JP2021158982A - データ取得装置、データ取得方法及び生体試料観察システム - Google Patents

Abstract

【課題】生体試料を撮像する際に、出力するデータ量を低減できるデータ取得装置を提供すること。
【解決手段】生体試料の２以上の異なる時点での画像信号を取得する取得部と、前記画像信号から特徴量を抽出し、当該特徴量に基づき前記生体試料に関するデータを生成する情報処理部と、前記生体試料に関するデータを撮像素子の外部に出力させる出力制御部と、を有する撮像素子を備え、前記信号取得部、前記情報処理部及び前記出力部は、単一のチップ内に配置されているデータ取得装置。
【選択図】図３

Description

本技術は、データ取得装置、データ取得方法及び生体試料観察システムに関する。

細胞をＣＣＤやＣＭＯＳなどのイメージャーで撮像し、経時的に細胞の状態をモニタリングできるインキュベータ付き顕微鏡が、細胞の培養時や生殖細胞の状態を判断する際などに、使われている。また、モニタリング時に機械学習を用いて細胞の状態を判断する技術も開発されている。

例えば、特許文献１では、細胞画像の各関心領域について、その細胞の状態の評価結果を出力する評価器と、成長前段階の第１の細胞画像内における特定の関心領域の周辺領域の評価結果と、成長前段階よりも後の時点の第２の細胞画像内における特定の関心領域の細胞の状態との関係を機械学習させた予測器とを備え、予測器が、特定の時点に撮影した第３の細胞画像内における特定の関心領域の周辺領域の評価結果に基づいて、特定の時点よりも後の時点の特定の関心領域の細胞の状態を予測して出力することが記載されている。

また、例えば、特許文献２には、細胞を収容するウェルが複数設けられた培養容器を撮影領域ごとに撮影するように撮影機構を制御する撮影制御部と、前記撮影機構によって撮影されたそれぞれの画像について画像処理を施し、画像処理結果に基づいて複数の前記撮影領域を、撮影を継続する第１の撮影領域と、撮影を継続しない第２の撮影領域に分類する撮影領域分類部と、前記第１の撮影領域に分類された撮影領域を撮影し、前記第２の撮影領域に分類された撮影領域を撮影しないように前記撮影制御部に指示する観察制御部とを具備する情報処理装置が記載されている。

例えば、特許文献３には、複数の画素が行列状に配置される画素領域と、前記画素を行ごとに駆動する垂直駆動回路とを備え、前記垂直駆動回路は、前記画素を駆動する駆動信号を出力する出力素子に電力を供給する電源と、前記電源から電力を出力する配線と接地レベルとの間を流れる電流を、動作モードの切り替え時に、所定のパルス幅のパルスに従って制御する制御素子と有する撮像素子が記載されている。

ＷＯ２０１８／１０１００４号公報 ＷＯ２０１８／１００９１３号公報 ＷＯ２０１８／０５１８１９号公報

例えば、サーバーにて画像データから細胞の状態を判断する場合、膨大な画像に関する画像データを大量に送信する必要がある。撮像された生体試料に関する画像データを大量に出力する際、例えば撮像頻度やモニタリング期間、対象サンプルの数に制約などが発生する。
そこで、本技術は、生体試料の画像信号を取得する際に、出力されるデータ量を低減できるデータ取得装置を提供することを主目的とする。

本技術は、生体試料の２以上の異なる時点での画像信号を取得する信号処理部と、
前記画像信号から特徴量を抽出し、当該特徴量に基づき前記生体試料に関するデータを生成する情報処理部と、
前記生体試料に関するデータを撮像素子の外部に出力させる出力制御部とを有する撮像素子を備え、
前記信号取得部、前記情報処理部及び前記出力部は、単一のチップ内に配置されているデータ取得装置を提供する。
前記信号取得部は、複数の画素が２次元に並んだ構成であり、前記撮像素子が、対物レンズを介して前記生体試料を撮像するように構成されていてもよい。
前記情報処理部が、学習済みモデルを用いて、前記生体試料に関するデータを生成しうる。
前記情報処理部が、前記特徴量を取得する特徴量抽出部と、前記特徴量に基づいて前記生体試料の状態を判別する状態判別部とを有し、前記情報処理部は、前記状態判別部による判別結果に基づき、出力される生体試料に関するデータを生成しうる。
前記特徴量が、細胞培養物に関する特徴量、受精卵に関する特徴量、***に関する特徴量、核酸に関する特徴量、又は生体組織片に関する特徴量のいずれかであってもよい。
前記生体試料が、細胞培養物、受精卵、***、核酸、及び生体組織片から選択される１種又は２種以上であってもよい。
前記生体試料に関するデータが、画像データ、アラートデータ、フラグデータ、又は核酸配列データを含みうる。
前記生体試料が、細胞培養物を含み、前記情報処理部が、前記細胞培養物に関する特徴量に基づき、所定の細胞密度に到達したか又は細胞培養物中に異物が発生したかを判別しうる。
前記生体試料が、細胞培養物を含み、前記情報処理部が、前記細胞培養物に関する特徴量に基づき、培養細胞の画像データを生成しうる。
前記生体試料が、受精卵を含み、前記情報処理部が、前記受精卵に関する特徴量に基づき、所定の分割過程に到達したかを判別しうる。
前記生体試料が、受精卵を含み、前記情報処理部が、前記受精卵に関する特徴量に基づき、前記受精卵の画像データを生成しうる。
前記生体試料が、***を含み、前記情報処理部が、前記***に関する特徴量に基づき、***の状態を判別しうる。
前記生体試料が、***を含み、前記情報処理部が、前記***に関する特徴量に基づき、前記***の画像データを生成しうる。
前記生体試料が、核酸を含み、前記情報処理部が、前記核酸に関する特徴量に基づき、前記核酸の配列データを生成しうる。

本技術は、生体試料を２以上の異なる時点で撮像素子により撮像して得られた画像データから特徴量を抽出する特徴量抽出工程と、
当該特徴量に基づき前記生体試料に関するデータを生成するデータ生成工程と、
前記生体試料に関するデータを前記撮像素子の外部に出力させる出力工程と、
を含むデータ取得方法を提供する。

本技術は、生体試料を保持可能な保持部；
前記生体試料に対して光を照射する照射部；及び、
前記生体試料の２以上の異なる時点での画像信号を取得する信号取得部と、前記画像信号から特徴量を抽出し、当該特徴量に基づき前記生体試料に関するデータを生成する情報処理部と、前記生体試料に関するデータを撮像素子の外部に出力させる出力制御部とを有する撮像素子
を備え、
前記信号取得部、前記情報処理部及び前記出力部とは、単一のチップ内に配置されている生体試料観察システムを提供する。
前記保持部を格納するインキュベータを更に備えうる。
前記生体試料観察システムは、顕微鏡観察システムでありうる。
前記生体試料観察システムは、核酸配列解析システムでありうる。

本技術に係るデータ取得装置における構成例を示すブロック図である。 撮像装置２の構成例を示すブロック図である。 撮像装置２の外観構成例の概要を示す斜視図である。 本技術に係るシステムの構成例を示す模式図である。 本技術に従うデータ取得装置による処理のフローの一例である。 本技術に従うデータ取得装置による処理のフローの一例である。 一般的な特化ＡＩ型の処理手順例を簡略的に示すブロック図である。 本技術に従うデータ取得装置による処理のフローの一例である。 本技術に従うデータ取得装置による処理のフローの一例である。 本技術に係る細胞培養物に関するデータ処理の一例である。 本技術に係る受精卵に関するデータ処理の一例である。 本技術に係る***に関するデータ処理の一例である。 本技術に係る核酸に関するデータ処理の一例である。 本技術に係る核酸に関するデータ処理のフローの一例である。 本技術に係る生体組織片に関するデータ処理の一例である。

以下、本技術を実施するための好適な形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態を示したものであり、本技術の範囲がこれらの実施形態のみに限定されることはない。なお、本技術の説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施形態（データ取得装置）
（１）第１の実施形態の説明
（１−１）撮像素子
（１−２）信号取得部
（１−３）撮像処理部
（１−４）情報処理部
（１−５）出力制御部
（１−６）出力部及び入力部
（１−７）照明光学系
（１−８）観察光学系
（２）撮像素子の構成例
（３）第１の実施形態の第１の例
（４）第１の実施形態における撮像素子によるデータの処理の例
（４−１）第１の実施形態における撮像素子によるデータの処理の第１例
（４−２）第１の実施形態における撮像素子によるデータの処理の第２例
（４−３）撮像素子による細胞培養物に関するデータの処理の第３例
（４−４）撮像素子による受精卵に関するデータの処理の第４例
（４−５）撮像素子による***に関するデータの処理の第５例
（４−６）撮像素子による核酸に関するデータの処理の第６例
（４−７）撮像素子による生体組織片に関するデータの処理の第７例
２．第２の実施形態（アプリケーション装置）
３．第３の実施形態（データ取得方法）
４．第４の実施形態（プログラム）
５．第５の実施形態（生体試料観察システム）

１．第１の実施形態（データ取得装置）

（１）第１の実施形態の説明

本技術に従うデータ取得装置１の例について、図１を参照しながら説明する。ただし、本技術は、この説明に限定されない。
本技術に従うデータ取得装置１は、撮像素子１００を備える。撮像素子１００は、信号取得部１１０、撮像処理部１２０、情報処理部１０１、及び出力制御部１５０を備えている。
データ取得装置１は、照明光学系、観察光学系、核酸配列解析系などをさらに備えてもよい。データ処理装置１は、例えば、生体試料観察システムなどに備えられてもよく、当該生体試料観察システムとして、例えば顕微鏡観察システム及び核酸配列解析システムなどが挙げられるが、これらに限定されない。
データ取得装置１は、さらに、撮像素子１００が出力する生体試料に関するデータや画像データなどを一時的に記憶するメモリを備えてもよい。

（１−１）撮像素子
撮像素子１００は、生体試料の２以上の異なる時点での画像信号を取得する信号取得部１１０と、前記画像信号から特徴量を抽出し、当該特徴量に基づき前記生体試料に関するデータを生成する情報処理部１０１を備えている。
さらに、撮像素子１００は、前記生体試料に関するデータを撮像素子の外部に出力させる出力制御部１５０を備えてもよい。これにより、撮像素子１００は、画像データなどを含む生体試料に関するデータを出力する際に、撮像素子の外部に出力するデータ量を低減できる。また、撮像素子１００は、出力するデータ量を低減できるため、例えば長時間観察、リアルタイム観察、及び観察対象の多数化などにも適している。また、撮像素子１００は、出力するデータ量を低減することができるため、データ転送の負荷を軽減することができ、処理速度の向上も可能である。
撮像素子１００により得られる画像データは、例えば動画像データ又はタイムラプス画像データであってよい。

撮像素子１００は、取得された画像信号に基づき生体試料に関するデータを生成し、当該生成された生体試料に関するデータを、出力制御部１５０を介して、撮像素子の外部（例えばサーバや装置）に出力するように構成されている。これにより、取得された画像信号を、そのデータ量のままで連続的に又は経時的に出力しなくともよくなるため、出力するデータ量を低減できる。

さらに、撮像素子１００により、上記のとおり出力されるデータ量を低減することができる。そのため、撮像間隔をより短くすることもでき、これにより生体試料に関する状態をより精度高く判別することも可能となる。さらに、生体試料を長時間にわたりモニタリングすることも可能となる。加えて、多くの生体試料を一括でモニタリングすることもできる。
また、撮像素子１００は、生体試料に関する状態の判別結果に基づき、取得された画像データの出力タイミングを制御しうる。撮像素子１００は、出力するデータ量を圧縮して出力することもできる。また、撮像素子１００は、生体試料に関して重要な状態（例えば、薬剤投与、受精卵の分割過程）のときだけ、短い撮像間隔で撮像された画像データを生成し出力することもできる。

さらに、撮像素子１００は、生体試料を撮像する信号取得部１１０、当該撮像部の撮像を制御する撮像処理部１２０をさらに備えてもよい。
撮像素子１００は、対物レンズを介して生体試料を撮像するように構成されていてもよい。なお、対物レンズを備える装置は、正立型又は倒立型のいずれでもよい。

撮像素子１００は、複数の画素が２次元に並んだ信号取得部を有し、信号取得部１１０及び情報処理部１０１が、１チップ内に配置されていることが好ましい。撮像素子１００は、例えば、１チップで構成されるＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサであることが好ましい。撮像素子１００は、光源からの入射光を受光し、光電変換を行って、光源からの入射光に対応する画像信号を出力できるように構成されていることが好ましい。なお、光源の光は、自然光、人工光のいずれでもよい。

（１−２）信号取得部
信号取得部１１０は、生体試料の２以上の異なる時点での画像信号を取得する。信号取得部１１０は、複数の画素が二次元に並んで構成されてよい。信号取得部１１０は、例えば撮像により当該画像信号を取得してよく、この場合、信号取得部１１０は撮像部とも呼ばれうる。信号取得部１１０は、撮像処理部１２０によって駆動され、生体試料を撮像し、画像信号を取得しうる。信号取得部１１０は、生体試料の２以上の異なる時点での画像信号を取得することができる。例えば、信号取得部１１０に、生体試料からの光が入射する。信号取得部１１０は、各画素において、生体試料からの入射光を受光し、光電変換を行って、入射光に対応するアナログの画像信号を出力する。
なお、信号取得部１１０が出力する画像（信号）のサイズは、例えば、１２Ｍ（３９６８×２９７６）ピクセルや、ＶＧＡ（Ｖｉｄｅｏ Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ａｒｒａｙ）サイズ（６４０×４８０ピクセル）などの複数のサイズの中から選択することができる。

また、信号取得部１１０が出力する画像については、例えば、ＲＧＢ（赤、緑、青）のカラー画像とするか、又は、輝度のみの白黒画像とするかを選択することができる。
これらの選択は、撮像モードの設定の一種として行うことができる。

