２１ｍとを備える。
判別部８２２ｍは、情報生成装置（本実施形態において情報生成部８０）が生成する光学情報ＩＣに基づいて観測対象物（本実施形態において細胞Ｃ）を判別する。
位置判定部８２１ｍは、位置算出部８１５が算出する流路２０の幅方向の位置ｘが流路２０の幅方向について所定の範囲（本実施形態において領域Ｚ１）内であるか否かを判定する。
判別部８２２ｍは、位置判定部８２１ｍの判定結果に基づいて、所定の範囲（本実施形態において領域Ｚ１）内を流れる観測対象物（本実施形態において細胞Ｃ）を判別対象とする。

この構成により、本実施形態に係るフローサイトメータ１ｍでは、流路２０において所定の範囲内を流れる観測対象物を判別対象とできるため、観測対象物を判別するための解析結果（光学情報ＩＣ）が流線の位置ずれに依存することを低減できる。本実施形態に係るフローサイトメータ１ｍでは、流路２０の幅方向の位置ｘを元にゲーティングを行い、ゲーティングを行わない場合に比べてよりロバストなデータ解析を実現できる。

また、本実施形態に係るフローサイトメータ１ｍでは、判別部８２２ｍは、学習用の観測対象物（本実施形態において学習用の細胞）と学習用の観測対象物（本実施形態において学習用の細胞）についての光学情報との関係が学習されることによって作成された推論モデル（本実施形態において学習結果８２４ｍ）と、情報生成装置（本実施形態において情報生成部８０）が生成する光学情報ＩＣとに基づいて観測対象物（本実施形態において細胞Ｃ）を判別する。
また、学習用の観測対象物（本実施形態において学習用の細胞）とは、所定の範囲（本実施形態において領域Ｚ１）内を流れる観測対象物（本実施形態において細胞）である。

この構成により、本実施形態に係るフローサイトメータ１ｍでは、所定の範囲内を流れる観測対象物と、学習用の観測対象物）についての光学情報との関係が学習されることによって作成された推論モデル（本実施形態において学習結果８２４ｍ）に基づいて判別処理を実行できるため、学習結果８２４ｍに対する流線の幅方向の位置ずれの影響を、学習用の観測対象物を所定の範囲内を流れる観測対象物に限定しない場合に比べて小さくできるため、学習結果８２４ｍに基づく機械学習の精度が流線の位置ずれのために低下することを抑制できる。

なお、上述した実施形態における演算部８１、８１ｋ、８１ｍの一部、例えば、時間差算出部８１２、流速算出部８１３、位置検出距離算出部８１４、及び位置算出部８１５、８１５ｋをコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この制御機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、演算部８１、８１ｋに内蔵されたコンピュータシステムであって、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、上述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに上述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
また、上述した実施形態における演算部８１、８１ｋの一部、または全部を、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の集積回路として実現してもよい。演算部８１、８１ｋ、８１ｍの各機能ブロックは個別にプロセッサ化してもよいし、一部、または全部を集積してプロセッサ化してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現してもよい。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いてもよい。

以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。

１、１ｉ、１ｊ、１ｍ…フローサイトメータ、２…マイクロ流体装置、２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２０ｆ、２０ｇ、２０ｈ…流路、３…光源、６…光検出器、８０…情報生成部、８１、８１ｋ、８１ｍ…演算部、９…流路位置制御装置、Ｌ…位置検出線、Ｌ１、Ｌ１ａ、Ｌ１ｂ、Ｌ１ｃ、Ｌ１ｄ、Ｌ１ｅ、Ｌ１ｆ、Ｌ１ｇ、Ｌ１ｈ…第１位置検出線、Ｌ２、Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｃ、Ｌ２ｄ、Ｌ２ｅ、Ｌ２ｆ、Ｌ２ｇ、Ｌ２ｈ…第２位置検出線、８１２…時間差算出部、８１５…位置算出部

Claims (13)

