JP3661604B2 - 顕微観察装置および顕微観察方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動植物細胞などの生体試料の顕微鏡画像を撮像する顕微観察装置および顕微観察方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
生化学分野における各種の試験では、動植物の細胞や微生物などの生体試料を顕微鏡で観察するとともに生体試料の顕微鏡画像を取得する顕微観察作業が高頻度で行われる。観察対象の生体試料は通常マイクロプレートなどの容器に収容されており、従来はこのようなマイクロプレートに収容された生体試料の顕微鏡画像を撮像する際には、マイクロプレートを顕微鏡装置の試料台に装着して手動操作によって試料を移動させ、視野内に所望の観察対象部位を位置させた後に撮像を行う方法が一般的であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一般に顕微観察作業は膨大な数量の試料を対象として行う必要があることから、上記従来方法による顕微観察作業には多大の手間と時間を要し、実験作業全体の効率の低下を招くとともに、実験担当者に過大の作業負荷を強いることとなっていた。
【０００４】
そこで本発明は、生体試料の顕微鏡画像を効率よく取得することができる顕微観察装置および顕微観察方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の顕微観察装置は、容器の複数の試料収容部に収容された生体試料の顕微鏡画像を撮像する顕微観察装置であって、生体試料を収容する容器を保持する保持手段と、容器内の生体試料の顕微鏡画像を撮像する撮像手段と、この撮像手段に対して前記保持手段に保持された容器を相対的に移動させる移動手段と、前記容器に定義された基準点を原点とする複数の前記試料収容部の位置座標とこの位置座標を原点とする観察位置の相対位置座標に基づいて前記移動手段を制御することにより複数の前記試料収容部を前記撮像手段による撮像位置に位置決めする観察位置制御手段とを備えた。
【０００６】
請求項２記載の顕微観察装置は、請求項１記載の顕微観察装置であって、前記観察位置制御手段が、前記容器に定義された基準点を原点とする複数の前記試料収容部の位置座標とこの位置座標を原点とする観察位置の相対位置座標より、前記基準点を原点とする観察位置の位置座標を求める観察位置座標算出部と、前記観察位置座標算出部で求めた観察位置の位置座標に基づいて前記移動手段を制御する機構制御部を備えている。
【０００７】
請求項３記載の顕微観察装置は、請求項１記載の顕微観察装置であって、前記撮像手段の撮像位置の前記容器内における位置を示す画像を表示する表示手段と、表示された画像に基づいて観察位置を指示入力する入力手段を備えた。
【０００８】
請求項４記載の顕微観察方法は、容器の複数の試料収容部に収容された生体試料の顕微鏡画像を撮像する顕微観察方法であって、前記容器を移動手段によって撮像手段に対して相対的に移動する保持手段に保持しておき、前記容器に定義された基準点を原点とする複数の前記試料収容部の位置座標とこの位置座標を原点とする観察位置の相対位置座標に基づいて前記移動手段を制御することにより複数の前記試料収容部を前記撮像手段による撮像位置に位置決めする。
【０００９】
本発明によれば、容器内の生体試料の顕微鏡画像を撮像手段によって撮像するに際し、容器に定義された基準点を原点とする複数の試料収容部の位置座標とこの位置座標を原点とする観察位置の相対位置座標に基づいて、容器を保持して移動する移動手段を制御して複数の試料収容部を撮像手段による撮像位置に位置決めすることにより、生体試料の顕微鏡画像を効率よく取得することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の顕微観察装置の斜視図、図２は本発明の一実施の形態の顕微観察装置の構成を示すブロック図、図３は本発明の一実施の形態の顕微観察装置の位置決め処理の処理機能を示す機能ブロック図、図４（ａ）は本発明の一実施の形態の顕微観察装置のマイクロプレート情報の説明図、図４（ｂ）は本発明の一実施の形態の顕微観察装置の観察位置情報の説明図、図５は本発明の一実施の形態の顕微観察装置の表示画面を示す図、図６は本発明の一実施の形態の顕微観察方法の基本動作プログラムの処理フロー図、図７は本発明の一実施の形態の顕微観察方法の自動観察プログラムの処理フロー図、図８は本発明の一実施の形態の顕微観察装置の試料テーブルの平面図である。
【００１１】
まず図１、図２を参照して顕微観察装置について説明する。図１において顕微観察装置１は、架台２上に顕微観察部３および操作部４を並置して構成されている。顕微観察部３は、筐体５の内部に内蔵されたカメラ（後述）、生体試料の容器であるマイクロプレート７を保持する試料テーブル６を備えており、カメラによって光学系８を介してマイクロプレート７に収容された動植物細胞などの生体試料の顕微鏡画像を撮像する。また、顕微観察部３は接眼レンズ９を備えており、マイクロプレート７内の生体試料を接眼レンズ９を介して目視により観察できるようになっている。試料テーブル６は、生体試料の容器であるマイクロプレート７を保持する保持手段となっている。
【００１２】
図８（ａ）は試料テーブル６の平面図である。６ａは試料テーブル６に取り付けられた位置決め部であり、少なくともマイクロプレート７の直交する二つの側面に当接する。位置決め部６ａとしては、本実施の形態のようなＬ字型のブロック以外に、複数のピンや試料テーブル６に形成した凹凸形状でもよい。６ｃは試料テーブル６に取り付けられたクランプ機構であり、弾性部材６ｄによって進退自在に支持された押し付け部材６ｂを備えている。６ｅは試料テーブル６の中央部に開口された開口部であり、この開口部６ｅを通じてカメラ１３による生体試料の撮像が行われる。
【００１３】
図８（ｂ）はマイクロプレート７を保持した試料テーブル６の平面図を示す。マイクロプレート７を開口部６ｅの上方に配置し、クランプ機構６ｃの押し付け部材６ｂでマイクロプレート７の側面を位置決め部６ａと挟み付けて保持する。位置決め部６ａとクランプ機構６ｃによって保持されたマイクロプレート７の基準点Ｒは、位置決め部６ａで規定される位置、すなわちテーブル移動機構１１の座標系上に予め登録された位置に合致するように保持される。
【００１４】
これにより、テーブル移動機構１１に位置座標に基づく指令を出力することによりマイクロプレート７の所望の位置をカメラ１３の撮像位置の上方に移動させることができる。位置決め部６ａとクランプ機構６ｃは、マイクロプレート７を試料テーブル６の所定の位置（位置決め部６ａで規定される位置、すなわちテーブル移動機構１１の座標系上に登録された位置）に位置決めする位置決め手段を構成している。
【００１５】
