JP6444455B2 - 微細対象物観察装置 - Google Patents

Description

本発明は、微細対象物観察装置に関し、より詳細には魚類の卵及び発生過程の毒性を観察するための装置に関する。

近年げっ歯類の急性毒性及び発生毒性を代替する実験用動物としてＦｉｓｈ ｅｇｇ、特にＺｅｂｒａ ｆｉｓｈ ｅｇｇを使用している。

ウェルプレート（Ｗｅｌｌｐｌａｔｅ）の各ウェルに異なる実験条件を設定して、Ｅｇｇを植えて分化及び発生過程の心臓拍動数を観察して、各有害性物質の有害度を評価する。この時、ウェルプレート（Ｗｅｌｌｐｌａｔｅ）とは、観察対象物を入れる透明な道具であり、平面内に井戸形状のウェルが列と行を成して配置されたものを意味する。また、異なる実験条件とは、異なる有害性物質を含むことを意味する。

この時、Ｆｉｓｈ ｅｇｇの分化時間（約３〜４時間）が非常に速いので、実験及び観察を早期に完了しなければならない必要がある。また、発生過程の毒性は、１分以上心臓拍動を観察して心臓が拍動する回数を１分当り心臓拍動数で示さなければならない。この時、通常の顕微鏡を使用して観察する場合、下記のような問題点が存在する。

第一に、手動作業による長時間を要すること及びウェル間観察時点の差によって分化時間内に複数のウェルプレートのウェルを観察するのに困難がある。前記手動作業はウェルの位置を指定すること、焦点を設定すること、映像撮影後の次にウェルへ移動する一連の作業を意味し得る。

第二に、顕微鏡は上側でだけ観察が可能である。一方、ｅｇｇはウェルの下側に沈んでいるのでウェルの上側よりも下側での撮影の方がより容易で鮮明である。

最後に、実験効率が低い問題がある。ウェルプレートに一度に入れることができるサンプルの個数が分化時間内に実験の完了が可能な数に制限される。特に、顕微鏡を利用した心臓拍動数測定には相当な観察時間を要するため、実験結果の正確度が低下し、大容量の実験が不可能である。

また、ｆｉｓｈ ｅｇｇは、超音波が反射されず吸収されるので、ｆｉｓｈ ｅｇｇを観察するに当たり超音波装備は適していない。

本発明の一目的は、魚卵及び発達に及ぼす有害性物質の影響評価のための新しい装備を提供して、従来測定方法で認識された短所を解決するために、複数の微細対象物をよりはやく正確に測定できる装置を提供することにある。

本発明の一実施形態に係る微細対象物観察装置は、プレート上で区画された複数のウェル（ｗｅｌｌ）の少なくとも一部に収容される複数の微細対象物を各々撮影するカメラと、前記カメラが前記プレートをスキャニングするように前記プレートに対して前記カメラを相対的に移動させる駆動部と、及び前記カメラが前記複数の微細対象物が収容された少なくとも一部のウェルだけ撮影するように前記駆動部を制御する制御部と、を含み、前記制御部は、前記複数の微細対象物が収容された少なくとも一部のウェルの位置に基づいて前記カメラの最短移動経路を決定して、前記決定された最短移動経路のとおり前記カメラが移動するように前記駆動部を制御する。

実施形態において、前記制御部は、既設定された方法に基づいて前記微細対象物が収容された少なくとも一部のウェルの位置を決定してもよい。

実施形態において、前記既設定された方法は、前記複数のウェル全体を一度に撮影した映像で既設定された条件を満たす像が検出される位置に基づいて前記微細対象物が収容されたウェルの位置を決定する方法であってもよい。

本発明の一実施形態に係る微細対象物観察装置は、前記カメラで撮影された映像を出力するディスプレイ部をさらに含んでもよい。

前記映像は、停止画（ｓｔｏｐｐｅｄ ｉｍａｇｅ，ｓｔｉｌｌ ｉｍａｇｅ）及び動画（ｖｉｄｅｏ，ｍｏｖｉｎｇ ｉｍａｇｅ）のうち少なくとも一つであってもよい。

実施形態において、前記ディスプレイ部には前記複数のウェル各々に対応される複数のイメージが出力されて、前記制御部は、ユーザーの選択が行われたイメージに対応されるウェルの位置に基づいて最短移動経路を修正してもよい。

実施形態において、前記制御部は、前記カメラが前記プレートの一側で前記最短移動経路のとおりに移動する第１移動を行った後、前記プレートの他側で前記最短移動経路のとおりに移動する第２移動を行うよう、前記駆動部を制御してもよい。

実施形態において、前記カメラが、前記プレートの一側及び他側に位置される時、前記微細対象物の上側及び下側を各々撮影するように、前記カメラは、前記駆動部によって前記微細対象物に対して回転されてもよい。

実施形態において、前記制御部は、前記カメラがユーザーによって入力された繰り返し回数値により前記第１及び第２移動を一つのセットで繰り返し行うように、前記駆動部を制御してもよい。

実施形態において、前記制御部は、前記カメラが一つのセット移動を行った後、ユーザーによって入力された時間間隔値により間隔を置いて次のセット移動を行うように、前記駆動部を制御してもよい。

実施形態において、前記カメラは、前記複数の微細対象物が収容された少なくとも一部のウェル各々の撮影時、第１倍率で撮影した後、前記第１倍率よりも高倍率である第２倍率で撮影してもよい。

