TW201804211A - 培養細胞之攝像方法及裝置 - Google Patents

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Abstract

將LED燈(2)的電流設定值在所定之變化範圍內以所定之刻度寬加以改變而拍攝培養細胞(11)，針對已拍攝到的各觀察像，算出HLS色彩空間中的觀察像之平均亮度(L)及平均彩度(S)，針對各觀察像，算出以下記的(1)式所表示的指標(I)，將拍攝到指標(I)為最大值之觀察像時的LED燈(2)的電流設定值，當作最佳值而予以設定。指標(I)=(255-L)×(L+S)‧‧‧‧(1)

Description

培養細胞之攝像方法及裝置
本發明係有關於培養細胞之攝像方法及裝置，更詳言之係有關於，可謀求培養細胞的攝像條件之最佳化的攝像方法及裝置。
於細胞培養中，有時候會進行每隔所定時間就拍攝培養中之細胞的曠時攝像。對所被拍攝的觀察像，係為了抽出關於培養細胞的各種資訊，而會進行影像處理。此情況下，觀察像必須為，影像的明亮度及焦點是適合於影像處理。
調節觀察像之明亮度的調節攝像條件及焦點位置而進行攝像的技術，係被記載在專利文獻1。在專利文獻1所記載的觀察系統中，在進行曠時攝像之際，會執行觀察像的亮度控制(圖13的S64)和自動對焦控制(圖13的S65)。在亮度控制之際，係以使得觀察像之平均亮度會進入被預先設定之所定範圍內的方式，進行LED控制等(圖14)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2011-141407號公報
可是，若持續進行細胞培養，則細胞濃度會改變，且會產生乳酸等之細胞代謝產物而導致培養液的pH改變，因此培養液的濁度及色調會改變。其結果為，即使觀察像之平均亮度是在所定範圍內，有時候仍會發生觀察像不適合於影像處理的情形。
又，於細胞培養中將培養基予以饋料，導致培養液的液深改變的情況也是，因為細胞濃度及培養液的pH會改變，所以培養液的濁度及色調會改變。其結果為，即使觀察像之平均亮度是在所定範圍內，有時候仍會發生觀察像不適合於影像處理的情形。又，將培養基予以饋料後，因為攪拌培養液，所以觀察像的焦點位置會改變。此外，攝像係在培養細胞在培養液中沈澱的狀態下進行，但並不一定在培養液中是位於同一平面上，要同時對所有的培養細胞對合焦點，有時候會有困難。
如此，在持續性的細胞培養過程中，培養容器之內部的色調或液深等條件會逐漸改變。因此，為了影像處理而為最佳的觀察像之明亮度或焦點位置，在細胞培養的初期階段與時間經過後，有時候會有所不同。
本發明係有鑑於上記事情而研發，目的在於 提供一種，可謀求培養細胞的攝像條件之最佳化的培養細胞之攝像方法及裝置。
為了達成上記目的，本發明的第1培養細胞之攝像方法，係為拍攝培養容器內的培養細胞之觀察像的攝像方法，其特徵為，具有：明亮度設定工程，係設定用來調節觀察像之明亮度的攝像條件；和影像取得工程，係取得觀察像；前記明亮度設定工程係具有：將用來調節觀察像之明亮度的攝像條件在所定之變化範圍內以所定之刻度寬加以改變而拍攝前記培養細胞之工程；和針對已拍攝到的各觀察像，算出於HLS色彩空間中的觀察像之平均亮度及平均彩度之工程；和針對前記各觀察像，基於前記平均亮度及前記平均彩度而算出指標之工程；和將拍攝前記指標為最大值之觀察像時的明亮度予以調節的攝像條件當作最佳值而予以設定之工程。
又，本發明的第2培養細胞之攝像方法，係為拍攝培養容器內的培養細胞之觀察像的攝像方法，其特徵為，具有：焦點位置設定工程，係設定觀察像的焦點位置；和影像取得工程，係取得觀察像；前記焦點位置設定工程係具有：將焦點位置在所定之變化範圍內以所定之刻度寬加以改變而拍攝前記培養細胞之工程；和針對已拍攝到的各觀察像，計測觀察像中的粒子數之工程；和將拍攝前記粒子數為最大值之觀察像時的焦點位置當作最佳值而 予以設定之工程。
