(57)【要約】本発明は、顕微鏡試料の透過光明視野若しくは透過光暗視野撮像又は位相コントラスト撮像を可能にするＥＰＩ照明に関する。このために、観察者側とは逆に配置され、照明光ビームの偏向を生じさせる平面リフレクタが使用される。平面リフレクタはプレート法線及びプレート法線と異なる有効垂線を有し、又は再帰リフレクタの形態である。
2021527842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像センサ（２５）を使用して第１の側から試料の少なくとも１つの顕微鏡像を記録するために少なくとも１つの試料（７）を照明する少なくとも１つの照明ビーム（３）を偏向する少なくとも１つのプレート形リフレクタ（１１）の使用であって、前記プレート形リフレクタ（１１）は、プレート法線（１２）及び前記照明ビーム（３）に関して前記プレート法線からずれた代替垂線（１４）を有し、前記リフレクタは、前記試料に関して前記第１の側とは逆の第２の側に配置される、少なくとも１つのプレート形リフレクタの使用。
【請求項２】
第１の側から試料平面（８）に配置された少なくとも１つの試料（７）の少なくとも１つの領域の顕微鏡像を記録する方法であって、
少なくとも１つの光源（１７）を用いて少なくとも１つのビーム（３）を生成することと、
前記試料平面（８）を通してプレート形リフレクタ（１１）に前記ビーム（３）を案内することであって、前記リフレクタは再帰リフレクタである、案内することと、
前記リフレクタ（１１）により前記ビーム（３）を偏向させることと、
前記偏向ビーム（４）を用いて前記試料を照明することと、
画像センサ（２５）を使用して前記顕微鏡像を記録することと、
を含む方法。
【請求項３】
前記試料（７）は水平試料平面（８）に配置され、且つ／又は前記顕微鏡像は重力に関連して下から記録されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法又は使用。
【請求項４】
前記リフレクタ（１１）はプレート又は薄膜として一体で実施され、且つ／又は前記リフレクタ（１１）はキャリアプレート又はキャリア薄膜上の層として実施されることを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の方法又は使用。
【請求項５】
ピントがあった状態で前記画像センサ（２５）に撮像される焦点面（１６）があり、前記焦点面には、前記画像センサ（２５）により捕捉される視野（２７）があり、前記照明ビーム（３）は、前記偏向及び前記焦点面（１６）との交点（２６）が前記視野（２７）を含む前、前記交点（２６）を有することを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載の方法又は使用。
【請求項６】
前記ビーム（３）は、視野（２７）外にある点（１８）において前記試料面（８）を通して案内されることを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載の方法又は使用。
【請求項７】
前記偏向ビーム（４）は、透過光明視野照明又は透過光暗視野照明を行うことを特徴とする、請求項１〜６の何れか１項に記載の方法又は使用。
【請求項８】
前記偏向ビーム（４）は、光軸（２）に傾斜した中心光線（５）を有することを特徴とする、請求項１〜７の何れか１項に記載の方法又は使用。
【請求項９】
前記光源（１７）はＬＥＤであることを特徴とする、請求項１〜８の何れか１項に記載の方法又は使用。
【請求項１０】
複数の試料（７）及び／又は複数の場所における１つの試料の複数の顕微鏡像が記録され、前記画像センサ（２５）及びカメラレンズ（２４）を備えた顕微鏡カメラ（２３）は、複数の前記試料（７）又は各事例での１つの前記試料に関してある画像の記録から次の画像の記録まで移動し、前記リフレクタ（１１）は、１つ又は複数の前記試料に関して固定して配置され、前記光源（１７）は前記顕微鏡カメラ（２３）に関して固定して配置されることを特徴とする、請求項１〜９の何れか１項に記載の方法又は使用。
【請求項１１】
前記リフレクタ（１１）は周期的レリーフ構造として実施され、少なくとも２つの反射面（１３）が各周期（２９）に存在することを特徴とする、請求項１〜１０の何れか１項に記載の方法又は使用。
【請求項１２】
前記リフレクタ（１１）は、マイクロプリズムアレイ及び／又はマイクロレンズアレイとして実施されることを特徴とする、請求項１〜１１の何れか１項に記載の方法又は使用。
【請求項１３】
前記リフレクタ（１１）は、完全立方体マイクロプリズムアレイとして若しくはピラミッド形トリプルマイクロプリズムアレイとして実施される再帰リフレクタ又は封入された微小ガラスビーズを含む再帰リフレクタとして実施されることを特徴とする、請求項１〜１２の何れか１項に記載の方法又は使用。
【請求項１４】
前記試料に入射する前記照明ビーム（３）は、前記試料（７）において且つ／又は試料背面（３５）における屈折により少なくとも１つの第１のビーム（３．ａ）及び少なくとも１つの第２のビーム（３．ｂ）に分割され、前記第２のビーム（３．ｂ）は、前記第１のビーム（３．ａ）への入射角度とは異なる角度で前記リフレクタ（１１）に衝突することを特徴とする、請求項１〜１３の何れか１項に記載の方法又は使用。
【請求項１５】
前記照明ビーム（３）は、前記顕微鏡の対物レンズ（２０）を通して前記試料（７）に案内されることを特徴とする、請求項１〜１４の何れか１項に記載の方法又は使用。
【請求項１６】
前記リフレクタ（１１）は、少なくとも２つの個々の連続した反射（１５．ａ、１５．ｂ）により前記ビーム（３）の入射光線（５）を偏向させることを特徴とする、請求項１〜１５の何れか１項に記載の方法又は使用。
【請求項１７】
前記顕微鏡像は、位相コントラスト記録又は透過光明視野像又は透過光暗視野像を位相コントラスト像と重ねたものであることを特徴とする、請求項１〜１６の何れか１項に記載の方法又は使用。
【請求項１８】
前記リフレクタ（１１）はフレネルプリズムとして実施され、前記フレネルプリズムは、反射面法線（１４）を有する幾つかの反射面（１３）を備え、前記反射面法線は前記プレート法線（１２）に関して傾斜することを特徴とする、請求項１に記載の使用。
【請求項１９】
少なくとも１つの視野（２７）における少なくとも１つの試料（７）の少なくとも１つの透過光明視野像又は透過光暗視野像を記録する顕微鏡（１）であって、
少なくとも１つの照明ビーム路（３、４）及び少なくとも１つの撮像ビーム路（６）を含むビーム路と、
少なくとも１つのビーム（３）を生成する少なくとも１つの光源（１７）と、
前記ビーム（３）を偏向するプレート形リフレクタ（１１）であって、前記偏向ビーム（４）は前記試料（７）を照明するために提供され、前記プレート形リフレクタ（１１）は、プレート法線（１２）及び照明ビーム（３）に関して前記プレート法線からずれた代替垂線（１４）を有する、プレート形リフレクタ（１１）と、
前記撮像ビーム路の少なくとも１つの顕微鏡対物レンズ（２０）と、
少なくとも１つの画像センサ（２５）と、
を備える顕微鏡（１）。
【請求項２０】
少なくとも１つの視野（２７）における少なくとも１つの試料（７）の少なくとも１つの像を記録する顕微鏡（１）であって、
少なくとも１つの照明ビーム路（３、４）及び少なくとも１つの撮像ビーム路（６）を含むビーム路と、
少なくとも１つの照明ビーム（３）を生成する少なくとも１つの光源（１７）と、