実施形態において、前記制御部は、前記第１倍率で撮影された映像で既設定された条件を満たす部分に対応する部分をウェル内で微細対象物の細部位置として決定して、前記第２倍率で撮影時前記決定された微細対象物の細部位置に基づいて前記カメラの位置が調整されるように前記駆動部を制御してもよい。

実施形態において、前記第２倍率で拡大される微細対象物の像は映像内中央に置かれてもよい。

実施形態において、前記駆動部は、前記微細対象物が収容されたプレートの一面と並ぶ一方向に沿って前記カメラを移動させてもよい。

実施形態において、前記一方向は、互いに直交する第１及び第２方向と、前記第１及び第２方向の組み合わせで示すことができる第３方向のうち少なくとも一つであってもよい。

実施形態において、前記微細対象物が魚類の卵である場合、前記魚類の卵の分化時間内に前記スキャニングが完了されるよう、前記魚類の卵の分化時間及び前記決定された最短移動経路に基づいて前記カメラの移動速度及び各ウェルに対する撮影時間のうち少なくとも一つが決定されてもよい。

実施形態において、前記微細対象物が魚類の卵である場合、前記魚類の卵の分化時間内に入力された繰り返し回数値により繰り返し行われるカメラ移動が完了されるよう、前記魚類の卵の分化時間、前記決定された最短移動経路及び前記入力された繰り返し回数値に基づいて、前記カメラの移動速度及び各ウェルに対する撮影時間のうち少なくとも一つが決定されてもよい。

実施形態において、前記微細対象物が魚類の卵である場合、前記魚類の卵の分化時間内に入力された繰り返し回数値により繰り返し行われるカメラ移動が完了されるよう、前記魚類の卵の分化時間、前記決定された最短移動経路、前記入力された繰り返し回数値及び前記入力された時間間隔値に基づいて、前記カメラの移動速度及び各ウェルに対する撮影時間のうち少なくとも一つが決定されてもよい。

実施形態において、前記カメラと向かい合うように配置されて前記微細対象物に向かって光を放出するバックライトが配置されてもよい。

実施形態において、前記カメラの回転時前記バックライトが共に回転されるよう、前記カメラ及びバックライトはフレームに一体で取り付けられてもよい。

本発明では、最短移動経路のとおりカメラが移動して微細対象物が収容されたウェルだけ撮影するので、よりはやく複数の微細対象物を撮影することができる。この時、カメラは水平方である第１及び第２方向（ｘ及びｙ方向）だけでなく、前記第１及び第２方向の組み合わせからなる対角線方向である第３方向に移動可能であるため、最短移動経路設定が可能である。これにより、前記微細対象物が魚類の卵である場合、限定された魚類の卵の分化時間内に複数の卵を何回も撮影することができる。

本発明では、カメラが微細対象物に対して回転されるので、微細対象物の上側または下側をいずれも撮影することができる。これにより、微細対象物がプレートのウェルに沈んでいる場合でもより高品質の映像（停止画または動画）を獲得することができる。

また、本発明では、微細対象物がバックライトによって光の供給を受けるため、より鮮明な映像の獲得が可能である。

さらに、本発明では、カメラによって撮影された映像（停止画または動画）を利用した既設定された方法によって各ウェルに収容された複数の微細対象物の心臓拍動数が測定できる。

図１は、本発明に係る微細対象物観察装置の斜視図である。 図２Ａは、本発明に係る微細対象物観察装置のｒ軸方向移動に関連した駆動部の動作を図示したものである。 図２Ｂは、本発明に係る微細対象物観察装置のｒ軸方向移動に関連した駆動部の動作を図示したものである。 図３Ａは、本発明に係るフレームのｘ軸方向移動に関連した駆動部の動作を示した図である。 図３Ｂは、本発明に係るフレームのｘ軸方向移動に関連した駆動部の動作を示した図である。 図４Ａは、本発明に係るフレームのｙ軸方向移動に関連した駆動部の動作を示した図である。 図４Ｂは、本発明に係るフレームのｙ軸方向移動に関連した駆動部の動作を示した図である。 図５Ａは、本発明に係るフレームのｚ軸方向移動に関連した駆動部の動作を示した図である。 図５Ｂは、本発明に係るフレームのｚ軸方向移動に関連した駆動部の動作を示した図である。 図６Ａは、本発明に係るカメラのスキャニングに関連した制御方法を説明するための概念図である。 図６Ｂは、本発明に係るカメラのスキャニングに関連した制御方法を説明するための概念図である。 図６Ｃは、本発明に係るカメラのスキャニングに関連した制御方法を説明するための概念図である。 図７Ａは、本発明の一実施形態に係る最短移動経路設定に関連した制御方法を説明するための概念図である。 図７Ｂは、本発明の一実施形態に係る最短移動経路設定に関連した制御方法を説明するための概念図である。 図８は、本発明に係る微細対象物観察装置の映像（停止画または動画）獲得に関連した制御方法を説明するための概念図である。

