CN112384606A - 观察装置 - Google Patents

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Abstract

[目标]提供一种观察装置，该观察装置能够通过保持对比度恒定来获得良好的光学图像，同时消除调整从相差显微镜到观察目标的距离的工作的必要性。[解决方案]观察装置(10)包括显微镜(12)。显微镜(12)包括照明光束源(50)，照明光学系统(51)和观察光学系统(52)，该观察光学系统(52)从由照明光束(61)被观察目标(28)的反射而获得的反射光束(62)形成观察目标(28)的光学图像。观察光学系统(52)包括相位板(57)，该相位板(57)改变反射光束(62)之中反射在反射表面(49a)上的直接反射光束(62A)的相位。照明光学系统(51)和观察光学系统(52)均布置在观察目标(28)下方。观察装置(10)包括：图像拾取装置(53)，该图像拾取装置(53)将由观察光学系统(52)获得的光学图像进行光电转换，以创建观察目标(28)的图像数据；显示装置(38)，该显示装置(38)显示图像数据。从照明光学系统(51)发射的照明光束(61)是准直光束。

Description

观察装置
技术领域
本发明涉及用于观察生物细胞的观察装置。
背景技术
常规地，能够在不染色的情况下观察生物细胞的相差显微镜已被用于在培养细胞的同时观察该生物细胞。在能够保持温度恒定的培养箱中培养作为观察目标的生物细胞。为了观察生物细胞，需要在培养箱中布置相差显微镜。专利文献1描述了被构造为可结合在培养箱中的相差显微镜的示例。相差显微镜是落射式照明相差显微镜，其中照明光学系统和观察光学系统都相对于观察目标布置在同一侧。
从照明光学系统发射的照明光束在反射表面上被反射以成为反射光束。反射光束包括直接反射光束和衍射反射光束，直接反射光束在反射表面的表面上反射而当通过观察目标时没有在观察目标内部被衍射，衍射反射光束在通过观察目标时在观察目标内部被衍射为相位延迟了1/4波长并且在反射表面的表面上反射。在通过相差显微镜的观察中，在反射表面的表面上反射的直接反射光束的相位被提前或延迟了1/4波长。通过操作，直接反射光束的相位，直接反射光束与衍射反射光束之间的相位对比度为0或1/2波长，并且直接反射光束和衍射反射光束彼此增强或减弱。由于将直接反射光束与衍射反射光束之间的相位对比度转换为明暗之间的对比度，因此获得了人眼可感知的光学图像。
引文列表
专利文献
专利文献1：日本专利申请公开号08-194160
发明内容
技术问题
从成本的观点来看，当观察多个观察目标时，为每个观察目标设置相差显微镜是不现实的。因此，需要移动观察目标或相差显微镜。然而，当观察目标或相差显微镜移动时，由于观察目标或相差显微镜的停止位置的精度的限制，从相位板到反射表面的距离变化。
这里，相差显微镜具有相位板，该相位板具有使相位改变1/4波长的相膜区域和不改变相位的透射区域。通过直接反射光束通过相膜区域的通道以及衍射反射光束通过透射区域的通道，直接反射光束的相位改变了1/4波长。
在专利文献1描述的相差显微镜中，从照明光学系统朝向观察目标发射的照明光束相对于光轴倾斜。因此，当从相位板到反射表面的距离变化时，直接反射光束会聚在相位板上的位置(会聚点)改变。当由于会聚点的变化而使直接反射光束不通过相膜区域时，对比度发生变化，从而无法获得通过先前的调整而获得的良好的光学图像。因此，需要进行以下工作：调整从相差显微镜到观察目标的距离，即从相位板到反射表面的距离，使得无论什么时候移动相差显微镜直接反射光束都通过相膜区域，这会导致可操作性降低。
鉴于上述情况进行了本发明。本发明的目的是提供一种观察装置，该观察装置能够通过保持对比度恒定来获得良好的光学图像，同时消除调整从相位板到反射表面的距离的工作的必要性。
问题的解决方案