操作部４にはパーソナルコンピュータ１０が配置されており、顕微観察部３によって撮像された画像を表示モニタ１０ａ上で表示することができるようになっている。また入力画面や操作画面を表示モニタ１０ａに表示させることにより、キーボード１０ｂやマウス１０ｃによって各種データや操作コマンドの入力が行われる。
【００１６】
次に図２を参照して顕微観察部３および制御系の構成を説明する。図２においてマイクロプレート７には生体試料を収容する試料収容部であるウェル７ａが格子状に多数設けられている。マイクロプレート７は試料テーブル６に保持されており、試料テーブル６はテーブル移動機構１１によってＸＹ方向に水平移動する。試料テーブル６の下方には光学系８およびカメラ１３が配設されており、カメラ１３は試料テーブル６の上方に配置された照明部１２によって照明されたウェル７ａ内の生体試料を撮像する。したがってカメラ１３は容器内の生体試料の顕微鏡画像を撮像する撮像手段となっている。光学系８およびテーブル移動機構１１は、機構制御部１４によって制御される。テーブル移動機構１１は、カメラ１３に対して試料テーブル６に保持されたマイクロプレート７を相対的に移動させる移動手段となっている。
【００１７】
処理部１５はＣＰＵであり、データ記憶部１８に記憶されたデータに基づきプログラム格納部１９に格納された各種プログラムを実行することにより、各種演算・処理を行う。第１画像記憶部１６は、カメラ１３によって撮像された画像データを記憶する。第２画像記憶部１７は、第１画像記憶部１６から読み出された画像データを画像処理した結果の処理画像を記憶する。
【００１８】
データ記憶部１８には、マイクロプレート情報１８ａ、観察位置情報１８ｂが記憶されている。マイクロプレート情報１８ａは、観察対象のマイクロプレート７におけるウェル７ａの配列・位置に関する情報である。図４（ａ）に示すように、マイクロプレート７には、Ａ〜Ｈの各列、１〜１２の各行に格子状にウェル７ａが配列されており、マイクロプレート情報１８ａには、ウェル７ａの行数・列数、配列ピッチＰｘ，Ｐｙおよび１つのコーナ点に定義された基準点Ｒとこれに直近のウェル７ａとの位置関係を特定するための位置座標（Ｘ０、Ｙ０）（以下、基準ウェル位置座標と称する）が含まれる。
【００１９】
１つのウェル７ａの行番号・列番号を組み合わせたウェル番地が指定されることにより、このマイクロプレート情報１８ａとウェル番地に基づいて任意のウェル７ａの位置座標を算出して特定することができる。すなわち任意のウェルのウェル番地と、基準ウェル位置座標（Ｘ０、Ｙ０）と配列ピッチＰｘ，Ｐｙを用いて、任意のウェル７ａの前記基準点Ｒを基準とする位置座標（図４（ｂ）に示すウェル７ａの中心位置座標（Ｘｗ、Ｙｗ）参照）が求められる。
【００２０】
マイクロプレート７が載置される試料テーブル６上における基準点Ｒのテーブル移動機構１１の座標系における位置座標は既知であることから、任意のウェル７ａのウェル番地を指定することによりこのウェル７ａのテーブル移動機構１１の座標系における位置座標を計算し、この位置座標に基づいてテーブル移動機構１１でマイクロプレート７を移動させて当該ウェル７ａをカメラ１３による撮像位置に位置決めすることができるようになっている。なおマイクロプレート情報１８ａとしては、ウェル番地によって該当するウェル７ａの基準点Ｒからの位置座標が特定される情報であれば、上述した基準ウェル位置座標（Ｘ０、Ｙ０）や、ウェル７ａの行数、列数、配列ピッチＰｘ，Ｐｙは必ずしも必要ではない。
【００２１】
観察位置情報１８ｂは、１つのウェル７ａ内における観察位置、すなわち観察のためにカメラ１３の撮像位置を相対移動させる目標位置を示す情報である。光学系８を介して顕微撮像を行う場合、カメラ１３の撮像位置のサイズはウェル７ａのサイズよりも小さく、１度の撮像でウェル７ａ内の全範囲をカバーすることができない。このため、図４（ｂ）に示すように、同一のウェル７ａ内を複数回撮像して１つのウェル７ａをカバーすることを目的として、撮像位置の移動目標となる観察位置２７が複数箇所設定されている。ここでは、ウェル７ａの中心部に設定される１つの観察位置２７（観察位置番号１）の周囲に、６０度等配位置に設定された６つの観察位置２７（観察位置番号２〜７）が設定された例を示している。
【００２２】
これらの個々の観察位置を示す座標は、当該ウェルに対する相対位置座標（ウェル７ａの中心点（ウェル７ａの中心位置座標（Ｘｗ、Ｙｗ））を原点とした位置座標。以下、「観察位置相対座標」という。）として設定されている。例えば、図４（ｂ）に示すように、観察位置番号５の観察位置相対座標としてウェル７ａの中心位置座標（Ｘｗ、Ｙｗ）に対する相対位置座標Ｗ５（ｘ５、ｙ５）が設定される。すなわち、任意の観察位置の観察位置番号が指定されることにより、観察位置情報１８ｂに基づいて当該ウェルの中心点を基準とした当該観察位置の観察位置相対座標を特定することができる。
【００２３】
したがって前述のウェル番地の指定と併せて観察位置番号を指定することにより、マイクロプレート情報１８ａ、観察位置情報１８ｂに基づいて、マイクロプレート７の任意のウェル７ａの任意の観察位置２７にカメラ１３の撮像位置（撮像視野）を相対移動させて、所望の観察位置を撮像視野の中心とする生体試料の顕微鏡画像を撮像することができる。
【００２４】
プログラム格納部１９には、基本動作プログラム１９ａ、位置決めプログラム１９ｂ，自動観察プログラム１９ｃ、画像処理プログラム１９ｄが格納されている。基本動作プログラム１９ａは、顕微観察装置１による基本動作の処理プログラムであり、この基本動作によりマイクロプレート７内における観察位置を特定する移動指令が出力される。位置決めプログラム１９ｂは、移動指令に基づいてマイクロプレート７の観察位置をカメラ９による撮像位置に位置決めする処理を行うプログラムである。これらのプログラムは処理部１５によって実行される。
【００２５】
図３を参照して位置決めプログラム１９ｂによる位置決め処理について説明する。基本動作プログラム１９ａを実行することにより移動指令が出力されて、観察の対象となるウェル番地、もしくは観察位置を示す観察位置番号が指定される。移動指令としてウェル番地が入力されると、位置決めプログラム１９ｂのウェル位置座標計算部２３は、ウェル番地で指定されるウェルの位置座標を算出して、ウェル位置座標一時記憶部２４に記憶する。移動指令として観察位置番号が入力されると、観察位置番号で指定された観察位置の観察位置相対座標を観察位置情報１８ｂから読み取って、観察位置相対座標一時記憶部２５に記憶する。
【００２６】
観察位置座標算出部２６は、ウェル位置座標一時記憶部２４のウェル座標と、観察位置相対座標一時記憶部２５の観察位置相対座標を読み取り、このウェル位置座標と観察位置相対座標とを加え合わせて、当該観察位置をカメラ１３による撮像位置に移動させるための座標すなわち基準点Ｒを原点とする観察位置の位置座標（以下、観察位置座標と称する）を算出する。そしてこの観察位置座標が機構制御部１４に出力され、機構制御部１４がこの観察位置座標にしたがってテーブル移動機構１１を制御することにより、試料テーブル６上のマイクロプレート７が移動して、所望の観察位置がカメラ１３による撮像位置まで移動する。