前記照明ビーム（３）を偏向させるプレート形リフレクタ（１１）であって、前記偏向された照明ビーム（４）は、前記試料（７）を照明するのに提供され、前記リフレクタ（１１）は再帰リフレクタとして実施される、プレート形リフレクタ（１１）と、
前記撮像ビーム路の少なくとも１つの顕微鏡対物レンズ（２０）と、
少なくとも１つの画像センサ（２５）と、
を備え、
前記照明ビーム（３）は、前記リフレクタ（１１）において偏向される前、前記顕微鏡対物レンズ（２０）を通して案内される、顕微鏡（１）。
【請求項２１】
少なくとも１つの第２の光源（１７．ｂ）が第１の光源（１７．ａ）に加えて存在し、第２の照明ビーム（３．ｂ）は前記第２の光源を使用して生成することが可能であり、前記第２の光源は前記第１の光源から独立して動作可能であり、前記プレート形リフレクタ（１１）はさらに、前記第２のビーム（３．ｂ）を偏向させるのに提供され、前記偏向された第２のビーム（４．ｂ）は前記試料（７）を照明するのに提供されることを特徴とする、請求項１９又は２０に記載の顕微鏡。
【請求項２２】
ピントがあった状態で前記画像センサ（２５）に撮像することができる焦点面（１６）があり、前記照明ビーム（３）は、前記リフレクタ（１１）における前記偏向の前、前記ビーム路において前記焦点面（１６）との交点（２６）を有し、前記交点（２６）は前記視野（２７）を含むことを特徴とする、請求項１９〜２１の何れか１項に記載の顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡的物体を照明する方法、顕微鏡、及びプレート形リフレクタの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
先行技術
フレネルプリズムは、特開２０００−０１９３１０号公報及び特開２０００−０１９３０９号公報から既知である。
【０００３】
照明目的でのフレネルプリズムは、特開平１１−３４４６０５号公報から既知である。
【０００４】
フレネル構造を有する光変調要素は、国際公開第２０１４０８０９１０号パンフレットから既知である。
【０００５】
プリズム照明ビーム偏向を用いた透過光顕微鏡は、特開平１０−２８８７４１号公報から既知である。
【０００６】
“Ｈｏｆｆｍａｎ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒａｓｔ”；Ａｂｒａｍｏｗｉｔｚ，  Ｍ．；Ｄａｖｉｄｓｏｎ  Ｍ．Ｗ．，ｈｔｔｐ：／／ｍｉｃｒｏ．ｍａｇｎｅｔ．ｆｓｕ．ｅｄｕ／ｐｒｉｍｅｒ／ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ／ｈｏｆｆｍａｎ／ｈｏｆｆｍａｎｉｎｔｒｏ．ｈｔｍｌは、ホフマン変調コントラスト法に基づく顕微鏡を開示している。
【０００７】
再帰リフレクタは周知である。例えば、ｈｔｔｐｓ：／／ｄｅ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ｒｅｔｒｏｒｅｆｌｅｋｔｏｒ。従来の顕微鏡構造再帰リフレクタに加えて、反射要素として微小構造を用いるものがある。欧州特許出願公開第０２００５２１Ａ２号明細書は、合成樹脂製のマトリックスに埋め込まれた小さなガラスビーズを使用する再帰反射平坦材料を記載している。同様の再帰リフレクタは、米国特許出願公開第４９５７３３５Ａ号明細書、国際公開第９８２２８３７Ａ１号パンフレット、国際公開第０３０７０４８３Ａ１号パンフレット、及び国際公開第２００６０８５６９０Ａ１号パンフレットからも既知である。国際公開第２００６１３６３８１Ａ１号パンフレット、独国特許出願公開第１０２００９０６０８８４Ａ１号明細書、独国実用新案第２９７０１９０３Ｕ１号明細書、及び独国実用新案第２９７０７０６６Ｕ１号明細書は、後方反射性を生じさせるマイクロプリズム構造を使用する再帰反射平坦材料を記載している。再帰反射薄膜は、米国特許出願公開第３６８９３４６Ａ号明細書から既知である。独国特許出願公開第４１１７９１１Ａ１号明細書は、発散がわずかな後方反射光を生成する後方反射平坦材料を記載している。更なるマイクロ再帰リフレクタが独国特許出願公開第１０２００５０６３３３１Ａ１号明細書、欧州特許出願公開第０８８０７１６Ａ１号明細書、及び国際公開第２００２２３２３２Ａ２号パンフレットから既知である。
【０００８】
オーストリア国特許出願公開第５０８１０２Ａ１号明細書は、下からの暗視野照明又は明視野透過光照明用のリング照明を有する顕微鏡の照明デバイスを開示している。
【０００９】
米国特許第５２８５３１４号明細書は、複数の回折ゾーンを有する回折ミラーを開示している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、スペース節減落射照明を用いて試料の透過光記録、明視野記録又は暗視野記録、及び／又は位相コントラスト記録を促進することである。さらに、複数の試料又は試料における複数のポイントをスキャンすることが可能であるべきである。
【００１１】
発明の利点
本発明は、顕微鏡用のコンパクトな照明を促進する。照明及び観測の両方は、有利なことには、下から実施することができる。これにより、細胞生物学における使用又は細胞顕微鏡としての使用が可能になる。本発明はまた、試料における透明及び／又は半透明の物体を簡単に顕微鏡で検査できるようにもする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
目的の達成
目的は、請求項１に記載の使用、請求項２に記載の方法、及び請求項１９又はに記載の顕微鏡により達成される。
【００１３】
説明
本発明による方法は、試料の少なくとも１つの顕微鏡像を記録するように機能する。本方法は、目的が透明及び／又は半透明の物体を調べることである場合、特に有利であることができる。これらは液体中、例えば水中、栄養溶液中、油中、又はホルムアルデヒド中に存在し得る。調べる物体は、例えば、植物細胞、動物細胞、又は真核細胞又は細胞塊、細胞小器官、及びそれらの成分、例えば染色体、ウイルス、バクテリア、抗体、花粉、精子、巨大分子、例えばペプチド、脂質、ＤＮＡ、ＲＮＡ、又は分子クラスタであることができる。
【００１４】
光軸はｚ方向に導入することができる。ｘ方向及びｙ方向はｚに垂直に指定することができ、互いにも垂直である。ｘ方向、ｙ方向、及びｚ方向は直角座標系を形成することができる。光軸は顕微鏡対物レンズの光軸であることができる。
【００１５】
本発明の第１の実施形態では、顕微鏡像を記録する以下の方法が提示される。プロセスにおいて、少なくとも１つの試料の少なくとも１つの領域の像表現が記録される。試料は試料平面に配置される。試料平面は、ｚ方向に沿って指定することができる光軸に直交することができる。記録は第１の側から実施される。これにより、観測方向を指定することができる。
【００１６】
この方法は、少なくとも１つの光源を用いて少なくとも１つのビームを生成することを含む。ビームは照明ビームと呼ぶこともできる。有利なことには、厳密に１つの光源を提供することができる。しかしながら、複数の光源を提供することも可能である。光源は、スペクトル分布を有する光を発することができる。例として、赤外線光、可視光、又は紫外線光であることができる。
【００１７】
