(57)【要約】  サンプル対象物の画像を形成するための撮像装置は光学装置とデータ処理ユニットとを含んでいる。当該光学装置は，対象物のフーリエ・スペクトルを捉える。データ処理ユニットは光学装置からのフーリエ・スペクトルをデータ処理するために配置されており，当該ユニットは，サンプル対象物のフーリエ・スペクトルの強度と，サンプル対象物及び基準対象物の組み合わせのフーリエ・スペクトルの強度とから，サンプル対象物の画像を決定するよう適応されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物のフーリエ・スペクトルを捉えるための光学装置と，前記フーリエ・スペクトルをデータ処理するためのデータ処理ユニットとを含んでいる，サンプル対象物の画像を形成するための撮像装置であって，前記データ処理ユニットが前記サンプル対象物のフーリエ・スペクトル強度と，前記サンプル対象物及び基準対象物の組合せのフーリエ・スペクトル強度とから前記サンプル対象物の画像を決定する，前記撮像装置。
【請求項２】
前記データ処理ユニットが，前記サンプル対象物のフーリエ・スペクトル強度と，前記サンプル対象物及び前記基準対象物の組合せのフーリエ・スペクトル強度とから前記サンプル対象物のフーリエ・スペクトルの位相を決定し，前記サンプル対象物のフーリエ・スペクトル強度と前記位相とから前記サンプル対象物の前記画像を決定する，請求項1に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記データ処理ユニットが，前記基準対象物のフーリエ・スペクトル強度を理論的な強度分布へ適合させ，前記サンプル対象物の前記画像の前記決定を改善するために，この適合を用いる，請求項1又は2に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記光学装置は，少なくとも前記対象物の一つを照明するためのコヒーレントな照射源と，前記対象物のフーリエ・スペクトルを形成するための光学システムと，フーリエ・スペクトルを捉えるための照射光検知システムとを含む，請求項1，2又は3に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記光学システムが領域平坦化器を含む，請求項4に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記光学装置が前記照射源と前記撮像装置との間に第1の光路と，第1の光路とは異なる第2の光路とを含み，前記サンプル対象物は前記第1の光路に続いた照射光内に配置でき，前記基準対象物は前記第2の光路に続いた照射光内に配置できる，請求項4又は5に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記照射光検知システムを前記光学システムのフーリエ面内に定置させるための位置決め素子を含む，請求項4，5又は6に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記位置決め素子を制御するために，前記データ処理ユニットがコントラスト信号を供する，請求項7に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記コントラスト信号が前記サンプル対象物の高い空間周波数の強度から抽出される，請求項8に記載の撮像装置。
【請求項１０】
サンプル対象物を第1のフーリエ・スペクトルへと光学的に変換するステップと，
前記サンプル対象物と基準対象物との組合せを第2のフーリエ・スペクトルへと光学的に変換するステップと，
第1のフーリエ・スペクトル強度と第2のフーリエ・スペクトル強度とをデータ処理することによって，前記サンプル対象物の画像を決定するステップとを含む，サンプル対象物の画像を形成するための方法。
【請求項１１】
前記データ処理は，
−  前記第1のフーリエ・スペクトル強度と前記第2のフーリエ・スペクトル強度とから前記サンプル対象物のフーリエ・スペクトルの位相を決定するステップと，
−  前記第2のフーリエ・スペクトル強度と前記位相とから前記サンプル対象物の画像を決定するステップとを含む，請求項10に記載の方法。
【請求項１２】
