用于角度分辨照明的照明模块的分段光学系统

摘要

本发明涉及一种用于光学设备的照明模块(101)，该照明模块包括一个光源单元(102)，该光源单元设置用于分别选择地沿着许多光路(112)中的一个发出光线。照明模块(101)还包括许多在横向彼此错开设置的光学元件(201至203)，其中该许多光学元件(201至203)中的每个光学元件(201至203)设置用于使所述许多光路中的至少一个相应的光路(112)变化。

权利要求

1.用于显微镜(90)的照明模块(101)，该照明模块包括：-光源单元(102)，该光源单元设置用于分别选择地沿着许多光路(112)中的一个发出光线，和-许多在横向彼此错开设置的光学元件(201至203)，其中该许多光学元件(201至203)中的每个光学元件分别设置用于使所述许多光路(112)中的至少一个相应的光路(112)变化，其中光源单元(102)包括至少一个支承载体(121至123)和许多安装在所述至少一个支承载体(121至123)上的、可分别操控的光源(111)，其中所述许多光源(111)中的光源(111)分别设置用于选择地沿着所述许多光路(112)中的相应的光路(112)发出光线，其中光源(111)的实空间密度(Ortsraumdichte)的变化在所述至少一个支承载体(121至123)的一区域的范围(122)内不大于50％，全部光源中的不少于90％位于该区域中。

2.根据权利要求1所述的照明模块(101)，其中所述许多光学元件(201至203)中的至少一些光学元件分别设置用于使所述相应的至少一个光路(112)偏转。

3.根据权利要求1或2所述的照明模块(101)，其中所述许多光学元件(201至203)构成具有多个棱镜的棱镜组，其中该棱镜组的不同的棱镜配置给不同的光路(112)。

4.根据前述权利要求之任一项所述的照明模块(101)，其中所述许多光学元件(201至

203)构成具有多个透镜的透镜组，其中该透镜组的不同的透镜配置给不同的光路(112)。

5.根据前述权利要求之任一项所述的照明模块(101)，该照明模块此外包括：-全表面透镜，该全表面透镜在所述许多光路(112)中设置在所述许多光学元件(201至

203)之前或者之后。

6.根据权利要求5所述的照明模块(101)，其中全表面透镜包括具有多个环形区的菲涅尔透镜，其中不同的环形区配置给所述许多光路(112)中的不同的光路(112)。

7.根据前述权利要求之任一项所述的照明模块(101)，其中光源(111)设置在所述至少一个支承载体(121至123)的表面(121B，122B，123B)上，其中所述至少一个支承载体(121至123)的表面(121B，122B，123B)是弯曲的。

8.根据前述权利要求之任一项所述的照明模块(101)，其中光源(111)以不同的角度设置在所述至少一个支承载体(121至123)的表面(121B，122B，123B)上。

9.根据前述权利要求之任一项所述的照明模块(101)，其中光源单元(102)包括多个支承载体(121至123)，其中光源(111)设置在支承载体(121至123)的表面上，其中不同支承载体(121至123)的表面相互倾斜。

10.根据前述权利要求之任一项所述的照明模块(101)，其中所述许多光学元件(201至

203)中的至少一些光学元件构造为整体的部件(131至133)。

11.根据权利要求9和10所述的照明模块(101)，其中设置在不同支承载体(121至123)的表面上的光源(111)与光学元件(201至203)组合，所述光源配置给不同的整体部件(131至133)。