（１−３）撮像処理部

撮像処理部１２０は、例えば信号取得部１１０の駆動、信号取得部１１０が出力するアナログの画像信号のＡＤ(Analog to Digital)変換、及び撮像信号処理など、信号取得部１１０での撮像に関連する撮像処理の制御を行うことができる。撮像処理部１２０によるＡＤ変換によって、信号取得部１１０が出力するアナログの画像信号が、デジタルの画像信号に変換される。

ここで、撮像信号処理としては、例えば、信号取得部１１０が出力する画像信号について、所定の小領域ごとに、画素値の平均値を演算することなどにより、小領域ごとの明るさを求める処理や、信号取得部１１０が出力する画像信号を、ＨＤＲ(High Dynamic Range)画像に変換する処理、欠陥補正、現像などがある。

また、撮像処理部１２０は、撮像に関する撮像情報、その他各種情報に従って、信号取得部１１０の制御を行ってもよい。
撮像情報などとして、特に限定されないが、より具体的には、例えば、ＩＳＯ感度（撮像処理におけるＡＤ変換時のアナログゲイン）、露光時間（シャッタースピード）、フレームレート、フォーカス、撮像モード、切り出し範囲など（を表す情報）などが採用されうる。撮像モードには、例えば、露光時間やフレームレートなどが手動で設定されている手動モードと、シーンに応じて自動的に設定される自動モードとがあってもよい。例えば、自動モードには、観察対象の種類、観察対象の状態、観察の状況など各種撮像シーンに応じたモードがあってもよい。

（１−４）情報処理部
情報処理部１０１は、生体試料を２以上の異なる時点で撮像することにより取得された画像信号から特徴量を抽出し取得する特徴量抽出部１０２と、当該特徴量に基づいて前記生体試料の状態を判別する状態判別部１０３とを含む認識処理部１０４を備えている。

前記生体試料としては、例えば細胞培養物、受精卵、***、核酸、及び生体組織片などが挙げられ、このなかから１種又は２種以上を選択することができる。
前記特徴量としては、例えば細胞培養物に関する特徴量、受精卵に関する特徴量、***に関する特徴量、核酸に関する特徴量、又生体組織片に関する特徴量などが挙げられ、このなかから１種又は２種以上を選択することができる。

情報処理部１０１は、状態判別部１０３による判別結果に基づき、生体試料に関するデータを生成するように構成されていることが好ましい。
前記生体試料に関するデータは、画像データ、アラートデータ、フラグデータ、及び核酸配列データ、着目データなどが挙げられる。情報処理部１０１は、このなかから選択された１種又は２種以上を生体試料に関するデータとして選択することができる。
情報処理部１０１は、学習済みモデルを用いて、前記生体試料に関するデータを生成することが好ましい。

情報処理部１０１は、取得された画像信号から、状態判別部１０３による判別結果に基づき、出力される生体試料に関するデータを生成するように構成されている画像生成部１０５を備えてもよい。当該画像信号は、信号取得部１１０により撮像され、撮像処理部１２０を経たデータであってもよい。
情報処理部１０１にて生成される生体試料に関するデータは、例えば、画像データ、アラートデータ、フラグデータ、核酸配列データ、着目データから選択される１種又は２種以上を含みうる。前記生体試料に関するデータがこれらデータの２種以上を組み合わせである場合、一つのデータに他方のデータが紐付けられていてもよい。

画像生成部１０５は、信号取得部１１０から、生体試料に関する画像信号を、撮像処理部１２０を介して受信しうる。画像生成部１０５は、受信した画像信号に基づき、例えば画像データを生成しうる。画像生成部１０５は、画像データを出力制御部１５０へそのまま伝送してよく、又は、画像生成部１０５は、生体試料に関する画像データを圧縮し、得られた圧縮画像データを出力制御部１５０へ伝送してもよい。

認識処理部１０４は、例えば生体試料の２以上の異なる時点での画像信号から特徴量を抽出する特徴量抽出部と、前記特徴量に基づいて前記生体試料の状態を判別する状態判別部とを有しうる。情報処理部１０１、特には認識処理部１０４は、前記状態判別部による判別結果に基づき、出力される生体試料に関するデータを生成しうる。
このように、撮像素子により、撮像素子内において生体試料に関するデータが生成される。例えば、画像データを出力せずに、画像データ以外の生体試料に関するデータを出力することで、撮像素子から出力されるデータ量を削減することができる。

また、認識処理部１０４は、取得された複数の画像信号から、状態判別部１０３による判別結果に基づき、生体試料に関する画像データの優先度（例えば、フラグデータの有無）に応じて圧縮率を変化させる画像データを判別する。この判別結果に基づき、画像生成部１０５は、画像データの圧縮処理を行い、生体試料に関するデータとして生成することができる。例えば、優先度が高い（例えばフラグデータあり）と判別された場合には、画像生成部１０５は、圧縮されていない画像データ又はより低い圧縮率で圧縮された画像データ（例えばより解像度の高い画像データなど）を、出力制御部１５０を介して、撮像素子の外部に出力してもよい。また、例えば、優先度が低い（例えばフラグデータなし）と判別された場合には、画像生成部１０５は、画像データを撮像素子の外部に出力しなくてよく、又は、圧縮率のより高い画像データ、若しくは、画像データに代えてアラートデータ（例えば、文字データなど）を、出力制御部１５０を介して、撮像素子の外部に出力してもよい。また、画像データの生成が必要ない、信号データ（例えばアラートデータなど）などの場合には、認識処理部１０４が、信号データ（例えばアラートデータなど）などを、出力制御部１５０を介して、撮像素子の外部に出力してもよい。これにより、撮像素子の外部に出力されるデータ量を低減することができる。

また、認識処理部１０４は、撮像された画像において、状態判別部１０３による判別結果に基づき、撮像素子の外部に出力する画像の領域を選択してもよい。この判別結果に基づき、画像生成部１０５は、前記撮像された画像を、この領域のみの画像データ又はこの領域とその周辺画素のみからなる画像データへと圧縮処理を行い、生体試料に関するデータとして生成しうる。例えば、この圧縮処理として、必要とする領域のみの画像データを生成すること、及び、この領域以外の領域を除去した画像データに生成することなどが挙げられる。なお、この生体試料に関するデータは、この領域の座標（例えば、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸、ｔ（時間）軸など）位置データと当該座標位置データに紐付けられた画像データとを含んでもよい。これにより、撮像素子の外部に出力されるデータ量を低減することができる。

また、認識処理部１０４は、状態判別部１０３による判別結果に基づき、撮像された画像においてシグナルを発するスポットにある核酸の核酸配列データを生成する。状態判別部１０３による判別の基準として、スポットに関するデータ、例えば、光学特性、蛍光波長、蛍光スペクトル、吸収スペクトル、面積、輝度、中心からの距離、円形状の抽出（ｈｏｕｇｈ変換など）などが挙げられる。また、スポットに関するデータ（例えば光学特性、蛍光波長、蛍光スペクトル、吸収スペクトルなど）から、核酸の種類を決定することもできる。より具体的には、核酸の種類の決定は、核酸にラベリングされたシグナルの特性を解析することで実施されてよい。当該特性の解析は、例えば、蛍光色素の蛍光波長などの特性をフィルター方式やスペクトル方式で測定することによって行われうる。また、スポットに関する、光学特性、蛍光波長、蛍光スペクトル、吸収スペクトル、面積、輝度、中心からの距離などから、核酸の数を決定することもできる。このように、認識処理部１０４は、スポットに関するデータに基づき、例えば核酸の種類及び／又は数を決定しうる。認識処理部１０４は、決定された核酸の種類及び／又は数に基づき核酸配列データを生成しうる。
また、状態判別部１０３による判別結果に基づき、画像生成部１０５は、画像データの画像上を規則的に分割（例えば、升目やブロックに区分け）し、シグナルを発するスポットの座標位置を設定し、この座標位置を各スポットの核酸配列データに紐つけし、生体試料に関するデータに含めてもよい。すなわち、画像生成部１０５は、各スポットの座標位置データと当該座標位置データに紐付けられた核酸配列データとを含む生体試料に関するデータを生成しうる。また、状態判別部１０３による判別結果に基づき、画像生成部１０５は、スポット以外の領域に関する画像データを除外するようにして、画像データの圧縮処理を行うこともできる。これにより、撮像素子の外部に出力されるデータ量を低減することができる。

また、撮像された画像データの画像から、状態判別部１０３による判別結果に基づき、画像生成部１０５は、特徴領域を検出しその領域にフラグを付すように、生体試料に関するデータを生成できる。また、撮像された画像データ群から、前記判別結果に基づき、画像生成部１０５は、特徴領域を含む画像データを検出し、その画像データにフラグを付すように、生体試料に関するデータを生成することもできる。なお、このときの判別には、観察時間の長さ、移動速度の遅さなどを考慮されうる。

（１−５）出力制御部
出力制御部１５０は、前記生体試料に関するデータを撮像素子の外部に出力させるように構成されている。出力制御部１５０は、画像データを出力させてもよい。好ましくは、出力制御部１５０は、例えば、撮像素子１００から、画像データを含む生体試料に関するデータを出力させるか又は画像データを含まない生体試料に関するデータを出力させるかを制御しうる。当該制御によって、例えば必要な場合には画像データを含む生体試料に関するデータを出力し、それ以外の場合は、画像データを含まない生体試料に関するデータを出力することができる。これにより、撮像素子から出力されるデータを削減することができる。また、出力制御部１５０は、情報処理部１０１により生成されたアラートデータなど撮像素子１００から出力させてもよい。

（１−６）出力部及び入力部
データ取得装置１は、出力部を備えていてよい。当該出力部は、撮像素子から出力された生体試料に関するデータ及び／又は画像データを出力しうる。さらに出力部は、アラートデータに基づきアラートを出力してもよい。当該出力部は例えば、画像を表示する表示装置を含みうる。また、当該出力部は、音を出力するスピーカーなどを含んでもよい。
データ取得装置１は、入力部を備えていてもよい。当該入力部は、ユーザ操作を受け付ける。当該入力部は、例えばマウス及び／又はキーボードなどを含みうる。また、表示装置のディスプレイ面がタッチ操作を受け付ける入力部として構成されてもよい。
データ取得装置１は、記憶部を備えていてもよい。当該記憶部は、撮像素子から出力された生体試料に関するデータ及び／又は画像データを記憶しうる。また、当該記憶部は、アラートデータを記憶してもよい。当該記憶部は例えば記録媒体を含んでよい。

（１−７）照明光学系
照射光学系は、撮像素子１００による撮像において対象Ｓを照明するための光学系である。照射光学系は、照明のための光源を含み、例えば可視光又は紫外光を対象Ｓに照射しうる。照射光学系に含まれる光源は、撮像素子１００により取得されるべき画像データの種類に応じて当業者により適宜選択されてよく、例えばハロゲンランプ、ＬＥＤランプ、水銀ランプ、及びキセノンランプから選ばれる少なくとも一つを含みうる。例えば、前記画像データが明視野画像データである場合、照射光学系は、例えばＬＥＤランプ又はハロゲンランプを含みうる。前記画像データが蛍光画像データである場合、照射光学系は、例えばＬＥＤランプ、水銀ランプ、又はキセノンランプを含みうる。蛍光を発する蛍光体の種類に応じて、照射される光の波長又はランプの種類は選択されてよい。

（１−８）観察光学系
観察光学系は、撮像素子１００が対象Ｓを拡大して撮像することを可能とするように構成されている。観察光学系は、例えば対物レンズを含みうる。また、観察光学系は、対物レンズによって拡大された像を撮像素子１００に中継するためのリレーレンズを含んでもよい。観察光学系の構成は、対象Ｓに応じて選択されてよい。例えば対物レンズの倍率は、例えば対象Ｓに応じて適宜選択されうる。また、リレーレンズの構成は、例えば対物レンズ及び撮像素子１００に応じて適宜選択されうる。観察光学系は、前記対物レンズ及び前記リレーレンズ以外の光学部品を含んでもよい。

（２）撮像素子の構成例
以下で、撮像素子１００のより具体的な構成例を図２を参照しながら詳述するが、撮像素子の構成はこの例に限定されない。

図２に示されるとおり、撮像素子１００は、撮像ブロック２０と信号処理ブロック３０とを有する。撮像ブロック２０と信号処理ブロック３０とは、接続線（内部バス）ＣＬ１、ＣＬ２、及びＣＬ３によって電気的に接続されている。

撮像ブロック２０は、撮像部２１、撮像処理部２２、出力制御部２３、出力Ｉ／Ｆ２４、及び撮像制御部２５を有する。
信号処理ブロック３０は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)３１、ＤＳＰ(Digital Signal Processor)３２、及びメモリ３３を含みうる。信号処理ブロック３０は、さらに通信Ｉ／Ｆ３４、画像圧縮部３５、及び、入力Ｉ／Ｆ３６を有していてもよい。信号処理ブロック３０は、撮像部により得られた全体画像データを用いて、所定の信号処理を行う。信号処理ブロック３０によって、上記で説明した情報処理部１０１による処理（例えば特徴量の抽出処理及び生体試料に関するデータ生成処理）が実現される。
以下で、撮像素子１００のこれら構成要素について説明する。

撮像部２１は、上記「（１−２）信号取得部」において説明した信号取得部１１０に相当する。撮像部２１は、生体組織を含む対象Ｓの全体を撮像する。撮像部２１は、例えば撮像処理部２２によって駆動されて、前記撮像を行いうる。撮像部２１は、例えば２次元に並んで配列された複数の画素を備えていてよい。撮像部２１に含まれる各画素は、光を受光し、光電変換を行い、そして、受光した光に基づくアナログ画像信号を出力する。

撮像部２１が出力する画像（信号）のサイズは、例えば１２Ｍ（3968×2976）ピクセル又はＶＧＡ（Video Graphics Array）サイズ（640×480ピクセル）などの複数のサイズの中から選択することができる。撮像部２１が出力する画像は、カラー画像又は白黒画像であってよい。カラー画像は、例えばＲＧＢ（赤、緑、青）により表されうる。白黒画像は、例えば輝度によってあらわされうる。これらの選択は、撮像モードの設定の一種として行うことができる。