【００２７】
したがって、位置決めプログラム１９ｂを処理部１５によって実行することにより実現される観察位置座標算出機能および観察位置座標に基づいてテーブル移動機構１１を制御する機構制御部１４は、ウェルの位置座標と観察位置の観察位置相対座標に基づいてテーブル移動機構１１を制御することにより、マイクロプレート７内の観察対象部位をカメラ１３による撮像位置に位置決めする観察位置制御手段となっている。
【００２８】
自動観察プログラム１９ｃは、予め定められた観察順序に従って自動的にウェル内に設定された観察位置を定められた手順で観察するための処理を行うプログラムであり、後述するように操作画面上でボタン選択を行うことにより多数のウェル７ａの各観察位置２７をカメラ１３の撮像位置に自動的に移動させて、連続して顕微観察を行えるようになっている。画像処理プログラム１９ｄは、カメラ１３によって撮像され第１画像記憶部１６に記憶された画像データを対象とした画像処理を行うプログラムである。
【００２９】
操作・入力部２０は、パーソナルコンピュータ１０のキーボード１０ｂやマウス１０ｃであり、操作画面上での入力操作を行う。表示部２１はパーソナルコンピュータ１０の表示モニタ１０ａであり、撮像された画像や操作画面の表示を行う。評価結果記憶部２２は、画像処理によって得られた各種の数値データなどの評価結果を記憶する。
【００３０】
次に図５を参照して、表示モニタ１０ａに表示される操作画面について説明する。図５において、画面３０には観察位置を表示する観察位置表示ウインドウ３１と撮像画像表示ウインドウ３２が設定されている。観察位置表示ウインドウ３１には、図４に示すマイクロプレート７を示すグラフィック画像７０とウェル７ａを示すグラフィック画像７１と、ウェル７ａ内の観察位置２７を示すグラフィック画像７３が表示され、観察対象のウェル（ここではウェル番地Ｄ−５）に該当するグラフィック画像７１’と、当該ウェル内での撮像対象となっている観察位置（ここでは観察位置番号７）に該当するグラフィック画像７２’が、画面上で反転表示される。これにより、現在観察対象となっているウェル７ａ’および当該ウェル７ａ内での撮像位置の現在位置、すなわち観察対象となっている観察位置を画面３０上で視覚的に知ることができる。したがって表示部２１（表示モニタ１０ａ）は、撮像位置に位置する観察位置（観察対象となっている観察位置）の位置をグラフィック画像を用いて視覚的に表示する表示手段となっている。
【００３１】
また観察位置表示ウインドウ３１は、移動指令を出力する操作パネルとしての機能も有しており、表示画面上での各グラフィック画像７１，７２は、移動指令を入力する操作ボタンとなっている。すなわちキーボード１０ｂやマウス１０ｃを操作して、画面上でポインタを所望のウェル７ａ、観察位置２７に該当するグラフィック画像７１，７２に合わせてクリック入力することにより、ウェル番地や観察位置番号が位置決めプログラム１９ｂに対して出力され、位置決めプログラム１９ｂの処理によって、クリック入力により指定されたウェル７ａの指定された観察位置２７に、カメラ１３の撮像位置を移動させることができるようになっている。したがって、操作・入力部２０（キーボード１０ｂ、マウス１０ｃ）は、表示されたグラフィック画像上で撮像手段による観察位置を指示入力する入力手段となっている。
【００３２】
撮像画像表示ウインドウ３２には、現在撮像されている撮像画像３４や、画像処理後の処理画像が表示される。画面３０の右側には各種操作ボタンが表示されている。自動観察ボタン３５を操作することにより、マイクロプレート７内の生体試料を自動観察する。すなわち、予め設定された順序に従って移動指令が位置決めプログラムに対して自動的に出力され、この移動指令に従ってカメラ１３の撮像位置に観察位置が順次移動する。そして観察位置が移動する毎に、観察位置の生体試料の撮像および撮像により取得された画像データの画像処理が自動的に行われる。
【００３３】
操作ボタン３６〜４０は移動指令入力ボタンであり、これらのボタンを操作することによりカメラ１３の撮像位置に所定のウェル７ａ若しくは観察位置２７が移動する。操作ボタン３６，３７はそれぞれウェル７ａを対象とした移動指令を出力するための操作ボタンであり、これらのボタン操作により現在のウェル７ａの次のウェル、前のウェルのウェル番地が位置決めプログラムに対して出力され、これと連動して観察位置表示ウインドウ３１上でウェル７ａの反転位置が１つ前進または後退する。
【００３４】
また操作ボタン３８，３９はそれぞれ１つのウェル７ａ内での観察位置を対象とした移動指令であり、これらのボタン操作により現在の観察位置の次の観察位置や、前の観察位置の観察位置番号が位置決めプログラム１９ｂに対して出力され、これと連動して観察位置表示ウインドウ３１上で観察位置２７の反転位置が１つ前進または後退する。
【００３５】
操作ボタン４０を操作することにより、マイクロプレート７の先頭のウェル７ａ、すなわち自動観察で１番目に観察される観察対象部位のウェル７ａのウェル番地と観察位置２７の観察位置番号が出力される。画像処理ボタン４１を操作することにより、取得されて一旦記憶された画像を対象とした画像処理が実行される。そして終了ボタン４２を操作することにより、顕微観察作業処理が終了する。このように、操作ボタン３６〜４１を操作することにより任意のウェルの任意の観察位置の観察を半自動にて行うことができる。
【００３６】
この顕微観察装置は上記のように構成されており、以下各図を参照して動作について説明する。まず基本動作プログラムを実行することにより行われる処理について、図６のフロー図に沿って説明する。図６において、装置立ち上げにより、表示モニタ１０ａ上に図５に示す操作画面が画面表示される（ＳＴ１）。そしてこの画面上で初期観察位置を示す初期値が入力される（ＳＴ２）。すなわち、位置決めプログラム１９ｂに対してウェル番地Ａ−１、観察位置番号１が入力され、ウェル番地Ａ−１の観察位置番号１の観察位置が撮像位置に位置決めされる。これにより予め設定された順に各ウェル７ａを対象として観察を自動的に行う自動観察の選択が可能となり、この状態で入力待機の状態となる（ＳＴ３）。
【００３７】
そしてこの状態で何らかの入力が行われると、自動観察のボタン操作（図５の自動観察ボタン３５）が行われたか否かが判断される（ＳＴ４）。ここで当該ボタン操作が行われたならば、自動観察が実行され（ＳＴ５）、その後再び（ＳＴ３）の入力待機状態に戻る。また自動観察が選択されない場合には、次に図５に示す操作ボタン３６〜４０，７１，７２のいずれかの操作が行われて移動指令が出力されたか否かが判断される（ＳＴ６）。ここで移動指令が出力されていないならば、画像処理ボタン４１が操作されたか否かが判断され、当該ボタンが操作されていれば画像処理が実行され（ＳＴ８）、再び（ＳＴ３）の入力待機状態に戻る。（ＳＴ７）で画像処理ボタン４１が押されていなければ、終了ボタン４２が押されたものと判断して処理を終了する。
