(57)【要約】本発明は、顕微鏡用の画像変換モジュール（０８）であって、追加機能を使用して画像を変換するように構成されている画像変換モジュール（０８）に関する。画像変換モジュール（０８）は、最初に、追加機能を実現するための、拡張被写界深度の撮像、光学ズームの実現、分光特性の測定、カラー測定、偏光測定、材料特性の測定を目的とする波面測定、および／または収差補正のために利用される、少なくとも一つの機能要素（１２）を含む。画像変換モジュールの他のコンポーネントは、少なくとも一つのイメージセンサ（１４）、顕微鏡の対物レンズに光学的に結合可能な光学インタフェース（０９）、イメージセンサ（１４）から出力されるデータを伝送するためのデータ・インタフェース、および画像変換モジュール（０８）を顕微鏡に機械的に装着するための機械式インタフェース（１０）である。本発明はさらに、そのような画像変換モジュール（０８）を有する顕微鏡に関する。
2020504840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
顕微鏡用の画像変換モジュール（０８）であって、
少なくとも一つのイメージセンサ（１７）と、
少なくとも一つの機能要素（１４）であって、
・拡張被写界深度での撮像の実行
・光学ズームの実現
・分光特性の測定
・カラー測定
・偏光測定
・材料特性を測定する目的での波面測定
および／または、
・収差補正
のうちの一つの追加機能を実現するための前記少なくとも一つの機能要素（１４）と、
前記顕微鏡の対物レンズに光学的に結合可能な光学インタフェース（０９）と、
前記イメージセンサ（１７）から出力されたデータを伝送するためのデータ・インタフェースと、
該画像変換モジュール（０８）を前記顕微鏡に着脱自在に装着するための機械式インタフェース（１３）と
を備える画像変換モジュール（０８）。
【請求項２】
前記少なくとも一つの機能要素（１４）が、
光学アクチュエータ
液体レンズ
機械的振動により制御可能なレンズ
干渉計アレイ
ファブリ・ペロー素子
位相マスク
偏光マスク
空間光変調器
から選択されたアクティブ光学素子であることを特徴とする請求項１に記載の画像変換モジュール（０８）。
【請求項３】
前記光学アクチュエータが、前記拡張被写界深度の撮像のために、機械式に可動である複数のマイクロミラーを有するマイクロシステムとして構成されていることを特徴とする請求項２に記載の画像変換モジュール（０８）。
【請求項４】
凹面鏡（２３）と、前記凹面鏡（２３）に対向して配置される、光学的にアクティブな素子として構成された凸面鏡（２４）とを有するミラーシステム（２２）を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像変換モジュール（０８）。
【請求項５】
前記ミラーシステム（２２）は、さらに、前記光学インタフェース（０９）と前記凹面鏡（２３）との間に配置される第１の平面鏡（２７）と、凹面鏡（２３）と前記イメージセンサ（１７）との間に配置される第２の平面鏡（２８）とを含み、前記第１の平面鏡（２７）が、前記凹面鏡（２３）に向かって光線を偏向させるために、画像面（２５）に対して角度を成すように配向されており、前記第２の平面鏡（２８）が、前記イメージセンサ（１７）に向かって光線を偏向させるために、画像面（２５）に対して角度を成すように配向されていることを特徴とする請求項４に記載の画像変換モジュール（０８）。
【請求項６】
前記凸面鏡（２４）が、機械式に可動である複数のマイクロミラーを有するマイクロシステムとして構成されていることを特徴とする請求項４または５に記載の画像変換モジュール（０８）。
【請求項７】
第１および第２の平面鏡（２７、２８）が、これらの平面鏡（２７、２８）に当たる光線が９０°偏向されるように配向されていることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか一項に記載の画像変換モジュール（０８）。
【請求項８】
前記イメージセンサ（１７）によって検出されたデータの演算処理を行うための内部データ処理ユニット（２０）を有すること、および／または、前記イメージセンサ（１７）により検出されたデータおよび／または内部データ処理ユニットにより処理されたデータを外部データ処理ユニットに伝送するためのインタフェースを有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の画像変換モジュール（０８）。
【請求項９】
電源ユニット（２０）または給電用の電気インタフェースを有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の画像変換モジュール（０８）。