撮像処理部２２は、撮像部２１による画像の撮像に関連する撮像処理を行いうる。例えば、撮像処理部２２は、撮像制御部２５の制御に従い、撮像部２１の駆動、撮像部２１が出力するアナログの画像信号のＡＤ(Analog to Digital)変換、又は撮像信号処理などの撮像処理を行いうる。

前記撮像信号処理は、より具体的には、例えば、撮像部２１が出力する画像について、所定の小領域ごとに、画素値の平均値を演算すること等により、小領域ごとの明るさを求める処理、撮像部２１が出力する画像をＨＤＲ(High Dynamic Range)画像に変換する処理、欠陥補正、又は現像でありうる。

撮像処理部２２は、撮像部２１が出力するアナログの画像信号のＡＤ変換等によって得られるデジタルの画像信号（例えば１２Ｍピクセル又はＶＧＡサイズの画像）を、撮像画像として出力しうる。

撮像処理部２２が出力する撮像画像は、出力制御部２３に供給されうる。また、撮像処理部２２が出力する撮像画像は、接続線ＣＬ２を介して信号処理ブロック３０（特には画像圧縮部３５）に供給されうる。

出力制御部２３には、撮像処理部２２から撮像画像が供給されうる。また、出力制御部２３には、信号処理ブロック３０から、接続線ＣＬ３を介して、例えば撮像画像などを用いた判別結果が供給されうる。

出力制御部２３は、撮像処理部２２から供給された撮像画像、及び、信号処理ブロック３０による判別結果を、（１つの）出力Ｉ／Ｆ２４から撮像素子１００の外部に選択的に出力させる出力制御を行う。

すなわち、出力制御部２３は、撮像処理部２２からの撮像画像、又は、信号処理ブロック３０からの判別結果を選択し、出力Ｉ／Ｆ２４に供給する。

出力Ｉ／Ｆ２４は、出力制御部２３から供給される撮像画像、及び、判別結果を外部に出力するＩ／Ｆである。出力Ｉ／Ｆ２４としては、例えばＭＩＰＩ(Mobile Industriy Processor Interface)などの比較的高速なパラレルＩ／Ｆを採用することができる。出力Ｉ／Ｆ２４は、出力制御部２３による出力制御に応じて、撮像処理部２２からの撮像画像、又は、信号処理ブロック３０からの判別結果を、外部に出力する。したがって、例えば、外部において、信号処理ブロック３０からの判別結果だけが必要であり、撮像画像そのものが必要でない場合には、判別結果だけを出力することができ、出力Ｉ／Ｆ２４から外部に出力するデータ量を削減することができる。
また、信号処理ブロック３０が、判別処理を行って、撮像素子１００の外部の構成要素（例えば第二撮像素子１１２及び／又は制御部１１３（図示せず））で用いられる判別結果を得、当該判別結果が、出力Ｉ／Ｆ２４から出力される。これにより、外部で信号処理を行う必要がなくなり、外部のブロックの負荷を軽減することができる。

撮像制御部２５は、レジスタ群２７に記憶された撮像情報（画像データなど）に従って、撮像処理部２２を制御し、これにより、撮像部２１による撮像を制御しうる。

レジスタ群２７は、撮像情報、撮像処理部２２での撮像信号処理の結果、出力制御部２３での出力制御に関する出力制御情報を記憶することができる。出力制御部２３は、レジスタ群２７に記憶された出力制御情報に従って、撮像画像（撮像画像データなど）及び判別結果を選択的に出力させる出力制御を行うことができる。

撮像制御部２５と信号処理ブロック３０に含まれるＣＰＵとは接続線ＣＬ１を介して接続されていてよい。当該ＣＰＵは当該接続線を介して、レジスタ群２７に対して、情報の読み書きを行うことができる。すなわち、レジスタ群２７に対する情報の読み書きは、通信Ｉ／Ｆ２６から行われてよく、又は、当該ＣＰＵからも行われてよい。

信号処理ブロック３０は、前記全体画像データに基づいて、前記対象に関する特徴を判別する。信号処理ブロック３０は、例えばＣＰＵ(Central Processing Unit)３１、ＤＳＰ(Digital Signal Processor)３２、及びメモリ３３を含みうる。信号処理ブロック３０は、さらに通信Ｉ／Ｆ３４、画像圧縮部３５、及び、入力Ｉ／Ｆ３６を有していてもよい。判別部３０は、撮像部により得られた全体画像データを用いて、所定の信号処理を行いうる。
信号処理ブロック３０を構成するＣＰＵ３１、ＤＳＰ３２、メモリ３３、通信Ｉ／Ｆ３４、入力Ｉ／Ｆ３６は、相互にバスを介して接続され、必要に応じて、情報のやりとりを行うことができる。

ＣＰＵ３１は、メモリ３３に記憶されたプログラムを実行することで、例えば信号処理ブロック３０の制御又は撮像制御部２５のレジスタ群２７への情報の読み書きなどの各種の処理を行う。例えば、ＣＰＵ３１は、プログラムを実行することにより、ＤＳＰ３２での信号処理により得られる信号処理結果を用いて、撮像情報を算出する撮像情報算出部として機能し、信号処理結果を用いて算出した新たな撮像情報を、接続線ＣＬ１を介して、撮像制御部２５のレジスタ群２７にフィードバックして記憶させうる。したがって、ＣＰＵ３１は、撮像画像の信号処理結果に応じて、撮像部２１による撮像及び／又は撮像処理部２２による撮像信号処理を制御することができる。また、ＣＰＵ３１がレジスタ群２７に記憶させた撮像情報は、通信Ｉ／Ｆ２６から外部に提供（出力）することができる。例えば、レジスタ群２７に記憶された撮像情報のうちのフォーカスの情報は、通信Ｉ／Ｆ２６から、フォーカスを制御するフォーカスドライバ（図示せず）に提供することができる。

ＤＳＰ３２は、メモリ３３に記憶されたプログラムを実行することで、撮像処理部２２から、接続線ＣＬ２を介して、信号処理ブロック３０に供給される撮像画像や、入力Ｉ／Ｆ３６が外部から受け取る情報を用いた信号処理を行う信号処理部として機能する。

メモリ３３は、ＳＲＡＭ(Static Random Access Memory)やＤＲＡＭ(Dynamic RAM)等で構成されうる。メモリ３３は、例えば信号処理ブロック３０の処理のために用いられるデータなどの各種データを記憶する。

例えば、メモリ３３は、通信Ｉ／Ｆ３４を介して外部から受信したプログラム、画像圧縮部３５で圧縮された撮像画像、特にはＤＳＰ３２での信号処理において用いられる撮像画像、ＤＳＰ３２で行われた信号処理の信号処理結果、又は、入力Ｉ／Ｆ３６が受け取った情報などを記憶する。

通信Ｉ／Ｆ３４は、例えば、ＳＰＩ(Serial Peripheral Interface)等のシリアル通信Ｉ／Ｆ等の第２の通信Ｉ／Ｆであり、外部の構成要素（例えば、第一撮像素子１１１の外部のメモリ又は情報処理装置など）との間で、ＣＰＵ３１又はＤＳＰ３２が実行するプログラム等の必要な情報のやりとりを行う。

例えば、通信Ｉ／Ｆ３４は、ＣＰＵ３１又はＤＳＰ３２が実行するプログラムを外部からダウンロードし、メモリ３３に供給して記憶させる。したがって、通信Ｉ／Ｆ３４がダウンロードするプログラムによって、ＣＰＵ３１又はＤＳＰ３２で様々な処理を実行することができる。なお、通信Ｉ／Ｆ３４は、外部との間で、プログラムだけでなく、任意のデータのやりとりを行うことができる。例えば、通信Ｉ／Ｆ３４は、ＤＳＰ３２での信号処理により得られる信号処理結果を、外部に出力することができる。また、通信Ｉ／Ｆ３４は、ＣＰＵ３１の指示に従った情報を、外部の装置に出力し、これにより、ＣＰＵ３１の指示に従って、外部の装置を制御することができる。

ここで、ＤＳＰ３２での信号処理により得られる信号処理結果は、通信Ｉ／Ｆ３４から外部に出力する他、ＣＰＵ３１によって、撮像制御部２５のレジスタ群２７に書き込むことができる。レジスタ群２７に書き込まれた信号処理結果は、通信Ｉ／Ｆ２６から外部に出力することができる。ＣＰＵ３１で行われた処理の処理結果についても同様である。
画像圧縮部３５には、撮像処理部２２から接続線ＣＬ２を介して、撮像画像が供給される。画像圧縮部３５は、撮像画像を圧縮する圧縮処理を行い、その撮像画像よりもデータ量が少ない圧縮画像を生成する。
画像圧縮部３５で生成された圧縮画像は、バスを介して、メモリ３３に供給されて記憶される。

ここで、ＤＳＰ３２での信号処理は、撮像画像そのものを用いて行う他、画像圧縮部３５で撮像画像から生成された圧縮画像を用いて行うことができる。圧縮画像は、撮像画像よりもデータ量が少ないため、ＤＳＰ３２での信号処理の負荷の軽減や、圧縮画像を記憶するメモリ３３の記憶容量の節約を図ることができる。

画像圧縮部３５での圧縮処理としては、例えば、１２Ｍ（3968×2976）ピクセルの撮像画像を、ＶＧＡサイズの画像に変換するスケールダウンを行うことができる。また、ＤＳＰ３２での信号処理が輝度を対象として行われ、かつ、撮像画像がＲＧＢの画像である場合には、圧縮処理としては、ＲＧＢの画像を、例えば、ＹＵＶの画像に変換するＹＵＶ変換を行うことができる。
なお、画像圧縮部３５は、ソフトウエアにより実現することもできるし、専用のハードウエアにより実現することもできる。
入力Ｉ／Ｆ３６は、外部から情報を受け取るＩ／Ｆである。入力Ｉ／Ｆ３６は、例えば、外部のセンサから、その外部のセンサの出力（外部センサ出力）を受け取り、バスを介して、メモリ３３に供給して記憶させる。
入力Ｉ／Ｆ３６としては、例えば、出力Ｉ／Ｆ２４と同様に、ＭＩＰＩ(Mobile Industriy Processor Interface)等のパラレルＩ／Ｆ等を採用することができる。
また、外部のセンサとしては、例えば、距離に関する情報をセンシングする距離センサを採用することができる、さらに、外部のセンサとしては、例えば、光をセンシングし、その光に対応する画像を出力するイメージセンサ、すなわち、撮像装置２とは別のイメージセンサを採用することができる。

ＤＳＰ３２では、撮像画像（から生成された圧縮画像）を用いる他、入力Ｉ／Ｆ３６が上述のような外部のセンサから受け取り、メモリ３３に記憶される外部センサ出力を用いて、信号処理を行うことができる。

以上のように構成される１チップの撮像素子１００では、撮像部２１での撮像により得られる撮像画像（から生成される圧縮画像）を用いた信号処理がＤＳＰ３２で行われ、その信号処理の信号処理結果、及び、撮像画像が、出力Ｉ／Ｆ２４から選択的に出力される。したがって、ユーザが必要とする情報を出力する撮像装置を、小型に構成することができる。

ここで、撮像素子１００において、ＤＳＰ３２の信号処理を行わず、したがって、撮像素子１００から、信号処理結果を出力せず、撮像画像を出力する場合、すなわち、撮像素子１００を、単に、画像を撮像して出力するだけのイメージセンサとして構成する場合、撮像素子１００は、出力制御部２３を設けない撮像ブロック２０だけで構成することができる。

図３は、図１の撮像素子１００の外観構成例の概要を示す斜視図である。

撮像素子１００は、例えば、図３に示すように、複数のダイが積層された積層構造を有する１チップの半導体装置として構成することができる。

図３では、撮像素子１００は、ダイ５１及び５２の２枚のダイが積層されて構成される。

図３において、上側のダイ５１には、撮像部２１が搭載され、下側のダイ５２には、撮像処理部２２ないし撮像制御部２５、及び、ＣＰＵ３１ないし入力Ｉ／Ｆ３６が搭載されている。

上側のダイ５１と下側のダイ５２とは、例えば、ダイ５１を貫き、ダイ５２にまで到達する貫通孔を形成することにより、又は、ダイ５１の下面側に露出したＣｕ配線と、ダイ５２の上面側に露出したＣｕ配線とを直接接続するＣｕ−Ｃｕ接合を行うこと等により、電気的に接続される。

ここで、撮像処理部２２において、撮像部２１が出力する画像信号のＡＤ変換を行う方式としては、例えば、列並列ＡＤ方式やエリアＡＤ方式を採用することができる。

列並列ＡＤ方式では、例えば、撮像部２１を構成する画素の列に対してＡＤＣ（ＡＤ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）が設けられ、各列のＡＤＣが、その列の画素の画素信号のＡＤ変換を担当することで、１行の各列の画素の画像信号のＡＤ変換が並列に行われる。列並列ＡＤ方式を採用する場合には、その列並列ＡＤ方式のＡＤ変換を行う撮像処理部２２の一部が、上側のダイ５１に搭載されることがある。

エリアＡＤ方式では、撮像部２１を構成する画素が、複数のブロックに区分され、各ブロックに対して、ＡＤＣが設けられる。そして、各ブロックのＡＤＣが、そのブロックの画素の画素信号のＡＤ変換を担当することで、複数のブロックの画素の画像信号のＡＤ変換が並列に行われる。エリアＡＤ方式では、ブロックを最小単位として、撮像部２１を構成する画素のうちの必要な画素についてだけ、画像信号のＡＤ変換（読み出し及びＡＤ変換）を行うことができる。

なお、撮像素子１００の面積が大になることが許容されるのであれば、撮像素子１００は、１枚のダイで構成することができる。

また、図３では、２枚のダイ５１及び５２を積層して、１チップの撮像素子１００を構成することとしたが、１チップの撮像素子１００は、３枚以上のダイを積層して構成することができる。例えば、３枚のダイを積層して、１チップの撮像素子１００を構成する場合には、図３のメモリ３３を、別のダイに搭載することができる。