12.根据前述权利要求之任一项所述的照明模块(101)，该照明模块此外包括：-许多视场光阑，该视场光阑配置给不同的光路(112)。

13.根据前述权利要求之任一项所述的照明模块(101)，其中所述许多光学元件(201至

203)中的至少一些光学元件分别相对所述相应的至少一个光路(112)的中心射线设置为偏心的。

14.根据前述权利要求之任一项所述的照明模块(101)，其中所述许多光源(111)构成晶格结构，

其中所述许多光学元件(201至203)构成晶格结构，该晶格结构与由所述许多光源(111)构成的晶格结构相符。

15.根据前述权利要求之任一项所述的照明模块(101)，其中光源单元(102)包括许多光纤联接的发光体作为光源(111)。

16.根据前述权利要求之任一项所述的照明模块(101)，其中所述许多光学元件(201至

203)中的至少一些光学元件使所述许多光路(112)中的至少一些光路以剩余发散度(Rest-Divergenz)聚焦。

17.根据前述权利要求之任一项所述的照明模块(101)，其中所述许多光学元件(201至

203)中的不同的光学元件导致所述相应的至少一个光路的不同光束成形。

18.根据前述权利要求之任一项所述的照明模块(101)，其中所述许多光学元件(201至

203)中的不同的光学元件导致以不同焦距聚焦。

19.根据权利要求18所述的照明模块(101)，其中所述许多光学元件中与显微镜(90)的主轴线(93)具有较大间距的光学元件比所述许多光学元件中与光学主轴线具有较小间距的光学元件导致以更大或者更小的焦距聚焦。

20.根据前述权利要求之任一项所述的照明模块(101)，其中光源单元的光源通过四象限发光二极管单元得以实现。

21.根据前述权利要求之任一项所述的照明模块(101)，该照明模块此外包括：-聚光光学系统，

其中所述许多光学元件设置在光源单元与聚光光学系统之间。

22.显微镜(90)，其包括根据前述权利要求之一项所述的照明模块(101)。

23.根据权利要求22所述的显微镜(90)，其中所述许多光路(112)的至少一个光路的几何设置设计用于显微镜(90)的明场成像。

24.显微镜(90)，其包括：

-照明模块(101)，该照明模块包括：

-光源单元(112)，该光源单元设置用于分别选择地沿着许多光路(112)发出光线，和-许多在横向彼此错开设置的光学元件(201至203)，其中该许多光学元件(201至203)中的每个光学元件分别设置用于使所述许多光路(112)中的至少一个相应的光路(112)变化，其中所述许多光路(112)的至少一个光路的几何设置设计用于显微镜(90)的明场成像。

25.根据权利要求22至24之任一项所述的显微镜(90)，其中所述许多光路(112)的至少一个另外的光路的几何设置设计用于显微镜(90)的暗场成像。

26.根据权利要求22至25之任一项所述的显微镜(90)，该显微镜此外包括：-探测器(82)，和

-检样夹具(95)，

其中照明模块和探测器相对于检样夹具(95)以透射光结构设置。

27.根据权利要求22至26之任一项所述的显微镜(90)，该显微镜此外包括：-探测器(82)，和

-检样夹具(95)，

其中所述许多光路(112)的光路设置用于对检样夹具(95)上的共同重叠区域进行照明。

28.用于运行显微镜(90)的方法，该方法包括：-对显微镜(90)的照明模块(101)的光源单元(102)进行操控，以便分别选择地沿着许多光路(112)发出光线，-借助照明模块(101)的许多在横向彼此错开设置的光学元件(201至203)使所述许多光路(112)变化，其中所述许多光学元件(201至203)中的每个光学元件分别设置用于使所述许多光路(112)中的至少一个相应的光路(112)变化，和-借助沿着所述许多光路的至少一个光路发出的光线对显微镜的用于进行成像的探测器(82)进行操控，其中为了探测器(82)的明场成像对光源单元(102)进行操控。

29.根据权利要求28所述的方法，其中还为了探测器(82)的暗场成像对光源单元(102)进行操控。

30.根据权利要求28或29所述的方法，其中该方法由根据权利要求22至27之任一项所述的显微镜(90)实施。

说明书

用于角度分辨照明的照明模块的分段光学系统

技术领域

[0001] 本发明的不同的实施方式一般涉及一种用于光学设备的照明模块。该照明模块例如可设置用于由不同的照明方向进行可选择角度的照明。所述照明模块根据不同的实例包括特别是许多光学元件，该元件分别设置用于使至少一个相应的光路变化。