さらに、本方法は、試料平面を通ってプレート形リフレクタまでビームを案内することを含む。プレート形リフレクタでは、プレート法線及び照明ビームに関してプレート法線からずれた代替垂線を定義することが可能である。プレート法線は光軸の方向、すなわち、ｚ方向に存在することができる。その場合、プレート表面はｘｙ平面にあることができる。プレートは、入射光線を代替垂線の周囲で反射させる構造を有することができる。厳密に１つの個々の反射又は複数の個々の反射を提供することができる。これは、出射光線が、厳密に１つの個々の反射又は複数の個々の反射の後、リフレクタから出ることを意味することができる。代替垂線は、入射光線と出射光線との間の角度の二等分線の方向を意味するものとして理解することができる。代替垂線は、入射光線に関しての有効入射垂線と呼ぶこともできる。入射光ビームの中心光線は、代替垂線を特定するための基準光線として選ぶことができる。代替垂線は、正規化出射ベクトルと正規化入射ベクトルとの差分ベクトルの方向として理解することもできる。正規化入射ベクトル又は出射ベクトルは、入射光線又は出射光線の方向ベクトルであることができる。例えば、再帰リフレクタの場合と同様に、入射方向及び出射方向が厳密に逆である場合、代替垂線は出射ベクトルの方向として定義することができる。本発明の方法又は趣旨を説明するための代替垂線という用語の使用は、この場合、冗長であり得る。再帰リフレクタがリフレクタとして使用される場合、代替垂線の定義は省くことができる。好ましい実施形態では、本方法は、試料平面を通してプレート形リフレクタにビームを案内することを含み、リフレクタは再帰リフレクタである。
【００１８】
代替垂線は固定することができ、すなわち、入射角から独立することができる。ビームを偏向させるために、反射面における単純な反射、すなわち、厳密に１つの個々の反射を各光線に提供することができる。その場合、代替垂線は、反射面における各光線の入射垂線と同じであることができる。この場合、代替垂線は反射面の表面法線に対応することができる。しかしながら、代替垂線は入射光線の方向に依存することもできる。これは特に、リフレクタにおける反射が複数の個々の反射、例えば２つの個々の反射を含む場合、当てはまることができる。
【００１９】
さらに、本方法は、リフレクタによりビームを偏向させることを含む。さらに、本方法は、偏向ビームを用いて試料を照明することを含む。さらに、本方法は、画像センサを使用して顕微鏡像を記録することを含む。顕微鏡像は強度コントラスト像であることができる。有利なことには、顕微鏡像は位相コントラスト像であることもできるが、そうである必要はない。強度コントラスト像との位相コントラスト像の重ね合わせを表す顕微鏡像も同様に有利であることができる。
【００２０】
少なくとも１つの照明ビームの偏向に少なくとも１つのプレート形リフレクタを使用することが有利である。照明ビームは少なくとも１つの試料を照明するように機能する。述べられた使用は、第１の側から試料の少なくとも１つの顕微鏡像を記録することを目的とする。像は画像センサを使用して記録される。プレート形リフレクタは、照明ビームに関してプレート法線及びプレート法線からずれた代替垂線を有し、試料に関して第１の側とは逆の第２の側に配置される。より精密な用語では、逆とは試料平面に関連してのものと理解することができる。
【００２１】
試料は水平試料平面、例えばｘｙ平面に配置することができる。顕微鏡像は、有利なことには、重力に関連して上から記録することができる。その場合、第１の側は試料の上側であることができる。そして第２の側は試料の下側であることができる。これにより、照明及び像記録が同じ側から、落射照明の意味で具体的には第１の側から行われる場合であっても、透過光法を使用して試料を照明することが可能になる。落射照明は、観測と同じ半空間から実施される照明を意味するものと理解されたい。この半空間は試料平面に関して定義することができる。リフレクタは、有利なことには、他方の半空間に配置することができる。
【００２２】
顕微鏡像は、重力に関連して下から記録することが特に有利であることができる。その場合、第１の側は試料の下側であることができる。そして第２の側は試料の上側であることができる。
【００２３】
像は顕微鏡対物レンズを通して記録することができる。このために、顕微鏡対物レンズは第１のフーリエレンズとして提供することができる。さらに、更なるフーリエレンズ、特に第２のフーリエレンズとして提供することができるカメラレンズが存在することができる。両フーリエレンズの配置は、センサに試料の像表現を生じさせることができる。カメラレンズはチューブレンズと呼ぶこともできる。しかしながら、カメラレンズは必ずしも存在する必要があるわけではない。顕微鏡対物レンズ自体を、画像センサで試料を撮像するために提供することができる。したがって、画像センサでの撮像は、顕微鏡対物レンズが、カメラレンズがないように実施される場合、カメラレンズなしで実施することも可能である。ビームは、有利なことには、顕微鏡対物レンズを通して案内されて試料を照明することができる。しかしながら、顕微鏡対物レンズを超えて照明ビームを案内することが有利であることもある。後者の場合、対物レンズはより小さくすることができ、その理由は、対物レンズを通して照明ビームを案内する必要がないためである。
【００２４】
照明ビームは、有利なことには、リフレクタによる偏向の前に、顕微鏡対物レンズを通して案内されることができる。
【００２５】
試料は、平均仰角β及び平均方位角γでビーム方向において偏向ビームを用いて照明することができる。ビームは、有利なことには、平行光で試料を照明するために、偏向される前にコリメートすることができる。しかしながら、平行からのずれがあってもよい。その場合、ビームの平均仰角β及び平均方位角γを指定することができる。
【００２６】
偏向ビームは中心光線を有することができる。ビームの中心光線は中心光線と見なすことができる。入射ビームも同様に中心光線を有することができる。これは、偏向ビームの中心光線としてリフレクタから出る入射ビームの光線であることができる。球座標系を使用して、方位角γ及び仰角βを指定することができ、天頂は、ｚ方向に沿って存在し得る光軸を記述する。方位角はｘ方向に関連して指定することができる。ｘ方向は、正のｘを有するｘｚ半平面が偏向光ビームの中心光線を含むように指定することができる。仰角は、ｘｙ平面に関する偏向ビームの中心光線の角度であることができる。仰角は９０°から顕微鏡対物レンズの光軸に関する偏向ビームの中心光線の角度を差し引いたものとして決定することができる。例として、仰角は４５°〜９０°、特に有利なことには７０°〜８５°であることができる。仰角には、有利なことには、直角よりも小さな角度を選ぶことができる。これは試料へのビームの傾斜入射に対応することができ、これは傾斜照明と呼ばれる。このようにして、試料中の透明及び／又は半透明の物体の場合、コントラストを改善することができる。したがって、偏向ビームの中心光線は光軸に対して傾斜することができる。
【００２７】
しかしながら、仰角は９０°であるように選ぶこともできる。その場合、偏向ビームの中心光線は光軸に平行であることができる。
【００２８】
複数のビームが提供される場合、ビームは同じ仰角βを有することができる。これらは方位方向において均等に配置分布することができる。例として、第１のビームの方位角は０°であることができ、第２のビームの方位角は１８０°であることができる。
【００２９】