前記基準対象物を第3のフーリエ・スペクトルへと光学的に変換するステップと，
前記第3のフーリエ・スペクトルの強度を理論的な強度分布へと適合させるステップと，
前記サンプル対象物の画像の決定を改善するために，前記適合を使用するステップとを含む，請求項10又は11に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，サンプル対象物の画像を形成するための撮像装置と，画像を形成するための方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
ライフサイエンスの分野と生体医学の分野とにおいて，研究用から一般用へと技術が移転する傾向がある。研究施設は一般に高価な機器を使い，他方，一般用はコンパクトで，自動で，安価な装置を必要とする。前記分野では多数の装置が，高解像度で大きな領域をもつ，生体サンプル対象物の撮像を必要とする。例えばDNA分析は，数ミクロンより高い解像度で数平方mmの領域の撮像を必要とする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
現在，この撮像の問題を解決するための二つのアプローチがある。第1のアプローチは回折限界顕微鏡対物を用いることであるが，これは高価であるという欠点をもっている。第2のアプローチは走査スポットを用いることであるが，これは小さな領域をもつ単純な対物レンズによって走査スポットが形成された場合，精度のよい高価な解読ステージを要する。
【０００４】
良好な画像特性をもっているコストの低い撮像装置を供することが，本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば，この目的は，サンプル対象物の画像を形成するための撮像装置が対象物のフーリエ・スペクトルを捉えるための光学装置と，当該フーリエ・スペクトルをデータ処理するための処理ユニットとを含んでいる場合に満たされ，当該処理ユニットは，サンプル対象物のフーリエ・スペクトル強度と，当該サンプル対象物及び基準対象物の組合せのフーリエ・スペクトル強度とからサンプル対象物の画像を決定する。
【０００６】
サンプル対象物のフーリエ・スペクトル強度は，一般に当該サンプル対象物の画像を再構成するための充分な情報を供することはない。本発明は，基準対象物という形で追加された対象物を用いることが，サンプル対象物の画像のフーリエ・スペクトル強度からサンプル対象物の画像の決定を可能にするという知見に基づいている。
【０００７】
サンプル対象物のフーリエ・スペクトルは光学装置によって形成され，データ処理ユニットによって処理される。当該データ処理ユニットは，PCのような数値演算装置であることが可能である。サンプル対象物のフーリエ・スペクトルからサンプル対象物の画像を決定することは，基準対象物の使用を必要とする。当該基準対象物は，例えば計算又は測定を通じて得られた既知のフーリエ・スペクトルをもっている。サンプル対象物の第1のフーリエ・スペクトルと，当該サンプル対象物及び基準対象物の組合せの第2のフーリエ・スペクトルとから，サンプル対象物の画像がここで決定されることができる。フーリエ・スペクトルを形成し，当該フーリエ・スペクトルを画像へと処理をするという二つのステップによるデータ処理は，フーリエ・スペクトルの形成過程で，光学装置に起因した特定の光学収差に対する影響が減じられることが明らかである。これゆえ，サンプル対象物の画像は，光学装置の品質から予想されたものよりも，より高い品質のものである。画像品質を犠牲にすることなく，当該光学装置は低コストの光学部品を用いることができる。
【０００８】
撮像装置の好ましい実施例において，データ処理ユニットはサンプル対象物のフーリエ・スペクトル強度と，当該サンプル対象物及び基準対象物の組合せのフーリエ・スペクトル強度とから，サンプル対象物のフーリエ・スペクトルの位相を決定し，更にサンプル対象物のフーリエ・スペクトル強度と前記位相とから，サンプル対象物の画像を決定する。第1のフーリエ・スペクトル強度と第2のフーリエ・スペクトル強度とを組合わせることが，サンプル対象物のフーリエ・スペクトルの位相の計算を可能にする。一旦，サンプル対象物のフーリエ・スペクトル強度と位相とがわかると，フーリエ逆変換によってサンプル対象物の画像が再構築されることができる。