背景技术

[0002] 由DE 10 2014 112 242 A1公知了用于由不同的照明方向对一个样本进行照明的技术(可选择角度的照明或者具有一定结构的照明或者角度分辨 照明)。通过为了不同照明方向而获得的图像的组合，可以确定一个结果图像，该结果图像例如具有相衬。因此借助可选择角度的照明通过数字化后期处理能够实现相衬成像。

[0003] 还由DE 10 2014 109 687 A1公知了涉及角度分辨照明的技术。其中介绍了基于角度分辨照明确定检样关于光学设备的聚焦面的位置的技术。由此能够使自动聚焦应用成为可能。

[0004] 为了实现角度分辨照明，能够需要选择地沿着许多光路中的不同的光路发出光线。在此，不同的光路可与不同的照明方向相对应。

[0005] 一个用于角度分辨照明的相应照明模块-该照明模块使用一个用于所述许多光路的共同的光学系统-的成本会特别高。这一点例如适合于基于柯勒照明系统的应用。特别是在在不同光路之间使用大角度的情况中，共同的光学系统会是成本高昂的。若完全不使用光学系统，这可能导致样本区域的未加控制的定向；另外，检样区域中的光效会受到限制。

发明内容

[0006] 所以存在对用于角度分辨照明的、改进的照明模块的需求。特别是存在对以下照明模块的需求，该照明模块缓解或者消除至少一些上述缺点或者限制。

[0007] 这个目的利用独立权利要求的特征得以实现。从属权利要求的特征限定许多实施方式。

[0008] 在一个实施例中，一个用于光学设备，特别是显微镜的照明模块包括一个光源单元。该光源单元设置用于分别选择地沿着许多光路发出光线。照明模块还包括许多光学元件，该元件例如能够设置为在横向错开的。所述许多光学元件中的每个光学元件分别设置用于使所述许多光路中的至少一个相应的光路变化。

[0009] 例如具有以下可能性：光路的变化包括聚焦或者准直。一般来说可具有以下可能性：光路的变化包含对相应光路的空间分布和/或角度分布的影响。作为备选方案或者补充方案，光路的变化还可包含相应光路的横向照度分布或者相位分布的改进。例如可以连贯地进行光路的变化：可将多个光路联接，以产生一个干涉条纹图。

[0010] 光源单元可包括至少一个支承载体和许多光源。支承载体的实例包括一个印刷电路板或者一个晶片基板诸如硅或者其他的半导体材料。在此，所述许多光源中的不同光源能够分别进行操控。这能够意味着：可以单独地接通或者关闭所述许多光源中的各个光源或者一般来说可以单独地调节其功率。

[0011] 光源安装在所述至少一个支承载体上。例如光源可以设置在所述至少一个支承载体的表面上。在另外的实例中，还具有以下可能性：光源置入所述至少一个支承载体中，例如如果该支承载体构造为透明的话。光源例如可以设置在所述至少一个支承载体的表面的沟槽或者钻孔中。

[0012] 在此处说明的不同实例中，照明模块可用于对透射光几何结构中的检样进行照明。然而在有些实例中，也可以使用在入射光几何结构中。

[0013] 在此处说明的不同实例中具有以下可能性：照明模块设置用于显微镜的明场成像。这能够意味着：也可以在显微镜的主轴线附近和/或相对光源单元的主轴线成小的夹角发出光路。这意味着：在相应的应用中光源典型地设置在主轴线附近或者之上。这可以将相应的照明模块特别是与在其中心具有孔的环形照明模块区分开，使得由一个检样直接反射的光线能够穿过一个探测器孔，该探测器孔与所述孔对齐。

[0014] 就此而论，因此具有以下可能性：光源的实空间密度在所述至少一个支承载体的相应的区域中作为横向位置的函数-也就是说，垂直于主轴线-不变化或者不特别剧烈地变化。典型地通过单位面积的光源数量说明实空间密度。实空间密度可与紧靠邻接的光源之间的间距相关联。例如可以在1D或者2D中，也就是说，沿着一根线或者在一个可能弯曲的面内部确定实空间密度。

