Das Beobachtungssystem bildet eine Probe unter Beleuchtungslichtern ab, die in verschiedenen Zeitintervallen durch nahe einem Bildsensor angeordnete Bestrahlungsfenster aufgebracht werden, erzeugt in jedem Bild enthaltene optische Informationen, berechnet Werte für Lichtvolumina, die in den optischen Informationen enthalten sind und aus Pixeln ausgegeben werden, die aus einem identischen Punkt stammen, die einen identischen Punkt als denselben charakteristischen Punkt auf der Probe in den jeweiligen Pixeln als eine relative Distanz von einem Bildsensor abgebildet haben, vergleicht die optischen Informationen zwischen den Pixeln, und bestimmt den identischen Punkt auf der Probe als einen ebenen Oberflächenabschnitt oder einen geneigten Abschnitt auf der Grundlage eines Vergleichsergebnisses, verknüpft die Distanz mit dem ebenen Oberflächenabschnitt oder dem geneigten Abschnitt, schätzt eine Oberflächenform der Probe und zeigt ein dreidimensionales Bild der Probe an.The observation system images a sample under illumination lights applied at different time intervals by irradiation windows located near an image sensor, generates optical information contained in each image, calculates values for volumes of light contained in the optical information and output from pixels consisting of pixels come from an identical point that has mapped an identical point as the same characteristic point on the sample in the respective pixels as a relative distance from an image sensor, compares the optical information between the pixels, and determines the identical point on the sample as a planar surface portion or an inclined portion based on a comparison result, associates the distance with the planar surface portion or the inclined portion, estimates a surface shape of the sample, and displays a three-dimensional image of the sample.