ユーザが必要とする情報が、撮像画像である場合には、撮像素子１００は、撮像画像を出力することができる。

また、ユーザが必要とする情報が、撮像画像を用いた信号処理により得られる場合には、撮像素子１００は、ＤＳＰ３２において、その信号処理を行うことにより、ユーザが必要とする情報としての信号処理結果を得て出力することができる。

（３）第１の実施形態の第１の例

本技術に従うデータ取得装置は、例えば、生体試料を２以上の異なる時点で撮像することにより得られる画像データを処理し、出力する撮像素子を備える装置として構成されてよい。このように構成された本技術に従うデータ取得装置の例及び当該データ処理装置による処理例を、以下で図４を参照しながら説明する。ただし、本技術はこの説明に限定されない。

図４に、本技術に従う撮像素子１００を備えるデータ処理装置１を含む生体試料観察システム１０００が示されているが、本技術は当該生体試料観察システムに限定されない。当該生体試料観察システム１０００は、生体試料の観察を行う系として構成されており、さらに細胞培養、細胞回収や蛍光反応などを行う系として構成されていてもよい。
生体試料の観察を行う系における生体試料として、例えば、細胞培養物、受精卵、***、核酸及び生体組織片から選択される１種又は２種以上を用いることができるが、これらに特に限定されない。
細胞培養物、受精卵、***、生体組織片などの生体試料の観察を行う系として、例えば、培養システムや顕微鏡観察システムなどが挙げられる。また、核酸などの生体試料の観察を行う系の例として、例えば、核酸配列解析システムなどが挙げられる。

生体試料観察システム１０００は、例えば、生体試料を保持可能な保持部と、生体試料に対して光を照射する照射部と、を備えてもよい。生体試料観察システム１０００は、前記保持部を格納するインキュベータを更に備えてもよい。
前記照射部について、上述した「（１−７）照明光学系」において説明した照明光学系に関する説明が当てはまる。
前記保持部は、単数又は複数の生体試料を収容可能な又は載置可能な容器又はプレートなどを含む構成でもよい。当該容器又はプレートなどは、生体試料の観察用及び／又は培養用であってもよい。当該容器及びプレートなどとして、例えば、ウェル、アッセイ用プレート、マイクロプレート、スライドガラス（Microscope slide）などが挙げられるが、これらに限定されない。

例えば、細胞培養物、受精卵、***などの観察を行う系の例として、図４を示す。
図４に示すように、生体試料観察システム１０００は、インキュベータ１０１０と、観察装置１０２０と、湿度・温度・ガス制御部１０３０と、検出部１０４０と、撮像素子１００を備えるデータ取得装置１と、ＰＣ（Personal Computer）１０５０と、出力部１０６０と、入力部１０７０とを、含むように構成されうる。

インキュベータ１０１０は、観察装置１０２０、湿度・温度・ガス制御部１０３０、検出部１０４０を収容可能な培養装置であり、その内部の温度や湿度などを一定に保つ機能を有していてもよい。インキュベータ１０１０は、任意のガスが流入可能に構成されてもよい。当該ガスの種類は、特に限定されないが、例えば、窒素、酸素、二酸化炭素などから選択される１種又は２種以上である。

観察装置１０２０は、撮像素子１００を備えるデータ取得装置１と、光源１０２２と、生体試料を収容する容器群１０２３と、を含む。当該光源１０２２は、生体試料に対して光を照射する照射部として機能しうる。当該生体試料を収容する容器群１０２３は、生体試料を保持可能な保持部として機能しうる。当該撮像素子１００には、生体試料を撮像するための信号取得部１１０を含むように構成されている。
撮像素子１００は、生体試料を収容する容器１０２３ａ（デッシュ）に収容されている生体試料を経時的に撮像することができる。撮像素子１００は、図４では生体試料に対して下方向に配置されているが、配置は特に限定されず、上下方向、前後方向、左右方向などいずれの方向に配置してもよい。観察装置としては、正立型又は倒立型のいずれでもよい。撮像素子１００における撮像方向は、ＸＹＺ方向のいずれでもよく、特に限定されない。撮像素子１００は、撮像のために、光軸方向（Ｚ軸方向）及び水平方向（Ｚ軸方向に直交する方向）に移動できるように構成されていてもよい。また、撮像素子１００は、対物レンズを介して生体試料を撮像されるように構成されていてもよい。
また、データ取得装置１は、静止画や動画を撮像可能に構成されてもよい。

光源１０２２は、特に限定されず、例えば、特定の波長の光を照射可能なＬＥＤ（Light Emitting Diode）、可視光ランプ、キセノンランプなどが採用されうる。
容器群１０２３は、複数の容器を含むように構成されてもよい。容器群１０２３の配置は特に限定されず、例えば、容器群１０２３は、撮像素子１００と光源１０２２との間において、観察ステージＳ上に配置され、このとき、当該観察ステージＳは、光源１０２２が照射する光を透過可能に構成されうる。
また、容器群１０２３を構成する材料は、特に限定されず、照射された光が透過できる材料であることが好ましい。

湿度・温度・ガス制御部１０３０は、インキュベータ１０１０内の温度及び湿度と、インキュベータ１０１０内に誘導されたガスを制御するものであり、例えば、細胞培養に適した温度３７〜３８℃程度に制御することができる。
検出部１０４０は、インキュベータ１０１０内の温度、湿度及び気圧や、光源１０２２の照度などを検出し、データ取得装置１に出力するように構成されうる。

データ取得装置１は、上述の「（１）第１の実施形態の説明」において説明したとおりであり、当該説明が本実施形態にも当てはまる。具体的には、データ取得装置１は、生体試料を２以上の異なる時点で撮像することにより画像信号を取得する信号取得部１１０と、前記画像信号から特徴量を抽出し、当該特徴量に基づき前記生体試料に関するデータを生成する情報処理部１０１と、前記生体試料に関するデータを撮像素子の外部に出力させる出力制御部１５０と、を有する撮像素子１００を備えている。前記信号取得部１１０、情報処理部１０１、出力制御部１５０は、単一のチップ内に配置されてもよい。

また、データ取得装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などのコンピュータに必要なハードウエアを有してもよい。ＣＰＵが、ＲＯＭやＨＤＤに格納された本技術のプログラムをＲＡＭにロードして実行することにより、後述するデータ取得方法の動作が制御されうる。

プログラムは、例えば種々の記憶媒体（内部メモリ）を介してデータ取得装置１にインストールされてもよい。あるいは、インターネットなどを介してプログラムのインストールが実行されてもよい。
本実施形態では、撮像素子１００を備えるデータ取得装置１は、例えば、情報処理装置（例えばＰＣ（Personal Computer）など）１０５０と接続されていてもよい。

出力部１０６０は、生体試料に関するデータ（画像データやアラートデータなど）などを出力可能に構成されている。出力部１０６０は、例えば、液晶、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）などを用いた表示装置（ディスプレイ）を含みうる。前記表示装置は、前記生体試料に関するデータを、画像（静止画像又は動画像）データ、文字データ、音データなどとして、出力しうる。また、出力部１０６０は、例えば印刷装置を含みうる。前記印刷装置は、前記生体試料に関するデータを、例えば紙などの印刷媒体に印刷して出力しうる。

入力部１０７０は、例えばユーザによる操作を受け付ける装置である。入力部１０７０は、例えばマウス、キーボード、又はディスプレイ（この場合ユーザ操作はディスプレイへのタッチ操作であってよい）を含みうる。入力部１０７０は、ユーザによる操作を電気信号としてデータ処理装置１に送信しうる。データ処理装置１の情報処理部１０１は、当該電気信号に応じて、各種の処理を行いうる。

（４）第１の実施形態における撮像素子によるデータの処理の例
以下、本技術に従う撮像素子１００によるデータの処理の例について詳細に説明するが、これに特に限定されない。

（４−１）撮像素子によるデータの処理の第１例

データ取得装置１に備えられている撮像素子１００による生体試料に関するデータの処理の例を、図５及び図６を参照しながら以下で説明する。図５及び図６は、撮像素子１００による生体試料に関するデータを処理するフロー図の概要の一例である。

撮像素子１００は、上記で図１を参照して説明したとおりのものであり、生体試料を撮像し、生体試料の２以上の異なる時点での画像信号を取得しうる信号取得部１１０、当該信号取得部１１０での撮像に関する撮像処理の制御を行う撮像処理部１２０、前記画像信号から特徴量を抽出し、当該特徴量に基づき前記生体試料に関するデータを生成する情報処理部１０１、生体試料に関するデータを撮像素子の外部に出力させる出力制御部１５０、を備えている。

＜第１例に関する実施形態＞
ステップＳ１０１において、撮像素子１００は生体試料に関するデータの取得処理を開始する。撮像素子１００は、生体試料を撮像し、画像信号を連続的に又は経時的に取得することを開始する。開始は、自動的でもよいし、例えば、ユーザが出力部のディスプレイに表示されている所定の処理開始ボタンをクリックなどを行なうことにより開始されてもよい。

なお、前記生体試料データの処理の開始に先立ち、学習済みモデルが生成されてよく、当該学習済みモデルが撮像素子１００に備えられている記憶部に格納されていてもよい。

ステップＳ１０２において、撮像素子１００は、生体試料を撮像し、画像信号を取得する。撮像素子１００は、生体試料の２以上の異なる時点での画像信号を取得することができる。例えば、撮像素子１００が、撮像処理部１２０を制御し、これにより、信号取得部１１０による前記撮像を制御しうる。撮像素子１００は、例えば動画像データ又はタイムラプス画像データを取得する。

信号取得部１１０によって取得されたアナログ画像信号は、例えば撮像処理部１２０によってデジタル画像信号に変換され、当該デジタル画像信号は情報処理部１０１へ送信される。情報処理部１０１は、当該画像信号を、後述のステップＳ１０３における生体試料に関するデータ生成のために用いる。

ステップＳ１０３において、情報処理部１０１は、生体試料の２以上の異なる時点での画像信号から特徴量を抽出し、当該特徴量に基づき前記生体試料に関するデータを生成する。
前記生体試料は、細胞培養物、受精卵、***、核酸及び生体組織片から選択される１種又は２種以上であることが好ましい。
前記特徴量は、細胞培養物に関する特徴量、受精卵に関する特徴量、***に関する特徴量、核酸に関する特徴量、又は生体組織片に関する特徴量のいずれかであることが好ましい。
前記生体試料に関するデータは、画像データ、アラートデータ、フラグデータ、核酸配列データ、着目量データから選択される１種又は２種以上を含むことが好ましい。当該生体試料に関するデータが画像データである場合は、当該画像データは例えば画像生成部１０５により生成されてよい。なお、本明細書内において、生体試料に関するデータのうち、画像データ以外のデータ（例えばアラートデータ、フラグデータ、核酸配列データ、着目データなど）を信号データともいう。

ステップＳ１０４において、出力制御部１５０は、生成された生体試料に関するデータを撮像素子の外部に出力させる。生体試料に関するデータが生成されなかった場合には、情報処理部１０１は、データを撮像素子の外部に出力させなくともよい。
また、出力された生体試料に関するデータは、データ取得装置の内部又は外部にある記憶部やサーバ上に記憶されてもよい。さらに、生体試料に関するデータのうち、信号データ（例えば、アラートデータ、フラグデータなど）と画像データとを紐づけて、当該信号データと当該信号データに紐付けられた画像データとを記憶しておくことが好ましい。画像データ又は信号データのいずれか一つを出力制御部１５０から出力した場合でも、紐づけられた他方のデータを呼び出し表示することも可能である。このとき信号データを出力することが、出力されるデータ量をより低減することができる観点から、好ましい。
ステップＳ１０４において、生体試料に関するデータが出力されたら、データ取得処理が終了されうる（ステップＳ１０５）。なお、ステップＳ１０４において、生体試料に関するデータが出力された後に、再度ステップＳ１０２〜Ｓ１０４の処理が繰り返されてもよい。

以下で、ステップＳ１０３の詳細を、図６を参照しながら説明する。
図６に示されるステップＳ２０１において、情報処理部１０１は、例えばＳ１０２において取得された２以上の異なる時点での画像信号を受信することに応じて、生体試料に関するデータを生成処理を開始する。
ステップＳ２０２において、情報処理部１０１は、生体試料の２以上異なる時点での画像信号から特徴量を取得する。前記特徴量の取得は、特徴量抽出部１０２により行われうる。例えば、認識処理部１０４に備えられる特徴量抽出部１０２が、２以上の異なる時点の画像信号の変化（差）を抽出する。
ステップＳ２０３において、情報処理部１０１は、前記特徴量に基づいて生体試料の状態を判別する。前記生体試料の判別は、状態判別部１０３により行われうる。例えば、認識処理部１０４に備えられる状態判別部１０３が、所定のイベントが起こることを判別することができる。例えば、認識処理部１０４は、２以上の異なる時点の画像信号の変化（差）を判別し、所定のイベントが起こることを判別することができる。これにより、前記生体試料の状態の判別結果を得ることができる。また、所定のイベントが起こる手前の状態の判別結果を得ることもできる。

ステップＳ２０４において、前記生体試料の状態の判別による判別結果に基づき、出力される生体試料に関するデータを生成する。前記生体試料に関するデータは、画像データ、アラートデータ、フラグデータ、核酸配列データ、着目データから選択される１種又は２種以上を含むように構成されることが好ましい。前記生体試料に関するデータの生成は、画像生成部１０５により行われてもよい。また、画像データ以外の生体試料に関するデータ（例えば、アラートデータなどの信号データなど）は、認識処理部１０４により生成されてもよい。また、情報処理部１０１は、画像データとこれ以外のデータ（例えば信号データ）とが紐付けられた生体試料に関するデータを生成してもよい。
以上のとおりにして、生体試料に関するデータが取得される。データが取得されたら、情報処理部１０１は、ステップＳ１０３における処理を終了する（ステップＳ２０５）。