以下、添付図面を参照して本明細書に開示された実施形態を詳細に説明するが、同じか類似の構成要素には同じ図面符号を与えてこれに対する重複する説明は省略する。以下の説明で使用される構成要素に対する接尾辞「モジュール」及び「部」とは、明細書作成の容易性だけを考慮して与えられたり混用されるものであり、それ自体で互いに区別される意味または役割を有するものではない。また、本明細書に開示された実施例を説明するに当たって、関連するについての具体的な説明が本明細書に開示された実施例の要旨を余計に曖昧にする虞があると判断される場合には、その詳細な説明は省略する。また、添付された図面は本明細書に開示された実施例を容易に理解するためのものであって、添付された図面によって本明細書に開示された技術的思想が制限されず、本発明の思想及技術範囲に含まれる導出されるいずれの変更、均等物乃至代替物を含むと理解されなければならない。
第１、第２等のように序数を含む用語は、様々な構成要素を説明するのに使用できるが、前記構成要素は、前記用語によって限定されない。前記用語は、一つの構成要素を他の構成要素と区別する目的でだけ使用される。

ある構成要素が別の構成要素に「連結されて」いるかまたは「接続されて」いると言及された時には、その別の構成要素に直接的に連結されているかまたは接続されていてもよいが、その間に他の構成要素が存在してもよいと理解されなければならない。一方、ある構成要素が別の構成要素に「直接連結されて」いるかまたは「直接接続されて」いると言及された時には、その間に他の構成要素が存在しないものと理解されなければならない。

単数の表現は、文脈上明白に異なるように意味しない限り、複数の表現を含む。
本出願で、「含む」または「有する」等の用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものなどの存在または付加の可能性を予め排除しないものと理解されなければならない。

以下では、図面を参照して本発明に係る微細対象物観察装置１を詳しく説明する。
図１は、本発明に係る微細対象物観察装置１の斜視図である。図２Ａ及び図２Ｂは、本発明に係る微細対象物観察装置１の使用状態図を図示した。

本発明に係る微細対象物観察装置１は、カメラ１００、駆動部２００及び制御部３００を含む。

本発明に係るカメラ１００は、第１及び第２倍率のうち少なくとも一つで微細対象物の像を獲得するように第１及び第２レンズ１１１、１２１を備えることができる。
例えば、第１レンズ１１１は、低倍率レンズで第２レンズ１２１は高倍率レンズであり得る。より具体的に、第１レンズ１１１は０．７〜２．０の倍率の範囲を有することができ、第２レンズ１２１は１０〜５０の倍率の範囲を有することができる。

または、本発明に係るカメラ１００は、第１及び第２カメラ１１０、１２０を備えることができる。第１及び第２カメラ１１０、１２０は、互いに異なる倍率の映像を撮影するように備えられる。この時、第１及び第２カメラ１１０、１２０は並んで配置される。

この時、第１及び第２レンズ１１１、１２１は、各々第１及び第２カメラ１１０、１２０に属する構成要素であってもよい。
一方、本発明に係るカメラ１００は、フィルター、イメージセンサーなどカメラ動作及び映像（停止画または動画）撮影に必要な様々な構成要素をさらに含むことができる。
一方、本発明に係る微細対象物観察装置１０は、本体１０１及び前記本体１０１に対して移動可能になるフレーム１０２を含むことができる。前記本体１０１及びフレーム１０２は、微細対象物観察装置の全体的な外観を形成することができる。

本体１０１は、前記フレーム１０２を支持して地面に置かれるように設けられる。また、本体１０１には前記微細対象物観察装置１０の電源Ｏｎ／Ｏｆｆを制御するスイッチ１０１ａ及びＥＭＯスイッチ１０１ｂが形成されることができる。

本体１０１の一側には、プレート１０４が置かれるように検査テーブル１０３が形成される。この時、前記検査プレート１０３は、第１及び第２検査プレート１０３ａ、１０３ｂを含むことができる。第１及び第２検査プレート１０３ａ、１０３ｂは、互いに垂直に形成される。第１検査プレート１０３ａは、本体１０１に略平行するように配置されて、第２検査プレート１０３ｂは、前記第１検査プレート１０３ａ及び本体１０１を互いに連結するように設けられる。

本体１０１の他側には、フレーム１０２が、前記本体１０１に移動可能に連結される。一方、前記フレーム１０２は、第１及び第２フレーム１０２ａ、１０２ｂを含むことができるが、これについては図２Ａを参照して後に具体的に説明する。

駆動部２００は、本体１０１に対して前記フレーム１０２及びカメラ１００のうち少なくとも一つを移動させるように形成される。
より具体的に、駆動部２００は、第１乃至第４駆動部２１０、２２０、２３０、２４０を含む。各第１乃至第４駆動部２１０、２２０、２３０、２４０は、微細対象物観察装置１のフレーム１０２及びカメラ１００のうち少なくとも一つをｒ、ｘ、ｙ及びｚ軸に移動させることができる。

第１駆動部２１０は、前記カメラ１００が前記微細対象物を複数の方向で撮影するように前記カメラ１００を移動させる。
具体的に、第１駆動部２１０は、前記カメラ１００が微細対象物の上側または下側を撮影するように前記カメラ１００を回転させるように設けられる。すなわち、第１駆動部２１０により前記カメラ１００は微細対象物を中心に回転されることができる。

図２Ａは、本発明に係るカメラ１００が微細対象物の上側に配置された場合を図示して、図２Ｂは、本発明に係るカメラ１００が微細対象物の下側に配置された場合を図示する。

一方、前述したとおり、本発明に係るフレーム１０２は、第１及び第２フレーム１０２ａ、１０２ｂを含むことができる。この時、前記カメラ１００は、第２フレーム１０２ｂに固定されて、第１及び第２フレーム１０２ａ、１０２ｂは、前記第１駆動部２１０によって互いに回転可能に連結される。
すなわち、図２Ａ及び図２Ｂを参照すると、前記第２フレーム１０２ｂが、第１フレーム１０２ａに対して回転されるにつれて、前記第２フレーム１０２ｂに取り付けられたカメラ１００が微細対象物を中心に回転されることができる。