又，本發明的第3培養細胞之攝像方法，係為拍攝培養容器內的培養細胞之觀察像的攝像方法，其特徵為，具有：明亮度設定工程，係設定用來調節觀察像之明亮度的攝像條件；和焦點位置設定工程，係設定觀察像的焦點位置；和影像取得工程，係取得觀察像；前記明亮度設定工程係具有：將用來調節觀察像之明亮度的攝像條件在所定之變化範圍內以所定之刻度寬加以改變而拍攝前記培養細胞之工程；和針對已拍攝到的各觀察像，算出於HLS色彩空間中的觀察像之平均亮度及平均彩度之工程；和針對前記各觀察像，基於前記平均亮度及前記平均彩度而算出指標之工程；和將拍攝前記指標為最大值之觀察像時的明亮度予以調節的攝像條件當作最佳值而予以設定之工程；前記焦點位置設定工程係具有：將焦點位置在所定之變化範圍內以所定之刻度寬加以改變而拍攝前記培養細胞之工程；和針對已拍攝到的各觀察像，計測觀察像中的粒子數之工程；和將拍攝前記粒子數為最大值之觀察像時的焦點位置當作最佳值而予以設定之工程。
又，本發明的第1培養細胞之攝像裝置，係為拍攝培養容器內的培養細胞之觀察像的攝像裝置，其特徵為，具備：照明部，係將前記培養細胞予以照明；和攝像部，係拍攝前記培養細胞而生成觀察像；和明亮度控制部，係設定用來調節觀察像之明亮度的攝像條件；前記明亮度控制部，係將用來調節觀察像之明亮度的攝像條件在 所定之變化範圍內以所定之刻度寬加以改變而令前記攝像部拍攝前記培養細胞，針對已被前記攝像部所拍攝到的各觀察像，算出於HLS色彩空間中的觀察像之平均亮度及平均彩度，針對前記各觀察像，基於前記平均亮度及前記平均彩度而算出指標，將拍攝前記指標為最大值之觀察像時的用來調節明亮度的攝像條件當作最佳值而予以設定。
又，本發明的第2培養細胞之攝像裝置，係為拍攝培養容器內的培養細胞之觀察像的攝像裝置，其特徵為，具備：照明部，係將前記培養細胞予以照明；和攝像部，係拍攝前記培養細胞而生成觀察像；和焦點位置控制部，係設定觀察像的焦點位置；前記焦點位置控制部，係將焦點位置在所定之變化範圍內以所定之刻度寬加以改變而令前記攝像部拍攝前記培養細胞，針對已被前記攝像部所拍攝到的各觀察像，計測觀察像中的粒子數，將拍攝前記粒子數為最大值之觀察像時的焦點位置當作最佳值而予以設定。
又，本發明的第3培養細胞之攝像裝置，係為拍攝培養容器內的培養細胞之觀察像的攝像裝置，其特徵為，具備：照明部，係將前記培養細胞予以照明；和攝像部，係拍攝前記培養細胞而生成觀察像；和明亮度控制部，係設定用來調節觀察像之明亮度的攝像條件；和焦點位置控制部，係設定觀察像的焦點位置；前記明亮度控制部，係將用來調節觀察像之明亮度的攝像條件在所定之變化範圍內以所定之刻度寬加以改變而令前記攝像部拍攝前 記培養細胞，針對已被前記攝像部所拍攝到的各觀察像，算出於HLS色彩空間中的觀察像之平均亮度及平均彩度，針對前記各觀察像，基於前記平均亮度及前記平均彩度而算出指標，將拍攝前記指標為最大值之觀察像時的用來調節明亮度的攝像條件予以設定；前記焦點位置控制部，係將焦點位置在所定之變化範圍內以所定之刻度寬加以改變而令前記攝像部拍攝前記培養細胞，針對已被前記攝像部所拍攝到的各觀察像，計測觀察像中的粒子數，將拍攝前記粒子數為最大值之觀察像時的焦點位置當作最佳值而予以設定。
本發明的第1及第3培養細胞之攝像方法及裝置，係針對改變用來調節觀察像之明亮度的攝像條件而拍攝到的各觀察像，將拍攝基於HLS色彩空間中的觀察像之平均亮度及平均彩度的指標為最大值之觀察像時的用來調節明亮度的攝像條件當作最佳值而予以設定，以該最佳值取得觀察像。藉此，即使在細胞持續培養中培養液的濁度及色調有改變的情況下，仍可謀求培養細胞的攝像條件之最佳化。
又，本發明的第2及第3培養細胞之攝像方法及裝置，係將拍攝改變焦點位置而拍攝到之觀察像中的粒子數為最大值之觀察像時的焦點位置當作最佳值而予以設定，以該最佳值取得觀察像。藉此，即使培養細胞在培 養液中不是位於同一平面上的情況下，仍可謀求培養細胞的攝像條件之最佳化。
1‧‧‧培養容器