情報処理部１０１は、前記生体試料に関するデータを生成する際に、学習済みモデルを用いることが好ましい。図７は、本技術において学習済みモデルとして用いられうる特化型ＡＩの処理手順例を簡略的に示すブロック図である。本技術における学習済みモデルを用いた処理は、一般的な特化型ＡＩ（Artificial Intelligence）の処理手順に従って行われてよい。特化型ＡＩは、所定のアルゴリズムに学習データ（教師データ）を機械学習させることで生成される学習済みモデルを用いる。当該学習済みモデルに対して、任意の入力データを適用することにより結果物が得られる。

あらかじめ、情報処理部１０１は、生体試料に関する特徴量に基づき、生体試料に関する画像データに対し、変換又は加工処理を施し、学習手法による解析を容易にするために生成された二次的な加工データを教師データ（学習データ）として、設定する。このときの生体試料に関する特徴量は、ユーザによって任意に設定されうるものでもよく、経験則的に導き出された生体試料に関する特徴量によって設定されうるものであってもよい。また、生体試料に関する画像データは、信号取得部１１０にて撮像することによって得てもよいし、記憶部やサーバー上などの装置内部や装置外部から得てもよい。

次いで、情報処理部１０１は、あらかじめ設定されているアルゴリズムに、教師データを用いて機械学習させることによって学習済みモデルを構築しうる。これにより、情報処理部１０１は、学習済みモデルを有する構成となる。
前記アルゴリズムは、例えば機械学習アルゴリズムとして機能する。情報処理部１０１は、それぞれの特徴量から構築された学習済みモデルのなかから、単数の学習済みモデルを選択してもよいし、複数を組み合わせた学習済みモデルを選択してもよい。また、学習済みモデルは、ユーザが単数又は複数を選択してもよく、特に限定されない。

機械学習アルゴリズムの種類として、特に限定されず、例えばＲＮＮ（RecurrentNeural Network：再帰型ニューラルネットワーク）、ＣＮＮ（Convolutional NeuralNetwork:畳み込みニューラルネットワーク）又はＭＬＰ（Multilayer Perceptron：多層パーセプトロン）等のニューラルネットワークを用いたアルゴリズムであってもよく、任意のアルゴリズムであってもよい。
次いで、情報処理部１０１は、信号取得部１１０にて取得された画像信号を、構築された学習済みモデルに入力することで、出力制御部１５０から出力するための生体試料に関するデータを生成しうる。なお、取得された画像信号は、図７の入力データに相当し、出力するための生体試料に関するデータは、図７の結果物に相当する。
前記学習済みモデルは、例えば深層学習（ディープラーニング）により生成された学習済みモデルであってよい。例えば、前記学習済みモデルは、多層ニューラルネットワークであってよく、例えば深層ニューラルネットワーク（ＤＮＮ：Deep Neural Network）であってよく、より具体的には畳込みニューラルネットワーク（ＣＮＮ：Convolutional Neural Network）であってもよい。
前記特徴量抽出部が特徴量抽出を行うために用いられる学習済みモデルとして、多層ニューラルネットワークが用いられてよい。前記多層ニューラルネットワークは、画像データを入力する入力層と、前記画像データの特徴量を出力する出力層と、入力層と出力層との間に設けられる少なくとも１層の中間層とを有しうる。
前記状態判別部が生体試料に関するデータを生成するために用いられる学習済みモデルとしても、多層ニューラルネットワークが用いられてよい。前記多層ニューラルネットワークは、特徴量を入力する入力層と、前記特徴量に基づく生体試料に関するデータを出力する出力層と、入力層と出力層との間に設けられる少なくとも１層の中間層とを有しうる。

情報処理部１０１が取得しうる生体試料に関する画像データは、信号取得部１１０により撮像された画像データでもよく、内部（例えば、記憶部）や外部（例えばネットワーク上）の画像データでもよく、これに特に限定されない。
なお、本技術に従う第１例は、第２例〜第７例で示されるデータ取得方法から必要に応じた方法を適宜採択し、適宜組み合わせて適用することができる。

（４−２）撮像素子によるデータの処理の第２例
データ取得装置１に備えられている撮像素子１００による生体試料に関するデータの処理の例を、図８及び図９を参照しながら以下で説明する。図８及び図９は、撮像素子１００による生体試料に関するデータを処理するフロー図の概要の一例である。
当該第２例に関する撮像素子１００、信号取得部１１０、撮像処理部１２０、情報処理部１０１、出力制御部１５０などは、上記（４−１）撮像素子によるデータの処理の第１例を採用しうる。図８及び図９を参照して、第２例に関する実施形態について説明する。これにより、生体試料を撮像する際に、出力するデータ量を低減できる。
なお、本技術に従う第２例は、第１例、第３例〜第７例で示されるデータ取得方法から必要に応じた方法を適宜採択し、適宜組み合わせて適用することができる。

第２例Ａに関する実施形態について、図８を参照して説明する。
ステップＳ３０１において、撮像素子１００は生体試料に関するデータの処理を開始する。撮像素子１００は、生体試料を撮像することにより画像信号を連続的に又は経時的に得ることを開始する。
ステップＳ３０２において、情報処理部１０１は、信号取得部１１０から、撮像処理部１２０を介して、生体試料の２以上の異なる時点での画像信号を取得する。
ステップＳ３０３において、情報処理部１０１は、生体試料の２以上の異なる時点での画像信号から特徴量を抽出する。
ステップＳ３０４において、情報処理部１０１は、生体試料の状態が所定の状態に達したか否かを判別する。情報処理部１０１は、所定の状態に達しうるか否かの判別でもよい。所定の状態には、経過時間なども含みうる。情報処理部１０１は、学習済みモデルを用いて、特徴量や所定の状態から、生体試料に関するデータを生成してもよい。
情報処理部１０１が、所定の状態に達していないと判別した場合には、ステップＳ３０２に戻り、画像信号の取得を行なう。
情報処理部１０１が、所定の状態に達したと判別した場合には、ステップＳ３０５に進み、前記特徴量に基づき前記生体試料に関する信号データ（例えば、アラートデータなど）を生成する。
ステップ３０５において、情報処理部１０１は、生体試料に関する信号データを、撮像素子の外部に出力する。
ステップＳ３０４において、生体試料に関するデータが出力されたら、データ取得処理が終了されうる（ステップＳ３０５）。なお、ステップＳ３０４において、生体試料に関するデータが出力された後に、再度ステップＳ３０２〜Ｓ３０４の処理が繰り返されてもよい。

第２例Ｂに関する実施形態について、図９を参照して説明する。
ステップＳ４０１において、撮像素子１００は生体試料に関するデータの処理を開始する。撮像素子１００は、生体試料を撮像することにより取得された画像信号を連続的に又は経時的に得ることを開始する。
ステップＳ４０２において、情報処理部１０１は、撮像処理部１２０から、生体試料の２以上の異なる時点での画像信号を得る。
ステップＳ４０３において、情報処理部１０１は、生体試料の２以上の異なる時点での画像信号から特徴量を抽出する。
ステップＳ４０４において、情報処理部１０１は、生体試料の状態が所定の状態に達したか否かを判別する。情報処理部１０１は、所定の状態に達しうるか否かを判別してもよい。情報処理部１０１は、学習済みモデルを用いて、生体試料に関するデータを生成してもよい。
情報処理部１０１が、所定の状態に達していないと判別した場合には、ステップＳ４０２に戻り、画像信号の取得を行なう。
情報処理部１０１が、所定の状態に達していると判別した場合には、ステップＳ４０５に進み、前記特徴量に基づき前記生体試料に関する画像データを生成する。また、情報処理部１０１が、所定の状態に達したと判別した場合、画像データの重要度の程度によって、画像データの圧縮率を変化させてもよく、例えば、画像データの重要度が高い場合には、画像データを圧縮しない又は画像データの圧縮率を低くしてもよく、画像データの重要度が低い場合には画像データの圧縮率を高くしてもよい。また、必要とする領域以外の領域の画像データを圧縮してもよい。また、画像データを生成する際に、経過時間などの時間データや場所などの座標位置データとこのデータに紐付けられた画像データを生成してもよい。また、このとき信号データ（例えば、アラートデータなど）も生成しうる。
ステップ４０５において、情報処理部１０１は、生体試料に関する画像データを含むデータを、撮像素子の外部に出力する。この生体試料に関するデータには、信号データを含んでもよい。
ステップ４０４において、生体試料に関するデータが出力されたら、データ取得処理が終了されうる（ステップＳ４０５）。なお、ステップＳ４０４において、生体試料に関するデータが出力された後に、再度ステップＳ４０２〜Ｓ４０４の処理が繰り返されてもよい。

（４−３）撮像素子による細胞培養物に関するデータの処理の第３例

以下に、本技術の第３例として、撮像素子１００による細胞培養物に関するデータの処理について、図１０を参照して説明する。
本技術に従う情報処理部１０１は、細胞培養物を２以上の異なる時点で撮像することにより画像信号を取得し、取得された画像信号から特徴量を抽出し、当該特徴量に基づき細胞培養物に関するデータを生成する。
情報処理部１０１は、細胞培養物の特徴量に基づき生体試料の状態を判別することができる。
情報処理部１０１は、細胞培養物に関し所定の状態であると判別した場合、細胞培養物に関するデータを生成し、出力しうる。情報処理部１０１は、所定の状態に達したま又は達しうると判別した場合には、出力しうる際に、判別結果に基づき、細胞培養物に関する作業処理を行ってもよく、また、ユーザが出力された細胞培養物に関するデータを判断して細胞培養物に関する作業処理を入力してもよい。細胞培養物に関する作業処理として、例えば、培養終了、継代培養、薬剤添加、細胞分取、細胞回収などやこれらの組み合わせ（例えば、薬剤添加次いで細胞分取／回収）から１種又は２種以上を選択することができる。

また、情報処理部１０１は、例えば、培養容器（例えば、シャーレ、ボトル、チャンバーなど）の形態のモデル化、培養容器の有無など；細胞培養の有無、培養容器の数、一培養容器当たりの培養期間；細胞の形態のモデル化、ドット化など；細胞の数、増殖、消失、形態、トラッキング、動き；を、生体試料に関するデータにすることができる。

従来は、ＣＣＤやＣＭＯＳなどのイメージャーでリアルタイムでモニタリングを行なうと、画像データが膨大になってしまう課題があった。
これに対し、本技術に従う撮像素子１００を用いることで、画像データ量の低減を行なうことができる。本技術は、データ量を削減できるため、長期間、リアルタイム、モニタリング対象の多数化などを行なうことができる。また、本技術に従う撮像素子１００を用いることで、細胞分取、継代、薬剤投与のタイミングなど、細胞培養を自動化できる。

本技術における細胞培養物は、組織、細胞、ウイルス、細菌、培養液、代謝物などを含みうる。組織には、二次元培養または三次元培養された組織、スフェロイド、細胞塊を含む。さらに、細胞には、幹細胞、induced pluripotent stem cells （iPS）細胞、がん細胞株、遺伝子操作した細胞などを含む。
細胞に関する特徴量として、特に限定されないが、例えば、形状、細胞数、密度、増殖スピード、活性度、動きなどが挙げられ、これらから１種又は２種以上を選択することができる。
また、培養液に関する特徴量として、特に限定されないが、例えば、培地中の異物数、培地の栄養成分（例えば、タンパク質、炭水化物、脂質、ミネラルなど）、各栄養成分の含有量、二酸化炭素濃度、酸素濃度、温度、気圧、気体雰囲気、光透過、光散乱、光吸収、ｐＨ、ｐＨ応答物などが挙げられ、これらから１種又は２種以上を選択することができる。当該異物として、特に限定されないが、例えば、微生物（例えば、菌類（例えば、細菌、真菌など）、ウイルス、マイコプラズマなど）などが挙げられる。

前記細胞培養物に関する特徴量の抽出は、特に限定されないが、例えば、２以上の異なる時点で撮像された細胞培養物に関する画像信号の変化（差）に基づき、行なうことができる。より具体的には、２以上の異なる時点における画像信号の変化（差）が生じる場合に、その変化（差）を細胞培養物に関する特徴量として抽出できる。これにより、細胞培養に関する特徴量を取得できる。
前記細胞培養物に関する特徴量に基づき、生体試料に関する所定の状態を判別できる。当該所定の状態として、特に限定されないが、例えば、所定の細胞密度に到達した状態又は到達しうる状態、異物が発生した状態又は発生しうる状態などが挙げられる。

そして、所定の細胞密度に到達した状態又は到達しうる状態に達したと判別した場合には、細胞培養物に関するデータを生成し、出力する。当該細胞培養物に関するデータとして、特に限定されないが、例えば、細胞密度のアラート、継代時期のアラート、薬剤投与のアラート、生成された細胞培養物に関する画像データなどが挙げられ、これから選択される１種又は２種以上を含むことができる。

また、異物が発生した又は発生しうる状態に達したと判別した場合には、細胞培養物に関するデータを生成し、出力する。当該細胞培養物に関するデータとして、特に限定されないが、例えば、異物発生のアラート、継代時期のアラート、薬剤投与のアラート、培養液交換アラート、生成された細胞培養物に関する画像データなどが挙げられ、これから選択される１種又は２種以上を含むことができる。

本技術により、細胞培養物の管理を行うことができる。また、本技術は、細胞培養物を撮像し取得された複数の画像信号に対して学習モデルを用いて、細胞培養物に関する特徴量を判別してもよい。

本技術により、撮像画素上で、細胞培養物の２以上の異なる時点での画像信号から、細胞培養物に関する特徴量を判別し、当該細胞培養物に関するデータを生成できる。これにより、撮像素子の外部に大量の画像データを連続的に出力しなくともよくなり、撮像素子の外部へのデータ転送量を低減させることができる。