[0015] 由于在环形照明模块的一个孔内没有光源，所以光源的实空间密度在环形照明模块的一个区域内剧烈变化。实空间密度在所述孔的区域中等于零。

[0016] 特别是具有以下可能性：光源的实空间密度的变化在所述至少一个支承载体的那个区域-全部光源基本上设置在该区域中-的范围内不大于50％，作为可选不大于30％，进一步可选不大于10％。例如具有以下可能性：照明模块的所有光源中的不少于90％，作为可选不少于95％，进一步可选100％位于这个区域内。照明模块的这样的没有孔的结构具有如下优点：通过具有设置在主轴线附近或者之上的光路(该光路能够直接-也就是说在检样上无散射-穿过探测器孔)的显微镜使明场成像成为可能。

[0017] 例如所述区域能够限定为光源位于其内的面。若光源例如安装在所述至少一个支承载体的表面上，那么可以沿着该表面限定所述区域。

[0018] 在此处说明的不同实例中基本上具有以下可能性：每个光路轴向错开地设置有一个或者多个光学元件。换言之，每个光路具有所述许多光学元件中的仅仅一个单个的光学元件并不是必要的。例如，这样能够有序地将多个透镜或者不同类型的光学元件组合。

[0019] 照明模块针对一个光学设备的特定应用并未受到限制。例如可以将在此说明的照明模块嵌入一个光学显微镜或者一个激光扫描显微镜中。例如，在此说明的照明模块可以结合荧光成像使用。在此，例如具有以下可能性：照明模块设置在针对检样的入射光几何结构或者透射光几何结构中。

[0020] 例如，照明模块可设置用于对设置在光学设备的检样夹具上的检样进行角度分辨照明。不同的光路在此可配置给针对检样的不同的照明方向。这意味着：第一光路可与第一照明方向相符，而第二光路可与第二照明方向相符，其中第一照明方向与第二照明方向不同。例如，光路可覆盖一个针对光学设备的光学主轴线的角区域，该角区域不小于45°，作为可选不小于75°，进一步可选不小于85°。这样还能够实现相对于光学主轴线的特别倾斜的照明方向。这样的情况也称为角度分辨照明。

[0021] 为了实现角度分辨照明，照明模块设置用于分别选择地沿着所述许多光路发出光线。这意味着：可选择地对相当于所述许多光路中的各个光路的通道进行操控。换言之，可以沿着所述许多光路中的第一光路发出光线，而沿着所述许多光路中的第二光路不发出光线。例如可以按照时间顺序激活各个光路。

[0022] 为了实现不同光路的这样可选择的寻址(Adressierung)，可以应用不同的技术。例如具有以下可能性：光源单元包括许多可分别操控的光源。这意味着：控制单元可给不同的光源发送单独的控制信号，使得这些光源要么发出光线，要么不发出光线。

[0023] 这样的光源的实例包含：发光二极管；激光二极管；有机发光二极管；固体发光二极管；发光二极管阵列，例如具有不同的、整合在共同的基板中的彩色通道；多象限发光二极管，诸如四象限发光二极管；垂直腔面发射激光器(英文：vertical-cavity surface-emitting laser；VCSEL)；光纤联接的发光体，例如激光二极管，该激光二极管经由一个光纤耦合器将光线传送到光纤中。例如一个共同的发光体可经由一个可接通的光纤耦合器选择地与许多光纤中的一根或者多根光纤光学式联接。这些光纤然后可从光纤耦合器起作为扇形展开的光束移开，使得光纤端部设置在分立的横向位置上，例如通过光源单元的一个相应的支承载体确定。这样，光纤的端面可起到分立的光源的作用。这样可以实现不同光源的特别紧凑包装的设置。另外，可以使用特别高效的发光体，以产生光线。