2‧‧‧LED燈
3‧‧‧CCD相機
4‧‧‧調光器
5‧‧‧致動器
6‧‧‧控制部
10‧‧‧培養液
11‧‧‧培養細胞
[圖1]圖1係本發明的第1實施形態所述之培養細胞的攝像裝置的模式圖。
[圖2]圖2係本發明的第1實施形態所述之培養細胞之攝像方法的流程圖。
[圖3]圖3係設定用來調節觀察像之明亮度的攝像條件的流程圖。
[圖4]圖4(a)~圖4(e)係改變用來調節觀察像之明亮度的攝像條件而拍攝到的觀察像。
[圖5]圖5係表示用來調節觀察像之明亮度的攝像條件與指標之關係的圖形。
[圖6]圖6係設定觀察像的焦點位置的流程圖。
[圖7]圖7(a)~圖7(e)係改變焦點位置而拍攝到的觀察像。
[圖8]圖8係表示焦點位置與粒子數之關係的圖形。
[圖9]圖9(a)~圖9(c)係表示焦點位置與粒子數之關係的觀察像。
[圖10]圖10係本發明的第2實施形態所述之培養細胞之攝像方法的流程圖。
[圖11]圖11(a)~圖11(e)係將明亮度設定、與焦點位置設定交互重複而拍攝到的觀察像。
[圖12]圖12(a)係第1次的明亮度設定工程中的用來調節明亮度的攝像條件與指標之關係的圖形。
圖12(b)係第2次的明亮度設定工程中的用來調節明亮度的攝像條件與指標之關係的圖形。
圖12(c)係第3次的明亮度設定工程中的用來調節明亮度的攝像條件與指標之關係的圖形。
[圖13]圖13(a)係第1次的焦點位置設定工程中的焦點位置與粒子數之關係的圖形。
圖13(b)係第2次的焦點位置設定工程中的焦點位置與粒子數之關係的圖形。
以下，參照圖面來說明本發明的實施形態。
〔第1實施形態〕 (攝像裝置)
首先，參照圖1，說明第1實施形態的培養細胞之攝像裝置(以下亦稱為攝像裝置)。圖1係本實施形態的攝像裝置的模式圖。攝像裝置，係將培養容器1中所被收容的培養液10中的培養細胞11，每隔所定時間(例如60分鐘)進行曠時攝像。
如圖1所示，本實施形態的攝像裝置，係為 拍攝培養容器1內的培養細胞11的觀察像的攝像裝置，具備作為將培養細胞11予以照明之照明部的LED燈2、和作為拍攝培養細胞11以生成觀察像之攝像部的CCD相機3。CCD相機3，係夾著培養容器1而被配置在LED燈2的相反側，拍攝穿透像。
本實施形態的攝像裝置係還具備：調節LED燈2之明亮度的調光器4、令CCD相機3移動的致動器5、控制調光器4及致動器5的電腦也就是控制部6。控制部6，係控制CCD相機3，自動執行曠時攝像。
控制部6係還成為將用來調節觀察像之明亮度的攝像條件予以設定的明亮度控制部而發揮機能。藉由控制部6控制調光器4，調節施加至LED燈2的電流值，以調節觀察像的明亮度。因此，在本實施形態中，LED燈2的電流值，係為用來調節觀察像之明亮度的攝像條件。
此外，觀察像的明亮度，係不只是LED燈2的電流值，也可藉由光圈的開度、CCD相機的快門速度而調節，亦可將這些加以組合而調節。
控制部6係還成為將觀察像的焦點位置予以設定的焦點位置控制部而發揮機能。藉由控制部6控制致動器5，調節CCD相機3的位置。藉由CCD相機3往圖1中的箭頭方向(z軸方向)移動，而調節CCD相機3與培養容器1之距離。因此，在本實施形態中，是藉由CCD相機3的位置，來調節焦點位置。
此外，焦點位置，係不只是移動CCD相機3，也可藉 由CCD相機3的鏡頭等之光學系而調節，也可使培養容器1移動而調節，亦可將這些加以組合而調節。
(攝像方法)
接著，參照圖2，說明本實施形態的攝像裝置所做的攝像方法。如圖2的流程圖所示，在設定培養細胞11的觀察像拍攝之際的攝像條件時，首先，作為用來調節觀察像之明亮度所需之攝像條件，是設定LED燈2的電流值(S1)。接下來，使CCD相機3移動而設定焦點位置(S2)。然後，以使LED燈2的電流值及CCD相機3的焦點位置為最佳化的攝像條件所指攝到的觀察像，會被取得(S3)。
(明亮度設定工程)
參照圖3的流程圖，說明圖2的明亮度設定工程(S1)中，為了設定觀察像的明亮度，而設定LED燈2的電流值的方法。