(1)根据本发明的观察装置包括：落射式照明相差显微镜，该落射式照明相差显微镜包括：照明光束源；照明光学系统，该照明光学系统将照明光束从照明光束源发射到作为生物细胞的观察目标；以及观察光学系统，该观察光学系统从由通过观察目标之后的照明光束的反射获得的一个或多个反射光束，形成观察目标的光学图像，其中观察光学系统包括相位板，该相位板改变反射光束之中在反射表面上反射的直接反射光束的相位，并且照明光学系统和观察光学系统均布置在观察目标下方；图像拾取装置，该图像拾取装置将由观察光学系统获得的光学图像进行光电转换，以创建观察目标的图像数据；显示装置，该显示装置显示图像数据，其中从照明光学系统发射的照明光束是准直光束。
根据上述构造，准直的照明光束从照明光学系统发射，因此准直的反射光束进入观察光学系统。由于反射光束平行于光轴，因此即使从相位板到反射表面的距离变化，直接反射光束的相位板中的会聚点也不会变化。因此，即使当通过移动落射式照明相差显微镜改变距离时，对比度也可以保持恒定并且获得良好的光学图像。
(2)优选地，观察装置包括移动装置，该移动装置使观察目标和落射式照明相差显微镜相对于彼此移动。
根据上述构造，观察装置包括移动装置，因此不需要手动移动观察目标或落射式照明相差显微镜。因此，提高了可操作性。
(3)优选地，观察装置包括培养箱，该培养箱包括：框体，该框体具有开口；盖体，该盖体能够打开/关闭开口；分隔壁，该分隔壁将由框体和盖体限定的内部空间分隔成上方培养室和下方机械室，其中观察目标布置在培养室中，落射式照明相差显微镜、图像拾取装置和移动装置布置在机械室中，分隔壁固定到框体，使得培养室相对于机械室维持气密性和水密性，并且分隔壁的至少一部分由透射照明光束的透明材料形成。
根据上述构造，落射式照明相差显微镜布置在培养箱中，因此也没有必要打开培养箱并将显微镜从外部移至培养箱以观察观察目标。因此，也没有必要将培养箱的外部环境维持在无菌状态，即使在观察目标的每次观察中打开培养箱时也不会引起问题。因此，减少了观察培养箱所需的工时和成本。此外，相对于机械室维持了培养室的气密性和水密性，并且因此，机械室的气氛与培养室的气氛分离。因此，即使在培养室与机械室之间产生温度差的情况下，也可以抑制在机械室的落射式照明相差显微镜中产生结露。
(4)优选地，照明光束源被构造为能够在多个不同波长之中切换照明光束的波长。
根据上述构造，可以在多个不同波长之中切换照明光束的波长。因此，可以通过对获得的图像进行阴影化来减少观察目标的细胞边界中的图像数据量，并且可以促进细胞数的测量。此外，在成像表面上的光学图像中包含的部分之中，由附着到物镜的异物(诸如灰尘)形成的部分不受照明光束的波长变化的影响。因此，可以通过改变照明光束的波长来指定光学图像的每个部分是观察目标的图像还是由异物形成的图像。
(5)优选地，观察装置包括校正图像数据的图像处理部分，其中，在图像数据中，将包含亮度值作为颜色信息的一个或多个像素布置在二维坐标中，并且图像处理部分包括：计算部分，该计算部分相对于由波长之中的两个不同波长的照明光束获得的图像数据中的两个图像数据，计算相同坐标的像素中的每一个的亮度值之间的差；识别部分，该识别部分将差小于预定值的像素识别为包含错误信息的噪声像素；创建部分，该创建部分从两个图像数据中的每一个删除噪声像素，以创建两个校正的图像数据。
当在反射光束通过观察目标的情况下改变波长时，焦点位置改变以便会聚或扩散，从而亮度值之间的差改变。即使当在反射光束未通过观察目标(例如，来自附着到物镜的灰尘的反射光束)的情况下改变波长时，焦点位置也不会改变以便被会聚或扩散，并且亮度值之间的差变化不大。
根据上述构造，将亮度值之间的差小于预定值的像素识别为包含错误信息的噪声像素，并且创建从中删除了噪声像素的两个校正的图像数据。因此，可以在观察目标的图像数据中消除由灰尘引起的错误信息的影响。
(6)优选地，观察装置包括布置在观察目标上方的反射器。
根据上述构造，不仅来自观察目标的反射光束，而且来自反射器的反射光束也进入观察光学系统。由于进入观察光学系统的光束的数量增加，因此可以获得具有更高可识别性的观察目标的图像数据。
(7)优选地，观察装置包括培养皿，该培养皿包含由半透明材料形成的下皿和上皿并容纳生物细胞，其中反射器固定到上皿。
根据上述构造，反射器固定到上皿，因此可以容易地布置反射器。