また、細胞培養物に関する特徴量は、特に限定されないが、例えば、細胞数、細胞***（例えば、数、速度、形状など）、細胞活性度（例えば、酵素、代謝物など）、細胞の動きなどの細胞に関する特徴量；培養液組成、微生物数などの培養液に関する特徴量；などを含んでもよく、これらから１種又は２種以上を選択してもよい。特徴量を検出する際に、必要に応じて、呈色法検出、蛍光法検出、抗原抗体反応検出などやこれらの組み合わせを適宜利用してもよい。

本技術により、コンタミネーション対策などの培養管理を行う場合、例えば、本来培養したい細胞とは異なる特徴を持つものを異物として認識し、アラートを提示することもできる。また、このとき、本来の細胞培養物と異物との違いを学習モデルを用いて判別してもよい。当該異物として、例えば、細菌、真菌、マイクロプラズマ、ウイルスなどの微生物などが挙げられるが、これに限定されない。
培養管理において、細胞と異物との違いとして、例えば、大きさ、形状、増殖速度、***速度、動き、活性、存在場所、光散乱、内部構造などが挙げられ、これらから選択される１種又は２種以上を細胞培養物の特徴量とすることができるが、これに特に限定されない。

また、本技術であれば、イベントが発生する前に又は発生した際に、情報処理部１０１が２以上の異なる時点での画像信号を取得し、当該画像信号に基づき細胞培養物に関するデータを生成し、撮像素子の外部に細胞培養物に関するデータ（例えば、培養細胞などの画像データやアラートデータなど）として出力させてもよい。
イベントが発生する前として、特に限定されないが、例えば、薬剤添加前、継代前、細胞分取前、細胞の追加前、細胞培養終了前などが挙げられる。
イベントが発生した際として、特に限定されないが、例えば、設定時間に到達したとき；目的の細胞密度又は細胞数まで細胞培養が到達したとき；培養液中に異物が発生したとき；薬剤を投与したときなどが挙げられる。
本技術により、出力されるデータ量をより低減することができる。

撮像素子による細胞培養物に関するデータの処理の第３例Ａとして、以下に例示するが、これに特に限定されない（図１０参照）。
ステップＳ５０１において、細胞培養物の培養を開始し、培養細胞物のモニタリングが開始される。
ステップＳ５０２において、情報処理部１０１が、２以上の異なる時点での細胞培養物の画像信号を取得するように信号取得部１１０を制御する。
ステップＳ５０３において、情報処理部１０１が、細胞培養物の２以上の異なる時点での画像信号から細胞培養物の特徴量を抽出し、当該特徴量に基づき細胞培養物に関するデータを生成する。このとき、学習済みモデルを用いてもよい。
ステップＳ５０４において、出力制御部１５０が、前記細胞培養物に関するデータを撮像素子の外部に出力する。
ステップＳ５０４において、細胞培養物に関するデータが出力されたら、データ取得処理が終了されうる（ステップＳ５０５）。なお、ステップＳ５０４において、細胞培養物に関するデータが出力された後に、再度ステップＳ５０２〜Ｓ５０４の処理が繰り返されてもよい。
ステップＳ５０５において、細胞培養物に関するデータに基づき細胞培養物に関する作業処理を行う。ユーザが、出力された細胞培養物に関するデータに基づき、細胞培養物に関する作業処理を入力又は指示してもよい。また、細胞培養物に関する作業処理部を設け、この作業処理部において各種作業処理方法を予め設定しておき、前記細胞培養物に関するデータが細胞培養物に関する作業処理部に送信され、この送信されたデータに基づき細胞培養物に関する作業処理部にて細胞培養物の各種作業処理を行ってもよく、これにより自動的な作業処理が可能となる。

撮像素子による細胞培養物に関するデータの処理の第３例Ｂとして、以下に例示するが、これに特に限定されない（図１０参照）。
ステップＳ５０１において、細胞培養物の培養を開始し、培養細胞物のモニタリングが開始される。
ステップＳ５０２において、情報処理部１０１が、２以上の異なる時点での細胞培養物の画像信号を取得するように信号取得部１１０を制御する。
ステップＳ５０３において、情報処理部１０１が、前記画像信号から細胞数及び細胞密度の特徴量を抽出し、当該特徴量に基づき細胞数及び細胞密度に関するデータを生成する。このとき、学習済みモデルを用いてもよい。
ステップＳ５０４において、情報処理部１０１が、細胞数及び細胞密度に関するデータに基づき細胞培養物の状態を判別する。このときの細胞培養物の状態が、所定の細胞数及び／又は所定の細胞密度に到達しうる又は到達した状態であることが好ましい。到達しうる又は到達した状態を含む細胞培養物に関するデータを生成し、撮像素子の外部に出力する。このステップＳ５０４において、当該データとして、アラートデータを連続的に撮像素子の外部に出力してもよい。また、到達直前又は到達時に撮像された画像データを、撮像素子の外部に出力してもよい。また、当該アラートデータ及び当該画像データを含むデータを、撮像素子の外部に出力してもよい。
ステップＳ５０４において、細胞培養物に関するデータが出力されたら、データ取得処理が終了されうる（ステップＳ５０５）。なお、ステップＳ５０４において、細胞培養物に関するデータが出力された後に、再度ステップＳ５０２〜Ｓ５０４の処理が繰り返されてもよい。
本技術により、出力されるデータ量をより低減することができる。また、作業処理に必要な画像データやアラートデータが適切に出力されるため、ユーザが細胞培養物に関する作業処理を行い易い。

例えば、培養の継続を判別する場合、出力された細胞培養物に関するデータに基づき、ユーザが、培養の終了や細胞の継代の判別し、終了などの入力を行ってもよい。
例えば、細胞培養物の薬剤添加を判別する場合、出力された細胞培養に関するデータに基づき、ユーザが、細胞培養物に対して薬剤添加を行うことができる。
例えば、細胞分取又は細胞回収を判別する場合、出力された細胞培養に関するデータに基づき、ユーザが、細胞培養物に対して細胞分取又は細胞回収を行うことができる。
細胞培養物の薬剤添加次いで細胞分取／回収を判別する場合、出力された細胞培養に関するデータに基づき、ユーザが、細胞培養物に対して薬剤添加を行うことができる。さらに、細胞培養を継続し、上述した第３例ＢにおけるステップＳ５０１〜Ｓ５０４と同様のステップを行い、細胞分取／回収を行ってもよい。

なお、細胞培養物に関する作業処理部を設け、この作業処理部において各種作業処理方法を予め設定しておき、当該作業処理部がユーザが行う作業処理と同様の作業処理を、ユーザに代わり行ってもよい。例えば、前記細胞培養物に関するデータが細胞培養物に関する作業処理部に送信され、この送信されたデータに基づき細胞培養物に関する作業処理部が細胞培養物の各種作業処理を自動的に行なうことが可能である。
また、本技術に従う第３例は、第１例〜第２例や第４例〜第７例で示されるデータ取得方法から必要に応じた方法を適宜採択し、適宜組み合わせて適用することができる。

（４−４）撮像素子による受精卵に関するデータの処理の第４例
以下に、本技術の第４例として、撮像素子による受精卵に関するデータの処理について、図１１を参照して説明する。
本技術に従う情報処理部１０１は、受精卵を２以上の異なる時点で撮像することにより画像信号を取得し、取得された画像信号から特徴量を抽出し、当該特徴量に基づき受精卵に関するデータを生成する。
情報処理部１０１は、受精卵の特徴量に基づき生体試料の状態を判別することができる。
情報処理部１０１は、受精卵に関し所定の状態に達したと判別した場合、受精卵に関するデータを生成し、出力しうる。情報処理部１０１は、所定の状態に達したと判別した場合には、出力しうる際に、判別結果に基づき、受精卵に対する作業処理を行ってもよく、また、ユーザが出力された受精卵に関するデータを判断して受精卵に関する作業処理を入力してもよい。受精卵に関する作業処理として、例えば、細胞分割、培養終了、継代培養、薬剤添加、細胞分取、細胞回収などやこれらの組み合わせ（例えば、細胞分割次いで細胞分取／回収）から１種又は２種以上を選択することができる。

情報処理部１０１は、２以上の異なる時点で取得された画像信号の変化量（差）に応じて画像データにタグを付け、タグが付された画像データを、受精卵に関するデータとして、撮像素子の外部に出力できる。これ以前に撮像された画像データはメモリに保持してもよい。例えば、連続撮像した２画像を画像データとしてメモリに保存する；連続撮像した２画像を比較し、所定の状態を超えた（又は超えない）場合に、その画像データにタグデータを付する；タグが付された画像データを受精卵に関するデータとして、撮像画素の外部に出力する；タグが付されていない画像データ（例えば、変化（差）がない画像データ）は、撮像素子の外部に出力しない又は画像データ以外の量の少ないデータ（例えばアラートデータなど）に生成し、撮像素子の外部に出力する；ことができる。

なお、タグ付けは、例えば、受精卵などの細胞が***した時点など細胞培養物の状態が変化した時点又は変化しうる前の画像データ；病理医や外科医が注目した座標（ステージ移動や内視鏡の操作の速度を変化させた視野）；ラインスキャン時の画像変化点の抽出；などに行なうことができるが、これに限定されない。

従来、受精卵をモニタリングする際に、モニタリングにて得られた画像データを連続的に外部のサーバに出力し、サーバに保存した画像データを解析していたが、画像データの量が大きくこれを連続的に外部に出力するため、出力された画像データや処理する画像データ量が大きくなる。
これに対し、本技術に従う撮像素子１００を用いて、特徴量（特徴点や時間など）を抽出することで、データ量の低減を行なうことができる。画像データの保存と同時にデータ量の低減を行ってもよい。本技術は、データ量を削減できるため、長期間、リアルタイム、モニタリング対象の多数化などを行なうことができる。また、本技術に従う撮像素子１００を用いることで、受精卵の***、細胞分取、継代、薬剤投与のタイミングなど、細胞培養を自動化できる。

本技術における受精卵を含む生体試料は、受精卵や培養液などを含みうる。受精卵に関する特徴量として、特に限定されないが、例えば、分割（例えば、分割形状、分割速度など）、受精卵形状、活性度などが挙げられ、これらから１種又は２種以上を選択することができる。培養液は、上述した細胞培養物における培養液と同様である。

前記受精卵に関する特徴量の抽出は、特に限定されないが、例えば、２以上の異なる時点で取得された受精卵に関する画像信号の変化（差）に基づき、当該抽出を行なうことができる（例えば図１１参照）。より具体的には、２以上の異なる時点における画像信号の変化（差）が生じる場合に、その変化（差）を受精卵に関する特徴量として抽出できる。これにより、受精卵に関する特徴量を取得できる。
前記受精卵に関する特徴量に基づき、生体試料に関する所定の状態を判別できる。当該所定の状態として、特に限定されないが、例えば、所定の分割過程に到達した状態又は到達しうる状態、異物が発生した状態又は発生しうる状態などが挙げられる。

そして、情報処理部１０１は、所定の分割過程に到達した状態又は到達しうる状態に達したと判別した場合には、受精卵に関するデータを生成し、出力する。当該受精卵に関するデータとして、特に限定されないが、例えば、分割過程のアラート、細胞分取／回収のアラート、培養液交換のアラート、薬剤投与のアラート、生成された受精卵に関する画像データなどが挙げられ、これから選択される１種又は２種以上を含むことができる。

本技術により、受精卵分割過程の管理を行うことができる。また、本技術は、受精卵の分割過程を撮像し取得された複数の画像信号に対して学習モデルを用いて、受精卵に関する特徴量を判別してもよい。

本技術により、撮像素子上で、受精卵の２以上の異なる時点での画像信号から、受精卵に関する特徴量を判別し、当該判別結果に基づき当該受精卵に関するデータを生成できる。これにより、撮像素子の外部に大量の画像データを連続的に出力しなくともよくなり、撮像素子の外部へのデータ転送量を低減させることができる。

また、受精卵に関する特徴量として、特に限定されないが、例えば、受精卵の分割（例えば、分割数、分割速度、分割形状など）、細胞活性度（例えば、酵素、代謝物など）などの受精卵に関する特徴量；培養液組成、微生物数などの培養液に関する特徴量；などが含まれてもよく、これらから１種又は２種以上を選択してもよい。

また、本技術であれば、***過程などの受精卵管理を行う場合、情報処理部１０１が、受精卵の２以上の異なる時点での画像信号を取得し、当該画像信号に基づき受精卵に関するデータを生成し、撮像素子の外部に受精卵に関するデータ（例えば、タグ付きの画像データやアラートデータなど）を出力させてもよい。
本技術により、***過程などの受精卵管理を行う場合、例えば、２以上の異なる時点で取得された画像信号に基づき分割時点を判別し、当該判別結果に基づき受精卵に関するデータを生成できる。

受精卵に関するデータは、アラートデータの他、分割時点で撮像された画像データを含みうる。情報処理部１０１は、分割時点で、フラグのデータを紐付けた画像データを生成してもよい。このフラグは、受精卵の分割過程における経過時間、受精卵の座標などを含みうる。情報処理部１０１は、フラグ付き画像データとフラグなしの画像データとで圧縮率を変化させることができ、フラグなしの画像データの圧縮率を高めることで、撮像素子の外部に出力するデータ量を低減することができる。さらに、フラグ付き画像データを内部に記憶させてもよい。
また、フラグ付き画像データを、撮像素子の外部に出力するとともに、フラグなしの画像データを、撮像素子の外部に出力させない又は画像データ以外の量の少ないデータ（例えばアラートデータなど）に生成して、撮像素子の外部に出力させてもよい。

本技術であれば、大量の画像データをストレージし読み出して解析しなくともよく、装置内部で分割時点を解析し、適宜記憶することもできる。さらに、サーバなどの外部でのストレージや解析計算量を低減できる。
本技術により、出力されるデータ量をより低減することができる。また、作業処理に必要な画像データやアラートデータが適切に出力されるため、ユーザが受精卵に関する作業処理を行い易い。
なお、本技術に従う第４例は、第１例〜第３例や第５例〜第７例で示されるデータ取得方法から必要に応じた方法を適宜採択し、適宜組み合わせて適用することができる。