【００３８】
（ＳＴ６）において移動指令が出力された場合には、位置決めプログラム１９ｂ（ＳＴ９〜ＳＴ１３）が実行される。まず出力された移動指令はウェル番地か観察位置番号か判断される（ＳＴ９）。そしてウェル番地であればウェル番地に基づいて、図３に示すウェル位置座標計算部２３によってウェル位置座標計算が行われる（ＳＴ１０）。また観察位置番号であれば観察位置番号に基づいて読み取られた観察位置相対座標が観察位置相対座標一時記憶部２５に記憶される（ＳＴ１１）。そしてウェル位置座標と観察位置相対座標とに基づいて、観察位置座標算出部２６により観察位置座標が算出され（ＳＴ１２）、この観察位置座標が機構制御部１４に出力されることにより、テーブル移動機構１１が駆動される。これにより、指令されたウェルの指定された観察位置がカメラ１３の撮像位置に移動し、この後再び（ＳＴ３）の入力待機状態に戻る。
【００３９】
次に上記フロー図の（ＳＴ５）に示す自動観察を実行する際の処理フロー図について、図７を参照して説明する。ここでは、上記フロー図の（ＳＴ５）の先行ステップにて既に出力されているウェル番地のウェルを対象として、ウェル内の観察位置にカメラ１３の撮像位置を順次移動させて、自動的に観察を行う処理を示している。
【００４０】
まず観察位置番号（ｎ）を１にセットして初期化し（ＳＴ２１）、当該観察位置番号（ｎ）への移動指令が出力される（ＳＴ２２）。そして図６に示す（ＳＴ９）〜（ＳＴ１３）と同様に位置決めプログラムが実行され（ＳＴ２３）、次いで位置決めにより撮像位置に移動した観察位置２７を撮像して得られた画像を対象とした画像処理が実行される（ＳＴ２４）。画像処理結果は、評価結果記憶部２２に記憶される。
【００４１】
この後同一ウェル７ａ内に観察対象となる次の観察位置２７があるか否かが判断される（ＳＴ２５）。そして次の観察位置２７ありの場合には観察位置番号のカウント数（ｎ）を（ｎ＋１）に置き換え（ＳＴ２６）、その後（ＳＴ２２）に戻り、同様の観察処理を反復する。（ＳＴ２５）にて次の観察位置２７無しの場合には、観察対象となる次のウェル７ａの有無を判断し（ＳＴ２７）、次のウェル７ａありの場合には当該次のウェル７ａのウェル番地を移動指令として出力する（ＳＴ２８）。その後（ＳＴ２１）に戻り、同様の観察処理を反復する。そして（ＳＴ２７）にて次のウェル７ａがない場合には、全ての観察作業終了と判断して、自動観察を終了する。この自動観察においては、全てのウェル７ａの全ての観察位置２７が観察対象として設定されるとは限らず、マイクロプレート７の特定のウェル７ａのみ、ウェル７ａ内の特定の観察位置２７のみを観察対象として設定してもよい。
【００４２】
すなわち上記生体試料の顕微鏡画像を撮像する顕微観察方法は、生体試料を収容するマイクロプレート７内における生体試料の観察位置を特定するための情報を、容器に定義された基準点を原点とした場合の試料収容部の位置座標とこの試料収容部の位置座標を原点とした場合の観察位置の相対位置座標とに分けて予め作成しておき、試料収容部の位置座標と観察位置の相対位置座標から観察位置の基準点を原点とする観察位置座標を求め、マイクロプレート７内の生体試料の顕微鏡画像をカメラ１３によって撮像するに際し、このカメラ１３に対してマイクロプレート７を相対的に移動させるテーブル移動機構１１を求めた観察位置座標に基づいて制御することにより、マイクロプレート７の観察対象部位である特定のウェル７ａの特定の観察位置２７を、カメラ１３による撮像位置に位置決めするものである。
【００４３】
この顕微観察において、上記構成を用いることにより、マイクロプレート７の位置を手動操作によって微調整しながら撮像位置の位置決めを行っていた従来の方法と比較して、生体試料の顕微鏡画像を容易にかつ効率よく取得することができる。
【００４４】
なお上記実施の形態では、生体試料を収容する容器として多数のウェル７ａが格子状に形成されたマイクロプレート７を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これ以外の形態の容器であってもよい。例えば皿状の容器（ディッシュ）や、単なる板状のガラス基板などであっても、生体試料がこれら容器について予め設定された既知の位置に収納または載置され、これらの既知の位置に関するデータが試料収容部の位置情報として準備され、またこの試料収容部に対する相対座標で観察位置が設定されていれば、本発明の適用対象とすることができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、容器内の生体試料の顕微鏡画像を撮像手段によって撮像するに際し、容器に定義された基準点を原点とする複数の試料収容部の位置座標とこの位置座標を原点とする観察位置の相対位置座標に基づいて、容器を保持して移動する移動手段を制御して複数の試料収容部を撮像手段による撮像位置に位置決めするようにしたので、生体試料の顕微鏡画像を効率よく取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の顕微観察装置の斜視図
【図２】本発明の一実施の形態の顕微観察装置の構成を示すブロック図
【図３】本発明の一実施の形態の顕微観察装置の位置決め処理の処理機能を示す機能ブロック図
【図４】（ａ）本発明の一実施の形態の顕微観察装置のマイクロプレート情報の説明図
（ｂ）本発明の一実施の形態の顕微観察装置の観察位置情報の説明図
【図５】本発明の一実施の形態の顕微観察装置の表示画面を示す図
【図６】本発明の一実施の形態の顕微観察方法の基本動作プログラムの処理フロー図
【図７】本発明の一実施の形態の顕微観察方法の自動観察プログラムの処理フロー図
【図８】本発明の一実施の形態の顕微観察装置の試料テーブルの平面図
【符号の説明】
３ 顕微観察部
４ 操作部
６ 試料テーブル
７ マイクロプレート
７ａ ウェル
１０ａ 表示モニタ
１１ テーブル移動機構
１４ 機構制御部
１５ 処理部
１８ａ マイクロプレート情報
１８ｂ 観察位置情報
１９ａ 基本動作プログラム
１９ｂ 位置決めプログラム
１９ｃ 自動観察プログラム
【発明の属する技術分野】
本発明は、動植物細胞などの生体試料の顕微鏡画像を撮像する顕微観察装置および顕微観察方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
生化学分野における各種の試験では、動植物の細胞や微生物などの生体試料を顕微鏡で観察するとともに生体試料の顕微鏡画像を取得する顕微観察作業が高頻度で行われる。観察対象の生体試料は通常マイクロプレートなどの容器に収容されており、従来はこのようなマイクロプレートに収容された生体試料の顕微鏡画像を撮像する際には、マイクロプレートを顕微鏡装置の試料台に装着して手動操作によって試料を移動させ、視野内に所望の観察対象部位を位置させた後に撮像を行う方法が一般的であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一般に顕微観察作業は膨大な数量の試料を対象として行う必要があることから、上記従来方法による顕微観察作業には多大の手間と時間を要し、実験作業全体の効率の低下を招くとともに、実験担当者に過大の作業負荷を強いることとなっていた。