【請求項１０】
対物レンズ（０７）と、前記対物レンズ（０７）に光学的に結合された、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の画像変換モジュール（０８）とを有する顕微鏡（０１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡用の、画像を変換するために利用される、追加機能を備えて構成されている、画像変換モジュールに関する。本発明はさらに、そのような画像変換モジュールを含んでいる、試料の顕微鏡検査用の顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
適用される用途が顕微鏡検査法である場合は、多くのケースで拡張被写界深度(EDoF: Extended Depth of Field)でのイメージングが要求される。ＥＤｏＦ機能性により、通例は３Ｄモデルの再構築も可能となる。公知のＥＤｏＦ方法は、ソフトウェアを利用したいわゆる焦点移動（Fokusvariation）およびコントラスト評価に基づいている。一般には何らかのアクチュエータを援用してこの焦点移動を実現することによって、試料を光軸の方向に沿って走査できるようにしている。このＥＤｏＦ機能性のために必要な各種コンポーネントは、これまでは大抵の場合、設計構造上切り離すことが不可能な顕微鏡の構成部品となっている。
【０００３】
特許文献１は、アダプティブ光学系を有する顕微鏡を開示している。この顕微鏡では、対物レンズとチューブレンズとの間に透過型の波面変調器が配置されている。この顕微鏡は、共焦点顕微鏡検査法、レーザ支援顕微鏡検査法、従来方式の顕微鏡検査法、または分析顕微鏡検査法のために使用できるようになっている。
【０００４】
特許文献２は、光顕微鏡の光線経路内に装入される顕微鏡モジュールであって、光線を内部に引き入れるためのモジュール入口と、光線を外に出すためのモジュール出口と、様々な光学アッセンブリが配置される光学キャリアとを有する、顕微鏡モジュールを記載している。モジュール入口から入って来る光線を、選択方式により光学アッセンブリの内のいずれか一つに向けて偏向させて、この光学アッセンブリから来る光線を、モジュール出口の方に偏向させるために、調整式の偏向デバイスが利用される。
【０００５】
特許文献３は、ビームスプリッタと、第１および第２の光スキャナ要素と、対物レンズと、ビームスプリッタおよび第１の光スキャナ要素を含んだ第１の光学経路を介して対物レンズに照明光を送り込むための照明源とを含む光学イメージング・デバイスを開示している。ビームスプリッタと第１の光スキャナ要素は、照明光が対物レンズを通過して組織の内部に斜めの結像面を形成するように、対物レンズの周辺領域の方に照明光を偏向させる。対物レンズは、この斜めの結像面から戻って来た光を、ビームスプリッタおよび第２の光スキャナ要素を含む第２の光学経路に向けて誘導する。ビームスプリッタと第２の光スキャナ要素は、この戻って来た光を第２の光学経路に沿って誘導して、静止した傾斜中間画像面を形成する。光検出器が、この中間画像面の画像を検出する。
【０００６】
特許文献４からは、制御可能に可変の連続反射面を持つミラーを含んだ光学顕微鏡が知られている。このミラーの表面を変化させることによって、異なる焦点位置からの、すなわち異なる焦点面からの画像を撮像する（aufgenommen）ことができる。
【０００７】
特許文献５は、反射型の可変光学素子を有する光学系と、この光学素子の動作制御を行うための動作制御回路と、イメージセンサとを含んだ光学装置を開示している。この動作制御回路には、演算ユニットが接続されている。この演算ユニットには、画像プロセッサと関連付けられている。この画像プロセッサには、電子ズーム機能が備わっている。演算ユニットは、イメージセンサのデータと電子ズーム・データとに基づいて、光学素子の光線偏向機能を制御するための制御信号を計算する。光学素子は、変形可能な多層構造の上に反射面を施した、変形可能な連続ミラーとして実装されることが好ましい。この多層構造は、一つの電極層を含んでおり、基板の上側に配置されている。基板の下側には、電極が位置している。これらの電極および電極層は、動作制御回路に接続されている。変形可能な構造および反射面は、印加される電圧に応じて、様々な変形を来すようになっている。
【０００８】