(8)优选地，照明光学系统包括：半反射镜，该半反射镜反射来自照明光束源的照明光束；第一物镜和第二物镜，该第一物镜和第二物镜折射反射在半反射镜上的照明光束；并且观察光学系统包括：第一物镜和第二物镜，该第一物镜和第二物镜折射来自观察目标的反射光束；半反射镜，该半反射镜透射所折射的反射光束。
发明效果
本发明的观察装置可以保持对比度恒定，同时消除调整从相差显微镜到观察目标的距离的工作的必要性，并且可以获得良好的光学图像。
附图说明
图1是根据本实施例的观察装置10的框图。
图2是示出根据本实施例的培养箱11的视图，其中，图2(a)是培养箱11的立体图，图2(b)是示出布置在培养箱11中的分隔壁23，显微镜12和移动装置13的立体图。
图3是从图2(a)的III-III剖切线观察的培养箱11的横截面视图。
图4是显微镜12的示意构造图。
具体实施方式
在下文中，描述了本发明的优选实施例。实际上，该实施例仅是本发明的一个实施例，并且可以在不改变本发明的要旨的情况下进行变化。
[观察装置10]
如图1所示，根据本实施例的观察装置10是观察作为生物细胞的观察目标28的装置。观察装置10包括培养箱11，落射式照明相差显微镜(以下称为显微镜)12，移动装置13，观察计算机14，显示装置15以及操作装置16。培养箱11包括气氛控制机构39。显微镜12包括照明光束源50。在显微镜12中设置有图像拾取装置53。观察计算机14包括光束源控制部分44，图像处理部分45和移动控制部分46。
构成观察装置10的元件大致发挥以下作用。照明光束源50照明观察目标28。显微镜12获取被照明的观察目标28的光学图像。移动装置13移动显微镜12，使得显微镜12可以获取观察目标28的光学图像。图像拾取装置53将由显微镜12获取的光学图像进行光电转换以创建图像数据。图像处理部分45校正由图像拾取装置53获得的图像数据。显示装置15显示校正之前和校正之后的图像数据。移动控制部46控制移动装置13的驱动。光束源控制部分44控制照明光束源50的驱动。操作装置16可以输入用于图像处理部分45的命令，并且可以输入用于移动控制部分46的命令。例如，操作装置16是键盘和鼠标。用户可以操作该操作装置16以将处理内容设置到图像处理部分45，并通过移动装置13的驱动来控制显微镜12的移动。因此，观察目标28被观察装置10观察。
[培养箱11]
如图2(a)所示，培养箱11包括具有开口20的框体21，能够打开/关闭开口20的盖体22，以及布置在框体21中的分隔壁23。以下，基于图1所示的培养箱11的姿势限定竖直方向17，前后方向18以及左右方向19。开口20在前后方向18上开口。培养箱11的内部空间24由框体21和盖体22限定。框体21和盖体22的外形为长方体形状。内部空间24的形状也是长方体形状。在盖体22关闭的状态下，在内部空间24中相对于培养箱11的外部空气维持气密性和水密性。
如图2(a)和图2(b)所示，分隔壁23将内部空间24分成上方培养室25和下方机械室26。在培养室25中，布置了四个培养皿27。在每个培养皿27中容纳作为生物细胞的观察目标28(图3，图4)。在机械室26中容纳装有图像拾取装置53的显微镜12和移动装置13。
分隔壁23是从竖直方向17观察时具有正方形的平板形状。分隔壁23具有：框架板30，其具有四个开口29；透明板31，其安装到四个开口29中的每一个。透明板31由透射光束的材料形成，因此可以在竖直方向17上透射光束。例如，透明板31的材料是玻璃或丙烯酸。从竖直方向17看，四个透明板31位于正方形的顶点位置。
[培养皿27]
如图3所示，培养皿27具有下皿47和上皿48以便嵌套。下皿47和上皿48均是具有底表面的浅圆柱形容器。上皿48大于下皿47。通过将下皿47放在上皿48上，封闭培养皿27的内部。下皿47和上皿48均由透射光束的材料(例如，聚苯乙烯树脂)形成。
[反射器49]
如图1至图3所示，观察装置10包括反射器49，该反射器49反射来自显微镜12的照明光束61。反射器49固定到上皿48的上表面。反射器49具有盘形状。在该实施例中，反射器49由不锈钢形成。设置在反射器49的下表面上的反射表面49a(下表面49a)被镜面加工成能够反射光束。
[气氛控制机构39]