【０００４】
そこで本発明は、生体試料の顕微鏡画像を効率よく取得することができる顕微観察装置および顕微観察方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の顕微観察装置は、容器の複数の試料収容部に収容された生体試料の顕微鏡画像を撮像する顕微観察装置であって、生体試料を収容する容器を保持する保持手段と、容器内の生体試料の顕微鏡画像を撮像する撮像手段と、この撮像手段に対して前記保持手段に保持された容器を相対的に移動させる移動手段と、前記容器に定義された基準点を原点とする複数の前記試料収容部の位置座標とこの位置座標を原点とする観察位置の相対位置座標に基づいて前記移動手段を制御することにより複数の前記試料収容部を前記撮像手段による撮像位置に位置決めする観察位置制御手段とを備えた。
【０００６】
請求項２記載の顕微観察装置は、請求項１記載の顕微観察装置であって、前記観察位置制御手段が、前記容器に定義された基準点を原点とする複数の前記試料収容部の位置座標とこの位置座標を原点とする観察位置の相対位置座標より、前記基準点を原点とする観察位置の位置座標を求める観察位置座標算出部と、前記観察位置座標算出部で求めた観察位置の位置座標に基づいて前記移動手段を制御する機構制御部を備えている。
【０００７】
請求項３記載の顕微観察装置は、請求項１記載の顕微観察装置であって、前記撮像手段の撮像位置の前記容器内における位置を示す画像を表示する表示手段と、表示された画像に基づいて観察位置を指示入力する入力手段を備えた。
【０００８】
請求項４記載の顕微観察方法は、容器の複数の試料収容部に収容された生体試料の顕微鏡画像を撮像する顕微観察方法であって、前記容器を移動手段によって撮像手段に対して相対的に移動する保持手段に保持しておき、前記容器に定義された基準点を原点とする複数の前記試料収容部の位置座標とこの位置座標を原点とする観察位置の相対位置座標に基づいて前記移動手段を制御することにより複数の前記試料収容部を前記撮像手段による撮像位置に位置決めする。
【０００９】
本発明によれば、容器内の生体試料の顕微鏡画像を撮像手段によって撮像するに際し、容器に定義された基準点を原点とする複数の試料収容部の位置座標とこの位置座標を原点とする観察位置の相対位置座標に基づいて、容器を保持して移動する移動手段を制御して複数の試料収容部を撮像手段による撮像位置に位置決めすることにより、生体試料の顕微鏡画像を効率よく取得することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の顕微観察装置の斜視図、図２は本発明の一実施の形態の顕微観察装置の構成を示すブロック図、図３は本発明の一実施の形態の顕微観察装置の位置決め処理の処理機能を示す機能ブロック図、図４（ａ）は本発明の一実施の形態の顕微観察装置のマイクロプレート情報の説明図、図４（ｂ）は本発明の一実施の形態の顕微観察装置の観察位置情報の説明図、図５は本発明の一実施の形態の顕微観察装置の表示画面を示す図、図６は本発明の一実施の形態の顕微観察方法の基本動作プログラムの処理フロー図、図７は本発明の一実施の形態の顕微観察方法の自動観察プログラムの処理フロー図、図８は本発明の一実施の形態の顕微観察装置の試料テーブルの平面図である。
【００１１】
まず図１、図２を参照して顕微観察装置について説明する。図１において顕微観察装置１は、架台２上に顕微観察部３および操作部４を並置して構成されている。顕微観察部３は、筐体５の内部に内蔵されたカメラ（後述）、生体試料の容器であるマイクロプレート７を保持する試料テーブル６を備えており、カメラによって光学系８を介してマイクロプレート７に収容された動植物細胞などの生体試料の顕微鏡画像を撮像する。また、顕微観察部３は接眼レンズ９を備えており、マイクロプレート７内の生体試料を接眼レンズ９を介して目視により観察できるようになっている。試料テーブル６は、生体試料の容器であるマイクロプレート７を保持する保持手段となっている。
【００１２】
図８（ａ）は試料テーブル６の平面図である。６ａは試料テーブル６に取り付けられた位置決め部であり、少なくともマイクロプレート７の直交する二つの側面に当接する。位置決め部６ａとしては、本実施の形態のようなＬ字型のブロック以外に、複数のピンや試料テーブル６に形成した凹凸形状でもよい。６ｃは試料テーブル６に取り付けられたクランプ機構であり、弾性部材６ｄによって進退自在に支持された押し付け部材６ｂを備えている。６ｅは試料テーブル６の中央部に開口された開口部であり、この開口部６ｅを通じてカメラ１３による生体試料の撮像が行われる。
【００１３】
図８（ｂ）はマイクロプレート７を保持した試料テーブル６の平面図を示す。マイクロプレート７を開口部６ｅの上方に配置し、クランプ機構６ｃの押し付け部材６ｂでマイクロプレート７の側面を位置決め部６ａと挟み付けて保持する。位置決め部６ａとクランプ機構６ｃによって保持されたマイクロプレート７の基準点Ｒは、位置決め部６ａで規定される位置、すなわちテーブル移動機構１１の座標系上に予め登録された位置に合致するように保持される。
【００１４】
これにより、テーブル移動機構１１に位置座標に基づく指令を出力することによりマイクロプレート７の所望の位置をカメラ１３の撮像位置の上方に移動させることができる。位置決め部６ａとクランプ機構６ｃは、マイクロプレート７を試料テーブル６の所定の位置（位置決め部６ａで規定される位置、すなわちテーブル移動機構１１の座標系上に登録された位置）に位置決めする位置決め手段を構成している。
【００１５】
操作部４にはパーソナルコンピュータ１０が配置されており、顕微観察部３によって撮像された画像を表示モニタ１０ａ上で表示することができるようになっている。また入力画面や操作画面を表示モニタ１０ａに表示させることにより、キーボード１０ｂやマウス１０ｃによって各種データや操作コマンドの入力が行われる。
【００１６】
次に図２を参照して顕微観察部３および制御系の構成を説明する。図２においてマイクロプレート７には生体試料を収容する試料収容部であるウェル７ａが格子状に多数設けられている。マイクロプレート７は試料テーブル６に保持されており、試料テーブル６はテーブル移動機構１１によってＸＹ方向に水平移動する。試料テーブル６の下方には光学系８およびカメラ１３が配設されており、カメラ１３は試料テーブル６の上方に配置された照明部１２によって照明されたウェル７ａ内の生体試料を撮像する。したがってカメラ１３は容器内の生体試料の顕微鏡画像を撮像する撮像手段となっている。光学系８およびテーブル移動機構１１は、機構制御部１４によって制御される。テーブル移動機構１１は、カメラ１３に対して試料テーブル６に保持されたマイクロプレート７を相対的に移動させる移動手段となっている。