このような構成によると、前記微細対象物の多様な側面を撮影することによって前記微細対象物をより綿密に観察することができる長所がある。さらに、プレート底に置かれた卵の心臓拍動数を測定し易くなる。この時、前記微細対象物を収容するプレート１０４は、光透過性材質からなるのが好ましい。

一方、前記カメラ１００は、微細対象物の上側または下側にだけ配置されるのではない。すなわち、前記カメラ１００が微細対象物の上側に配置される場合が、カメラ１００の位置が０度に対応する場合で、下側に配置される場合が、カメラ１００の位置が１８０度に対応する場合とした時、前記カメラ１００は、０〜１８０の間の任意の角度に位置してもよい。

また、前記カメラ１００が微細対象物の上側及び下側のうちどちらか一方に位置された状態で他の一つに位置された状態に変更される時、前記カメラ１００は、時計回りまたは反時計回りに回転されることができる。

第２駆動部２２０は、フレーム１０２をｘ軸方向に移動させるように設けられる。フレーム１０２がｘ軸方向に移動されると、前記フレーム１０２に固定されたカメラ１００もｘ軸方向に移動される。このような移動によると、微細対象物が広い領域に亘って検査テーブルに置かれた場合でも、前記微細対象物のｘ軸方向のスキャニングが可能である。

より具体的に、第２駆動部２２０は、ステップモーター、直線運動ガイド（ＬＭ ＧＵＩＤＥ）、ボールスクリュー、カップリング、リミットセンサー（Ｌｉｍｉｔ ｓｅｎｓｏｒ）、ホームセンサー（Ｈｏｍｅ ｓｅｎｓｏｒ）を含むことができる。

図３を参照すると、第２駆動部２２０のムービングストロークは、約２１０ｍｍであってもよい。また、直線運動ガイドの両側に配置された一対のリミットセンサーの間の間隔は約２００ｍｍであってもよい。また、ボールスクリューリードは約２ｍｍであってもよい。一方、前記数値は一つの例示に過ぎず本発明が前記数値に限定されない。

第３駆動部２３０は、フレーム１０２をｙ軸方向に移動させるよう設けられる。フレーム１０２がｙ軸方向に移動されると、前記フレーム１０２に固定されたカメラ１００もｙ軸方向に移動される。このような移動によると、微細対象物が広い領域に亘って検査テーブルに置かれた場合でも、前記微細対象物のｙ軸方向のスキャニングが可能である。
より具体的に、第３駆動部２３０の細部構成要素は、前記第２駆動部２２０の細部構成要素と同じであってもよい。また、第２駆動部２２０の直線運動ガイドと第３駆動部２３０の直線運動ガイドは、略垂直するように配置されてもよい。

この場合、第２駆動部２２０の直線運動ガイドが、第３駆動部２３０の直線運動ガイド上で直線運動し、フレームは、第２駆動部２２０上に固定されることにより、フレーム１０２が全体的にｙ方向に移動されることができる。

図４を参照すると、第３駆動部２３０のムービングストロークは約３１０ｍｍであってもよい。また、直線運動ガイドの両側に配置された一対のリミットセンサーの間の間隔は、約３００ｍｍであってもよい。また、ボールスクリューリードは約２ｍｍであってもよい。一方、前記数値は一つの例示に過ぎず本発明が前記数値に限定されない。

第４駆動部２４０は、カメラ１００をｚ軸方向に移動させるように設けられる。第４駆動部２４０は、フレーム１０２に連結されたカメラ１００の相対位置を変更させるように設けられる。このようにカメラ１００がｚ軸方向に移動されると、レンズと検査テーブルとの間の間隔が変化されることができる。

図５Ａ及び図５Ｂを参照すると、第４駆動部２４０と前記カメラ１００との間には、この二つを連結する連結部２４０ａが配置される。この場合、前記カメラ１００は、連結部２４０ａに固定されて、前記連結部２４０ａが、前記フレーム１０２上でｚ方向に移動可能に設けられる。
一方、第４駆動部２４０の細部構成要素は、前記第１及び第２駆動部２１０、２２０の細部構成要素と同じでありる。

図５Ａ及び図５Ｂを参照すると、第４駆動部２４０のムービングストロークは約６０ｍｍであってもよい。また、直線運動ガイドの両側に配置された一対のリミットセンサーの間の間隔は、約５０ｍｍであってもよい。また、ボールスクリューリードは約１ｍｍであってもよい。一方、前記数値は一つの例示に過ぎず本発明が前記数値に限定されない。

以上、第１乃至第４駆動部２１０、２２０、２３０、２４０の動作と細部構成要素について調べた。以下では複数の微細対象物を観測するための制御部３００の制御方法に対し詳細に調べる。

図６Ａを参照すると、本発明に係るプレート６００は区画された複数のウェル６１０を備える。各々の複数のウェル６１０は、互いに異なる条件の微細対象物（Ｅ１、Ｅ２）を収容することができる。互いに異なる条件の微細対象物とは、互いに異なる物質と混合された微細対象物を意味する。
この時、前記微細対象物は、魚類の卵であり、前記互いに異なる物質は、互いに異なる有害性物質であってもよい。この場合、魚類の卵に対する各有害性物質の有害度について実験及び測定することができる。