【０００９】
撮像装置の特別な実施例では，データ処理ユニットは基準対象物のフーリエ・スペクトル強度を理論的な強度分布に適合させ，この適合をサンプル対象物の画像の決定を改善するために使用する。この実施例においては，基準対象物の測定された第3のフーリエ・スペクトル強度が，当該基準対象物の計算されたフーリエ・スペクトルに適合される。フーリエ・スペクトルの形成過程での何らかの偏移は，基準対象物のフーリエ・スペクトル強度のプロファイル内に歪として現れよう。適合処理は，斯様な横収差を露呈し，定量化する。これらの収差は，収差の影響を減じるために，第1のフーリエ・スペクトル及び第2のフーリエ・スペクトルのデータ処理時に使われることができ，これによって画像の品質をさらにもっと改善する。サンプル対象物の画像の再構築は，各サンプル対象物に対して形成されるべき2個のフーリエ・スペクトルを必要とするが，横収差は，光学システムに対して1度決定される必要があるだけである。
【００１０】
光学装置は，
−  少なくとも対象物の一つを照らすためのコヒーレントな照射源と，
−  対象物のフーリエ・スペクトルを形成するための光学システムと，
−  フーリエ・スペクトルを捉えるための照射光検知システムとを好ましくは含む。光学システムは，例えばレンズ及び鏡のような，一つ以上の部品を有する。
【００１１】
撮像装置の特別な実施例では，光学システムは領域平坦化器を含む。当該領域平坦化器は，フーリエ・スペクトルが形成される面を平坦にし，これによって検知システムによるフーリエ・スペクトルの捕捉を改善する。
【００１２】
光学装置の特別な実施例は，照射源と撮像装置との間に第1の光路及び第1の光路とは異なる第2の光路を含み，サンプル対象物は第1の光路に続いた照射光内に配置でき，基準対象物は第2の光路に続いた照射光内に配置できる。
【００１３】
光学システムのフーリエ面内に検知システムを配置するために，位置決め素子が使われることができる。
【００１４】
データ処理ユニットは当該位置決め素子を制御するためのコントラスト信号を供するよう構成されることができ，当該コントラスト信号は，サンプル対象物の高い空間周波数の強度から抽出されることができる。
【００１５】
本発明の第2の態様は，サンプル対象物の画像を形成するための方法に関し，
−  サンプル対象物を第1のフーリエ・スペクトルへと光学的に変換するステップと，
−  サンプル対象物と基準対象物との組合せを第2のフーリエ・スペクトルへと光学的に変換するステップと，
−  第1のフーリエ・スペクトル強度と第2のフーリエ・スペクトル強度とをデータ処理することによって，サンプル対象物の画像を決定するステップとを含む。
【００１６】
当該方法は，
−  第1のフーリエ・スペクトル強度と第2のフーリエ・スペクトル強度とからサンプル対象物のフーリエ・スペクトルの位相を決定するステップと，
−  第2のフーリエ・スペクトル強度と前記位相とからサンプル対象物の画像を決定するステップとを好ましくは含む。
【００１７】
本方法の特別な実施例は，
−  基準対象物を第3のフーリエ・スペクトルへと光学的に変換するステップと，
−  当該第3のフーリエ・スペクトルの強度を理論的な強度分布へと適合させるステップと，
−  サンプル対象物の画像の決定を改善するために，当該適合を使用するステップとを含む。
【００１８】
本発明の他の特徴及び長所は，添付の図を参照して行われる，例示的態様のみによる，本発明の好ましい実施例の以下の説明から明らかになろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図1は，本発明による撮像装置の第1の実施例を示し，光路中に対象物が照明されている。当該撮像装置は，照明システム1及びフーリエ変換システム2を含む光学装置と，データ処理システム3とに分割されることができる。
【００２０】