市場で入手可能な、ＳＤオプティクス株式会社（SD Optic Inc.）という製造業者の製品「３Ｄワイズスコープ（WiseScope）顕微鏡」は、拡張被写界深度を有する巨視的および微視的画像の高速作成を可能とする。この製品は、何よりも特に、ＬＥＤリング照明、同軸照明、透過光照明、メカニカルステージ、倍率が５倍、１０倍、２０倍、および５０倍の対物レンズ、ならびにマニュアルフォーカスを備えている。フォーカシングは、１から１０ｋＨｚおよびそれ以上の周波数で変更できるようになっている。ＥＤｏＦ機能性を実現するために、ＭＡＬＳモジュールと呼ばれるミラーアレイレンズシステムが利用される。ＭＡＬＳは、ミラーアレイレンズシステム（Mirror Array Lens System）を表す略語である。このシステムの詳細については、例えば特許文献６または特許文献７に開示されている。
【０００９】
液体容器の屈折率の高速変調のためのＴＡＧオプティクス（TAG Optics）という製造業者の製品「ＴＡＧオプティクス・レンズモジュール（TAG Optics lens module）」が知られているが、この顕微鏡はＥＤｏＦ機能性を備えている。この製品は、それぞれのレンズを制御するために音波を利用する。
【００１０】
株式会社目白ゲノッセンからは、傾斜したオフナー型光学ミラーシステムに基づいた、シャインプルーフ配列で作動される、光学顕微鏡を入手することができる。この顕微鏡は、広い視野にわたり被写界深度の大幅な改善を可能とする。しかしながらこの顕微鏡のフォーカシング能力は、制御が困難となっている。それ以外にも、特定の収差については、補正を必要としている。
【００１１】
さらに、フリン・ジー・オー・イー（frinGOe）社により、マッハ・ツェンダー干渉計とＣＭＯＳ画像処理とフーリエ変換赤外（ＦＴ−ＩＲ）分光分析法とを互いに組み合わせた、コンパクトなパッシブ分光計が開発されている。
【００１２】
フラウンホーファー集積回路研究所（Fraunhofer-Institut fuer Integrierte Schaltungen）は、ＰＯＬＫＡと呼ばれる偏光カメラを開発している。このＰＯＬＫＡは、リアルタイムで光の偏光状態を検出して測定する。このカメラの心臓部は、個々のピクセルに偏光フィルタが直接固着されている、ナノ構造化されたＣＯＭＳセンサである。それにより、一回だけの撮像により、ピクセルからピクセルへとリニア偏光された光を検出して測定することができる。これらのピクセル・ベースの偏光フィルタは、四つの異なる方向（０°、４５°、９０°、１３５°）に向けられており、それにより偏光を異にする様々な光波を検出できるようにしている。それぞれのピクセル信号を独自の方式で演算処理することによって、モーション・アーチファクトを回避している。撮像された画像は、ＰＣに伝送可能である。可視化アルゴリズムにより、偏光強度、偏光角度、および偏光度を、人間の視覚で感じられるようにすることができる。
【００１３】
最後に、ＥＤｏＦ高速イメージングのために顕微鏡の対物レンズで位相マスクを使用する、光学波面符号化法のための様々な解決策が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】独国特許出願公開第１９７３３１９３号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２０１２０１７９１７号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１６／０３２７７７９号明細書
【特許文献４】米国特許第７３４５８１６号明細書
【特許文献５】米国特許第７２６９３４４号明細書
【特許文献６】国際公開第２００５／１１９３３１号
【特許文献７】国際公開第２００７／１３４２６４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の課題は、顕微鏡に画像変換のための追加機能性を備えるために利用される、顕微鏡用の画像変換モジュールを使用に提供することにある。この画像変換モジュールを、コストをかけずにかつ課題に応じて、異なる顕微鏡において利用できるようにする。さらに、そのような画像変換モジュールを備えた顕微鏡が提供されるようにする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述の発明の課題を解決するために利用されるのが、請求項１に記載の顕微鏡用の画像変換モジュール、ならびに、添付の独立請求項１０に記載の顕微鏡である。
本発明による画像変換モジュールは、画像を変換するために追加機能を備えて構成されている。そのために、この画像変換モジュールは、この追加機能を実現するための、拡張被写界深度の撮像、光学ズームの実現、分光特性の測定、カラー測定、偏光測定、材料特性を測定する目的での波面測定、および／または収差補正のために利用される、少なくとも一つの機能要素を含む。