再次参考图1描述培养箱11的气氛控制机构39。气氛控制机构39是控制培养室25的气氛(温度和湿度)的机构，并且可以独立于机械室26的气氛来控制气氛。具体地，气氛控制机构39包括加热装置32，温度传感器33，加湿装置34，湿度传感器35，培养计算机36，操作装置37和显示装置38。加热装置32可以增加培养室25的温度。温度传感器33可以检测培养室25的温度。加湿装置34可以增加培养室25的湿度。湿度传感器35可以检测培养室25的湿度。培养计算机36可以控制加热装置32的操作和加湿装置34的操作。操作装置37是能够指定培养室25的温度和湿度的目标值的装置。显示装置38可以显示由温度传感器33检测到的温度，由湿度传感器35检测到的湿度以及由操作装置37指定的目标值。培养计算机36控制加热装置32的操作和加湿装置34的操作，使得由温度传感器33和湿度传感器35获得的温度和湿度的检测值与温度和湿度的指定目标值一致。因此，控制了培养室25的气氛。
[移动装置13]
如图2和图3所示，移动装置13是移动显微镜12的装置，使得显微镜12位于容纳观察目标28的培养皿27的正下方。移动装置13包括底部40，本体41，第一臂42和第二臂43。底部40固定到培养箱11的框体21。本体41固定到底部40，并且容纳驱动第一臂42和第二臂43的驱动机构以及控制机构。第一臂42和第二臂43被构造成关节臂。第一臂42的基端部分联接至本体41，以能够绕轴线在竖直方向17上旋转。第二臂43的基端部分联接至第一臂42的尖端部分，以能够绕轴线在竖直方向17上旋转。显微镜12固定到第二臂43的尖端部分。显微镜12可通过移动装置13的驱动而在水平方向(即，前后方向18和左右方向19)上移动。因此，移动装置13能够在位于分隔壁23的上侧的四个培养皿27中的任何一个的正下方移动。
[显微镜12]
参考图4描述显微镜12。显微镜12包括照明光束源50，照明光学系统51，观察光学系统52和图像拾取装置53。照明光学系统51将来自照明光束源50的照明光束61发射到观察目标28。在通过观察目标28之后，观察光学系统52从由照明光束61通过反射表面的反射而生成的反射光束62形成观察目标28的光学图像。图像拾取装置53将观察目标28的光学图像进行光电转换，以创建观察目标28的图像数据。
照明光束源50是发射照明光束61的光束源。照明光束源50是波长可变光束源，因此可以改变照明光束61的波长。波长的切换是由用户通过操作装置16的操作来进行的(图1)。当通过操作装置16的操作指定了波长的目标值时，光束源控制部分44(图1)控制照明光束61，使得目标值波长的照明光束61被发射。
显微镜12是落射式照明显微镜。照明光学系统51和观察光学系统52相对于观察目标28布置在同一侧，在本实施例中为下侧。与此相关，照明光束源50也布置在照明光学系统51和观察光学系统52的同一侧(下侧)。由于照明光学系统51和观察光学系统52没有分别布置在观察目标28的两侧，因此显微镜12被紧凑地构造。
照明光学系统51包括半反射镜54，第一物镜55和第二物镜56。半反射镜54反射来自照明光束源50的照明光束61，并且朝着布置观察目标28的观察位置向上发射照明光束61。在半反射镜54和观察目标28之间，布置有第一物镜55和第二物镜56。第一物镜55布置在靠近半反射镜54的一侧，第二物镜56布置在靠近观察目标28的一侧。来自半反射镜54的照明光束61在第一物镜55和第二物镜56上折射，透射通过透明板31和下皿47(图3)，通过观察目标28，然后到达反射表面49a。光轴60是从半反射镜54发射的照明光束61的光通量的中心轴线，并且也是第一物镜55和第二物镜56的中心轴线。光轴60沿着竖直方向17。
从第二物镜56发射的照明光束61是平行于光轴60的准直光束。设置第一物镜55和第二物镜56的折射率和布置，从而发射这种准直光束。
照明光束61通过观察目标28，然后在反射表面49a上反射以成为反射光束62。反射光束62包括直接反射光束62A和衍射反射光束62B，直接反射光束62A在反射器49的反射表面49a上反射之后通过观察目标28时没有在观察目标28内部衍射，衍射反射光束62B在反射器49的反射表面49a上反射，然后在通过观察目标28时在观察目标28内部衍射为相位延迟了1/4波长。在图4中，照明光束61由实线表示，直接反射光束62A由实线表示，衍射反射光束62B由虚线表示。反射光束62统称为直接反射光束62A和衍射反射光束62B。