照明システム1は，好ましくは，例えば632nm又は405nmの波長で発光しているレーザのようなコヒーレントな照射源4を有する。レンズ6及びレンズ7を有するビームエキスパンダによって，平行ビーム5は直径方向に拡大される。当該ビームエキスパンダの出口にて，拡大された平行ビーム8は第1のビーム10と第2のビーム11とにビームスプリッタ9により分割され，各々第1の光路及び第2の光路へと続く。対物面15を照明するために，偏向ミラー12と，例えば半透明な鏡であるビーム結合器13とが第1のビームを平行ビーム14へと偏向させる。偏向ミラー16は，第2のビーム11をシャッタ17及びレンズ18へ偏向させる。当該シャッタは，ビームスプリッタ9とビーム結合器13との間のどこの位置にも配置することができる。レンズ18は，第2のビーム11を，対物面15上で焦点を結ぶ集束ビーム19へと変換する。シャッタを開閉することによって，オペレータは，対物面が平行ビーム14のみによって照明されるか又は平行ビーム14及び集束ビーム19の両方によって照明されるかどうかを制御できる。サンプル対象物及び/又は基準対象物などの対象物は，対物面内に配置される。
【００２１】
フーリエ変換システム2は，照明システム1によって照明された対物面15を有する。本実施例の撮像装置では，対物面内の対象物は少なくとも一部は透明である。光学システム20は，対物面15の対象物のフーリエ・スペクトルを形成する。光学システムは，図1に示されるようにフーリエレンズ20である。対象物のフーリエ・スペクトル強度は，照射検知システム21によって捉えられる。当該照射検知システムは，正方形をしたCCD検知器である。
【００２２】
データ処理システム3は，検知システム21の電気出力信号26を処理するためのデータ処理ユニット25を有する。例えば，対象物の再構築された画像であるデータ処理の結果は，ディスプレイ27で観ることができる。
【００２３】
二つのフーリエ・スペクトルを処理した後にのみ画像が得られるので，検知システム21の位置決め用に，画像の直接の観察を簡単に用いることは出来ない。これゆえ，光学システム20のフーリエ面内で検知システムを位置決めするために，フーリエ変換システム2は位置決め素子28を具備し，当該素子はデータ処理ユニット25からの制御信号29によって制御される。当該制御信号は，フーリエ・スペクトルの，より高い空間周波数の強度を測定しているコントラスト信号から抽出されることができる。当該コントラストが最大化されるよう，フィードバックループは検知システムの位置を制御せねばならない。別の実施例では，この位置決めは，減じられた品質ではあるが短時間に画像を供する，例えばフーリエ・スペクトルの中央の一部のみから計算されたサンプル対象物の画像の観測に基づいている。
【００２４】
図2は，光学装置2の光学システム20の具体的な設計例を示す。当該光学システムは，レンズ30及び領域平坦化器31の二つの部品を有する。素子に課される要件がそれほど厳重ではないので，光学システムの設計は比較的簡単である。レンズ30のフィールド32，すなわちレンズがフーリエ・スペクトルを形成する対象物の大きさは650μmである。図2に描かれているように，レンズ30は開口数（NA）0.6以内において，種々異なる角度で対象物から出てくる平面波を捉える。各平面波は，対象物の各々の断面のほんの一部のみを用いている。光学システムは，これらの平面波の各々を，検知システム15で光線の錐として焦点を結ぶよう最適化されねばならない。検知システム上で焦点を結んだ照射光の錐の一般的な開口数（NA）は0.0125であり，約30μmに等しいλ/NA（解像度）の検知システムの位置で，低い空間解像度をもたらす。検知システムは33mm x 33mmの大きさをもっているので，1000 x 1000個の検知素子又はピクセルをもつCCD検知システムに相当する，平面波の概略1000通りの独立した強度の値が，一つの次元に対して測定できる。これは，フィールドの大きさの1/1000の対象物の位置で，空間解像度，すなわち650nmをもたらし，これは405/0.60nmであるレンズ30の解像度λ/NAに概略等しい。
【００２５】
図示された実施例のレンズ30は，COC（環状オレフィン系コポリマ樹脂）で作られた凹凸の非球面レンズである。領域平坦化器はBK7ガラスで作られた平凹レンズである。
【００２６】
撮像されるサンプル対象物は，対物面15内の，レンズ30のフィールド32内に配置される。サンプル対象物の画像を形成する方法は，以下のステップを有する。
【００２７】