光源は、有利なことには、ＬＥＤとして実施することができる。光源は、瞳面（２２）に配置されてもよく、又は瞳面との共役面に配置されてもよい。瞳面は、ストップが配置された平面であることができる。瞳面は試料とは逆の顕微鏡対物レンズの焦点面であることができる。瞳面からのＬＥＤの位置のわずかなずれは無視することができる。したがって、例えば、ＬＥＤをストップリングに取り付けることが可能である。共役面は、中継光学ユニットにより瞳面に突出する平面を意味するものと理解することができる。中継光学ユニットは、中継レンズとして設計することができ、又は例えば２つのフーリエレンズを備えることができる。
【００３０】
光源は、ＬＥＤとして実施することができ、各光生成面のすぐ前に配置された拡散器を有することができる。拡散器は、方向依存強度分布を均質にするように提供することができる。光生成面のすぐ前への配置は、放射面をあまり大きくせずに方向均質性を実施させることができる。
【００３１】
光源は、有利なことには、顕微鏡対物レンズの焦点距離の３０％未満である直径の発光面を有することができる。光源の発光面は例えば、円形、正方形、又は矩形であることができる。例として、光源はＬＥＤチップ又は収容ＳＭＤ  ＬＥＤであることができる。
【００３２】
光ビームは、第１の偏光方向に線形に偏光することができる。代替的には、光ビームは非偏光であることができる。
【００３３】
試料は液体試料物質を含むことができる。試料は試料キャリアに配置することができる。重力に関して、試料キャリアは下にあることができ、液体試料物質は上にあることができる。これは、試料物質が垂れるのを防ぐことができる。この場合、下からの試料の照明及び観測が有利であることができる。便宜上、透明試料キャリアをこのために使用することができる。ここで、第１の側は下側であることができる。この場合、リフレクタは試料の上に配置することができる。試料はカバー、例えばカバースリップを含むことができる。
【００３４】
顕微鏡又は顕微鏡対物レンズは視野を有することができる。所定の焦点面の場合、視野は、画像センサを用いて捕捉することができる焦点面における領域であることができる。焦点面は、ピントが合った状態で画像センサにおいて撮像することができる平面であることができる。焦点面は光軸に直交することができる。焦点面は、便宜上、試料に配置することができる。焦点面は試料平面と一致することができる。その場合、顕微鏡は試料平面に合焦することができる。ビーム路は、偏向ビームが視野を完全に照明するように提供することができる。
【００３５】
ビームは、偏向前、焦点面との交点を有することができる。交点は視野を含むことができる。その場合、試料は２つの側から照明することができる。このようにして、試料の同時入射光照明及び透過光照明を実現することができる。試料における特定のパターンは、そのような入射光照明と透過光照明との組合せを使用してよりよく認識することができる。
【００３６】
有利なことには、交点は同様に、視野外に配置することもできる。これは、ビームが視野外にあるポイントにおいて試料平面を通して案内されることを意味することができる。その場合、試料は透過光法のみを使用して、すなわち、後側からのみ照明することができる。後側は第２の側であることができる。
【００３７】
偏向ビームは、焦点面との更なる交点を有することもでき、これは、偏向ビームにより照明される試料エリアと呼ぶことができる。偏向ビームにより照明される試料エリアは、有利なことには、視野を含むことができる。
【００３８】
偏向ビームは、平行光線ビームとして提供することができる。このために、ビームは、リフレクタにおける偏向前、既に平行ビームとして存在することができる。しかしながら、偏向ビームを試料に集束的又は発散的に向けることが有利であることもある。ビームの輻輳は、偏向時、保持することができる。輻輳及び／又は拡散器の提供は、ビームの反射が、例えば、試料の傾斜、リフレクタの非均一性等への影響を受けにくくなるという効果を有することもできる。
【００３９】
リフレクタはフレネルプリズムとして実施することができる。フレネルプリズムは、例えば、特開２０００−０１９３１０号公報及び特開２０００−０１９３０９号公報から既知である。フレネルプリズムは、反射面法線を有する複数の反射面を有することができる。反射面法線は、プレート法線に対して傾斜することができる。反射面法線はそれぞれ、入射光線の入射垂線であることができる。入射垂線は、リフレクタの代替垂線に対応することができる。フレネルプリズムにおけるビーム偏向は、単純な反射により実施することができる。フレネルプリズムは周期構造を有することができる。厳密に１つの反射面を各周期に提供することができる。フレネルプリズムの反射面法線は平行することができる。
【００４０】
リフレクタは、プレート又は薄膜として一体で実施することができる。薄膜は薄いプレートとして考えることができる。リフレクタは、キャリアプレート又はキャリア薄膜上の層として実施することができる。この層又はプレートの表面は段差構造を有することができる。リフレクタは、リフレクタの異なる反射面で偏向したビームの複数の光線が視野の照明に寄与するように実施することができる。
【００４１】
リフレクタは周期的レリーフ構造として実施することができる。周期構造は、一方向、例えばｘ方向において存在することができる。しかしながら、２つの方向、例えばｘ方向及びｙ方向において周期性を有する構造を使用することも可能である。
【００４２】
各周期に少なくとも２つの反射面がある場合、有利であることができる。リフレクタは、少なくとも２つの連続した個々の反射によりビームの入射光線を偏向させることができる。有利なことには、厳密に２つの反射面を各周期に提供することができる。この場合、代替垂線は第１の個々の反射の入射垂線と異なることができる。同様に有利なことには、３つ以上の反射、例えば３つの反射を提供することができる。
【００４３】
リフレクタはマイクロプリズムアレイ及び／又はマイクロレンズアレイとして実施することができる。リフレクタは、複数のビーム方向に関連して再帰リフレクタとして実施することができる。そのような実施形態は、特に、キャッツアイとして又は例えば、三面コーナリフレクタを有する再帰反射リフレクタとして実施することができる。この場合、入射ビームは３つの反射により偏向させることができる。
【００４４】
代替の実施形態では、リフレクタは、複数のビーム方向に関して再帰反射からずれた入射ビームの偏向を生じさせることができる。入射光線と関連する出射光線との間の角度差は、特定の角度範囲内の入射角から独立することができる。これは、代替垂線がこの角度範囲内の入射角と共に変化することを意味することができる。そのようなリフレクタは、例えば、ルーフ角を有するＶ字形溝を有することができる。９０°のルーフ角は再帰反射を生じさせることができ、一方、別の、好ましくはより小さな角度は、再帰反射からずれた入射ビームの偏向を生じさせる。Ｖ字形溝の両側での複数の個々の反射に起因して、入射光線と関連する出射光線との間の角度差は、特定の角度範囲の入射角から独立することができる。
【００４５】
試料に入射する照明ビームは、試料において及び／又は試料背面における回折により少なくとも１つの第１のビーム及び少なくとも１つの第２のビームに分割することができる。例として、そのような分割は、試料内の屈折率の差、試料内の内部光学境界面、試料背面の湾曲、及び／又は例えば液体試料の場合、メニスカスの形成により生じ得る。第２のビームは、第１のビームとは異なる入射角でリフレクタに衝突することができる。この場合、リフレクタとしての再帰リフレクタの使用が特に有利であることができる。これは、再帰リフレクタを使用することにより、第１及び第２のビームがそれぞれそれ自体に反射することができ、したがって、発せられた試料上のポイントと同じポイントに反射することができるためである。このようにして、試料の特に均一な照明を達成することができる。