首先，作為用來調節觀察像之明亮度的攝像條件，將LED燈2的電流設定值在所定之變化範圍內以所定之刻度寬加以改變，拍攝培養細胞11，生成複數個觀察像(S11)。本實施形態的LED燈2的電流設定值係最小值為「0」，最大值為「100」。此處，調光器4係使電流設定值以「10」刻度從「10」變化至「100」，CCD相機3係以各電流設定值拍攝培養細胞11，生成合計10張觀察像。
圖4(a)~圖4(e)係在10張觀察像之中，電流設定值為「10」~「50」時的5張觀察像。圖4所示的各觀察像係為黑白影像，但在實際的影像中，培養液10係變色成黃色。
由這些觀察像可知，LED燈2的電流設定值若太低，則如圖4(a)所示，在觀察像中要判別培養細胞11的粒子是困難的。另一方面，LED燈2的電流設定值太高也是，如圖4(e)所示，觀察像全體會變白而較小的粒子會消失，粒子的判別會變得困難。又，雖然圖4中沒有圖示，若LED燈2的電流設定值設得更高，則觀察像全體會變得更白，粒子的判別就更加困難。
接著，包含圖4(a)~圖4(e)所示的觀察像，針對所拍攝到的各觀察像，控制部6係算出HLS色彩空間中的觀察像之平均亮度(L)及平均彩度(S)(S12)。
所謂HLS色彩空間(亦稱HSL色彩空間)，係以色相(hue)、亮度(lightness/luminance)及彩度(saturation)之3成分所表示的色彩空間。色相，係將色味以360度的角度來表示。亮度，係與專利文獻1所記載的「亮度」意思不同，以白色為最大值，黑色為最小值，表示色彩的明亮度，亮度為最大值與最小值之一半時則為純色。彩度係以純色為最大值，灰色為最低值，表示色彩的鮮艷程度。
觀察像之平均亮度(L)及平均彩度(S)，係將表示CCD相機3的RGB之各色的受光元件的受光強度的RGB表色系的每一像素之資料，以觀察像全體做平均後的 值，將其轉換成HLS表色系而算出。下記的表1中表示了，LED燈2的每一電流設定值的，觀察像全體之平均亮度(L)及平均彩度(S)。在表1中，將平均亮度(L)及平均彩度(S)以0~255的256色階來表示。
Figure TW201804211AD00001
接著，針對各觀察像，基於平均亮度(L)及平均彩度(S)，由控制部6算出指標(S13)。
此處，指標係如下記的(1)式所示，包含：亮度色階的最大值也就是最大亮度(255)與觀察像之平均亮度(L)的差(255-L)，乘以平均亮度(L)與平均彩度(S)的和(L+S)，所得的積。
指標(I)=(255-L)×(L+S)‧‧‧‧(1)
上記的式(1)，係本發明人經過各種實驗及再三研 究，根據經驗而提出。
表1中表示了，LED燈2的每一電流設定值的指標(I)之值。如表1所示，LED燈2的電流設定值為「20」時，指標(I)係為最大值「25652」。
又，圖5的圖形中表示了，LED燈2的每一電流設定值的指標(I)。由圖5可知，LED燈2的電流設定值為「20」時，指標(I)為極大。
接著，將拍攝指標(I)為最大值之觀察像時的LED燈2的電流設定值當作最佳值而予以設定(S14)。此處，LED燈2的電流設定值「20」，係被當作用來調節明亮度的攝像條件的最佳值而設定。
(焦點位置設定工程)
接著，參照圖6的流程圖，說明圖2的焦點位置設定工程(S2)中，設定焦點位置的方法。
首先，將焦點位置在所定之變化範圍內以所定之刻度寬加以改變而拍攝培養細胞11，生成複數個觀察像(S21)。此處，致動器5係移動CCD相機3，使表示焦點位置的Z座標(任意單位)以「250」刻度，從「0」變化至「9750」，CCD相機3係以各Z座標拍攝培養細胞11，生成合計40張觀察像。
圖7(a)~圖7(e)，係在40張觀察像之中，以焦點位置的Z座標為「0」、「3000」、「4250」、「6000」及「9750」時的5張觀察像為代表而圖示。
接著，包含圖7(a)~圖7(e)所示的觀察像，針對所拍攝到的各觀察像，計測觀察像中的粒子數(S22)。觀察像中的每個粒子，係藉由影像處理而被計測。