在该实施例中，反射器49布置在观察目标28上方，因此，由于大量光束在反射器49的反射表面49a上反射，所以反射光束62的光束量增加。直接反射光束62A是在反射器49的反射表面49a上反射的光束之中，在反射之前和之后两次通过观察目标28并且没有在观察目标28中衍射的光束。衍射反射光束62B是在反射器49的反射表面49a上反射的光束之中，在反射之前和之后两次通过观察目标28并且在观察目标28中衍射的光束。
观察光学系统52包括第一物镜55，第二物镜56，半反射镜54，相位板57和成像表面58。在本实施例中，成像表面58是形成在图像拾取装置53的表面上的光束接收表面。在此，在照明光学系统51与观察光学系统52之间共享第一物镜55，第二物镜56和半反射镜54。在反射表面49a上反射的反射光束62经由透明板31和下皿47(图3)在第一物镜55和第二物镜56上折射，透射通过半反射镜54和相位板57，然后到达成像表面58。
相位板57具有相位偏移的相膜区域57A和相位不变的透射区域57B。相膜区域57A是相位板57中围绕光轴60的圆形区域。透射区域57B是相位板57中围绕光轴60的环形区域，并且位于相膜区域57A的外侧。相膜区域57A和透射区域57B由透射光束的材料形成。当光束通过相膜区域57A时，光束的相位偏移1/4波长。在该实施例中，相位被延迟1/4波长，但是相反地，相位可以被提前1/4波长。另一方面，透射区域57B不改变通过透射区域57B的光束的相位。
第一物镜55和第二物镜56的折射率和布置以及相膜区域57A的尺寸(半径)被设置为使得在反射光束62之中，直接反射光束62A通过相膜区域57A。因此，直接反射光束62A的相位在相膜区域57A中偏移。另一方面，衍射反射光束62B通过透射区域57B，因此，衍射反射光束62B的相位不变。由于直接反射光束62A的相位延迟了1/4波长，因此在通过相位板57之后，直接反射光束62A与衍射反射光束62B之间的相位差变为0。当直接反射光束62A的相位提前1/4波长时，在通过相位板57之后，直接反射光束62A与衍射反射光束62B之间的相位差变为1/2波长。
在通过观察目标28的每个位置之后反射的反射光束62的光通量会聚在成像表面58上。当直接反射光束62A的相位延迟1/4波长时，直接反射光束62A与衍射反射光束62B在成像表面58上彼此增强。因此，获得了具有明亮对比度的光学图像，其中观察目标28是亮的而背景是暗的。当直接反射光束62A的相位提前1/4波长时，相反地获得具有暗对比度的光学图像，其中观察目标28是暗的并且背景是亮的。
通过图像拾取装置53对形成在成像表面58上的光学图像进行光电转换，然后创建图像数据。图像数据在图像处理部分45(图1)中被校正，然后显示在显示装置15上。
[图像处理部分45]
再次参考图1描述图像处理部分45。图像处理部分45具有对于由图像拾取装置53获得的图像数据去除噪声信息的滤波器功能。该滤波器功能是基于由两个不同波长的照明光束61获得的两个图像数据，从图像数据中去除由于附着在第二物镜56等上的灰尘而引起的噪声信息的功能。
照明光束61的波长的改变等于从观察目标28到成像表面58的光学路径长度的改变。通过该改变，反射光束62会聚的位置改变。当反射光束62会聚在成像表面58上时，光学图像被聚焦。然而，当反射光束62未会聚在成像表面58上时，光学图像未聚焦。更具体地，通过两个不同波长的照明光束61创建聚焦图像数据和非聚焦图像数据。在此，由附着在第二物镜56上的灰尘等形成的光学图像不受光学路径长度的变化的影响，因此亮度不会变化。然后，在通过改变波长获得的两个图像数据中，指定亮度变化相对较小的部分的像素，从而可以指定图像数据中包含的噪声信息。此外，包含噪声信息的像素的信息被删除，从而可以创建从中删除了噪声信息的图像数据。
在使图像处理部分45表现出滤波器功能之前，光束源控制部分44控制照明光束源50，从而改变照明光束61的波长。因此，获得了通过第一波长的照明光束61获得的图像数据和通过第二波长的照明光束获得的图像数据。这里，图像数据是布置在二维坐标中的像素的集合。每个像素具有作为颜色信息的亮度值信息。