当然ながら、分割中、多数の個々のビームを生じさせることもできる。ビームの数は第１及び第２のビームに限定されない。第１及び第２のビームの提示は単に例示のみのためである。
【００４６】
リフレクタが再帰リフレクタとして実施される場合、関連する出射光線は、入射光線の厳密に逆方向−少なくとも特定の角度範囲内で−に向けることができる。この場合、代替垂線は出射光線の方向であることができる。代替垂線という用語は、この場合、冗長であることができる。したがって、リフレクタが再帰リフレクタとして実施される場合、代替垂線という用語の使用は省くことができる。更なる実施形態では、再帰リフレクタは、独国特許第４１１７９１１号明細書から既知のように、わずかに発散して光反射を行うように実施することができる。
【００４７】
斜め照明を使用して、透過光明視野像及び／又は透過光暗視野像を記録することが特に有利である。
【００４８】
像の記録は、特に有利なことには、位相コントラスト像との透過光明視野像の重ね合わせとして実施することができる。像の記録は、同様に有利なことには、位相コントラスト像との透過光暗視野像の重ね合わせとして実施することができる。
【００４９】
位相コントラスト像の場合、少なくとも１つの位相板を更に追加することができる。例として、止め板に配置することができる。この場合、顕微鏡対物レンズを通る同軸照明が有利であることができる。位相板は位相差板及び減光フィルタを備えることができる。位相板は位相リングとして実施することができる。本発明によるリフレクタを用いた位相コントラスト像は、例えば、ゼルニケによる既知の方法、独国特許第１０２０１２００５９１１号明細書によるレリーフ位相コントラスト、又は独国特許第１０２００７０２９８１４号明細書によるルミナンスコントラストの１つを用いて記録することができる。ｖａｒｅｌコントラスト像を記録することも可能である。後者の場合、位相コントラストとの斜め明視野照明の重ね合わせが利用されるｖａｒｅｌコントラスト法が使用される。
【００５０】
米国特許第４０６２６１９号明細書、米国特許第４２００３５３号明細書、又は米国特許第４２００３５４号明細書によるホフマンの変調コントラスト法を用いた記録も可能である。ホフマン変調器はこの場合、好ましくは、瞳面に提供することができる。変調器は、異なる光学減衰が存在する３つのセグメントを有する３部実施形態を有することができる。中央セグメントは、光軸に関して中心に又は偏心して配置することができる。加えて、好ましくは、瞳面と共役する照明ビーム路の平面に光源ストップを提供することができる。光源ストップはスリットストップとして設計することができる。スリットストップは、好ましくは、偏光フィルタにより部分的に覆われることができる。スリットは照明ビーム路に関して中心に又は偏心して配置することができる。加えて、更なる偏光フィルタが照明ビーム路に存在することができる。
【００５１】
しかしながら、再帰リフレクタの場合、ビームオフセットが入射光線と関連する出射光線との間に生じることがある。そのようなビームオフセットは、顕微鏡反射要素を有する再帰リフレクタ、例えば、自転車店からの従来のリフレクタ（キャッツアイ）の場合、最大で数ｍｍであることができる。ビームオフセットを可能な限り低く抑えるために、マイクロプリズムアレイ又は封入微小ガラスビーズを再帰リフレクタとして使用することが有利であることができる。そのような再帰リフレクタは、例えば、道路標識の再帰反射クラスＲＡ１、ＲＡ２、ＲＡ２／Ｂ、ＲＡ２／Ｃ、及びＲＡ３における薄膜、例えば、３Ｍ  Ｄｅｕｔｓｃｈｌａｎｄ  ＧｍｂＨ社からの「Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ＳＧ  １０３  ／  １０．２０１７」による３Ｍ（商標）Ｅｎｇｉｎｅｅｒ  Ｇｒａｄｅ  Ｐｒｉｓｍａｔｉｃ  Ｓｅｒｉｅｓ  ３４３０薄膜又はマイクロプリズム再帰反射シートＡｖｅｒｙ  Ｄｅｎｎｉｓｏｎ（登録商標）Ｔ  Ｔ７５００Ｂとして入手可能である。完全立方体トリプルアレイとして構築することができる微小立方体のリフレクタは更によりよく適することができる。完全立方体リフレクタの一例として、リフレクタ「３Ｍ（商標）Ｄｉａｍｏｎｄ  Ｇｒａｄｅ  ＤＧ  ３」を使用することができる。ピラミッドトリプルとも呼ばれる三角形ミラーで作られた微小構造も適し得る。ピラミッドトリプルアレイは、完全立方体アレイよりも費用効率的であることができる。完全立方体又はピラミッドトリプルアレイは、例えば、プラスチック射出成形プロセスで製造することができ、又はプラスチック基板、ガラス基板、若しくは可撓性プラスチック薄膜にエンボス加工することができる。
【００５２】
照明ビームは、有利なことには、顕微鏡対物レンズを通して試料に案内することができる。そのようなビーム案内は、特に再帰リフレクタを使用する場合、有利であることができる。そのようなビーム案内は、特に位相コントラスト記録に使用することもできる。
【００５３】
リフレクタは、光の回折及び干渉を生じさせることもある。原理上、リフレクタは反射格子として、好ましくはブレーズド格子として実施することもできる。しかしながら、これには、大面積ブレーズド格子が現在、非常に高価であるという欠点があり得る。加えて、格子で生じる波長依存回折角は不利であり得る。したがって、回折の影響を最小に抑えることが有利であることができる。例として、リフレクタの構造幅は、反射角がブレーズド格子の回折次数の少なくとも１０倍超、好ましくは３０倍超、特に好ましくは１００倍超、大きいように選択することができる。例として、リフレクタの周期は５０μｍ〜５ｍｍ、好ましくは０．１ｍｍ〜２ｍｍであることができる。その場合、異なる回折次数で回折されたビーム又は散乱により分割されたビームは、光源のスペクトル幅及び／又は試料の場所におけるビームの輻輳に起因して混合することができる。その結果、ビームがリフレクタで偏向される際、回折及び散乱の影響を回避することができる。リフレクタの周期も、同様に有利なことには、５μｍ〜１００μｍであることができる。そのような微細構造は製造がより難しいが、これは、小さなビームオフセットの理由で有利であることができる。
【００５４】
別の実施形態では、前面投影画面、例えば、「Ｔａｇｅｓｌｉｃｈｔｔａｕｇｌｉｃｈｅ  Ａｕｆｐｒｏｊｅｋｔｉｏｎｓｓｃｈｉｒｍｅ  ａｕｆ  Ｂａｓｉｓ  ｖｏｎ  Ｒｅｆｌｅｘｉｏｎｓ−Ｖｏｌｕｍｅｎｈｏｌｏｇｒａｍｍｅｎ［反射ボリュームホログラムに基づく昼光に適した前面投影画面］」；ｖｏｎ  Ｓｐｉｅｇｅｌ，Ｗｏｌｆｆ，Ｄａｒｍｓｔａｄｔ（２００６），ｈｔｔｐ：／／ｅｌｉｂ．ｔｕ−ｄａｒｍｓｔａｄｔ．ｄｅ／ｄｉｓｓ／０００７９９から知られているような反射ボリュームホログラムに基づくものをリフレクタとして使用することができる。
【００５５】
更なる実施形態では、ホログラム層及び再帰反射層の両方を有する再帰リフレクタを利用することができる。そのようなリフレクタは米国特許第５６５６３６０号明細書に記載されている。
【００５６】