第1のステップにおいて，第2のビーム11のシャッタ17が閉じられる。ここでは，サンプル対象物は平行ビーム14によってのみ照らし出されている。サンプル対象物の第1のフーリエ・スペクトル強度は検知システム21によって検知され，データ処理ユニット25内にデジタルで記憶される。第2のステップにおいて，シャッタ17が開かれ，フィールド32内に，明るく照らし出されたスポットを生じる。このスポットは既知のフーリエ・スペクトルをもつ基準対象物を形成する。当該スポットが充分に小さい場合，このスポットはサンプル対象物内に位置し，当該スポットの位置に在るサンプル対象物の如何なる情報も当該スポットのフーリエ変換に影響を及ぼさないであろう。サンプル対象物は同時に，平行ビーム14によっても照らし出されている。サンプル対象物と基準対象物との組合せである第2のフーリエ・スペクトルの強度は検知システム21によって測定され，これもまたデータ処理ユニット25にデジタルで記憶される。第3のステップにおいて，測定された第1のフーリエ・スペクトルと第2のフーリエ・スペクトルとから，サンプル対象物の第1のフーリエ・スペクトルの位相が決定される。第4のステップにおいて，測定された第1のフーリエ・スペクトル強度とフーリエ逆変換によって計算された第1のフーリエ・スペクトルの位相とから，サンプル対象物の画像が再構築され，ディスプレイ27に表示される。
【００２８】
サンプル対象物の電界パターンの複素振幅がf(x,y)によって与えられ，基準対象物の複素振幅がh(x,y)で与えられ，サンプル対象物と基準対象物との組合せの複素振幅がg(x,y)=f(x,y)+h(x,y)で与えられる。当該振幅は，光学システムの側で対象物に近接して規定される。パラメータx及びyは，対物面内での位置を示し，両パラメータ共，長さの単位で測定される。振幅f(x,y)，g(x,y)及びh(x,y)のフーリエ変換は，各々F(kx,ky),G(kx,ky)及びH(kx,ky)である。パラメータkx及びkyは，x方向及びy方向の空間周波数であり，両方共，長さの逆数の単位で測定される。検知システム21の各検知素子はkx及びkyの具体的な値に対応する。F及びHのフーリエ変換は，各々振幅｜F|,｜H|と位相ψ及びθとの積として記述されることができる：
F(kx,ky)=|F(kx,ky)|eiψ(kx,ky)
H(kx,ky)=|H(kx,ky)|eiθ(kx,ky)
式G(kx,ky)=F(kx,ky)+H(kx,ky)から，フーリエ・スペクトルGの強度を表している値｜G(kx,ky)｜2が計算されることができる。｜G(kx,ky)｜2に対する式は，以下のように書き直すことができる
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｜F(kx,ky)｜2は，サンプル対象物のみのフーリエ変換の強度であり，検知システムで測定される。｜G(kx,ky)｜2は，サンプル対象物と基準対象物との組み合わせのフーリエ変換の強度であり，これもまた検知システムで測定される。｜H(kx,ky)｜2は，基準対象物のフーリエ変換の強度であり，これは基準対象物の特性から計算できるか，又は基準対象物のみのフーリエ変換の別の測定にて決定されることができる。位相θは，計算された基準対象物のフーリエ変換から決定される。
【００２９】
上の式(1)において，全てが前記検知素子に関連しているので，強度の値と，これらの平方根と，位相θとを挿入することによって，検知システム21の検知素子に対応しているkx,kyの各ペアに対して，位相ψがここで計算されることができる。フーリエ面内の各検知素子に対して振幅|F|及び位相ψの両方が既知であるので，フーリエ逆変換は，対象物の複素振幅f(x,y)を供する。各所望の位置x,yに対して｜f(kx,ky)｜2を計算することにより，画像が得られる。
【００３０】