圖8的圖形係表示，Z座標的每一設定值的粒子數。由圖8可知，Z座標為「4250」時，粒子數為極大。
又，表2係表示，焦點位置的Z座標為「3000」~「6000」時的從觀察像中所計測到的粒子數。如表2所示，Z座標為「4250」時，粒子數係為最大值「6110」。
Figure TW201804211AD00002
圖9(a)及圖9(c)係表示焦點未對合時的觀察 像，圖9(b)係表示焦點對合時的觀察像。
如圖9(a)及圖9(c)所示，焦點未對合時，每個粒子的輪廓係不鮮明，因此每個粒子的輪廓會和相鄰的粒子變成一體。因此，在影像處理之際，將每個粒子分切抽出會有困難，所計測到的粒子數會減少。
又，如圖7(a)及圖7(c)所示，在焦點完全沒有對合的情況下，觀察像中的粒子本身的判別就很困難，因此所計測到的粒子數會大幅降低。
另一方面，如圖9(b)所示，焦點對合時，每個粒子的輪廓係為鮮明，因此在影像處理之際，可將每個粒子從相鄰的粒子分切而抽出，所被計測到的粒子數會增加。因此，可計測到最多粒子時，對最多的粒子對和了焦點。
接著，將拍攝到粒子數為最大值之觀察像時的焦點位置，當作最佳值而予以設定(S23)。此處，Z座標「4250」是被當作CCD相機3的焦點位置的最佳值而設定。
(影像取得工程)
接著，取得以LED燈2的最佳電流設定值、及CCD相機3的最佳焦點位置的攝像條件所拍攝到的影像(圖2的S3)。
此外，該影像取得之際，亦可以最佳化的攝像條件再次拍攝觀察像，亦可將設定攝像條件的過程中，用與已被 最佳化之攝像條件相同條件所拍攝到的觀察像的資料加以選擇而利用。
如此，在本實施形態中，針對改變LED燈2的電流設定值所拍攝到的各觀察像，基於HLS色彩空間中的觀察像之平均亮度(L)及平均彩度(S)的指標(I)為最大值的攝像條件，係被設定。再者，在本實施形態中，改變焦點位置所拍攝到的觀察像中的粒子數為最大的攝像條件，會被設定。藉此，細胞持續培養中即使培養液10的色調改變、或透明度降低等情況下，又，即使培養細胞11在培養液10中不是位於同一平面上的情況下，仍可將培養細胞11的攝像條件做最佳化。
〔第2實施形態〕
第2實施形態的攝像裝置，係和第1實施形態的相同，因此省略其詳細說明。
在本實施形態之攝像方法中，如圖10的流程圖所示，在設定培養細胞11的觀察像拍攝之際的攝像條件時，作為用來調節觀察像之明亮度所需之攝像條件而設定LED燈2的電流值的明亮度設定工程(S1、S3及S5)、和使CCD相機3移動而設定焦點位置的焦點位置設定工程(S2及S4)，是被交互重複。然後，以最後所被設定的LED燈2的電流值及CCD相機3的焦點位置且被最佳化的攝像條件所拍攝到的觀察像，會被取得(S6)。
圖11(a)~圖11(e)係圖示，以圖10的S1~S5 的各工程中所被最佳化的攝像條件所拍攝到的觀察像。
圖11(a)係圖示，以第1次的明亮度設定工程(圖10的S1)中所被最佳化的LED燈2的電流設定值所拍攝到的觀察像。此階段中由於焦點尚未對合，因此無法判別粒子。
圖12(a)的圖形係圖示，第1次的明亮度設定工程(S1)中的，LED燈2的每一電流設定值的指標(I)。在第1次的明亮度設定工程(S1)中，係使LED燈2的電流設定值以「2」刻度從「2」變化至「40」，以各電流設定值拍攝培養細胞11，生成合計20張觀察像。
如圖12(a)所示，LED燈2的電流設定值為「14」時，指標(I)為極大。圖11(a)所示的觀察像，係以將電流設定值設為「14」之攝像條件所拍攝而成者。
接著，圖11(b)係圖示，以第1次的焦點位置設定工程(圖10的S2)中所被最佳化的焦點位置所拍攝到的觀察像。在此階段中，由於焦點已對合，因此可判別觀察像中的粒子。
圖13(a)的圖形係圖示，第1次的焦點位置設定工程(S2)中的，CCD相機3的每一焦點位置的粒子數。在第1次的焦點位置設定工程(S2)中，是將表示焦點位置的Z座標以「250」刻度從「0」變化至「9750」，以各Z座標拍攝培養細胞11，生成合計40張觀察像。