1. 観測対象物が流体と共に流れ得る流路を備えるマイクロ流体装置と、
   前記流路に照明光を照射する光源と、
   前記流路を流れる前記観測対象物に照明光が照射されて前記観測対象物から発せられる光信号の強度を時系列に検出する光検出器と、
   前記光検出器が検出する前記光信号の強度に基づいて前記観測対象物の形状、形態、または構造のうちいずれか１以上を示す光学情報を生成する情報生成装置と、
   前記光検出器が前記光信号の強度のピークを検出した時間に基づいて前記観測対象物の前記流路の幅方向の位置を算出する演算装置と、
   前記光源と前記光検出器との間の光路に設置されて、前記照明光、または前記光信号のいずれかを構造化する空間光変調部と、
   を備えるフローサイトメータであって、
   前記マイクロ流体装置は、前記流路において、
   前記光検出器が前記観測対象物の位置を検出するための複数の検出位置の集まりである位置検出線と、前記光検出器が前記光学情報を検出するための複数の検出位置と、が配置され、
   前記位置検出線は、少なくとも前記幅方向について長さをもつ第１位置検出線と、前記幅方向において前記第１位置検出線と重なる部分を有して配置される第２位置検出線と、を含み、
   前記第１位置検出線と前記第２位置検出線との前記流路の長さ方向についての距離である位置検出距離は、前記幅方向の位置に応じて変化し、
   前記光学情報を検出するための前記複数の検出位置は、前記空間光変調部により構造化される前記照明光、または前記空間光変調部により構造化される前記光信号により、前記流路の検出領域に配置され、
   前記位置検出線は、前記空間光変調部により構造化される前記照明光、または前記空間光変調部により構造化される前記光信号により、前記流路の長さ方向について前記検出領域とは異なる位置に配置され、
   前記演算装置は、
   前記光検出器が前記第１位置検出線上のいずれかの前記検出位置において前記光信号の強度のピークを検出した時間と、前記光検出器が前記第２位置検出線上のいずれかの前記検出位置において前記光信号の強度のピークを検出した時間との時間差を算出する時間差算出部と、
   前記時間差算出部が算出した前記時間差と、前記流体の流速とに基づいて前記位置検出距離を算出する位置検出距離算出部と、
   前記位置検出距離と前記幅方向の位置との対応関係とに基づいて前記観測対象物の前記幅方向の位置を算出する位置算出部と
   を備える
   フローサイトメータ。
2. 前記演算装置の演算結果に基づいて前記流路の位置を制御する流路位置制御装置をさらに備える
   請求項１記載のフローサイトメータ。
3. 前記流路において、
   前記位置検出線である第３位置検出線が配置され、
   前記位置検出線であって前記第３位置検出線と略平行な第４位置検出線が、前記第３位置検出線と所定の距離である流速測定距離だけ離れて、前記幅方向において前記第３位置検出線と重なる部分を有して配置され、
   前記演算装置は、
   前記光検出器が前記第３位置検出線上のいずれかの前記検出位置において前記光信号の強度のピークを検出した時間と、前記光検出器が前記第４位置検出線上のいずれかの前記検出位置において前記光信号の強度のピークを検出した時間と、前記流速測定距離とに基づいて前記流体の流速を算出する流速算出部をさらに備え、
   前記位置検出距離算出部は、前記時間差算出部が算出した前記時間差と、前記流速算出部が算出した前記流速とに基づいて前記位置検出距離を算出する
   請求項１または２に記載のフローサイトメータ。
4. 前記光源は、前記光源と前記流路との間の光路に設置された前記空間光変調部によって構造化される前記照明光を前記流路に照射する、
   請求項１または２に記載のフローサイトメータ。
5. 前記光検出器は、前記流路と前記光検出器との間の光路に設置された前記空間光変調部によって構造化される前記光信号の強度を時系列に検出する
   請求項１または２に記載のフローサイトメータ。
6. 前記位置検出線は、前記位置検出距離が前記幅方向の位置に応じて単調に変化する
   請求項１または請求項２に記載のフローサイトメータ。
7. 前記位置検出線は、直線である
   請求項１または請求項２に記載のフローサイトメータ。
8. 前記第１位置検出線と前記第２位置検出線との間の角度は所定の値以上である
   請求項７に記載のフローサイトメータ。
9. 前記演算装置は、
   前記情報生成装置が生成する前記光学情報に基づいて前記観測対象物を判別する判別部と、
   前記位置算出部が算出する前記幅方向の位置が前記幅方向について所定の範囲内であるか否かを判定する位置判定部と
   をさらに備え、
   前記判別部は、前記位置判定部の判定結果に基づいて、前記所定の範囲内を流れる前記観測対象物を判別対象とする
   請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のフローサイトメータ。
10. 前記判別部は、学習用の観測対象物と前記学習用の観測対象物についての前記光学情報との関係が学習されることによって作成された推論モデルと、前記情報生成装置が生成する前記光学情報とに基づいて前記観測対象物を判別し、
    前記学習用の観測対象物が前記所定の範囲内を流れる観測対象物である
    請求項９に記載のフローサイトメータ。
11. 請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のフローサイトメータと、