リフレクタは、有利なことには、光軸、すなわちｚ方向に沿って測定することができ、焦点距離の半分以上であり、特に有利なことには顕微鏡対物レンズの単一焦点距離よりも大きい、試料平面からの距離に配置することができる。その結果、リフレクタにおける局所欠陥に起因したアーチファクト、例えば個々の欠陥のある又は汚れたマイクロプリズムを回避することができる。この距離は、有利なことには対物レンズの焦点距離の１０倍未満、特に有利なことには５倍未満であるように選択することができる。距離が大きすぎる場合、プリズムにおける角度誤差が、例えば、顕微鏡像にアーチファクトを生じさせる可能性がある。リフレクタのプレート法線は、有利なことには、光軸に平行するように、すなわちｚ方向にあるように選ぶことができる。リフレクタと試料平面との間の距離は、有利なことには、固定することができる。代替的には、この距離は変更可能であることができるが、これはより複雑であり得る。光源は、有利なことには、コヒーレンス長が上記距離の２倍未満であるように選ぶことができる。その場合、透過光照明と反射光照明との間の緩衝に起因したアーチファクトを回避することができる。代替的には、光源は、コヒーレンス長が上記距離の２倍超であるように選ぶことができる。その場合、透過光照明と反射光照明との間の干渉の結果として、試料における特定の物体のコントラストを強調することができる。
【００５７】
再帰リフレクタは、入射光線と出射光線との間のビームオフセットが大きくとも１００μｍ未満であるように実施することができる。１００μｍ未満の周期を有するマイクロプリズムアレイで作られた再帰リフレクタ又は直径が１００μｍ未満の微小ガラス球を有する再帰リフレクタがこのために適することができる。有利なことには、後方散乱光強度の半値全幅が５°未満、特に有利なことには３°未満、更に特に有利なことには１°未満である再帰リフレクタを選ぶことができる。その場合、入射ビームは可能な限り精密にそれ自体に反射することができる。その結果として、可能な限り高いコントラストを顕微鏡像において得ることができる。後方散乱強度の半値全幅は、同様に有利なことには、２０分超であることができる。その場合、プリズム角の小さな角度誤差を補償することができる。照明性能クラスＲＡ３（以前は「タイプ３」）の再帰リフレクタは特に有利であることができる。そのような再帰リフレクタは、照明角５°及び視野角０．３３°でｍ２当たり最小反射値３００ｃｄ／ｌｘ以上を有することができる。
【００５８】
偏向ビームは、試料の透過光明視野照明又は１つ又は透過光暗視野照明を生じさせることができる。
【００５９】
有利な実施形態では、複数の試料の複数の顕微鏡像及び／又は１つの試料の複数のポイントを記録することが可能である。画像センサを含む顕微鏡カメラをこのために使用することができる。加えて、顕微鏡カメラはカメラレンズを備えることができる。顕微鏡カメラは、複数の試料又は各事例での１つの試料に関してある像の記録から次の像の記録まで移動することができる。リフレクタは１つ又は複数の試料に関して固定して配置することができる。これは、リフレクタがカメラと共に移動しないことを意味することができる。光源は顕微鏡カメラに関して固定して配置することができる。これは、光源が各事例で顕微鏡カメラと共に移動することを意味することができる。
【００６０】
少なくとも１つの視野における少なくとも１つの試料の少なくとも１つの透過光明視野像又は透過光暗視野像を記録する顕微鏡が有利であり、上記顕微鏡は、
・少なくとも１つの照明ビーム路及び少なくとも１つの撮像ビーム路を含むビーム路と、
・少なくとも１つのビームを生成する少なくとも１つの光源と、
・ビームを偏向させるプレート形リフレクタであって、偏向ビームは試料を照明するのに提供され、プレート形リフレクタは、プレート法線及び照明ビームに関してプレート法線からずれた代替垂線を有する、プレート形リフレクタと、
・撮像ビーム路の少なくとも１つの顕微鏡対物レンズと、
・少なくとも１つの画像センサと、
を備える。
【００６１】
少なくとも１つの視野における少なくとも１つの試料の少なくとも１つの画像を記録する顕微鏡が有利であることができ、上記顕微鏡は、
・少なくとも１つの照明ビーム路及び少なくとも１つの撮像ビーム路を含むビーム路と、
・少なくとも１つの照明ビームを生成する少なくとも１つの光源と、
・照明ビームを偏向させるプレート形リフレクタであって、偏向照明ビームは試料を照明するのに提供され、リフレクタは再帰リフレクタとして実施される、プレート形リフレクタと、
・撮像ビーム路の少なくとも１つの顕微鏡対物レンズと、
・少なくとも１つの画像センサと、
を備え、照明ビームは、リフレクタで偏向される前、顕微鏡対物レンズを通して案内される。したがって、ここでは、顕微鏡対物レンズは照明ビーム路及び撮像ビーム路の両方に使用することができる。試料を照明するのに、まだ偏向していない照明ビーム及び偏向した照明ビームの両方を同時に提供することができる。
【００６２】
この場合、光源、顕微鏡対物レンズ、及び画像センサは、落射照明の意味で試料の片側に配置することができ、一方、リフレクタは試料の他方の側に配置することができる。幾何学的に、本発明のそのような実施形態は、光源、顕微鏡対物レンズ、及び画像センサが試料平面に関して共通の半空間に配置され、リフレクタが残りの半空間に配置されるものとしてより精密に記述することができる。
【００６３】
照明ビーム路は光軸に平行して提供することができる。これは費用効率的な構造を促進する。照明ビーム路は、同様に有利なことには、光軸に対して傾斜して提供することができる。これは記録のコントラストを改善することができる。加えて、顕微鏡はカメラレンズを備えることができる。
【００６４】
有利なことには、特に１つ又は複数の照明ビーム路が光軸に関して傾斜する場合、少なくとも１つの第２の光源が第１の光源に加えて存在することができる。第２の照明ビームは、第２の光源を用いて生成可能であることができる。第２の光源は第１の光源から独立して動作可能であることができる。プレート形リフレクタは更に、第２のビームを偏向させるのに提供することができる。偏向した第２のビームは試料を照明するのに提供することができる。ここで、第２のビームは、第１の照明状況と異なる第２の照明状況を生じさせることができる。そのような顕微鏡は、有利なことには、上述した方法で複数の画像を記録するのに使用することもできる。この場合、顕微鏡は複数の、例えば２つの光源及び照明ビーム路を有することができる。第１の記録は第１の光源を用いて照明することができ、第２の記録は第２の光源を用いて照明することができる。その場合、個々の画像よりも改善されたコントラストを有することができる合算像及び／又は差分像を２つの画像から計算することができる。
【００６５】
顕微鏡は、有利なことには、画像センサにおいてピントが合った状態で撮像することができる焦点面を有することができる。画像センサを用いて捕捉することが可能な視野を焦点面に提供することができる。照明ビームは、リフレクタにおける偏向前、ビーム路において焦点メントの交点を有することができる。この交点は視野を含むことができる。このようにして、試料の入射光照明と透過光照明との組合せを達成することができる。これは、照明が顕微鏡対物レンズを通して実施される場合、特に有利であることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】第１の例示的な実施形態を示す。
