[发明专利]观察设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种观察设备，用于观察透明样本。

背景技术

为了观察透明样本，例如培养容器中的细胞，适当的使用了相差观察(phase contrast observation)(例如，参见非专利文献1和2)，其能够显现它的折射率分布。为了观察不能用肉眼观察的透明样本，必须使用显微镜或其它光学系统，即使是观察仅是想要概略的检查整个样本。

非专利文献1：Hiroshi Komatsu，”Fundamentals and Applications of OpticalMicroscopes(3)”，Applied Physics，Vol.60，No.10，pp.1，032-1，034，1991

非专利文献2：Hiroshi Komatsu，”Fundamentals and Application of OpticalMicroscopes(4)”，Applied Physics，Vol.60，No.11，pp.1，136-1，138，1991

发明内容

本发明解决的问题

然而，不存在这样的相差显微镜：其具有广视野，以便能够一次观察培养容器的整个区域。如果想要实现这样的相差显微镜，其成本是很高的，因为必需要有用于相差观察的很大的成像光学系统和很大的带状(zonal)照明光学系统。

为了仅概略地观察整个样本，一个选择是执行暗视野观察，而不是相差观察。在暗视野观察中，由样本中的折射率跳跃所产生的微弱衍射光(散射光)被检测到，并且仅使用衍射光来形成观察图像。

然而，如果暗视野显微镜的视野被加宽，则照明角度被增大，观察图像仅能够由以很大角度从样本射出的非常微弱的衍射光来形成。因此，观察图像的亮度非常低。而且，在照明角度很大的情况下，会发生由培养容器边缘、底部等所产生的强光进入成像光学系统并妨碍观察的情况。

因此，本发明的目的是提供一种观察设备，适于以宽视野观察透明样本。

解决问题的手段

根据本发明的一种观察设备包括：照明单元，其以面光源照亮样本，在面光源中交替设置亮区和暗区；成像光学系统，其形成穿过被所述照明单元照亮的样本的光的图像；以及成像单元，其拍摄由所述成像光学系统所形成的所述图像。

希望在面光源与样本之间的距离d以及面光源的亮暗间距P满足不等式：

Pd≤2(1-0.02/NA2)]]>

在此，NA是成像光学系统的物体侧的数值孔径。

希望在面光源与样本之间的距离d及面光源的亮暗间距P满足不等式：

Pd≤2·NA′]]>

在此，NA’是成像光学系统的图像侧的数值孔径。

此外，希望在面光源与样本之间的距离d及面光源的亮暗间距P满足不等式：

λ2·a·NA≤Pd]]>

在此，NA是成像光学系统的物体侧的数值孔径，λ是面光源的波长，a是在成像光学系统的图像侧主平面与成像单元之间的距离。

照明单元可以包括：面光源，其以近似均匀亮度分布来发光；以及遮挡，布置在所述面光源上，其中交替设置孔径区域与遮挡区域。