基準対象物は，サンプル対象物41とは別の対象物40であり，図3Aに示されるように，両方共対物面15に配置される。図3Bで示されているように，基準対象物はサンプル対象物と重なり合うことも可能で，又はサンプル対象物の一部を形成していることも可能である。図3Bの事例では，基準対象物のエリア内のサンプル対象物の如何なる情報も，フーリエ・スペクトルの平均強度を除いては基準対象物のフーリエ・スペクトルに影響しないよう，基準対象物は充分に小さくなくてはならない。これは，基準対象物のエリア内には殆ど情報をもっていないサンプル対象物か，又は小さな基準対象物を用いることによって実現される。基準対象物は，均一な強度をもっている照射スポットであってもよいし，又は明確な，位置に従属した強度をもっている照射スポットであってもよい。基準対象物から出てくる照射光は，全フーリエ面上のθの正確な計算ができるよう，対象物側の光学システム20のNAを好ましくは満たす。基準対象物が図1のビーム19のような集束ビームの焦点スポットである場合，集束ビームのNAは光学システム20のNAと好ましくは等しい。基準対象物の強度とサンプル対象物の強度とは，FとGとの間の差の測定を可能にせねばならない。検知システムのダイナミックレンジ及びノイズ特性の観点からは，FとGとの間の差は大き過ぎたり，又は小さ過ぎたりすべきではない。好ましくは，F及びGの両方共，検知システムのダイナミックレンジの半分をカバーすべきである。
【００３１】
基準対象物は，自身のフーリエ・スペクトルHの特定ができねばならない。強度|H|2は，図1に示された撮像装置で測定されることが可能で，ここでビーム19は遮断されることができる。シャッタ17が開くと，検知システム21は，当該フーリエ・スペクトルの必要とされる強度を捉える。|H|2を特定する別の方法は，基準対象物のフーリエ変換を計算することによってであり，基準対象物の振幅から開始して，光学システム20の特性を用いる。強度の値は，アレイ内に記憶されることができる。単純な基準対象物に対しては，当該強度はフーリエ・スペクトルの解析解であることが可能である。フーリエ・スペクトルHの位相θは，計算で求めた基準スペクトルのフーリエ変換から決定できる。
【００３２】
好ましくは，フーリエ・スペクトルH の上記の計算において，光学システム20の光学収差が考慮される。当該収差（aberration）は，システムの設計から決まるかもしれないし，又は直接測定から決まるかも知れない。第1の計算でH(aber)が，収差を含む光学システムに対して決定され，第2の計算でH(ideal)が，収差の無い光学システムに対して決定される。位相θ（aber）及び位相θ(ideal)が，各々H(aber)及びH(ideal)から抽出される。サンプル対象物の位相ψ(ideal)は，次の式から決定される：
ψ(ideal)= (ψ(aber)- θ(aber))+ θ(ideal)  式(2)
収差をもつ光学システム20に対するHの値を用いて，位相差ψ(aber)- θ(aber)が式(1)で計算される。フーリエ・スペクトルから画像を決定するために，フーリエ逆変換において位相ψ(ideal)が用いられるとき，光学システムの如何なる位相エラーも光学システムの1次の位相誤差に訂正される。
【００３３】
光学システム20の収差が比較的大きな場合，図2の光の錐は，検知システム21の正しいピクセル上にはもはや焦点を結ばないような横収差をもつかもしれない。この場合，画像を形成するプロセスで幾つかの追加のステップを実行することによって，本装置の特別な実施例が横収差の影響を減じることができる。これまでに説明したように，フーリエ・スペクトルが基準対象物のみによって作られ，検知システムによって測定される。フーリエ・スペクトルの強度|H|2は，データ処理ユニット25に記憶される。基準対象物のフーリエ・スペクトルは，収差のない光学システムに対しても計算される，すなわち理想的なレンズ機能を用いているフーリエ変換によっても計算される。計算されたフーリエ・スペクトルの測定されたフーリエ・スペクトルへの適合は，kx及びky両方のスペクトルの歪のデータを供するであろう。測定されたフーリエ・スペクトルF及びGは，これらのデータを用いた歪に対して訂正されることが可能である。
【００３４】
光学システム20の横収差も，光線追跡によってフーリエ面での歪を計算することによって考慮されることができ，これと共に，標準の方法を用いて測定されたフーリエ・スペクトルF及びGを訂正する。
【００３５】
図4は，サンプル対象物が反射光で照らされる撮像装置の第2の実施例を示す。当該撮像装置は照明システム48と，フーリエ変換システム49と，データ処理システム50とを含む。第1の光路に配置されたシャッタ17を除き，照明システム48は図1に示された照明システム1と同じである。データ処理システム52  50は，図1に示されたデータ処理システム3と同じである。