[0024] 例如具有以下可能性：使用三晶片发光二极管作为光源。在此，多个发光二极管，例如一定数量的三个发光二极管可共同整合在一个基板上。例如具有以下可能性：共同整合在一个基板上的发光二极管发出具有不同颜色的光，例如相当于通道红、绿和蓝。这样可以实现：作为对不同照明方向的补充，还可以将不同的颜色用于样本照明。这一点能够例如有利于对一定的波长敏感的检样。另外，这样能够通过如下方式与常规的照明同时进行角度分辨照明，即使用不同的波长。利用常规的-例如磷基的-白色发光二极管不能或者只能有限地实现这样的技术。然而通过将不同彩色通道空间隔离，典型地还获得光场在样本区域中的相应空间错开的照明方向或者分布。如果这个错位是预期的，那么可以在与相应的发光体的适当的定向-例如适当的转动-的组合中利用色差减小相应光路的这个错位。

[0025] 作为多个整合在一个共同的基板上的发光二极管以外的备选方案，也可以使用位于不同基板上的、分开的、具有不同波长的发光二极管。在此，特别是具有以下可能性：具有不同波长的不同的发光二极管也配置有不同的光学元件。在一个这样的实例中具有可能性：配置给具有不同波长的不同的发光二极管的光学元件也具有不同的光束成形特性。这样特别是可以实现：不同的光学元件特别好地与不同的光源的光谱特性相匹配。

[0026] 在其他的实例中具有以下可能性：光源单元包括一个激光扫描仪，该激光扫描仪设置用于选择地和-例如根据扫描角度或者横向的扫描位置-沿着所述许多光路中的一个相应的光路发光。这一点例如能够意味着：激光扫描仪对实现怎样的扫描角度或者怎样的扫描位置进行监视，然后根据扫描角度或者扫描位置激活或者关掉发光体。激光扫描仪可谐振地或者静态地运行。例如也可以通过一个或者多个可机械式移动的光源实现光源单元。为此例如可以使用一个可运动的平台或者一个X-Y-定位系统。可机械式移动的光源例如特别是可结合上述光纤联接的发光体得以实现。在此，可使光纤端部移动，这一点由于光纤的弹性之故是可能的。

[0027] 在一个另外的实例中，光源单元也可以实现为一个大面积照明的光阑面，其具有光阑孔的可移动的位置。然而在此需注意：光线的大部分通过对光阑面的照射而丧失，因而效率可能降低。

[0028] 在有些实例中还具有以下可能性：上述用于实现光源单元的不同实例相互组合。例如可以通过一个或者多个由激光光源构成的组实现光源单元，所述激光光源具有激光扫描仪和在必要时用于扩大不同光路的散光透镜。作为备选方案或者补充方案，还具有以下可能性：通过一个或者多个由激光光源、激光扫描仪和具有发光材料膜的透明基板构成的组实现光源单元。

[0029] 一般来说，光源单元可以包括一个或者多个散光透镜，其中所述一个或者多个散光透镜设置用于扩大光路，这就是说，增大光路的直径。例如可以通过一个具有一定的表面粗糙度的有机玻璃板实现所述散光透镜。

[0030] 一般来说，光源单元还可包括一个具有发光材料膜的透明基板。例如可以使用具有发光材料膜的蓝色发光二极管；所述发光材料膜可具有超出大的光谱范围的辉度。发光材料膜为了发光可以空间分辨地-例如通过一个激光扫描仪-被激发并且这样确定不同的光源。

[0031] 例如可以为大面积的基板设置一个发光材料膜。然后例如可以利用一个蓝色发光二极管照射该发光材料膜，以便这样激发辉度。例如可以使光路变化：在此蓝色发光二极管可产生一个光路，接着改变该光路并且然后照射发光材料膜，例如利用一个十字形的或者矩形的照明图形。结果是能够获得在大的光谱范围上辐射的、具有确定的横向照度分布的光源。