【００１７】
処理部１５はＣＰＵであり、データ記憶部１８に記憶されたデータに基づきプログラム格納部１９に格納された各種プログラムを実行することにより、各種演算・処理を行う。第１画像記憶部１６は、カメラ１３によって撮像された画像データを記憶する。第２画像記憶部１７は、第１画像記憶部１６から読み出された画像データを画像処理した結果の処理画像を記憶する。
【００１８】
データ記憶部１８には、マイクロプレート情報１８ａ、観察位置情報１８ｂが記憶されている。マイクロプレート情報１８ａは、観察対象のマイクロプレート７におけるウェル７ａの配列・位置に関する情報である。図４（ａ）に示すように、マイクロプレート７には、Ａ〜Ｈの各列、１〜１２の各行に格子状にウェル７ａが配列されており、マイクロプレート情報１８ａには、ウェル７ａの行数・列数、配列ピッチＰｘ，Ｐｙおよび１つのコーナ点に定義された基準点Ｒとこれに直近のウェル７ａとの位置関係を特定するための位置座標（Ｘ０、Ｙ０）（以下、基準ウェル位置座標と称する）が含まれる。
【００１９】
１つのウェル７ａの行番号・列番号を組み合わせたウェル番地が指定されることにより、このマイクロプレート情報１８ａとウェル番地に基づいて任意のウェル７ａの位置座標を算出して特定することができる。すなわち任意のウェルのウェル番地と、基準ウェル位置座標（Ｘ０、Ｙ０）と配列ピッチＰｘ，Ｐｙを用いて、任意のウェル７ａの前記基準点Ｒを基準とする位置座標（図４（ｂ）に示すウェル７ａの中心位置座標（Ｘｗ、Ｙｗ）参照）が求められる。
【００２０】
マイクロプレート７が載置される試料テーブル６上における基準点Ｒのテーブル移動機構１１の座標系における位置座標は既知であることから、任意のウェル７ａのウェル番地を指定することによりこのウェル７ａのテーブル移動機構１１の座標系における位置座標を計算し、この位置座標に基づいてテーブル移動機構１１でマイクロプレート７を移動させて当該ウェル７ａをカメラ１３による撮像位置に位置決めすることができるようになっている。なおマイクロプレート情報１８ａとしては、ウェル番地によって該当するウェル７ａの基準点Ｒからの位置座標が特定される情報であれば、上述した基準ウェル位置座標（Ｘ０、Ｙ０）や、ウェル７ａの行数、列数、配列ピッチＰｘ，Ｐｙは必ずしも必要ではない。
【００２１】
観察位置情報１８ｂは、１つのウェル７ａ内における観察位置、すなわち観察のためにカメラ１３の撮像位置を相対移動させる目標位置を示す情報である。光学系８を介して顕微撮像を行う場合、カメラ１３の撮像位置のサイズはウェル７ａのサイズよりも小さく、１度の撮像でウェル７ａ内の全範囲をカバーすることができない。このため、図４（ｂ）に示すように、同一のウェル７ａ内を複数回撮像して１つのウェル７ａをカバーすることを目的として、撮像位置の移動目標となる観察位置２７が複数箇所設定されている。ここでは、ウェル７ａの中心部に設定される１つの観察位置２７（観察位置番号１）の周囲に、６０度等配位置に設定された６つの観察位置２７（観察位置番号２〜７）が設定された例を示している。
【００２２】
これらの個々の観察位置を示す座標は、当該ウェルに対する相対位置座標（ウェル７ａの中心点（ウェル７ａの中心位置座標（Ｘｗ、Ｙｗ））を原点とした位置座標。以下、「観察位置相対座標」という。）として設定されている。例えば、図４（ｂ）に示すように、観察位置番号５の観察位置相対座標としてウェル７ａの中心位置座標（Ｘｗ、Ｙｗ）に対する相対位置座標Ｗ５（ｘ５、ｙ５）が設定される。すなわち、任意の観察位置の観察位置番号が指定されることにより、観察位置情報１８ｂに基づいて当該ウェルの中心点を基準とした当該観察位置の観察位置相対座標を特定することができる。
【００２３】
したがって前述のウェル番地の指定と併せて観察位置番号を指定することにより、マイクロプレート情報１８ａ、観察位置情報１８ｂに基づいて、マイクロプレート７の任意のウェル７ａの任意の観察位置２７にカメラ１３の撮像位置（撮像視野）を相対移動させて、所望の観察位置を撮像視野の中心とする生体試料の顕微鏡画像を撮像することができる。
【００２４】
プログラム格納部１９には、基本動作プログラム１９ａ、位置決めプログラム１９ｂ，自動観察プログラム１９ｃ、画像処理プログラム１９ｄが格納されている。基本動作プログラム１９ａは、顕微観察装置１による基本動作の処理プログラムであり、この基本動作によりマイクロプレート７内における観察位置を特定する移動指令が出力される。位置決めプログラム１９ｂは、移動指令に基づいてマイクロプレート７の観察位置をカメラ９による撮像位置に位置決めする処理を行うプログラムである。これらのプログラムは処理部１５によって実行される。
【００２５】
図３を参照して位置決めプログラム１９ｂによる位置決め処理について説明する。基本動作プログラム１９ａを実行することにより移動指令が出力されて、観察の対象となるウェル番地、もしくは観察位置を示す観察位置番号が指定される。移動指令としてウェル番地が入力されると、位置決めプログラム１９ｂのウェル位置座標計算部２３は、ウェル番地で指定されるウェルの位置座標を算出して、ウェル位置座標一時記憶部２４に記憶する。移動指令として観察位置番号が入力されると、観察位置番号で指定された観察位置の観察位置相対座標を観察位置情報１８ｂから読み取って、観察位置相対座標一時記憶部２５に記憶する。
【００２６】
観察位置座標算出部２６は、ウェル位置座標一時記憶部２４のウェル座標と、観察位置相対座標一時記憶部２５の観察位置相対座標を読み取り、このウェル位置座標と観察位置相対座標とを加え合わせて、当該観察位置をカメラ１３による撮像位置に移動させるための座標すなわち基準点Ｒを原点とする観察位置の位置座標（以下、観察位置座標と称する）を算出する。そしてこの観察位置座標が機構制御部１４に出力され、機構制御部１４がこの観察位置座標にしたがってテーブル移動機構１１を制御することにより、試料テーブル６上のマイクロプレート７が移動して、所望の観察位置がカメラ１３による撮像位置まで移動する。
【００２７】
したがって、位置決めプログラム１９ｂを処理部１５によって実行することにより実現される観察位置座標算出機能および観察位置座標に基づいてテーブル移動機構１１を制御する機構制御部１４は、ウェルの位置座標と観察位置の観察位置相対座標に基づいてテーブル移動機構１１を制御することにより、マイクロプレート７内の観察対象部位をカメラ１３による撮像位置に位置決めする観察位置制御手段となっている。
【００２８】
自動観察プログラム１９ｃは、予め定められた観察順序に従って自動的にウェル内に設定された観察位置を定められた手順で観察するための処理を行うプログラムであり、後述するように操作画面上でボタン選択を行うことにより多数のウェル７ａの各観察位置２７をカメラ１３の撮像位置に自動的に移動させて、連続して顕微観察を行えるようになっている。画像処理プログラム１９ｄは、カメラ１３によって撮像され第１画像記憶部１６に記憶された画像データを対象とした画像処理を行うプログラムである。