（４−５）撮像素子による***に関するデータの処理の第５例

以下に、本技術の第５例として、撮像素子による***に関するデータの処理について、図１２を参照して説明する。
本技術に従う情報処理部１０１は、***を含む生体試料を２以上の異なる時点で撮像することにより画像信号を取得し、取得された画像信号から特徴量を抽出し、当該特徴量に基づき***に関するデータを生成する。
情報処理部１０１は、***の特徴量に基づき生体試料の状態を判別することができる。
情報処理部１０１は、***に関し所定の状態であると判別した場合、***に関するデータを生成し、出力しうる。情報処理部１０１は、所定の状態に達したと判別した場合には、出力しうる際に、判別結果に基づき、***に対する作業処理を行ってもよく、また、ユーザが出力された***に関するデータを判断して***に関する作業処理を入力してもよい。***に関する作業処理として、例えば、***細胞分取、***細胞回収、薬剤添加などから１種又は２種以上を選択することができる。

従来は、ＣＣＤやＣＭＯＳなどのイメージャーでリアルタイムでモニタリングを行なうと、画像データが膨大になってしまう課題があった。
これに対し、本技術に従う撮像素子１００を用いることで、画像データ量の低減を行なうことができる。本技術は、データ量を削減できるため、長期間、リアルタイム、モニタリング対象の多数化などを行なうことができる。

本技術における***を含む生体試料は、***や培養液などを含みうる。***に関する特徴量として、特に限定されないが、例えば、***の動き、***形状、活性度などが挙げられ、これらから１種又は２種以上を選択することができる。培養液は、上述した細胞培養物における培養液と同様である。

前記***に関する特徴量の抽出は、特に限定されないが、例えば、２以上の異なる時点で取得された***に関する画像信号の変化（差）に基づき、当該抽出を行なうことができる（例えば図１２参照）。より具体的には、２以上の異なる時点における画像信号の変化（差）が生じる場合に、その変化（差）を***に関する特徴量として抽出できる。これにより、***に関する特徴量を取得できる。
前記***に関する特徴量に基づき、生体試料に関する所定の状態に達した否かを判別できる。当該所定の状態として、特に限定されないが、例えば、***が良好な状態、異物が発生した状態又は発生しうる状態などが挙げられる。

***が良好な状態に達したと判別した場合には、***に関するデータを生成し、出力する。当該***に関するデータとして、特に限定されないが、例えば、細胞分取／回収のアラート、薬剤投与のアラート、生成された***に関する画像データなどが挙げられ、これからから選択される１種又は２種以上を含むことができる。

本技術により、***選択の管理を行うことができる。また、本技術は、***を含む生体試料を撮像し取得された複数の画像信号に対して学習モデルを用いて、***に関する特徴量を判別してもよい。

本技術により、撮像素子上で、***を含む生体試料の２以上の異なる時点での画像信号から、***に関する特徴量を判別し、当該***に関するデータを生成することで、撮像素子の外部に大量の画像データを連続的に出力しなくともよくなり、撮像素子の外部へのデータ量を低減させることができる。

また、***に関する特徴量は、特に限定されながいが、例えば、***の活動（例えば、***数、***の運動速度、***形状など）、細胞活性度（例えば、酵素、代謝物など）などの***に関する特徴量；培養液組成、微生物数などの培養液に関する特徴量；などを含んでもよく、これらから１種又は２種以上を選択してもよい。

本技術により、***選択の管理を行う場合、情報処理部１０１が、***を含む生体試料の２以上の異なる時点での画像信号を取得し、当該画像信号に基づき***に関するデータを生成し、撮像素子の外部に***に関するデータ（例えば、タグ付きの画像データやアラートデータなど）を出力させてもよい。例えば、体外受精に良好な***を判別し、当該***に関するデータを生成してもよい。

***に関するデータは、アラートデータの他、選択された***が撮像された画像データを含みうる。情報処理部１０１は、体外受精に良好な***を判別し、当該判別結果に基づきその***の領域のみの画像データ又はこの領域と周辺画素のみからなる画像データを生成してもよい。また、情報処理部１０１は、判別した***を追跡し、***が存在する座標位置から座標位置データを生成してもよい。このとき、***の領域のみの画像データ又はこの領域とその周辺画素のみからなる画像データを切り出し、切り出された画像データと***が存在する座標位置データとを紐付け、当該座標位置データと当該座標位置に紐付けられた画像データとを生成することが好ましい。また、***の領域のみの画像データ以外の領域を削除してもよく、***の領域とその周辺画素のみからなる画像データ以外の領域を削除してもよい。生成された***に関するデータは、撮像素子の外部に出力される。

本技術であれば、装置内部で良好な***を選択し、その***の領域のみの画像データ又はこの領域とその周辺画素のみからなる画像データにすることができる。これにより、観察全領域の大量となる画像データを出力しなくともよくなる。また、本技術により、出力されるデータ量をより低減することができる。また、作業処理に必要な画像データやアラートデータが適切に出力されるため、ユーザが***の処理を行い易い。
なお、本技術に従う第５例は、第１例〜第４例や第６例、第７例で示されるデータ取得方法から必要に応じた方法を適宜採択し、適宜組み合わせて適用することができる。

（４−６）撮像素子による核酸に関するデータの処理の第６例
以下に、本技術の第６例として、撮像素子による核酸に関するデータの処理について、図１３を参照して説明する。
本技術に従う情報処理部１０１は、核酸のスポットを撮像し画像信号を取得し、取得された画像信号から特徴量を抽出し、当該特徴量に基づき核酸に関するデータを生成する。
情報処理部１０１は、核酸の特徴量に基づき生体試料の状態を判別することができる。判別する前に行なう工程として、取得された画像信号においてシグナルを発するスポットをスポットごとの領域に区分することが好ましい。情報処理部１０１は、核酸に関し所定の状態に達したと判別した場合、核酸配列データを生成し、出力しうる。

核酸に関する特徴量として、特に限定されない。例えば、スポットの波長、蛍光スペクトル、吸収スペクトル、光学特性、蛍光波長、面積、輝度、中心からの距離、円形状の抽出（ｈｏｕｇｈ変換）などが挙げられ、これらから１種又は２種以上を選択することができる。
また、情報処理部１０１は、スポット以外の領域の画像データを除外して画像データを作成することができる。
情報処理部１０１は、取得された画像信号から、蛍光波長、蛍光スペクトル、蛍光強度などの核酸に関する特徴量に基づき、ＡＧＣＴの核酸配列データに変換しうる。本明細書内において、「核酸に関する特徴量」は、核酸自体に関する特徴量及び核酸にラベリングされた物質（例えば蛍光色素など）に関する特徴量の両方を包含し、これらのいずれか一方又は両方であってよい。
情報処理部１０１は、取得された画像信号に基づき、設定された閾値以上の蛍光シグナル強度かつ蛍光波長から、核酸の種類に変換しうることが好ましい。例えば、対象となるスポットから核酸の数を算出する場合、[対象スポットの面積又は輝度]÷[塩基１つの場合のスポットの面積又は輝度（基準（閾値）１）]に基づき、算出することができる。
このように、情報処理部１０１は、取得された画像信号に基づき、例えば核酸の種類及び／又は数を決定しうる。情報処理部１０１は、決定された核酸の種類及び／又は数に基づき核酸配列データを生成しうる。
これにより、取得された画像信号を、ＡＧＣＴの文字などのデータに変換することで、データ量を圧縮でき、データ量を低減できる。また、本技術により、出力されるデータ量をより低減することができる。
また、画像信号に起点を設定することで、画像信号における蛍光シグナルの座標位置が容易に設定しやすく、核酸の核酸配列データに変換する際又は変換したあとに、核酸の核酸配列データの順序が明確にしやすくなる。例えば、画像データを、二次元に配置していなくともよく、単純にスポット番号を付して一次元にして順番に配列させてもよい。

従来の核酸配列解析方式は、画像データのままで転送しているため、データ量が膨大になりデータ転送に負荷がかかるという課題がある。このようにデータ量が多くなるため、撮像頻度の減少、撮像期間の制限、モニタリング対象試料の制約をする必要があった。
これに対し、本技術に従う撮像素子１００を用いることで、従来の核酸配列解析方式で得られる画像データから核酸配列データにすることができ、データ転送の負荷を軽減し、スピート向上が期待できる。

第５例に関する実施形態について、図１４を参照して説明する。
ステップＳ６０１において、情報処理部１０１が、核酸のシークエンシングが開始される。
ステップＳ６０２において、情報処理部１０１が、蛍光標識法を行い、複数の蛍光スポットを含む蛍光画像を２以上の異なる時点で撮像することにより、蛍光画像に関する画像信号を取得する。
ステップＳ６０３において、情報処理部１０１は、取得された画像信号から、蛍光スポットの特徴量（例えば、蛍光波長、蛍光スペクトル、蛍光強度、蛍光領域など）を抽出する。情報処理部１０１は、閾値以上のシグナルやスポット位置などを特徴量として抽出しうる。例えば、蛍光スポット波長に基づき、ＡＧＣＴのいずれかに設定できる。所定のスポット強度１で１塩基と設定したときに、この倍の強度がある場合には、その倍分が塩基数と設定することができ、例えば、核酸Ａのスポット強度の２倍の強度が検出された場合、その蛍光スポットは、ＡＡというようにＡの２塩基数と判別できる。また、蛍光面積にて、同様に塩基の種類や数、配列順序を判別することができる。また、蛍光スポットと蛍光面積とを組み合わせて、塩基の種類や数、配列順序を判別してもよい。
ステップＳ６０４において、情報処理部１０１は、蛍光スポットの特徴量に基づき、核酸の配列に関するデータを生成する。蛍光スポットごとに区分し、起点を設定することで、二次元から一次元的データとすることができ、情報処理部１０１は、さらに、核酸の配列を順序よく設定できる。
また、情報処理部１０１は、Ｓ６０２〜Ｓ６０４やＳ６０３〜Ｓ６０４を繰り返すことで、図１３のようなＡＣＧＡＴＧなどと核酸の配列を延ばしながら、核酸の配列に関するデータを作成してもよい。
ステップＳ６０５において、情報処理部１０１は、核酸の配列に関するデータを外部に出力する。

ステップＳ６０５において、核酸の配列に関するデータが出力されたら、データ取得処理が終了されうる（ステップＳ６０６）。なお、ステップＳ６０５において、核酸の配列に関するデータが出力された後に、再度ステップＳ６０２〜Ｓ６０４の処理が繰り返されてもよい。
核酸の配列に関するデータをユーザに表示することにより、ユーザが引き続き蛍光標識法を行うかどうかを判別し、これを入力できる。また、蛍光標識法に関する作業処理部が、行うかどうかを判別してもよい。

本技術により、出力されるデータ量をより低減することができる。また、作業処理に必要な画像データやアラートデータが適切に出力されるため、ユーザが核酸に関するデータ処理を行い易い。
なお、本技術に従う第６例は、第１例〜第５例や第７例で示されるデータ取得方法から必要に応じた方法を適宜採択し、適宜組み合わせて適用することができる。

（４−７）撮像素子による生体組織片に関するデータの処理の第７例
以下に、本技術の第７例について、図１５を参照して説明する。
本技術に従う情報処理部１０１は、生体組織片を含む生体試料を２以上の異なる時点で撮像することにより画像信号を取得し、取得された画像信号から特徴量を抽出し、当該特徴量に基づき生体組織片に関するデータを生成する。当該特徴量として、例えば、着目量（例えば、着目時間、着目領域、着目回数など）などが挙げられる。
情報処理部１０１は、前記特徴量に基づき、生体組織片を含む生体試料の状態を判別することができる。
前記生体組織片に関する特徴量に基づき、生体試料に関する所定の状態に達した否かを判別できる。当該所定の状態として、例えば着目量が挙げられる。

情報処理部１０１は、所定の着目量に状態に達したと判別した場合には、生体組織片に関するデータを生成し、出力する。当該生体組織片に関するデータは、特に限定されないが、例えば着目データであってよい。当該着目データとして、着目量（観察回数、観察時間など）の多い画像領域に関するアラートや画像データ、着目量（移動速度の遅さ、回数、観察時間など）の多い撮像フレームに関するアラートや画像データなどが挙げられ、これからから選択される１種又は２種以上を含むことができる。

本技術により、生体組織片に関する観察の管理を行うことができる。また、本技術は、生体組織片を撮像し、取得された複数の画像信号に対して学習モデルを用いて、生体組織片に関する特徴量を判別してもよい。
本技術により、撮像素子の外部へのデータ量を低減することができる。

例えば、第７例Ａとして、情報処理部１０１は、ユーザが広い視野の標本を顕微鏡観察する際に、顕微鏡観察の画像のなかで特徴領域を検出し、この特徴領域を含む視野にフラグを付けることができる。
情報処理部１０１は、このフラグ付きの特徴領域のみの画像データ又はこの特徴領域と周辺画素のみからなる画像データと、当該画像データ以外の領域の画像データとの圧縮率を変化させうる。当該画像データ以外の領域の画像データを圧縮させることで、外部に出力するデータを低減することができる。さらに、情報処理部１０１は、フラグ付き画像データを内部に記憶させてもよく、また、フラグなしの画像データを外部に出力せずに、フラグ付き画像データのみを撮像素子の外部に出力してもよい。また、フラグに関する情報のみを、信号データとして外部に出力してもよい。
また、第７例Ｂとして、情報処理部１０１は、顕微鏡観察の画像のなかで特徴領域を検出し、その特徴領域のみの画像データ又はこの特徴領域と周辺画素のみからなる画像データにフラグを付してもよい。このフラグには、座標、操作時間、操作領域などのデータを含みうる。特徴領域の検出の例として、例えば、ユーザが繰り返し観察した視野を画像解析から検出してもよい。
上記第７例Ｂと同様に、フラグ付きの画像データや信号データを、撮像素子の外部に出力してもよい。また、情報処理部１０１は、特徴領域として検出された特徴領域のみの画像データ又はこの特徴領域と周辺画素のみからなる画像データを生成し、当該特徴領域のみの画像データ又はこの特徴領域と周辺画素のみからなる画像データ、信号データを、撮像素子の外部に出力してもよい。