如圖13(a)所示，Z座標為「3500」時，粒子數為最大。圖11(b)所示的觀察像，係以將電流設定值維 持「14」，將Z座標設成「3500」的攝像條件所拍攝而成者。
接著，圖11(c)中係圖示，以第2次的明亮度設定工程(圖10的S3)中所被最佳化的LED燈2的電流設定值所拍攝到的觀察像。第1次的焦點調節的結果，即使觀察像的明亮度並非最佳的情況下，藉由第2次的明亮度調整，觀察像的明亮度會被再次最佳化。
圖12(b)的圖形係圖示，第2次的明亮度設定工程(S3)中的，LED燈2的每一電流設定值的指標(I)。第2次的明亮度設定工程(S3)也是，係和第1次的明亮度設定工程同樣地，使LED燈2的電流設定值以「2」刻度從「2」變化至「40」，以各電流設定值拍攝培養細胞11，生成合計20張觀察像。
如圖12(b)所示，LED燈2的電流設定值為「14」時，指標(I)為極大。圖11(c)所示的觀察像，係以將Z座標維持「3500」，將電流設定值設成「14」的攝像條件所拍攝而成者。
圖11(d)中係圖示，以第2次的焦點位置設定工程(圖10的S4)中藉由第2次的焦點調整而被最佳化的焦點位置所拍攝到的觀察像。
圖13(b)的圖形係圖示，第2次的焦點位置設定工程(S4)中的，CCD相機3的每一焦點位置的粒子數。第2次的焦點位置設定工程(S4)中，將表示焦點位置的Z座標的刻度寬，設成比第1次還窄的「100」刻度，將Z 座標之變化範圍，設成包含第1次的最佳值「3500」，且比第1次還窄的範圍也就是「2800」至「4200」，以各Z座標拍攝培養細胞11，生成合計15張觀察像。
如圖13(b)所示，在第2次的焦點位置設定工程(S4)中，Z座標為「3600」時，粒子數為最大。圖11(d)所示的觀察像，係以將電流設定值維持「14」，將Z座標設成「3600」的攝像條件所拍攝而成者。
如此，將第2次的焦點位置設定時的刻度寬，設成比第1次還窄，同時，將第2次的焦點位置設定時之變化範圍，設成比第1次還窄，結果，可避免攝像張數的增大，同時，可提升CCD相機3的焦點位置的攝像條件的設定精度。
接著，圖11(e)中係圖示，以第3次的明亮度設定工程(圖10的S5)中所被最佳化的LED燈2的電流設定值所拍攝到的觀察像。
圖12(c)的圖形係圖示，第3次的明亮度設定工程(S5)中的，LED燈2的每一電流設定值的指標(I)。在第3次的明亮度設定工程(S5)中，是將LED燈2的電流設定值的刻度寬，設成比第1次還者的「1」刻度，將電流設定值之變化範圍，設成包含第2次的最佳值也就是「14」的「9」至「18」，以各電流設定值來拍攝培養細胞11，生成合計10張觀察像。
如圖12(c)所示，在第3次的明亮度設定工程(S5)中，LED燈2的電流設定值為「15」時，指標(I)為極 大。圖11(e)所示的觀察像，係以將Z座標維持「3600」，將電流設定值設成「15」的攝像條件所拍攝而成者。
如此，將第3次的明亮度設定工程(S5)中的LED燈2的電流設定值的刻度寬，設成比第2次還窄，同時，將第3次的明亮度設定工程(S5)中的電流設定值之變化範圍，設成比第2次還窄，結果，可避免攝像張數的增大，同時，可提升LED燈2的電流設定值的攝像條件的設定精度。
如此一來，圖11(e)所示的觀察像，就被當成最佳影像而取得(圖10的S6)。
以上雖然說明了本發明的實施形態，但本發明係可進行各種變更及變形。例如，上述的各實施形態中係說明，將攝像部的CCD相機，夾著培養容器而配置在LED燈的相反側，生成拍攝透射光的觀察像的例子，但在本發明中，觀察像係不限定於透射光像，例如，亦可為反射光像。
又，在上述的實施形態中係說明了，作為用來調節觀察像之明亮度的攝像條件，是設定LED燈的電流值的例子，但在本發明中，用來調節觀察像之明亮度的攝像條件，係不限定於此，例如，亦可用光圈的開度來調節明亮度，也可用CCD相機的快門速度來調節明亮度。