【図２】第２の例示的な実施形態を示す。
【図３】第３の例示的な実施形態を示す。
【図４】第４の例示的な実施形態を示す。
【図５】第５及び第６の例示的な実施形態を示す。
【図６】第７の例示的な実施形態を示す。
【図７】照明ビーム路の第１の実施形態を断面で示す。
【図８】照明ビーム路の第２の実施形態を断面で示す。
【図９】光源を示す。
【図１０】第８の例示的な実施形態を示す。
【図１１】第９の例示的な実施形態を示す。
【図１２】第１０の例示的な実施形態を示す。
【図１３】マイクロプリズムアレイの要素におけるビーム偏向を示す。
【図１４】リフレクタからの一部を示す。
【発明を実施するための形態】
【００６７】
本発明について例示的な実施形態を参照して以下に説明する。
【００６８】
図１は第１の例示的な実施形態を示す。顕微鏡と呼ばれることもある少なくとも１つの顕微鏡像１を記録する装置を示す。顕微鏡対物レンズの光軸２はｚ方向にある。透明及び／又は半透明の物体９を有する試料７は、試料キャリア１０に配置される。顕微鏡は、光軸２を有する顕微鏡対物レンズ２０を備える。光源１７は瞳面２２のやや前に配置される。瞳面は、瞳と呼ばれることもあるストップ２１が配置されるｘｙ平面である。光源のこの構成は、ビーム３のわずかな発散を生じさせる。代替的には、光源は、平行ビーム（図示せず）を生成するために、瞳面に配置することができる。
【００６９】
面１６は、ピントが合った状態で物体が画像センサ２５で撮像される焦点面である。焦点面は同時に、試料が配置される試料平面８である。ビーム３は、試料平面８を通してプレート形リフレクタ１１に案内される。プレート形リフレクタ１１は、プレート法線１２及び照明ビーム３に関してプレート法線からずれた代替垂線１４を有する。リフレクタ１１は、フレネルプリズムとして実施される。フレネルプリズムは反射面法線１４を有する複数の反射面１３を備える。反射面法線はプレート法線１２に対して傾斜する。反射面法線はそれぞれ、入力得斜光線の入射垂線である。入射垂線は、リフレクタの代替垂線に対応する。リフレクタは、ｘ方向において周期２９を有する周期構造を有する。各周期２９は反射面を備える。しかしながら、反射面１３間の急な側面は反射を目的としていない。
【００７０】
リフレクタ１１によるビーム３の偏向も示される。偏向ビーム４は中心光線５を有する。試料は偏向ビーム４を用いて照明される。
【００７１】
加えて、カメラ２３が示され、カメラ２３はカメラレンズ２４及び画像センサ２５を備える。試料の１つ又は複数の顕微鏡像は、画像センサ２５を用いて記録することができる。撮像ビームを明確にするために、物体からの光線６がここに示されている。
【００７２】
図１に示される照明は明視野透過光照明である。ここで、重力の方向はｚ方向である。したがって、試料は下から照明され、下から観測される。
【００７３】
図２は第２の例示的な実施形態を示す。ここでは、第１の例示的な実施形態とは対照的に、リフレクタは、ビーム３に関連して再帰リフレクタを近似する何かとして実施される。入射光線が略、それら自体に反射されることが特徴的である。その他の参照符号は第１の例示的な実施形態の参照符号に対応する。図２に示される照明は、反射光と透過光暗視野照明との組合せである。
【００７４】
図３は第３の例示的な実施形態を示す。先の例示的な実施形態とは対照的に、照明ビーム３は、対物レンズ２０を超えて、この場合、外部に案内される。ここで、光源１７は、平行ビームを生成する専用コリメート装置（図示せず）を備える。この例示的な実施形態に基づいて、この場合、試料平面８にある焦点面１６とのビーム３の交点２６、すなわち、偏向前のビームの交点２６も示される。視野２７も示される。交点２６は、この場合、視野２７の外部にある。これは透過光暗視野照明である。リフレクタは、ｚ方向に関する上がり側面３０及び下がり側面３１が各周期に存在するように実施される。より長い上がり側面のみが反射面１３として使用される。その他の参照符号は先の例示的な実施形態の参照符号に対応する。
【００７５】
図４は第４の例示的な実施形態を示す。これは透過光明視野照明であり、照明ビーム３は対物レンズ２０を超えて外部に案内される。その他の参照符号は先の例示的な実施形態の参照符号に対応する。
【００７６】
図５は第５及び第６の例示的な実施形態を示す。第５の例示的な実施形態では、第１の光源１７．ａが、第１のビーム３．ａを生成するのに提供される。リフレクタ１１はＶ字形溝を有し、側面３０はｚ方向に関して上がり、同じ長さの下がり側面３１が各周期２９に存在する。両側面は反射面１３として使用される。ビーム３．ａの示された光線は、反射面における第１の反射１５．ａ及び別の反射面における続く第２の反射１５．ｂにより偏向する。その結果、代替垂線１４は入射光線の方向に依存する。ここでは、第１の代替垂線１４．ａは、入射ビーム３．ａの中心光線の代替垂線を示す。２つの個々の反射の交点は、第１の偏向ビーム４．ａを生み出し、光の傾斜入射下で第１の偏向ビーム４．ａを用いて試料は照明される。ここでは、ルーフ角３２は９０°未満であるように選択される。その他の参照符号は先の例示的な実施形態の参照符号に対応する。第６の例示的な実施形態の発展では、３つの反射（図示せず）が、ビームの偏向に提供される。このために、リフレクタは、マイクロプリズムアレイとして、例えば、完全立方体又はピラミッドトリプルマイクロプリズムアレイとして実施することができる。
【００７７】
第６の例示的な実施形態では、第２の光源１７．ｂが更に提供され、第２の光源１７．ｂは第１の光源１７．ａから独立して動作することができる。第１の像は、第１の光源がオンに切り替えられている状態で記録される。次に、第１の光源はオフに切り替えられ、第２の光源がオンに切り替えられる。代替垂線は光の入射方向に依存するため、リフレクタ１１はここでは第２の代替垂線１４．ｂを有し、第２の入射ビーム３．ｂは偏向されて第２の偏向ビーム４．ｂになり、第１の偏向ビーム４．ａと異なる方向から試料を照明する。次に、試料の第２の像が、この照明下で記録される。これらの２つの画像から差分像を計算することができ、観測された物体のコントラストを改善することができる。
【００７８】
図６は第７の例示的な実施形態を示す。ここでは、複数の試料７ａ〜ｃの複数の顕微鏡像が記録される。このために、スキャナユニット３３が利用され、スキャナユニット３３は、顕微鏡カメラ２３、対物レンズ２０、及び光源１７を担持する。このスキャナユニットは、試料の下でｘｙ平面において変位可能３４であるように配置される。顕微鏡カメラは、画像センサ２５及びカメラレンズ２４を備える。光源１７は、顕微鏡カメラに対して固定して配置される。
【００７９】
試料７に対するスキャナユニット３３の変位３４は、各事例である画像の記録から次の画像の記録まで、提供される。リフレクタ１１は試料に対して固定して配置される。
【００８０】
図７は、照明ビーム路の第１の実施形態を断面で示す。断面はこの場合、焦点面１６である。入射ビームと焦点面、視野２７、及び偏向ビームにより照明された試料エリア２８との交点２６がここに示されている。これが入射光と透過光照明との組合せであることが明かである。そのような照明は、図２において第２の例示的な実施形態に示されている。
【００８１】
図８は、照明ビーム路の第２の実施形態を断面で示す。断面はこの場合、焦点面１６である。入射ビームと視野外に配置された焦点面、視野２７、及び偏向ビームにより照明された試料エリア２８との交点２６がここに示されている。これが透過光照明であることが明かである。