また、第７例Ｃとして、情報処理部１０１は、複数の画像フレームを観察する場合、一定フレームレートで動画を撮像し、視野（撮像フレーム）間での画像変化から移動速度を算出する。情報処理部１０１は、この移動速度の変換がある場合に、変化のあるフレームにフラグを付す。情報処理部１０１は、フラグ付きの画像データ以外の画像データを圧縮することで、出力される画像データを低減することができる。

なお、本技術に従う第７例は、必要に応じて、第１例〜第６例で示されるデータ取得方法から必要に応じた方法を適宜採択し、適宜組み合わせて適用することができる。

２．第２の実施形態（アプリケーション装置）

本技術に従うデータ取得装置は、種々の装置として適用することが可能であり、また種々の装置に備えてもよい。当該装置として、例えば、細胞培養装置、顕微鏡観察装置、核酸配列解析装置、生体組織観察装置、生体試料観察装置などが挙げられるが、これに限定されない。前記核酸配列解析装置は、例えば次世代シーケンサー（ＮＧＳ、Next Generation Sequencer）であってもよい。上記１．において説明したとおりであり、その説明が本実施形態においても当てはまる。

３．第３の実施形態（データ取得方法）
本技術は、生体試料の２以上の異なる時点での画像信号を取得する信号取得工程と、前記画像信号から特徴量を抽出する特徴量抽出工程と、
当該特徴量に基づき前記生体試料に関するデータを生成するデータ生成工程と、
前記生体試料に関するデータを前記撮像素子の外部に出力させる出力工程と、
を含むデータ取得方法も提供する。
本技術の方法は、前記信号取得工程の前に、生体試料に対して光を照射する照射工程を含んでもよい。
本技術は、生体試料を２以上の異なる時点で撮像素子により撮像して取得された画像信号から特徴量を抽出する特徴量抽出工程と、
当該特徴量に基づき前記生体試料に関するデータを生成するデータ生成工程と、
前記生体試料に関するデータを前記撮像素子の外部に出力させる出力工程と、
を含むデータ取得方法も提供する。

本技術に従うデータ取得方法は、前記特徴量に基づいて前記生体試料の状態を判別する判別工程を含みうる。
本技術に従うデータ取得方法は、例えば、学習済みモデルを用いて、前記生体試料に関するデータを生成することも可能である。
また、本技術に従うデータ取得方法は、上述した装置（例えば、上記１．において述べたデータ取得装置など）によって実行されうる。
本技術の生体試料観察方法は、上述したデータ取得方法を含むことができる。当該生体試料観察方法は、顕微鏡観察方法又は核酸配列解析方法であってもよい。

４．第４の実施形態（プログラム）
本技術は、生体試料を２以上の異なる時点の画像信号を取得する信号取得部と、
前記画像信号から特徴量を抽出し、当該特徴量に基づき前記生体試料に関するデータを生成する情報処理部と、
前記生体試料に関するデータを撮像素子の外部に出力させる出力制御部と、
を有する撮像素子を備えているデータ取得装置に実行させるためのプログラムも提供する。当該プログラムは、上記１．〜３．において説明したとおりであり、当該説明が本実施形態にも当てはまる。

前記特徴量抽出工程は、生体試料の２以上の異なる時点での画像信号から特徴量を抽出する。前記データ生成工程は、当該特徴量に基づき前記生体試料に関するデータを生成する。前記出力工程は、前記生体試料に関するデータを前記撮像素子の外部に出力させる。前記生体試料に関するデータを生成するために、学習済みモデルを含んでもよく、データ取得装置の外部の記憶部などに格納されていてもよい。

５．第５の実施形態（生体試料観察システム）
本技術は、生体試料を保持可能な保持部と、
前記生体試料に対して光を照射する照射部と、
前記生体試料の２以上の異なる時点での画像信号を取得する信号取得部と、
前記画像信号から特徴量を抽出し、当該特徴量に基づき前記生体試料に関するデータを生成する情報処理部と、
前記生体試料に関するデータを撮像素子の外部に出力させる出力制御部とを有する撮像素子とを備え、
前記信号取得部、前記情報処理部及び前記出力部とは、単一のチップ内に配置されている生体試料観察システムも提供する。
前記生体試料観察システムは、保持部を格納するインキュベータを更に備えてもよい。
前記生体試料観察システムは、顕微鏡観察システム又は核酸配列解析システムでもよい。
当該システムは、上記１．〜４．において説明したとおりであり、当該説明が本実施形態にも当てはまる。

なお、本技術では、以下の構成を取ることもできる。
〔１〕
生体試料の２以上の異なる時点での画像信号を取得する取得部と、
前記画像信号から特徴量を抽出し、当該特徴量に基づき前記生体試料に関するデータを生成する情報処理部と、
前記生体試料に関するデータを撮像素子の外部に出力させる出力制御部と、
を有する撮像素子を備え、前記信号取得部、前記情報処理部及び前記出力部は、単一のチップ内に配置されているデータ取得装置。
〔２〕
前記信号取得部は、複数の画素が２次元に並んだ構成であり、
前記撮像素子が、対物レンズを介して前記生体試料を撮像するように構成されている、前記〔１〕に記載のデータ取得装置。
〔３〕
前記情報処理部が、学習済みモデルを用いて、前記生体試料に関するデータを生成する、〔１〕又は〔２〕に記載のデータ取得装置。
〔４〕
前記情報処理部が、前記特徴量を取得する特徴量抽出部と、前記特徴量に基づいて前記生体試料の状態を判別する状態判別部とを有し、
前記情報処理部は、前記状態判別部による判別結果に基づき、出力される生体試料に関するデータを生成する、〔１〕〜〔３〕のいずれか１つに記載のデータ取得装置。
〔５〕
前記特徴量が、細胞培養物に関する特徴量、受精卵に関する特徴量、***に関する特徴量、核酸に関する特徴量、又は生体組織片に関する特徴量のいずれかである、〔１〕〜〔４〕のいずれか１つに記載のデータ取得装置。
〔６〕
前記生体試料が、細胞培養物、受精卵、***、核酸、及び生体組織片から選択される１種又は２種以上である、〔１〕〜〔５〕のいずれか１つに記載のデータ取得装置。
〔７〕
前記生体試料に関するデータが、画像データ、アラートデータ、フラグデータ、又は核酸配列データを含む、〔１〕〜〔６〕のいずれか１つに記載のデータ取得装置。
〔８〕
前記生体試料が、細胞培養物を含み、
前記情報処理部が、前記細胞培養物に関する特徴量に基づき、所定の細胞密度に到達したか又は細胞培養物中に異物が発生したかを判別する、〔１〕〜〔７〕のいずれか１つに記載の撮像装置。
〔９〕
前記生体試料が、細胞培養物を含み、
前記情報処理部が、前記細胞培養物に関する特徴量に基づき、培養細胞の画像データを生成する、〔１〕〜〔７〕、〔８〕のいずれか１つに記載の撮像装置。
〔１０〕
前記生体試料が、受精卵を含み、
前記情報処理部が、前記受精卵に関する特徴量に基づき、所定の分割過程に到達したかを判別する、〔１〕〜〔７〕のいずれか１つに記載のデータ取得装置。
〔１１〕
前記生体試料が、受精卵を含み、
前記情報処理部が、前記受精卵に関する特徴量に基づき、前記受精卵の画像データを生成する、〔１〕〜〔７〕、〔１０〕のいずれか１つに記載のデータ取得装置。
〔１２〕
前記生体試料が、***を含み、
前記情報処理部が、前記***に関する特徴量に基づき、***の状態を判別する、
〔１〕〜〔７〕のいずれか１つに記載のデータ取得装置。
〔１３〕
前記生体試料が、***を含み、
前記情報処理部が、前記***に関する特徴量に基づき、前記***の画像データを生成する、〔１〕〜〔７〕、〔１２〕のいずれか１つに記載のデータ取得装置。
〔１４〕
前記生体試料が、核酸を含み、
前記情報処理部が、前記核酸に関する特徴量に基づき、前記核酸の配列データを生成する、〔１〕〜〔７〕のいずれか１つに記載のデータ取得装置。

〔１５〕
生体試料を２以上の異なる時点で撮像素子により撮像して取得された画像信号から特徴量を抽出する特徴量抽出工程と、
当該特徴量に基づき前記生体試料に関するデータを生成するデータ生成工程と、
前記生体試料に関するデータを前記撮像素子の外部に出力させる出力工程と、
を含むデータ取得方法。
〔１６〕
生体試料を保持可能な保持部と、
前記生体試料に対して光を照射する照射部と、
前記生体試料の２以上の異なる時点での画像信号を取得する信号取得部と、
前記画像信号から特徴量を抽出し、当該特徴量に基づき前記生体試料に関するデータを生成する情報処理部と、
前記生体試料に関するデータを撮像素子の外部に出力させる出力制御部とを有する撮像素子とを備え、
前記信号取得部、前記情報処理部及び前記出力部とは、単一のチップ内に配置されている生体試料観察システム。
〔１７〕
前記保持部を格納するインキュベータを更に備える、前記〔１６〕に記載の生体試料観察システム。
〔１８〕
前記生体試料観察システムは顕微鏡観察システムである、前記〔１６〕又は〔１７〕に記載の生体試料観察システム。
〔１９〕
前記生体試料観察システムは核酸配列解析システムである、前記〔１６〕に記載の生体試料観察システム。

１ データ処理装置
１００ 撮像素子
１０１ 情報処理部
１０２ 特徴量抽出部
１０３ 状態判別部
１０４ 認識処理部
１０５ 画像生成部
１１０ 信号取得部（撮像部）
１２０ 撮像処理部
１５０ 出力制御部

Claims (19)

1. 生体試料の２以上の異なる時点での画像信号を取得する信号取得部と、
   前記画像信号から特徴量を抽出し、当該特徴量に基づき前記生体試料に関するデータを生成する情報処理部と、
   前記生体試料に関するデータを撮像素子の外部に出力させる出力制御部とを有する撮像素子を備え、
   前記信号取得部、前記情報処理部及び前記出力部は、単一のチップ内に配置されているデータ取得装置。
2. 前記信号取得部は、複数の画素が２次元に並んだ構成であり、
   前記撮像素子が、対物レンズを介して前記生体試料を撮像するように構成されている、請求項１に記載のデータ取得装置。
3. 前記情報処理部が、学習済みモデルを用いて、前記生体試料に関するデータを生成する、請求項１に記載のデータ取得装置。
4. 前記情報処理部が、前記特徴量を取得する特徴量抽出部と、前記特徴量に基づいて前記生体試料の状態を判別する状態判別部とを有し、
   前記情報処理部は、前記状態判別部による判別結果に基づき、出力される生体試料に関するデータを生成する、
   請求項１に記載のデータ取得装置。
5. 前記特徴量が、細胞培養物に関する特徴量、受精卵に関する特徴量、***に関する特徴量、核酸に関する特徴量、又は生体組織片に関する特徴量のいずれかである、請求項１にお記載のデータ取得装置。
6. 前記生体試料が、細胞培養物、受精卵、***、核酸、及び生体組織片から選択される１種又は２種以上である、請求項１に記載のデータ取得装置。
7. 前記生体試料に関するデータが、画像データ、アラートデータ、フラグデータ、又は核酸配列データを含む、請求項１に記載のデータ取得装置。
8. 前記生体試料が、細胞培養物を含み、
   前記情報処理部が、前記細胞培養物に関する特徴量に基づき、所定の細胞密度に到達したか又は細胞培養物中に異物が発生したかを判別する、請求項１に記載の撮像装置。
9. 前記生体試料が、細胞培養物を含み、
   前記情報処理部が、前記細胞培養物に関する特徴量に基づき、培養細胞の画像データを生成する、
   請求項１に記載の撮像装置。
10. 前記生体試料が、受精卵を含み、
    前記情報処理部が、前記受精卵に関する特徴量に基づき、所定の分割過程に到達したかを判別する、
    請求項１に記載のデータ取得装置。
11. 前記生体試料が、受精卵を含み、
    前記情報処理部が、前記受精卵に関する特徴量に基づき、前記受精卵の画像データを生成する、
    請求項１に記載のデータ取得装置。
12. 前記生体試料が、***を含み、
    前記情報処理部が、前記***に関する特徴量に基づき、***の状態を判別する、
    請求項１に記載のデータ取得装置。
13. 前記生体試料が、***を含み、
    前記情報処理部が、前記***に関する特徴量に基づき、前記***の画像データを生成する、
    請求項１に記載のデータ取得装置。
14. 前記生体試料が、核酸を含み、
    前記情報処理部が、前記核酸に関する特徴量に基づき、前記核酸の配列データを生成する、
    請求項１に記載のデータ取得装置。
15. 生体試料を２以上の異なる時点で撮像素子により撮像して取得された画像信号から特徴量を抽出する特徴量抽出工程と、
    当該特徴量に基づき前記生体試料に関するデータを生成するデータ生成工程と、
    前記生体試料に関するデータを前記撮像素子の外部に出力させる出力工程と、
    を含むデータ取得方法。
16. 生体試料を保持可能な保持部；
    前記生体試料に対して光を照射する照射部；及び、
    前記生体試料の２以上の異なる時点での画像信号を取得する信号取得部と、前記画像信号から特徴量を抽出し、当該特徴量に基づき前記生体試料に関するデータを生成する情報処理部と、前記生体試料に関するデータを撮像素子の外部に出力させる出力制御部とを有する撮像素子
    を備え、
    前記信号取得部、前記情報処理部及び前記出力部とは、単一のチップ内に配置されている生体試料観察システム。
17. 前記保持部を格納するインキュベータを更に備える、
    請求項１６に記載の生体試料観察システム。
18. 前記生体試料観察システムは顕微鏡観察システムである、
    請求項１６に記載の生体試料観察システム。
19. 前記生体試料観察システムは核酸配列解析システムである、
    請求項１６に記載の生体試料観察システム。
    

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