【００１７】
この画像変換モジュールのさらにもう一つのコンポーネントが、少なくとも一つのイメージセンサである。画像変換モジュールの光学インタフェースは、画像変換モジュールを顕微鏡装置の対物レンズに光学的に結合するために利用される。イメージセンサから出力されるデータを伝送するために、画像変換モジュールにはデータ・インタフェースが備えられている。機械式インタフェースが、画像変換モジュールを顕微鏡に着脱自在に装着するために利用され、それにより画像変換モジュールを必要な場合に顕微鏡に装着できるようにするとともに、そこから再び取り外すことができるようにしている。
【００１８】
本発明による画像変換モジュールの本質的な長所は、画像変換モジュールを使用して、顕微鏡に簡単な方法でイメージングのための追加機能性を備えることができる点にある。本発明によれば、この追加機能を実現するために必要な各種コンポーネントは、特にイメージセンサも含めて、独立したモジュラーユニット（eigenstaendigen Baueinheit）を形成するようになっている。画像変換モジュールを顕微鏡に接続するためには、顕微鏡に既に存在している、静止画および動画用のカメラを接続するために利用される標準規格の機械式インタフェースを利用することができる。インタフェースにおいては、顕微鏡を利用して作成される中間画像およびこのインタフェースのアパーチャの距離とサイズにより、画像変換モジュールのための接続条件が決定されることになる。画像変換モジュールは、顕微鏡から容易に取り外されて、別の追加機能を備えた別の仕様の画像変換モジュールと取り換えることができる。したがって、多種多様な適用事例を対象として異なる追加機能を実現するために、異なる機能要素を有する複数の画像変換モジュールを提供することが可能になり、このため、これらの画像変換モジュールを必要に応じて顕微鏡に取り付けることが可能になる。このため、コストも工数もかけることなく、顕微鏡をその時々の必要性に応じて適合化することができる。画像変換モジュールには、複数の追加機能を提供するために、複数の機能要素を含ませることもできる。
【００１９】
特に好ましい実施形態の一例によると、少なくとも一つの機能要素は、アクティブ光学素子（aktives optisches element）となっている。本発明にいうアクティブ光学素子とは、光学光線経路の諸特性をアクティブに変更する光学素子である。光学的にアクティブな素子は、好適には、次のリスト、すなわち、光学アクチュエータ、液体レンズ、機械的な振動により、好適には音波を利用して制御可能なレンズ、干渉計アレイ、好適にはパッシブ干渉計アレイ、ファブリ・ペロー素子、例えばアクティブ制御型のファブリ・ペロー素子、位相マスク、偏光マスク、空間光変調器の中から選択されたものである。画像変換モジュールは、異なる種類の複数のアクティブ光学素子を有することが好ましい。
【００２０】
画像変換モジュールの有利な実施形態の一例では、拡張被写界深度の撮像に、機械的に可動である複数のマイクロミラーを有するマイクロシステムとして構成された光学アクチュエータが利用されるようになっている。この実施形態においては、光学アクチュエータとして、例えば上述のＳＤオプティクス株式会社の「ＭＡＬＳモジュール」が使用されるとよい。ＭＡＬＳモジュールは、例えば上述の特許文献６に記載されるように、例えばフレネルレンズとして構成されているとよい。このフレネルレンズは、多数のマイクロミラーにより形成される。それぞれのマイクロミラーの位置を変更することによって、フレネルレンズの焦点距離を極めて急速に変更することができる。焦点距離のこの急速変化により、結像対象である焦点面の極めて急速な調整が可能となる。それにより、隣接する複数の焦点面内で、多数のショットを短時間で撮像することが可能となる。そのような、異なる焦点面内で撮像された一連の画像は、フォーカス・スタック（Fokus-Stapel）とも呼ばれる。フォーカス・スタックから、拡張被写界深度を有する画像を算出することができる。
【００２１】
さらに発展させた実施形態によると、光学インタフェースとマイクロシステムとの間に、一つのビームスプリッタ（Strahlteiler）が配置されている。
画像変換モジュールにミラーシステムを備えると有用であることが判明している。このミラーシステムは、一つの凹面鏡と、この凹面鏡に対向して配置される一つの凸面鏡とを含む。この凸面鏡は、光学的にアクティブな素子として構成されている。凸面鏡および凹面鏡は、画像面に対して垂直に配向されていると好適である。あるいはその代わりに、凹面鏡および凸面鏡は、画像面に対して平行に配向されるようにしてもよい。