又，亦可用HSV表色系來算出指標。HSV表色系，係以色相(hue)、彩度(Saturation)及明度(value)之3 成分來表示。色相，係將色味以360度的角度來表示。彩度係以純色為最大值，灰色為最低值，表示色彩的鮮艷程度。明度係表示色彩的明亮度。
又，在上述的實施形態中雖然說明了，使焦點位置改變，或使作為攝像部的CCD相機移動的例子，但在本發明中，焦點位置的調節方法係不限定於此，亦可使CCD相機的光學系移動來調節焦點位置，也可使培養容器移動來調節焦點位置。
又，在上述的實施形態中說明了，作為照明部是使用LED燈的例子，但在本發明中，照明部係不限定於此。又，在上述的實施形態中說明了，作為攝像部是使用CCD相機的例子，但在本發明中，攝像部係不限定於此。
本說明書中所記載的文獻及本案的巴黎優先基礎的日本申請案說明書的內容，係全部援用於此。
[產業上利用之可能性]
本發明可理想適用於培養細胞的自動曠時攝像。

Claims (9)

  1. 一種培養細胞之攝像方法，係為拍攝培養容器內的培養細胞之觀察像的攝像方法，其特徵為，具有：明亮度設定工程，係設定用來調節觀察像之明亮度的攝像條件；和影像取得工程，係取得觀察像；前記明亮度設定工程係具有：將用來調節觀察像之明亮度的攝像條件在所定之變化範圍內以所定之刻度寬加以改變而拍攝培養細胞之工程；和針對已拍攝到的各觀察像，算出於HLS色彩空間中的觀察像之平均亮度及平均彩度之工程；和針對前記各觀察像，基於前記平均亮度及前記平均彩度而算出指標之工程；和將拍攝前記指標為最大值之觀察像時的用來調節明亮度的攝像條件當作最佳值而予以設定之工程。
  2. 一種培養細胞之攝像方法，係為拍攝培養容器內的培養細胞之觀察像的攝像方法，其特徵為，具有：焦點位置設定工程，係設定觀察像的焦點位置；和影像取得工程，係取得觀察像； 前記焦點位置設定工程係具有：將焦點位置在所定之變化範圍內以所定之刻度寬加以改變而拍攝培養細胞之工程；和針對已拍攝到的各觀察像，計測觀察像中的粒子數之工程；和將拍攝前記粒子數為最大值之觀察像時的焦點位置當作最佳值而予以設定之工程。
  3. 一種培養細胞之攝像方法，係為拍攝培養容器內的培養細胞之觀察像的攝像方法，其特徵為，具有：明亮度設定工程，係設定用來調節觀察像之明亮度的攝像條件；和焦點位置設定工程，係設定觀察像的焦點位置；和影像取得工程，係取得觀察像；前記明亮度設定工程係具有：將用來調節觀察像之明亮度的攝像條件在所定之變化範圍內以所定之刻度寬加以改變而拍攝培養細胞之工程；和針對已拍攝到的各觀察像，算出於HLS色彩空間中的觀察像之平均亮度及平均彩度之工程；和針對前記各觀察像，基於前記平均亮度及前記平均彩度而算出指標之工程；和將拍攝前記指標為最大值之觀察像時的明亮度的攝像 條件當作最佳值而予以設定之工程；前記焦點位置設定工程係具有：將焦點位置在所定之變化範圍內以所定之刻度寬加以改變而拍攝培養細胞之工程；和針對已拍攝到的各觀察像，計測觀察像中的粒子數之工程；和將拍攝前記粒子數為最大值之觀察像時的焦點位置當作最佳值而予以設定之工程。
  4. 如請求項3所記載之培養細胞之攝像方法，其中，將前記明亮度設定工程、與前記焦點位置設定工程交互重複；於第2次以後的前記明亮度設定工程中，將用來調節明亮度的攝像條件之變化範圍，設成包含前次的前記明亮度設定工程中所被設定之用來調節明亮度的攝像條件，且比前次的前記明亮度設定工程的用來調節明亮度的攝像條件之變化範圍還窄；將用來調節明亮度的攝像條件之變化的刻度寬，設成比前次的前記明亮度設定工程的用來調節明亮度的攝像條件之變化的刻度寬還窄。
  5. 如請求項3或4所記載之培養細胞之攝像方法，其中，將前記明亮度設定工程、與前記焦點位置設定工程交 互重複；於第2次以後的前記焦點位置設定工程中，將焦點位置之變化範圍，設成包含前次的前記焦點位置設定工程中所被設定之焦點位置，且比前次的前記焦點位置設定工程的焦點位置之變化範圍還窄；將焦點位置之變化的刻度寬，設成比前次的前記焦點位置設定工程的焦點位置之變化的刻度寬還窄。