この時、駆動部２００は、前記複数の微細対象物の像が各々獲得されるように前記プレート６００の前記プレートの一面と並ぶ一方向に沿って前記カメラを移動させることができる。

より具体的に、前記駆動部２００は、第１及び第２方向（ｄ１、ｄ２）と前記第１及び第２方向の組み合わせで示すことができる第３方向のうち少なくとも一つに沿って前記第１及び第２レンズ１１１、１２１を移動させることができる。この時、第１及び第２方向（ｄ１、ｄ２）は、各々ｘ軸及びｙ軸と並んでいる方向を意味する。また、第３方向は、対角線方向を意味する。

この時、前記制御部は、前記プレート６００の複数のウェル６１０に対する個数、大きさ及び位置情報に基づいて前記第１及び第２レンズ１１１、１２１の第１及び第２方向の移動に関連した制御を行うことができる。
例えば、図６Ｂに示したように、制御部３００は、第１及び第２レンズ１１１、１２１が複数のウェル６１０の全体または一部を既設定されたルート（Ｔ１）に沿ってスキャニングするように駆動部２００を制御する。

または、前記制御部は、ユーザーから入力を受けた信号値に基づいて前記第１及び第２レンズ１１１、１２１の第１及び第２方向の移動に関連した制御を行うことができる。
例えば、本発明に係る微細対象物観察装置１は、ユーザー入力部を含むことができる。前記ユーザー入力部は、電子式または機械式で動作することができる。例えば、前記ユーザー入力部はジョイステックであってもよい。制御部は、前記ジョイステックを介して信号値の入力を受けて、前記信号値に基づいて第１及び第２レンズ１１１、１２１の移動に関連した制御を行うことができる。

または、ユーザーは、ユーザー入力部を介して撮影が必要なウェルを指定することができる。この場合、制御部は、指定されたウェルの位置に基づいて最短経路を設定することができる。さらには、制御部は、設定された最短経路に基づいて第１及び第２レンズ１１１、１２１が移動されるように駆動部を制御することができる。従って、第１及び第２レンズ１１１、１２１はｘ軸及びｙ軸移動の組み合わせを介して前記最短経路に沿って移動することができる。
例えば、図６Ｃに示したように、制御部３００は、第１及び第２レンズ１１１、１２１が複数のウェル中選択されたウェルを既設定されたルート（Ｔ２）に沿ってスキャニングするように駆動部２００を制御する。

一方、本発明では、複数の観測対象が存在して、観測対象の観測時間（例えば、卵の分化時間）が制限的であるため、より効率的に映像撮影が行われる必要がある。

本発明の一実施形態では、制御部が前記複数の微細対象物が収容された少なくとも一部のウェルの位置に基づいて前記カメラの最短移動経路を決定することができる。この時、制御部は、既設定された方法に基づいて微細対象物が収容された少なくとも一部のウェルの位置を決定することができる。

前記既設定された方法について具体的に説明すると下記のとおりである。制御部は、複数のウェル全体を一度に撮影した映像で既設定された条件を満たす像が検出される位置に基づいて前記微細対象物が収容されたウェルの位置を決定することができる。ここで、既設定された条件とは、前記像が既保存された微細対象物の形態または色のような特徴を含むか否かになり得る。

または、図示されないが、プレートの各ウェルには前記微細対象物を感知する感知部が備えられてもよい。この場合、制御部は、各ウェルの各感知部で微細対象物を感知するか否かに基づいて、微細対象物が収容された少なくとも一部のウェルの位置を決定することができる。

一方、微細対象物が収容されたウェルの配置は互いに連続されるか連続されないことがある。例えば、図７Ａに示したように、微細対象物が収容されたウェルは、互いに離隔されてもよい。
例えば、図７Ａを参照すると、制御部は、既設定された方法に基づいて微細対象物が収容された一部のウェル６１０ａ、６１０ｂ、６１０ｃ、６１０ｄの位置を決定することができる。制御部は、前記一部のウェル６１０ａ、６１０ｂ、６１０ｃ、６１０ｄの位置に基づいて最短移動経路を設定することができる。例えば、前記一部のウェル中任意のいずれか一つ６１０ａが開始点と指定された場合、（６１０ａ、６１０ｂ、６１０ｃ、６１０ｄ）、（６１０ａ、６１０ｂ、６１０ｄ、６１０ｃ）、（６１０ａ、６１０ｃ、６１０ｂ、６１０ｄ）、（６１０ａ、６１０ｃ、６１０ｄ、６１０ｂ）、（６１０ａ、６１０ｄ、６１０ｂ、６１０ｃ）及び（６１０ａ、６１０ｄ、６１０ｃ、６１０ｂ）の６種類の場合の移動経路が可能である。この時、制御部は６種類の移動経路中その移動経路の距離が最も短い経路を最短経路として決定することができる。すなわち、本実施形態では、（６１０ａ、６１０ｂ、６１０ｃ、６１０ｄ）の移動経路（Ｔ３）が最短移動経路として決定される。