【００２９】
操作・入力部２０は、パーソナルコンピュータ１０のキーボード１０ｂやマウス１０ｃであり、操作画面上での入力操作を行う。表示部２１はパーソナルコンピュータ１０の表示モニタ１０ａであり、撮像された画像や操作画面の表示を行う。評価結果記憶部２２は、画像処理によって得られた各種の数値データなどの評価結果を記憶する。
【００３０】
次に図５を参照して、表示モニタ１０ａに表示される操作画面について説明する。図５において、画面３０には観察位置を表示する観察位置表示ウインドウ３１と撮像画像表示ウインドウ３２が設定されている。観察位置表示ウインドウ３１には、図４に示すマイクロプレート７を示すグラフィック画像７０とウェル７ａを示すグラフィック画像７１と、ウェル７ａ内の観察位置２７を示すグラフィック画像７３が表示され、観察対象のウェル（ここではウェル番地Ｄ−５）に該当するグラフィック画像７１’と、当該ウェル内での撮像対象となっている観察位置（ここでは観察位置番号７）に該当するグラフィック画像７２’が、画面上で反転表示される。これにより、現在観察対象となっているウェル７ａ’および当該ウェル７ａ内での撮像位置の現在位置、すなわち観察対象となっている観察位置を画面３０上で視覚的に知ることができる。したがって表示部２１（表示モニタ１０ａ）は、撮像位置に位置する観察位置（観察対象となっている観察位置）の位置をグラフィック画像を用いて視覚的に表示する表示手段となっている。
【００３１】
また観察位置表示ウインドウ３１は、移動指令を出力する操作パネルとしての機能も有しており、表示画面上での各グラフィック画像７１，７２は、移動指令を入力する操作ボタンとなっている。すなわちキーボード１０ｂやマウス１０ｃを操作して、画面上でポインタを所望のウェル７ａ、観察位置２７に該当するグラフィック画像７１，７２に合わせてクリック入力することにより、ウェル番地や観察位置番号が位置決めプログラム１９ｂに対して出力され、位置決めプログラム１９ｂの処理によって、クリック入力により指定されたウェル７ａの指定された観察位置２７に、カメラ１３の撮像位置を移動させることができるようになっている。したがって、操作・入力部２０（キーボード１０ｂ、マウス１０ｃ）は、表示されたグラフィック画像上で撮像手段による観察位置を指示入力する入力手段となっている。
【００３２】
撮像画像表示ウインドウ３２には、現在撮像されている撮像画像３４や、画像処理後の処理画像が表示される。画面３０の右側には各種操作ボタンが表示されている。自動観察ボタン３５を操作することにより、マイクロプレート７内の生体試料を自動観察する。すなわち、予め設定された順序に従って移動指令が位置決めプログラムに対して自動的に出力され、この移動指令に従ってカメラ１３の撮像位置に観察位置が順次移動する。そして観察位置が移動する毎に、観察位置の生体試料の撮像および撮像により取得された画像データの画像処理が自動的に行われる。
【００３３】
操作ボタン３６〜４０は移動指令入力ボタンであり、これらのボタンを操作することによりカメラ１３の撮像位置に所定のウェル７ａ若しくは観察位置２７が移動する。操作ボタン３６，３７はそれぞれウェル７ａを対象とした移動指令を出力するための操作ボタンであり、これらのボタン操作により現在のウェル７ａの次のウェル、前のウェルのウェル番地が位置決めプログラムに対して出力され、これと連動して観察位置表示ウインドウ３１上でウェル７ａの反転位置が１つ前進または後退する。
【００３４】
また操作ボタン３８，３９はそれぞれ１つのウェル７ａ内での観察位置を対象とした移動指令であり、これらのボタン操作により現在の観察位置の次の観察位置や、前の観察位置の観察位置番号が位置決めプログラム１９ｂに対して出力され、これと連動して観察位置表示ウインドウ３１上で観察位置２７の反転位置が１つ前進または後退する。
【００３５】
操作ボタン４０を操作することにより、マイクロプレート７の先頭のウェル７ａ、すなわち自動観察で１番目に観察される観察対象部位のウェル７ａのウェル番地と観察位置２７の観察位置番号が出力される。画像処理ボタン４１を操作することにより、取得されて一旦記憶された画像を対象とした画像処理が実行される。そして終了ボタン４２を操作することにより、顕微観察作業処理が終了する。このように、操作ボタン３６〜４１を操作することにより任意のウェルの任意の観察位置の観察を半自動にて行うことができる。
【００３６】
この顕微観察装置は上記のように構成されており、以下各図を参照して動作について説明する。まず基本動作プログラムを実行することにより行われる処理について、図６のフロー図に沿って説明する。図６において、装置立ち上げにより、表示モニタ１０ａ上に図５に示す操作画面が画面表示される（ＳＴ１）。そしてこの画面上で初期観察位置を示す初期値が入力される（ＳＴ２）。すなわち、位置決めプログラム１９ｂに対してウェル番地Ａ−１、観察位置番号１が入力され、ウェル番地Ａ−１の観察位置番号１の観察位置が撮像位置に位置決めされる。これにより予め設定された順に各ウェル７ａを対象として観察を自動的に行う自動観察の選択が可能となり、この状態で入力待機の状態となる（ＳＴ３）。
【００３７】
そしてこの状態で何らかの入力が行われると、自動観察のボタン操作（図５の自動観察ボタン３５）が行われたか否かが判断される（ＳＴ４）。ここで当該ボタン操作が行われたならば、自動観察が実行され（ＳＴ５）、その後再び（ＳＴ３）の入力待機状態に戻る。また自動観察が選択されない場合には、次に図５に示す操作ボタン３６〜４０，７１，７２のいずれかの操作が行われて移動指令が出力されたか否かが判断される（ＳＴ６）。ここで移動指令が出力されていないならば、画像処理ボタン４１が操作されたか否かが判断され、当該ボタンが操作されていれば画像処理が実行され（ＳＴ８）、再び（ＳＴ３）の入力待機状態に戻る。（ＳＴ７）で画像処理ボタン４１が押されていなければ、終了ボタン４２が押されたものと判断して処理を終了する。
【００３８】
（ＳＴ６）において移動指令が出力された場合には、位置決めプログラム１９ｂ（ＳＴ９〜ＳＴ１３）が実行される。まず出力された移動指令はウェル番地か観察位置番号か判断される（ＳＴ９）。そしてウェル番地であればウェル番地に基づいて、図３に示すウェル位置座標計算部２３によってウェル位置座標計算が行われる（ＳＴ１０）。また観察位置番号であれば観察位置番号に基づいて読み取られた観察位置相対座標が観察位置相対座標一時記憶部２５に記憶される（ＳＴ１１）。そしてウェル位置座標と観察位置相対座標とに基づいて、観察位置座標算出部２６により観察位置座標が算出され（ＳＴ１２）、この観察位置座標が機構制御部１４に出力されることにより、テーブル移動機構１１が駆動される。これにより、指令されたウェルの指定された観察位置がカメラ１３の撮像位置に移動し、この後再び（ＳＴ３）の入力待機状態に戻る。
【００３９】