  6. 如請求項1、3及4之任一項所記載之培養細胞之攝像方法，其中，前記指標係包含，亮度色階的最大值也就是最大亮度與前記觀察像之平均亮度的差，乘以前記平均亮度與前記觀察像之平均彩度之和，所得的積。
  7. 一種培養細胞之攝像裝置，係為拍攝培養容器內的培養細胞之觀察像的攝像裝置，其特徵為，具備：照明部，係將前記培養細胞予以照明；和攝像部，係拍攝前記培養細胞而生成觀察像；和明亮度控制部，係設定用來調節觀察像之明亮度的攝像條件；前記明亮度控制部，係將用來調節觀察像之明亮度的攝像條件在所定之變化範圍內以所定之刻度寬加以改變而令前記攝像部拍攝前記培養細胞，針對已被前記攝像部所 拍攝到的各觀察像，算出於HLS色彩空間中的觀察像之平均亮度及平均彩度，針對前記各觀察像，基於前記平均亮度及前記平均彩度而算出指標，將拍攝前記指標為最大值之觀察像時的用來調節明亮度的攝像條件當作最佳值而予以設定。
  8. 一種培養細胞之攝像裝置，係為拍攝培養容器內的培養細胞之觀察像的攝像裝置，其特徵為，具備：照明部，係將前記培養細胞予以照明；和攝像部，係拍攝前記培養細胞而生成觀察像；和焦點位置控制部，係設定觀察像的焦點位置；前記焦點位置控制部，係將焦點位置在所定之變化範圍內以所定之刻度寬加以改變而令前記攝像部拍攝前記培養細胞，針對已被前記攝像部所拍攝到的各觀察像，計測觀察像中的粒子數，將拍攝前記粒子數為最大值之觀察像時的焦點位置當作最佳值而予以設定。
  9. 一種培養細胞之攝像裝置，係為拍攝培養容器內的培養細胞之觀察像的攝像裝置，其特徵為，具備：照明部，係將前記培養細胞予以照明；和攝像部，係拍攝前記培養細胞而生成觀察像；和明亮度控制部，係設定用來調節觀察像之明亮度的攝 像條件；和焦點位置控制部，係設定觀察像的焦點位置；前記明亮度控制部，係將用來調節觀察像之明亮度的攝像條件在所定之變化範圍內以所定之刻度寬加以改變而令前記攝像部拍攝前記培養細胞，針對已被前記攝像部所拍攝到的各觀察像，算出於HLS色彩空間中的觀察像之平均亮度及平均彩度，針對前記各觀察像，基於前記平均亮度及前記平均彩度而算出指標，將拍攝前記指標為最大值之觀察像時的用來調節明亮度的攝像條件當作最佳值而予以設定；前記焦點位置控制部，係將焦點位置在所定之變化範圍內以所定之刻度寬加以改變而令前記攝像部拍攝前記培養細胞，針對已被前記攝像部所拍攝到的各觀察像，計測觀察像中的粒子數，將拍攝前記粒子數為最大值之觀察像時的焦點位置當作最佳值而予以設定。
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JP5510956B2 (ja) * 2010-01-07 2014-06-04 パナソニックヘルスケア株式会社 観察ユニット用の制御装置、制御プログラム及び制御方法、並びに観察システム
EP2520923A1 (en) * 2011-05-06 2012-11-07 bioMérieux Bio-imaging method and system
EP3336195B1 (en) * 2012-12-20 2020-02-26 3M Innovative Properties Company Method of differentiating microbial colonies in an image
JP6318755B2 (ja) * 2014-03-24 2018-05-09 東レ株式会社 糸状性細菌検出装置および糸状性細菌の検出方法
JP6219214B2 (ja) * 2014-03-31 2017-10-25 富士フイルム株式会社 細胞撮像制御装置および方法並びにプログラム

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