【００３６】
照明システムからの平行ビーム51はビームスプリッタ53によって偏向され，光学システム54により対物面55で焦点を結ぶ。対物面でのビーム51の焦点は，基準対象物として機能する。基準対象物の強度は，シャッタ17によって開閉が切替えられる。対物面55に配置されることができるサンプル対象物を照らすために，照明システムからの集束ビーム52もビームスプリッタによって偏向され，光学システム54によって平行ビームへと変換される。光学システム54は，対象物のフーリエ・スペクトルを光学システムの後ろ側の焦点面，即ち，ビームスプリッタ53の中央を通る面に形成する。撮像レンズ56は，検知システム57上でフーリエ・スペクトル面の像を結像する。
【００３７】
図5は，対象物が暗視野の態様で照明されている，撮像装置の第3の実施例を示す。当該撮像装置は，照明システム58と，フーリエ変換システム59と，データ処理システム60とを含む。照明システム58は，図1に示された照明システム1と同じである。データ処理システム60は，図1に示されたデータ処理システム3と同じである。
【００３８】
照明システムからの集束ビーム61は，対物面63内に，基準対象物として働く照明スポットを形成する。対物面に置かれたサンプル対象物は，光学システム64のNAを満たすために充分な光学的な散乱を供さねばならない。照明システムからの平行光62は，対物面の比較的広いエリアを照らし，この上にサンプル対象物は置かれる。対物面63は光学システム64の焦点面内にあり，当該対物面は，対象物のフーリエ・スペクトルを対物面の後ろ側の焦点面に形成し，この焦点面には検知システム65が配置されている。
【００３９】
図6は，顕微鏡に組込まれた撮像装置である第4の実施例を示す。照明システム69は，平行ビーム70及び集束ビーム71を生成する。ビーム71は，照明システム内のシャッタによって開閉が切替えられることが可能である。両方のビームが，対物面72を照らしており，当該対物面上にサンプル対象物が置かれる。対物レンズ73が対象物からの照射光を集める。ビームスプリッタ74は，データ処理システム77に接続された検知システム76上へ対物レンズのフーリエ面を結像するレンズ75へ，照射光の一部を反射する。ビームスプリッタを通過した照射光は，観察者79による目視のために接眼レンズ78によって集束される。
【００４０】
本発明による撮像装置は，強化された画像品質に起因して，顕微鏡検査の一般分野に著しく適している。当該装置は生体サンプル対象物の調査に特に適している。当該撮像装置は，半導体が一体化された装置の製造で使われているようなプロセス制御でも使われることができる。広範囲な本装置が，製品のより速い処理を可能にし，これによって製造コストを減じる。
【００４１】
上で説明された実施例は，本発明の例示的な例として理解されるべきである。本発明の他の実施例が予想される。どれか一つの実施例に関連して説明されたどの特徴も，単独で又は説明された他の特徴と組み合わされて用いることができ，どれか他の実施例の一つ以上の特徴と組み合わされて，又はどれか他の実施例との何らかの組合せで使うことができることが理解されるべきである。更に，上で説明されていない同等物及び改善物もまた，添付の請求項で規定されている本発明の範囲を逸脱することなく使用されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】撮像装置の第1の実施例を示す。
【図２】撮像装置内の光学システムの設計を示す。
【図３Ａ】重なり合わずに配置されているサンプル対象物と基準対称物とを示す。
【図３Ｂ】重なり合って配置されているサンプル対象物と基準対称物とを示す。
【図４】撮像装置の第2の実施例を示す。
【図５】撮像装置の第3の実施例を示す。
【図６】撮像装置の第4の実施例を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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2009524077.tif 000012