图像处理部分45包括计算部分71，识别部分72和创建部分73。计算部分71相对于通过两个不同波长的照明光束61获得的两个图像数据计算相同坐标的每个像素的亮度值之间的差。识别部分72将差小于预定值的像素识别为包含错误信息的噪声像素。创建部分73从两个图像数据中的每一个删除噪声像素，以创建两个校正的图像数据。因此，识别出图像数据中包含的噪声信息的存在或不存在，并且进一步创建从中删除了噪声信息的图像数据。
[实施例的操作效果]
根据本实施例的观察装置10，准直的照明光束61从照明光学系统51发射，因此准直的反射光束62进入观察光学系统52。反射光束62平行于光轴60，因此，即使当从显微镜12到观察目标28的距离变化时，直接反射光束62A在相位板57中的会聚点也不会变化。因此，即使当通过移动显微镜12来改变距离时，对比度也可以保持恒定并且获得良好的光学图像。
此外，观察装置10包括移动装置13，因此不需要手动移动观察目标28或显微镜12。因此，提高了可操作性。
此外，显微镜12布置在培养箱11中，因此不需要打开培养箱11并将显微镜12从外部移至培养箱11，以便观察该观察目标28。因此，即使在观察目标28的每次观察中打开培养箱11时，也不需要将培养箱11的外部环境维持为无菌状态而不会引起问题。因此，减少了观察培养箱11所需的工时和成本。此外，相对于机械室26维持了培养室25的气密性和水密性，因此，机械室26的气氛与培养室25的气氛分离。因此，即使在培养室与机械室之间产生温度差的情况下，也可以抑制在机械室的落射式照明相差显微镜中发生结露。
此外，照明光束61的波长可在多个不同波长之间切换。因此，可以通过对获得的图像进行阴影处理来减少观察目标28的细胞边界中的图像数据量，并且可以促进细胞数目的测量。此外，在成像表面58上的光学图像中所包含的部分之中，由附着于第二物镜56异物(诸如灰尘)形成的的部分不受照明光束61的波长变化的影响。因此，可以通过照明光束61的波长变化来指定光学图像的每个部分是观察目标28的图像还是由异物形成的图像。
此外，将亮度值之间的差小于预定值的像素识别为包含错误信息的噪声像素，并创建从中删除了噪声像素的两个校正的图像数据。因此，可以在观察目标28的图像数据中消除由灰尘引起的错误信息的影响。
此外，来自观察目标28的反射光束62和来自反射器49的反射光束62进入观察光学系统52。由于进入观察光学系统52的光束的数量增加，因此可以获得具有更高可识别性的观察目标28的图像数据。
此外，反射器49固定到上皿48，因此可以容易地布置反射器49。
[修改例]
在本实施例中，移动装置13是移动显微镜12的装置，但不限于该构造。移动装置13可以是使观察目标28和显微镜12相对于彼此移动的装置。移动装置13可以是移动观察目标28而不是移动显微镜12的装置。此外，在本实施例中，为了自动移动显微镜12而设置了移动装置13。当移动装置13不是必不可少的组成部件并且显微镜12或观察目标28被手动移动时，可以不设置移动装置13。
在该实施例中，提供了在下表面上设置有反射表面49a的反射器49。反射器49不是必不可少的组成部件，并且可以不设置反射器49。在这种情况下，基于在通过观察目标28之后在另一反射表面的表面上反射的反射光束62，在显微镜12中形成观察目标28的光学图像。例如，在图3中的上皿48的下面或者在上皿48的竖直方向17的上侧进一步放置下皿47时的下皿47的下表面也可以被用作与反射表面49a类似的反射表面。
在该实施例中，反射器49是固定到培养皿27的上皿48的板材料，但不限于该构造。反射器49可以布置在观察目标28上方，并且能够反射照明光束61。不限制布置反射器49的位置或固定反射器49的目标。反射器49可以布置在培养室25中并固定到培养箱11的框体21。
在该实施例中，通过在多个不同波长之中切换照明光束61的波长，可以将要获得的图像阴影化，并且可以提取异物(诸如灰尘)的图像数据。但是，不限于通过将照明光束61的波长切换到不同波长，也可以调整相位板与反射表面之间的距离，相位板上的直接反射光束会聚的位置(会聚点)也可以改变，并且成像表面也可以聚焦。