【００２２】
好ましい実施形態によれば、このミラーシステムは、さらに、光学インタフェースと凹面鏡との間に配置される第１の平面鏡を含んでおり、第１の平面鏡は、光線を凹面鏡に向かって偏向させるために、画像面に対して角度を成すように配向されている。この第１の平面鏡に当たる光線は、９０°偏向されると好適である。凹面鏡とイメージセンサとの間には、第２の平面鏡が配置されているが、第２の平面鏡は、光線をイメージセンサに向かって偏向させるために、画像面に対して角度を成すように配向されている。この第２の平面鏡に当たる光線は、９０°偏向されると好適である。
【００２３】
光学的に活性な要素として構成されている凸面鏡の変化（Variation）によって、焦点、すなわち焦点面は、主光線に沿って変位され、イメージセンサ上には様々な物体深度（Objekttiefen）が形成される。その際に顕微鏡に起因して生じる収差は、この光学的にアクティブな素子の変形を適合化することによって補償される。物体空間（Objektraum）内の主光線経路（Hauptstrahlverlauf）がテレセントリック状態から外れる場合は、対象物は、異なる距離から異なる倍率でセンサ上に結像されることになる。画像変換モジュールのこの実施形態は、画像変換モジュールとしてのその用途にさらに追加して、独立型顕微鏡（eigenstaendiges Mikroskop）としても利用できるものである。
【００２４】
有利な実施形態の一例にしたがって、ミラーシステムには、例えば分光測定やカラー測定を実現するために、さらに別の機能要素が組み込むことができる。
例えば温度測定や、弾性特性の検出およびその類などの材料特性の測定を実現するために、これらの機能要素には、それぞれの測定のために必要なセンサ素子が内蔵されると好適である。
【００２５】
別の好ましい実施形態によると、これらの機能要素は、主に光学部品を変位させるために利用される、少なくとも一つの機械式アクチュエータを含む。
画像変換モジュールは、有利な一実施形態によると、機能要素およびイメージセンサを制御するための少なくとも一つの電子制御ユニットを有している。この制御ユニットは、使用されるそれぞれの機能要素に合わせて、ならびに利用されるそれぞれの光学素子に合わせて、適合化されている。
【００２６】
画像変換モジュールを、イメージセンサにより検出されたデータの演算処理を行うための内部データ処理ユニットを備えて構成すると有用であることが判明している。代替的にまたは付加的に、画像変換モジュールは、イメージセンサにより検出されたデータもしくは内部データ処理ユニットにより処理されたデータを、外部データ処理ユニットに伝送するためのインタフェースを有することもできる。
【００２７】
画像変換モジュールは、画像変換モジュールに外部電源から給電するための電源ユニット、またはその代わりに、電気インタフェースを有することが好適である。
本発明による顕微鏡は、最初に試料を画像面内に光学的に結像させるための対物レンズを含む。この対物レンズにより、画像面内に光学解像度を持つ画像を表現することができる。この光学解像度は、物理的なプロセスと対物レンズの諸特性とにより決まる。顕微鏡には、さらに、上記で説明した画像変換モジュールを含み、画像変換モジュールは、光学インタフェースを介して対物レンズに光学的に結合されている。画像変換モジュールは、さらに機械式インタフェースを介して顕微鏡に機械的に接続されている。
【００２８】
顕微鏡は、顕微鏡検査の対象である試料を照明するための顕微鏡照明を有していることが好ましい。この顕微鏡照明は、透過光照明、リング照明、および同軸照明を含み、これらを選択により、または一緒に、試料の照明に導入できるようにすることが好適である。
【００２９】
本発明のその他の細部および展開構成例は、図面を参照した以下の好ましい実施形態の説明から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明による顕微鏡の概略図である。
【図２】本発明による画像変換モジュールの、拡張被写界深度の撮像に用いられる、第１の好ましい実施形態を示す図である。
【図３】画像変換モジュールのミラーシステムを示す図である。
【図４】画像変換モジュールの、拡張被写界深度の撮像に用いられる、第２の好ましい実施形態を示す図である。