制御部は、最短移動経路が決定されると、決定された最短移動経路のとおり前記カメラが移動してプレートをスキャニングするように、前記駆動部を制御することができる。

一方、図７Ｂを参照すると、本発明の一実施形態に係る微細対象物観察装置は、カメラで撮影された映像を出力するディスプレイ部７００をさらに含むことができる。すなわち、ディスプレイ部７００は、カメラで撮影された映像７１０を停止画または動画の形態でリアルタイムで出力することによって、ユーザーは現在のスキャニングが行われている微細対象物をより即刻に確認することができる。

一方、ディスプレイ部７００には複数のウェル各々に対応される複数のイメージが出力されることができる。図７Ａ及び図７Ｂを参照すると、ウェルプレート６００がＮ個のウェルを備えた場合、ディスプレイ部７００にはＮ個のウェル各々に対応するＮ個の複数のイメージが出力される。さらには、前記複数のイメージの配置は、前記複数のウェルの配置に応じて行われることができる。例えば、複数のウェルがＮ１＊Ｎ２のマトリックス形態でプレートに配置された場合、複数のイメージもＮ１＊Ｎ２のマトリックス形態で出力されることができる。

また、ディスプレイ部７００に出力された微細対象物が収容されたウェルに対応するイメージ７２０ａ、７２０ｂ、７２０ｃ、７２０ｄは、残りのイメージと異なるように表示される。従って、ユーザーはより即刻にスキャニングが行われるウェルの位置を把握することができる。

さらに、制御部は、ユーザーの選択が行われたイメージに対応されるウェルの位置に基づいて最短移動経路を修正することができる。

図７Ｂの（ａ）及び（ｂ）を参照すると、微細対象物が収容されたウェルに対応するイメージには選択されたとの表示が行われ得る。ユーザーが入力装置を介して前記イメージ中少なくとも一部７２０ｃの選択を解除する場合、前記選択が解除されたイメージ７２０ｃに対応するウェルは移動経路から除外されてもよい。図７Ｂの（ｃ）を参照すると、制御部は、最終的にユーザーの選択が行われたイメージに対応するウェルの位置に基づいて最短移動経路を再決定することができる（図７Ｂの（ｃ）のＴ３’参照）。

一方、図７Ｂでは、制御部によって微細対象物が収容されたウェルが決定された後、前記ウェル中一部がユーザーの入力によって移動経路から除外される例を図示したが、本発明はこれに限定されない。
例えば、制御部は、微細対象物が収容されたウェルが決定された後、ユーザーが前記決定されたウェル以外のウェルに対応するイメージを追加で選択する場合、前記決定されたウェル以外のウェルを追加して最短移動経路を再設定することができる。

さらに、本発明の一実施形態によると、制御部は、カメラがプレートの一側で最短経路のとおりに移動する第１移動を行った後、プレートの他側で最短経路のとおりに移動する第２移動を行うよう、前記駆動部を制御することができる。
この時、プレートの一側及び他側は、前記微細対象物の上側及び下側を各々意味する。すなわち、カメラは、図２Ａに図示されたように微細対象物の上側に配置されたままプレートの面方向に移動して第１移動を行って、図２Ｂに図示されたように微細対象物の下側に配置されたままプレートの面方向に移動して第２移動を行う。

前述した通り、第１移動を終えた後、第２移動を行う前、カメラは前記駆動部によって微細対象物に対して約１８０度回転する。

さらに、制御部は、カメラがユーザーによって入力された繰り返し回数値により前記第１及び第２移動を一つのセットで繰り返し行うように、前記駆動部を制御することができる。

図７Ｂを参照すると、ディスプレイ部７００にはユーザー入力部７３０が表示される。ユーザー入力部７３０ｂを介してユーザーは繰り返し回数値を入力することができる。例えば、前記繰り返し回数に‘２’が入力された場合、カメラは第１移動、第２移動、第１移動及び第２移動を順次行う。前記第１及び第２移動の間には前述した通りカメラは回転される。

また、制御部は、前記カメラが一つのセット移動を行った後、ユーザーによって入力された時間間隔値により間隔を置いて次のセット移動を行うように、前記駆動部を制御することができる。

図７Ｂを参照すると、ディスプレイ部７００に表示されたユーザー入力部７３０ｃを介してユーザーは時間間隔値を入力することができる。
例えば、前記繰り返し回数に'２'が入力されて、前記時間間隔値に‘１’（分）が入力された場合、カメラは一セットの第１及び第２移動を終えて１分後、次のセットの第１及び第２移動を行う。

一方、図７Ｂを参照すると、ディスプレイ部７００に表示されたユーザー入力部７３０ａを介してユーザーは観察開始時間を入力することができる。制御部は、現在の時間が観察開始時間になるとカメラのスキャニングが始まるように、駆動部を制御する。
以下では、一つのウェルに収容された微細対象物の観測方法について詳しく説明する。
以下では、第１及び第２レンズを介して第１及び第２倍率で微細対象物を撮影した映像（停止画または動画）を第１及び第２映像と指し示すことができる。ここで、第２倍率は、第１倍率よりも高倍率である。

図８を参照すると、制御部は前記第１映像に基づいて前記微細対象物の細部位置を決定して、前記決定された微細対象物の細部位置に基づいて前記第１映像より拡大された微細対象物の像を含む第２映像を撮影するように前記カメラを制御することができる。ここで、図８の左側図面が第１映像を示し、右側図面が第２映像を示す。
より具体的に、制御部は、第１レンズ１１１を介して前記第１倍率で拡大された微細対象物の像で既設定された条件を満たす部分を微細対象物の細部位置として決定することができる。
より具体的に、制御部は、既設定された色または形態などに基づいて第１倍率で拡大された微細対象物の像でピクセル単位で検査して微細対象物の細部位置を決定する。