参考编号的描述
10 观察装置
11 培养箱
12 落射式照明相差显微镜(显微镜)
13 移动装置
15 显示装置
20 开口
21 框体
22 盖体
23 分隔壁
24 内部空间
25 培养室
26 机械室
27 培养皿
28 观察目标
45 图像处理部分
47 下皿
48 上皿
49 反射器
49a 反射表面(反射器的下表面)
50 照明光束源
51 照明光学系统
52 观察光学系统
53 图像拾取装置
61 照明光束
62 反射光束
71 计算部分
72 识别部分
73 创建部分

Claims (8)

1.一种观察装置，其特征在于，包括：
落射式照明相差显微镜，所述落射式照明相差显微镜包括：照明光束源；照明光学系统，所述照明光学系统将照明光束从所述照明光束源发射到作为生物细胞的观察目标；以及观察光学系统，所述观察光学系统从由通过所述观察目标之后的所述照明光束的反射获得的一个或多个反射光束，形成所述观察目标的光学图像，
所述观察光学系统包括相位板，所述相位板改变所述反射光束之中在反射表面上反射的直接反射光束的相位，并且
所述照明光学系统和所述观察光学系统均布置在所述观察目标下方；
图像拾取装置，所述图像拾取装置将由所述观察光学系统获得的所述光学图像进行光电转换，以创建所述观察目标的图像数据；和
显示装置，所述显示装置显示所述图像数据，其中
从所述照明光学系统发射的所述照明光束是准直光束。
2.根据权利要求1所述的观察装置，其特征在于，包括：
移动装置,所述移动装置使所述观察目标与所述落射式照明相差显微镜相对于彼此移动。
3.根据权利要求2所述的观察装置，其特征在于，包括：
培养箱，所述培养箱包括：框体，所述框体具有开口；盖体，所述盖体能够打开/关闭所述开口；分隔壁，所述分隔壁将由所述框体和所述盖体限定的内部空间分隔成上方培养室和下方机械室，其中
所述观察目标布置在所述培养室中，
所述落射式照明相差显微镜，所述图像拾取装置和所述移动装置布置在所述机械室中，
所述分隔壁固定到所述框体，使得所述培养室相对于所述机械室维持气密性和水密性，并且
所述分隔壁的至少一部分由透射所述照明光束的透明材料形成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的观察装置，其特征在于，其中，
所述照明光束源被构造为能够在多个不同波长之中切换所述照明光束的波长。
5.根据权利要求4所述的观察装置，其特征在于，包括：
图像处理部分，所述图像处理部分校正所述图像数据，其中
在所述图像数据中，将包含亮度值作为颜色信息的一个或多个像素布置在二维坐标中，并且
所述图像处理部分包括：
计算部分，所述计算部分相对于由所述波长之中的两个不同波长的所述照明光束获得的所述图像数据中的两个图像数据，计算相同坐标的所述像素中的每一个的所述亮度值之间的差；
识别部分，所述识别部分将所述差小于预定值的所述像素识别为包含错误信息的噪声像素；和
创建部分，所述创建部分从所述两个图像数据中的每一个删除所述噪声像素，以创建两个校正的图像数据。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的观察装置，其特征在于，包括：
反射器，所述反射器布置在所述观察目标上方。
7.根据权利要求6所述的观察装置，其特征在于，包括：
培养皿，所述培养皿包含由半透明材料形成的下皿和上皿，并且容纳所述生物细胞，其中
所述反射器固定到所述上皿。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的观察装置，其特征在于，其中，
所述照明光学系统包括：半反射镜，所述半反射镜反射来自所述照明光束源的所述照明光束；第一物镜和第二物镜，所述第一物镜和所述第二物镜折射反射在所述半反射镜上的所述照明光束；并且
所述观察光学系统包括：所述第一物镜和所述第二物镜，所述第一物镜和所述第二物镜折射来自所述观察目标的所述反射光束；以及所述半反射镜，所述半反射镜透射所折射的反射光束。
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