    前記情報生成装置が生成する前記光学情報に基づいて前記観測対象物の画像を生成する画像生成部を備える画像生成装置と、
    を備えるイメージング装置。
12. 観測対象物が流体と共に流れ得る流路を備えるマイクロ流体装置と、
    前記流路に照明光を照射する光源と、
    前記流路を流れる前記観測対象物に照明光が照射されて前記観測対象物から発せられる光信号の強度を時系列に検出する光検出器と、
    前記光検出器が検出する前記光信号の強度に基づいて前記観測対象物の形状、形態、または構造のうちいずれか１以上を示す光学情報を生成する情報生成装置と、
    前記光検出器が検出する前記光信号の強度に基づいて前記観測対象物の前記流路の幅方向の位置を算出する演算装置と、
    前記光源と前記光検出器との間の光路に設置されて、前記照明光、または前記光信号のいずれかを構造化する空間光変調部と、
    を備え、
    前記マイクロ流体装置は、前記流路において、
    前記光検出器が前記観測対象物の位置を検出するための複数の検出位置の集まりである位置検出線と、前記光検出器が前記光学情報を検出するための複数の検出位置と、が配置され、
    前記位置検出線は、少なくとも前記幅方向について長さをもつ第１位置検出線と、前記幅方向において前記第１位置検出線と重なる部分を有して配置される第２位置検出線と、を含み、
    前記第１位置検出線と前記第２位置検出線との前記流路の長さ方向についての距離である位置検出距離は、前記幅方向の位置に応じて変化し、
    前記光学情報を検出するための前記複数の検出位置は、前記空間光変調部により構造化される前記照明光、または前記空間光変調部により構造化される前記光信号により、前記流路の検出領域に配置され、
    前記位置検出線は、前記空間光変調部により構造化される前記照明光、または前記空間光変調部により構造化される前記光信号により、前記流路の長さ方向について前記検出領域とは異なる位置に配置されるフローサイトメータにおける前記観測対象物の前記幅方向の位置を算出する方法であって、
    前記光検出器が前記第１位置検出線上のいずれかの前記検出位置において前記光信号の強度のピークを検出した時間と、前記光検出器が前記第２位置検出線上のいずれかの前記検出位置において前記光信号の強度のピークを検出した時間との時間差を算出する時間差算出過程と、
    前記時間差算出過程において算出された前記時間差と、前記流体の流速とに基づいて前記位置検出距離を算出する位置検出距離算出過程と、
    前記位置検出距離と前記幅方向の位置との対応関係とに基づいて前記観測対象物の前記幅方向の位置を算出する位置算出過程と
    を有する位置検出方法。
13. 観測対象物が流体と共に流れ得る流路を備えるマイクロ流体装置と、
    前記流路に照明光を照射する光源と、
    前記流路を流れる前記観測対象物に照明光が照射されて前記観測対象物から発せられる光信号の強度を時系列に検出する光検出器と、
    前記光検出器が検出する前記光信号の強度に基づいて前記観測対象物の形状、形態、または構造のうちいずれか１以上を示す光学情報を生成する情報生成装置と、
    前記光検出器が検出する前記光信号の強度に基づいて前記観測対象物の前記流路の幅方向の位置を算出する演算装置と、
    前記光源と前記光検出器との間の光路に設置されて、前記照明光、または前記光信号のいずれかを構造化する空間光変調部と、
    を備え、
    前記マイクロ流体装置は、前記流路において、
    前記光検出器が前記観測対象物の位置を検出するための複数の検出位置の集まりである位置検出線と、前記光検出器が前記光学情報を検出するための複数の検出位置と、が配置され、
    前記位置検出線は、少なくとも前記幅方向について長さをもつ第１位置検出線と、前記幅方向において前記第１位置検出線と重なる部分を有して配置される第２位置検出線と、を含み、
    前記第１位置検出線と前記第２位置検出線との前記流路の長さ方向についての距離である位置検出距離は、前記幅方向の位置に応じて変化し、
    前記光学情報を検出するための前記複数の検出位置は、前記空間光変調部により構造化される前記照明光、または前記空間光変調部により構造化される前記光信号により、前記流路の検出領域に配置され、
    前記位置検出線は、前記空間光変調部により構造化される前記照明光、または前記空間光変調部により構造化される前記光信号により、前記流路の長さ方向について前記検出領域とは異なる位置に配置されるフローサイトメータにおける前記観測対象物の前記幅方向の位置算出を実行するコンピュータに、
    前記光検出器が前記第１位置検出線上のいずれかの前記検出位置において前記光信号の強度のピークを検出した時間と、前記光検出器が前記第２位置検出線上のいずれかの前記検出位置において前記光信号の強度のピークを検出した時間との時間差を算出する時間差算出ステップと、
    前記時間差算出ステップにおいて算出された前記時間差と、前記流体の流速とに基づいて前記位置検出距離を算出する位置検出距離算出ステップと、
    前記位置検出距離と前記幅方向の位置との対応関係とに基づいて前記観測対象物の前記幅方向の位置を算出する位置算出ステップと
    を実行させるためのプログラム。

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