【図５】画像変換モジュールの、分光測定に用いられる、第３の好ましい実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１には、本発明による顕微鏡０１の概略図が示される。この顕微鏡０１を用いて、試料０２の顕微鏡検査を行うことができる。顕微鏡０１は、選択により、または一緒に、試料０２の照明に利用される、透過光照明０３、リング照明０４、および同軸照明を含む。顕微鏡０１は、さらに、対物レンズ０７および画像変換モジュール０８を含んでおり、画像変換モジュール０８は、光学インタフェース０９を介して、対物レンズ０７に光学的に結合されている。この光学インタフェース０９においては、顕微鏡０１を利用して作成される中間画像１０およびこの光学インタフェース０９のアパーチャ（Pupille）１２の距離とサイズとにより、画像変換モジュール０８のための接続条件が決定されるようになっている。画像変換モジュール０８は、画像を変換するために、一つまたは複数の追加機能を備えて構成されている。以下では図２から５に関連づけて、この画像変換モジュール０８の幾つかの好ましい実施形態について解説する。
【００３２】
図２には、画像変換モジュール０８の、拡張被写界深度の撮像に用いられる、第１の好ましい実施形態が示される。この画像変換モジュール０８は、アパーチャ１２を有する光学インタフェース０９を含み、画像変換モジュール０８は、光学インタフェース０９を介して顕微鏡０１の対物レンズ０７に光学的に結合されている。画像変換モジュール０８を顕微鏡０１のハウジング（不図示）に機械的に固定するために、機械式インタフェース１３が利用される。
【００３３】
画像変換モジュール０８は、さらに、追加機能を実現するための機能要素１４を含み、図示の実施例においては、拡張被写界深度の撮像がこの追加機能となっている。機能要素１４は、この追加機能を実現するために、試料０２の深度情報を測定するための複数の可動式マイクロミラーを有するマイクロシステムとして構成されている。複数のマイクロミラーを有するこのマイクロシステムは、ビームスプリッタ１５にわたって再帰反射的に（rueckreflektierend）配置されている。機能要素１４は、光学インタフェース０９のアパーチャ１２に対して共役に配置されている。
【００３４】
画像変換モジュール０８のさらにもう一つの構成部品が、イメージセンサ１７である。ビームスプリッタ１５は、機能要素１４から反射された光をイメージセンサ１７の方に反射する。イメージセンサ１７は、対物レンズ０７によりイメージセンサ１７上に間接的にまたは直接結像される画像を変換するために利用される。この機能要素１４の変化によって、焦点は主光線に沿って変位されて、イメージセンサ１７上に様々な物体深度（Objekttiefen）が形成される。機能要素１４は、画像面内の収差を同時に補正するようになっている。
【００３５】
それ以外にも機能要素１４は、これにフォーシング機能を備えずに、収差補正のためだけに利用することもできる。機能要素１４は、これがフォーカシングのために利用されない限り、選択肢として、非テレセントリック光学系による結像のスケールの変化を補正するために、使用することもできる。物体空間内の主光線経路がテレセントリック状態から外れる場合は、対象物は、異なる距離から異なる倍率で、センサ上に結像されることになる。
【００３６】
イメージセンサ１７とビームスプリッタ１５との間には、任意選択に一つのチューブレンズ１８が配置されている。任意選択の画像変換モジュール対物レンズ１９は、図示の実施形態においては、光学インタフェース０９とビームスプリッタ１５との間に配置されている。
【００３７】
画像変換モジュール０８は、電力供給、データ処理、および様々な制御タスクのためのさらに別のコンポーネント２０を含む。これらのさらに別のコンポーネント２０は、図２においては一つのユニットとしてまとめて描かれているが、しかしながら、これらは、設計構造上互いから切り離されている異なるユニットから成るものであってもよい。これらのさらに別のコンポーネント２０には、画像変換モジュール０８への給電用の電源ユニット、または選択肢として電気インタフェースが付属している。電源ユニットは、例えば好適には充電式であるバッテリにより実現されるとよい。さらに別のコンポーネント２０は、イメージセンサ１７により検出されたデータの演算処理を行うための内部データ処理ユニットを含むことが好ましい。しかしながら、代替的にまたは付加的に、イメージセンサ１７により捕捉されたデータまたはデータ処理ユニットにより処理されたデータを外部データ処理ユニットに送信するためのインタフェースが、画像変換モジュール０８に備えられてもよい。さらに別のコンポーネント２０は、ほかにも機能要素１４およびイメージセンサ１７を制御するための少なくとも一つの電子制御ユニットを含むと好適である。
【００３８】