次に上記フロー図の（ＳＴ５）に示す自動観察を実行する際の処理フロー図について、図７を参照して説明する。ここでは、上記フロー図の（ＳＴ５）の先行ステップにて既に出力されているウェル番地のウェルを対象として、ウェル内の観察位置にカメラ１３の撮像位置を順次移動させて、自動的に観察を行う処理を示している。
【００４０】
まず観察位置番号（ｎ）を１にセットして初期化し（ＳＴ２１）、当該観察位置番号（ｎ）への移動指令が出力される（ＳＴ２２）。そして図６に示す（ＳＴ９）〜（ＳＴ１３）と同様に位置決めプログラムが実行され（ＳＴ２３）、次いで位置決めにより撮像位置に移動した観察位置２７を撮像して得られた画像を対象とした画像処理が実行される（ＳＴ２４）。画像処理結果は、評価結果記憶部２２に記憶される。
【００４１】
この後同一ウェル７ａ内に観察対象となる次の観察位置２７があるか否かが判断される（ＳＴ２５）。そして次の観察位置２７ありの場合には観察位置番号のカウント数（ｎ）を（ｎ＋１）に置き換え（ＳＴ２６）、その後（ＳＴ２２）に戻り、同様の観察処理を反復する。（ＳＴ２５）にて次の観察位置２７無しの場合には、観察対象となる次のウェル７ａの有無を判断し（ＳＴ２７）、次のウェル７ａありの場合には当該次のウェル７ａのウェル番地を移動指令として出力する（ＳＴ２８）。その後（ＳＴ２１）に戻り、同様の観察処理を反復する。そして（ＳＴ２７）にて次のウェル７ａがない場合には、全ての観察作業終了と判断して、自動観察を終了する。この自動観察においては、全てのウェル７ａの全ての観察位置２７が観察対象として設定されるとは限らず、マイクロプレート７の特定のウェル７ａのみ、ウェル７ａ内の特定の観察位置２７のみを観察対象として設定してもよい。
【００４２】
すなわち上記生体試料の顕微鏡画像を撮像する顕微観察方法は、生体試料を収容するマイクロプレート７内における生体試料の観察位置を特定するための情報を、容器に定義された基準点を原点とした場合の試料収容部の位置座標とこの試料収容部の位置座標を原点とした場合の観察位置の相対位置座標とに分けて予め作成しておき、試料収容部の位置座標と観察位置の相対位置座標から観察位置の基準点を原点とする観察位置座標を求め、マイクロプレート７内の生体試料の顕微鏡画像をカメラ１３によって撮像するに際し、このカメラ１３に対してマイクロプレート７を相対的に移動させるテーブル移動機構１１を求めた観察位置座標に基づいて制御することにより、マイクロプレート７の観察対象部位である特定のウェル７ａの特定の観察位置２７を、カメラ１３による撮像位置に位置決めするものである。
【００４３】
この顕微観察において、上記構成を用いることにより、マイクロプレート７の位置を手動操作によって微調整しながら撮像位置の位置決めを行っていた従来の方法と比較して、生体試料の顕微鏡画像を容易にかつ効率よく取得することができる。
【００４４】
なお上記実施の形態では、生体試料を収容する容器として多数のウェル７ａが格子状に形成されたマイクロプレート７を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これ以外の形態の容器であってもよい。例えば皿状の容器（ディッシュ）や、単なる板状のガラス基板などであっても、生体試料がこれら容器について予め設定された既知の位置に収納または載置され、これらの既知の位置に関するデータが試料収容部の位置情報として準備され、またこの試料収容部に対する相対座標で観察位置が設定されていれば、本発明の適用対象とすることができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、容器内の生体試料の顕微鏡画像を撮像手段によって撮像するに際し、容器に定義された基準点を原点とする複数の試料収容部の位置座標とこの位置座標を原点とする観察位置の相対位置座標に基づいて、容器を保持して移動する移動手段を制御して複数の試料収容部を撮像手段による撮像位置に位置決めするようにしたので、生体試料の顕微鏡画像を効率よく取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の顕微観察装置の斜視図
【図２】本発明の一実施の形態の顕微観察装置の構成を示すブロック図
【図３】本発明の一実施の形態の顕微観察装置の位置決め処理の処理機能を示す機能ブロック図
【図４】（ａ）本発明の一実施の形態の顕微観察装置のマイクロプレート情報の説明図
（ｂ）本発明の一実施の形態の顕微観察装置の観察位置情報の説明図
【図５】本発明の一実施の形態の顕微観察装置の表示画面を示す図
【図６】本発明の一実施の形態の顕微観察方法の基本動作プログラムの処理フロー図
【図７】本発明の一実施の形態の顕微観察方法の自動観察プログラムの処理フロー図
【図８】本発明の一実施の形態の顕微観察装置の試料テーブルの平面図
【符号の説明】
３ 顕微観察部
４ 操作部
６ 試料テーブル
７ マイクロプレート
７ａ ウェル
１０ａ 表示モニタ
１１ テーブル移動機構
１４ 機構制御部
１５ 処理部
１８ａ マイクロプレート情報
１８ｂ 観察位置情報
１９ａ 基本動作プログラム
１９ｂ 位置決めプログラム
１９ｃ 自動観察プログラム
Claims (4)
- 容器の複数の試料収容部に収容された生体試料の顕微鏡画像を撮像する顕微観察装置であって、生体試料を収容する容器を保持する保持手段と、容器内の生体試料の顕微鏡画像を撮像する撮像手段と、この撮像手段に対して前記保持手段に保持された容器を相対的に移動させる移動手段と、前記容器に定義された基準点を原点とする複数の前記試料収容部の位置座標とこの位置座標を原点とする観察位置の相対位置座標に基づいて前記移動手段を制御することにより複数の前記試料収容部を前記撮像手段による撮像位置に位置決めする観察位置制御手段とを備えたことを特徴とする顕微観察装置。
- 前記観察位置制御手段が、前記容器に定義された基準点を原点とする複数の前記試料収容部の位置座標とこの位置座標を原点とする観察位置の相対位置座標より、前記基準点を原点とする観察位置の位置座標を求める観察位置座標算出部と、前記観察位置座標算出部で求めた観察位置の位置座標に基づいて前記移動手段を制御する機構制御部を備えていることを特徴とする請求項１記載の顕微観察装置。
- 前記撮像手段の撮像位置の前記容器内における位置を示す画像を表示する表示手段と、表示された画像に基づいて観察位置を指示入力する入力手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の顕微観察装置。
- 容器の複数の試料収容部に収容された生体試料の顕微鏡画像を撮像する顕微観察方法であって、前記容器を移動手段によって撮像手段に対して相対的に移動する保持手段に保持しておき、前記容器に定義された基準点を原点とする複数の前記試料収容部の位置座標とこの位置座標を原点とする観察位置の相対位置座標に基づいて前記移動手段を制御することにより複数の前記試料収容部を前記撮像手段による撮像位置に位置決めすることを特徴とする顕微観察方法。
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