【００８２】
図９は光源を示す。光源はＬＥＤ１７である。拡散器１８及び光源ストップ１９は、発光面の前に配置される。したがって、限られたエリアにわたる照明光の均質な方向的寄与を達成することができる。
【００８３】
図１０は第８の例示的な実施形態を示す。ここで、リフレクタ１１は再帰リフレクタとして実施される。試料７が透照される場合、照明のビーム３は複数のビームに分割される。これは、試料の屈折率及び／又は湾曲試料背面３５における屈折の差から生じることができる。第１のビーム３．ａ、第２のビーム３．ｂ、及び第３のビーム３．ｃが示される。これらは異なる方向から再帰リフレクタ１１に入射する。各ビームは再帰リフレクタにおける入射方向の逆に反射され、特に、第１のビーム３．ａは第１の偏向ビーム４．ａに反射され、第２のビーム３．ｂは第２のビーム４．ｂに反射され、第３のビーム３．ｃは第３の偏向ビーム４．ｃに反射される。ここで、代替垂線を個々のビームに割り当てることができ、その方向は各射出光線に対応する。第１の代替垂線１４．ａは第１の偏向ビーム４．ａに対応し、第２の代替垂線１４．ｂは第２の偏向ビーム４．ｂに対応し、第３の代替垂線１４．ｃは第３の偏向ビーム４．ｃに対応する。代替垂線によるビーム路の記述は、再帰リフレクタの場合、冗長であり、その理由は、入射光線とは逆の偏向光線の方向は既に、再帰リフレクタの機能により明確に記述されるためである。ビームは複数の反射により偏向され、第１の反射１５．ａ及び第２の反射１５．ｂが例として与えられる。マイクロプリズムアレイとしてのリフレクタの有利な実施形態では、３つの反射が各光線の偏向に提供される。これは、入射光線と出射光線との間にビームオフセットを生じさせ得る。最大ビームオフセットが小さいほど、選択される周期２９、すなわち、再帰リフレクタの構造サイズも小さくなる。プリズムアレイの場合でのプリズムの広がり又は埋め込みガラス球の場合でのガラス球の直径は、ここで、構造サイズと見なすことができる。ビームオフセットを有利に最小に抑えるために、マイクロプリズムアレイ又は可能な限り小さな埋め込みガラス球を再帰リフレクタに使用することが有利であることができる。これは、偏向ビーム４．ａ、４．ｂ、４．ｃがそれぞれ、ビーム３．ａ、３．ｂ、及び３．ｃに可能な限り近いところで試料背面に衝突すべきであるためである。その場合、偏向ビーム４．ａ、４．ｂ、４．ｃはビーム３．ａ、３．ｂ、及び３．ｃの逆方向に回折することができる。このようにして、照明の入射ビーム３と同じように平行又は発散した透過光照明を達成することができる。図は軸方向平行明視野照明を示し、すなわち、照明ビーム３は光軸２に平行する。図示されていない例示的な実施形態の発展では、斜め明視野照明を提供することができる。斜め明視野照明の場合、照明ビーム３は光軸２に対して傾斜する。この例示的な実施形態では、照明ビームは部分透過ミラー３８において用いて反射される。
【００８４】
図は、ハフマン変調コントラスト像を記録する任意選択的な構成も示す。この任意選択的な構成は変調器３７を備える。変調器３７は、異なる幅の破線で示される光学減衰が異なる３つのセグメントを含む。この変調器は通常、観測ビーム路（図示せず）に提供される。この場合、照明光も変調器を通る。任意選択的な構成はスリットストップ（スロット付きストップ）１９も含む。上記ストップは固定されてもよく、回転可能であってもよく、且つ／又は変位可能であってもよい。このストップは、破線で示されている偏光器によって部分的に覆われる。加えて、更なる偏光器３９を任意選択的に提供することもでき、更なる偏光器３９は、使用される照明ビーム全体に対して作用する。更なる偏光器３９は回転可能であることができる。
【００８５】
図１１は第９の例示的な実施形態を示す。上記例示的な実施形態とは対照的に、この場合、斜め暗視野照明が提供される。再帰リフレクタ１１がこの例でも使用される。この例示的な実施形態の発展では、第２の光源（図示せず）が提供され、第２の光源は第１の光源１７から独立して動作することができる。その場合、各事例でオンに切り替えられている一方の光源を用いて各部分像を記録することができ、２つの部分像の異なる画像として顕微鏡像を作成することができる。
【００８６】
図１２は第１０の例示的な実施形態を示す。この場合、位相リングとして実施される位相板３６が提供される。第１の点光源１７．ａを発端とする第１の照明ビーム路３が示される。加えて、更なる点光源、例えば、示される断面像における第２の点光源１７．ｂを指定することができる。この例示的な実施形態では、リング形照明が提供され、これは、リングに配置された複数の光源としてみることができる。個々の光源１７．ａ、１７．ｂは１つの光源１７により供給することができる。その結果、リング形照明は、顕微鏡像としての位相コントラスト記録を達成するために、コヒーレントであることができる。この例示的な実施形態では、照明ビームは部分透過ミラー３８において用いて反射される。
【００８７】
この例示的な実施形態の代替の発展では、位相板は省かれ、試料の１つ又は複数の明視野記録は傾斜照明を用いて記録される。
【００８８】
図１３は、マイクロプリズムアレイの要素におけるビーム偏向を示す。各ビームは、各事例でマイクロプリズム４０の表面の１つにおいて第１の反射１５．ａ、第２の反射１５．ｂ、及び第３の反射１５．ｃにより偏向される。
【００８９】
図１４はリフレクタからの一部を示す。リフレクタは、この例示的な実施形態では、完全立方体マイクロプリズムアレイとして実施される再帰リフレクタである。マイクロプリズムアレイは多くの三面マイクロプリズム４０を含む。そのような再帰リフレクタは上記例示的な実施形態で使用することができる。
【００９０】
参照符号
１  少なくとも１つの顕微鏡像を記録する装置
２  光軸
３  照明ビーム
３．ａ  第１のビーム
３．ｂ  第２のビーム
３．ｃ  第３のビーム
４  偏向ビーム
４．ａ  第１の偏向ビーム
４．ｂ  第２の偏向ビーム
４．ｃ  第３の偏向ビーム
５  偏向ビームの中心光線
６  物体からの光線
７  試料
７．ａ  第１の試料
７．ｂ  第２の試料
７．ｃ  第３の試料
８  試料平面
９  透明及び／又は半透明物体
１０  試料キャリア
１１  リフレクタ、フレネルプリズム
１２  プレート法線
１３  反射面
１４  代替垂線
１４．ａ  第１の代替垂線
１４．ｂ  第２の代替垂線
１４．ｃ  第３の代替垂線
１５  反射
１５．ａ  第１の反射
１５．ｂ  第２の反射
１５．ｃ  第３の反射
１６  焦点面
１７  光源
１７．ａ  第１の光源
１７．ｂ  第２の光源
１８  拡散器
１９  光源ストップ
２０  対物レンズ、顕微鏡対物レンズ
２１  ストップ、瞳
２２  瞳面
２３  カメラ
２４  カメラレンズ
２５  画像センサ
２６  交点
２７  視野
２８  偏向ビームにより照明された試料表面
２９  周期
３０  上がり側面
３１  下がり側面
３２  ルーフ角
３３  スキャナ
３４  変位
３５  試料背面
３６  位相板
３７  変調器
３８  部分透過ミラー
３９  偏光器
４０  三面マイクロプリズム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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