図３には、画像変換モジュール０８のミラーシステム２２が示されるが、図３には光線経路も一緒に書き込まれている。このミラーシステム２２は、凹面鏡２３と、この凹面鏡２３に対向して配置された凸面鏡２４とを含む。凸面鏡２４は、光学的にアクティブな素子として構成されているが、これは、複数の可動式マイクロミラーを有するマイクロシステムとして実現されていると好適である。さらに凸面鏡２４は、光学インタフェース０９のアパーチャ１２に対して共役に配置されている。この構造は、実際の光学的にアクティブな素子のためのスペースを確保するために、古典的なオフナー型システム（Offner-System）とは異なるものとなっている。凹面鏡２３および凸面鏡２４は、画像面２５に対して垂直に配向されている。光学インタフェース０９と凹面鏡２３との間には、第１の平面鏡２７が配置されて、凹面鏡２３に向かって光線を偏向させるために、画像面２５に対して角度を成すように配向されている。第１の平面鏡２７に入射する光線は、図示の実施形態においては９０°偏向される。凹面鏡２３とイメージセンサ１７との間には、第２の平面鏡２８が配置されて、イメージセンサ１７に向かって光線を偏向させるために、画像面２５に対して角度を成すように配向されている。第２の平面鏡２８に入射する光線は、図示の実施例においては９０°偏向される。凸面鏡２４の変化によって、焦点、すなわち結像対象である焦点面が主光線に沿って変位されて、イメージセンサ１７上には様々な物体深度が形成される。凸面鏡２４は、画像面内の収差も同時に補正する。この凸面鏡２４も同様に、凸面鏡２４にフォーカシング機能を備えずに、収差補正のためだけに利用することができる。選択肢として凸面鏡２４をフォーカシングのために利用しない場合には、非テレセントリック光学系により生じる結像のスケールの変化を補正するために、凸面鏡２４を使用することができる。
【００３９】
図３に示される画像変換モジュール０８の実施形態は、独立型顕微鏡として利用することができる。ミラーシステム２２には、さらに別の機能要素が組み込まれているとよい。例えば、分光測定またはカラー測定のための機能要素が、ミラーシステム２２の適切な位置に配置されることができる。
【００４０】
図４には、本発明による画像変換モジュール０８の、拡張被写界深度の撮像に用いられる、第２の好ましい実施形態が示される。図２に示される実施形態とは異なり、図４では機能要素１４は、機械的な振動により、好適には音波を利用して制御可能なレンズを含む。顕微鏡０１の中間画像１０は、画像変換モジュール対物レンズ１９の対物面に対して共役である。機能要素１４は、光学インタフェース０９のアパーチャ１２に対して共役である。
【００４１】
図５には、本発明による画像変換モジュール０８の、分光測定に用いられる、第３の好ましい実施形態が示される。機能要素１４は、干渉計アレイを含む。干渉計アレイについては例えば、フィング・ジー・オー・イー（fingGOe）社により開発されたパッシブ分光計が導入されるとよい。この干渉計アレイは、光路に挿入したり、光路から取り外したりすることが可能であり、それによりユーザーは、画像の捕捉（Bildaufnahme）と分光測定との間で機能の切換えを行うことができる。それに加えて、さらに別の機能要素１４を配置する可能性も存在している。例えば、個々のピクセル解像度に至るまでの高い空間解像度での分光測定のために、アクティブ制御型のファブリ・ペロー素子を使用することもできる。拡張被写界深度での測定のためには、位相マスクまたは空間光変調器がアレイに組み込まれるとよい。高い空間解像度での偏光測定のために偏光マスクを利用することも、同様に可能である。
【符号の説明】
【００４２】
０１…顕微鏡
０２…試料
０３…透過光照明
０４…リング照明
０５…同軸照明
０６…−
０７…対物レンズ
０８…画像変換モジュール
０９…光学インタフェース
１０…顕微鏡の中間画像
１１…−
１２…光学インタフェースのアパーチャ
１３…械式インタフェース
１４…機能要素
１５…ビームスプリッタ
１６…−
１７…イメージセンサ
１８…チューブレンズ
１９…画像変換モジュール対物レンズ
２０…その他のコンポーネント（電源供給、データ処理、制御）
２１…−
２２…ミラーシステム
２３…凹面鏡
２４…凸面鏡
２５…画像面
２６…−
２７…第１の平面鏡
２８…第２の平面鏡
【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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【国際調査報告】
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