また、制御部は、自動エッジ検出アルゴリズムまたは異常点除去方法に基づいて微細対象物細部位置を決定してもよい。

一方、前記第１倍率で拡大された微細対象物の像は、ディスプレイ部を介してリアルタイムで表示されることができる。この時、イメージプログラムの測定ツールを介して対象物測定可能、点、線、円、弧、多角形、多角線、楕円などの形態で中点、最大、平均、最小距離などの測定が可能になる。

制御部は、前記第２倍率で撮影時、前記決定された微細対象物の細部位置に基づいて、カメラの位置を調整することができる。具体的に、カメラの位置調整は、第１及び第２レンズの位置交替を意味する。カメラの位置調整によって第２倍率で拡大される微細対象物の像は第２映像内中央に置かれることができる。さらには、制御部は、第１及び第２倍率で拡大された微細対象物の像に基づいて前記微細対象物の位置及び大きさ情報を各々獲得することができる。このような一連の過程を介して、各ウェルに入れられた微細対象物の位置及び大きさ情報が獲得されることができる。

また、前述した第１及び第２レンズ１１１、１２１の移動によって、複数のウェルに入れられた複数の微細対象物の位置及び大きさの情報が全て獲得されることができる。
また、撮影されたプレート１０４の各ウェルの微細対象物の映像は、一つの映像（停止画または動画）で合成されて提供されてもよい。
また、制御部は、設定された開始時間、終了時間及び撮影周期に基づいて撮影が行われるようにカメラ１００を制御することができる。すなわち、カメラ１００は、開始時間から終了時間まで撮影周期ごとに映像（停止画または動画）撮影を自動で行うことができる。

一方、前述した通り微細対象物は魚類の卵であり得る。制御部は、前記魚類の卵の分化時間に基づいて前記カメラの移動または撮影時間を決定することができる。

例えば、前記魚類の卵の分化時間内にスキャニングが完了されるよう、前記魚類の卵の分化時間及び前記決定された最短移動経路に基づいて前記カメラの移動速度及び各ウェルに対する撮影時間のうち少なくとも一つが決定されることができる。

または、前述した通り、ユーザーによって繰り返し回数値が入力された場合、前記魚類の卵の分化時間内に入力された繰り返し回数値により繰り返し行われるカメラ移動が完了されるよう、前記魚類の卵の分化時間、前記決定された最短移動経路及び前記入力された繰り返し回数値に基づいて、前記カメラの移動速度及び各ウェルに対する撮影時間のうち少なくとも一つが決定されることができる。

または、前述した通り、ユーザーによって繰り返し回数値及び時間間隔値が入力された場合、前記魚類の卵の分化時間、前記決定された最短移動経路、前記入力された繰り返し回数値及び前記入力された時間間隔値に基づいて、前記カメラの移動速度及び各ウェルに対する撮影時間のうち少なくとも一つが決定されることができる。

一方、魚類の卵の分化時間は、魚類の種ごとに異なることもあり、既知の値であってもよい。
例えば、図６Ａに示されたように、各ウェルに複数の魚類の卵が各々収容された状態で撮影が始まることができる。図６Ｂに示したように、スキャニングの既設定されたルートがＴ１である場合、前記魚類の卵の分化時間内にスキャニングが完了されるように前記スキャニング速度（駆動部の駆動制御速度）または各ウェルで要する時間が調節されることができる。一方、各ウェルでは、図８で前述した通り、低倍率及び高倍率撮影が順次行われることができる。

すなわち、本発明では、各ウェルでは、第４駆動部によってカメラの位置が制御されて、ウェル間移動と関連しては、第２及び第３駆動部によってカメラの位置が制御される。一方、プレートの上側のスキャニングが完了されると、第１駆動部によってカメラが上側から下側に移動されて、プレートの下側のスキャニングが始まる。
すなわち、本発明は、制御部がプレートの固有の属性情報によりスキャニングルートを自動で制御するので、従来技術でウェル間カメラの位置移動に関する手動作業によって要する時間を顕著に減少させる。

一方、制御部は、前記プレート１０４のウェル全体がスキャンされるか一部が選択的にスキャンされるよう、カメラ１００を制御することができる。

また、本発明と関連した微細対象物観察装置では、前記カメラ１００と向かい合うように配置されて前記微細対象物に向かって光を放出するバックライト１０５が配置されることができる。前記カメラ１００及びバックライト１０５はフレーム１０２に一体で取り付けられることができる。
この時、微細対象物がバックライト１０５によって光の供給を受けるため、より鮮明な映像の獲得が可能である。

前記のような装置は、前記説明された実施形態の構成と方法に限定されず、前記実施形態は様々な変形ができるように各実施形態の全部または一部が選択的に組み合わせて構成されてもよい。

Claims (18)

1. プレート上で区画された複数のウェル（ｗｅｌｌ）の少なくとも一部に収容される複数の微細対象物を各々撮影するカメラと、
   前記カメラが前記プレートをスキャニングするように前記プレートに対して前記カメラを相対的に移動させる駆動部と、
   前記カメラが前記複数の微細対象物が収容された少なくとも一部のウェルだけ撮影するように前記駆動部を制御する制御部と、を含み、
   前記制御部は、前記複数の微細対象物が収容された少なくとも一部のウェルの位置に基づいて前記カメラの最短移動経路を決定して、前記決定された最短移動経路のとおり前記カメラが移動するように前記駆動部を制御し、
   前記制御部は、前記カメラが前記プレートの一側で前記最短移動経路のとおりに移動する第１移動を行った後、前記プレートの他側で前記最短移動経路のとおりに移動する第２移動を行うよう、前記駆動部を制御する微細対象物観察装置。
2. 前記制御部は、既設定された方法に基づいて前記微細対象物が収容された少なくとも一部のウェルの位置を決定することを特徴とする請求項１に記載の微細対象物観察装置。
3. 前記既設定された方法は、前記複数のウェル全体を一度に撮影した映像で既設定された条件を満たす像が検出される位置に基づいて前記微細対象物が収容されたウェルの位置を決定する方法であることを特徴とする請求項２に記載の微細対象物観察装置。
4. 前記微細対象物観察装置は、前記カメラで撮影された映像を出力するディスプレイ部をさらに含み、
   前記映像は、停止画（ｓｔｏｐｐｅｄ ｉｍａｇｅ，ｓｔｉｌｌ ｉｍａｇｅ）及び動画（ｖｉｄｅｏ，ｍｏｖｉｎｇ ｉｍａｇｅ）のうち少なくとも一つであることを特徴とする請求項１に記載の微細対象物観察装置。
5. 前記ディスプレイ部には前記複数のウェル各々に対応される複数のイメージが出力されて、前記制御部は、ユーザーの選択が行われたイメージに対応されるウェルの位置に基づいて最短移動経路を修正することを特徴とする請求項４に記載の微細対象物観察装置。
6. 前記カメラが、前記プレートの一側及び他側に位置される時、前記微細対象物の上側及び下側を各々撮影するように、前記カメラは、前記駆動部によって前記微細対象物に対して回転されることを特徴とする請求項１に記載の微細対象物観察装置。
7. 前記制御部は、前記カメラがユーザーによって入力された繰り返し回数値により前記第１及び第２移動を一つのセットで繰り返し行うように、前記駆動部を制御することを特徴とする請求項１に記載の微細対象物観察装置。
8. 前記制御部は、前記カメラが一つのセット移動を行った後、ユーザーによって入力された時間間隔値により間隔を置いて次のセット移動を行うように、前記駆動部を制御することを特徴とする請求項７に記載の微細対象物観察装置。
9. 前記カメラは、前記複数の微細対象物が収容された少なくとも一部のウェル各々の撮影時、第１倍率で撮影した後、前記第１倍率よりも高倍率である第２倍率で撮影することを特徴とする請求項１に記載の微細対象物観察装置。
10. 前記制御部は、前記第１倍率で撮影された映像で既設定された条件を満たす部分に対応する部分をウェル内で微細対象物の細部位置として決定して、前記第２倍率で撮影時前記決定された微細対象物の細部位置に基づいて前記カメラの位置が調整されるように前記駆動部を制御することを特徴とする請求項９に記載の微細対象物観察装置。
11. 前記第２倍率で拡大される微細対象物の像は映像内中央に置かれることを特徴とする請求項１０に記載の微細対象物観察装置。
12. 前記駆動部は、前記微細対象物が収容されたプレートの一面と並ぶ一方向に沿って前記カメラを移動させることを特徴とする請求項１に記載の微細対象物観察装置。
13. 前記一方向は、互いに直交する第１及び第２方向と、前記第１及び第２方向の組み合わせで示すことができる第３方向のうち少なくとも一つであることを特徴とする請求項１２に記載の微細対象物観察装置。
14. 前記微細対象物が魚類の卵である場合、前記魚類の卵の分化時間内に前記スキャニングが完了されるよう、前記魚類の卵の分化時間及び前記決定された最短移動経路に基づいて前記カメラの移動速度及び各ウェルに対する撮影時間のうち少なくとも一つが決定されることを特徴とする請求項１に記載の微細対象物観察装置。
15. 前記微細対象物が魚類の卵である場合、前記魚類の卵の分化時間内に前記入力された繰り返し回数値により繰り返し行われるカメラ移動が完了されるよう、前記魚類の卵の分化時間、前記決定された最短移動経路及び前記入力された繰り返し回数値に基づいて、前記カメラの移動速度及び各ウェルに対する撮影時間のうち少なくとも一つが決定されることを特徴とする請求項７に記載の微細対象物観察装置。
16. 前記微細対象物が魚類の卵である場合、前記魚類の卵の分化時間内に前記入力された繰り返し回数値により繰り返し行われるカメラ移動が完了されるよう、前記魚類の卵の分化時間、前記決定された最短移動経路、前記入力された繰り返し回数値及び前記入力された時間間隔値に基づいて、前記カメラの移動速度及び各ウェルに対する撮影時間のうち少なくとも一つが決定されることを特徴とする請求項８に記載の微細対象物観察装置。
17. 前記カメラと向かい合うように配置されて前記微細対象物に向かって光を放出するバックライトが配置されることを特徴とする請求項１に記載の微細対象物観察装置。
18. 前記カメラ及びバックライトはフレームに一体で取り付けられることを特徴とする請求項１７に記載の微細対象物観察装置。

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