[0032] 在此，一般来说发光材料不仅能够用作薄膜，而且例如也能够分布在一个体积上。这例如在发光材料板的情况中可以如此。

[0033] 所述许多光学元件可确定一个分段光学系统。该分段光学系统的不同的节段在此可配置给不同的光路。可具有以下可能性：分段光学系统的每个节段配置有一个或者多个光路。也具有可能性：分段光学系统的每个节段配置给至少一个相应的光路。

[0034] 例如具有以下可能性：所述许多光学元件中的光学元件分别设置用于使所述许多光路中的不多于十个的光路变化，作为可选不多于四个，进一步可选不多于一个单独的光路。

[0035] 例如具有以下可能性：所述许多光学元件中的光学元件分别设置用于使所述许多光路中的不多于10％的光路变化，作为可选不多于4％，进一步可选不多于1％。

[0036] 可以考虑不同类型的光路变化。例如可使一个光路如此变化，即该光路即使在变化之后依然具有一定的发散度，亦即为了至光源的较大的间距扩大光路的横截面。这一点对于自身大于光学元件的检样来说是可值得追求的。在此，所述不同的光学元件可具有一个正的折光力，使得发散度通过所述变化得以降低。

[0037] 与此相反，对于经照明的样本区域小于单个光学元件的孔径的情况来说，利用至一个汇聚的光束的正焦距的聚焦是可值得追求的。聚焦面在此可设置在检样前或后。典型地可以使用一个聚光系统。若经照明的样本区域与相应的光学元件的孔径相符的话，准直-例如利用具有正的折光力的光学系统，在该光学系统中光源位于聚焦面中-是可值得追求的。

[0038] 可以为分段光学系统或者所述许多光学元件考虑不同的应用。例如所述许多光学元件可实现一个自由阵列(Freiformarray)，该自由阵列例如包括一个棱镜面和一个自由曲面 一个另外的实例是通过所述许多光学元件实现一个衍射元件。例如光学元件可构造为透镜。例如可以使用一个具有许多衍射子功能的分段的衍射元件。
与通过光纤联接的发光体的光纤端面实现的光源相结合例如具有以下可能性：透镜实现为梯度折射率透镜(GRIN透镜)或者球透镜。可以直接将转向棱镜加装在所述梯度折射率透镜上。分段光学系统的一个另外的实例包括独立的棱镜组和透镜组。分段光学系统的一个另外的实例还包括一个具有亚全息图(Subhologramm)的全息元件。例如可以通过多次曝光或者特别是通过单独的曝光过程产生不同的亚全息图。为此例如在曝光过程中可链接和/或重新排列一个适当的聚合体，使得出现折射率的局部改变。例如具有以下可能性：不同的亚全息图在横向重叠并且这样将由光源提供的光路的特别大的部分引到检样上。

[0039] 通过使用所述许多光学元件可以实现如下：每个单独的光学元件的尺寸可确定得较小。与一个全表面光学系统-在该全表面光学系统中一个单独的光学元件实现所述许多光路的变化-相比，这一点能够特别适用。典型的是，较大数量的光路经过相应的光束成形，这特别是在角度分辨照明中能够是必要的。另外，所述许多光路覆盖一个较大的立体角，这在角度分辨照明中能够是必要的。所以借助一个单独的全表面光学系统的光束成形会是成本高昂的。也能够具有以下可能性：成本比较高地和例如利用多个由光路有序地经过的透镜实现所述全表面光学系统。在一个这样的实例中可具有以下可能性：可实现的光学扩展量(Lichtleitwert)受到限制。然而通过适用所述许多分别配置给一个或者多个光路的光学元件，能够针对一个或者多个组合的光路量身定做地实现单独的光学元件。由此可以再次实现一个系统，该系统占用结构空间小并可传递大的光学扩展量。同时可以实现一个系统，该系统能够不那么复杂且经济地制作。在系统的厚度相同的情况下可以实现特别大的横向膨胀，由此例如能够使较大数量的光路变化。

[0040] 例如具有以下可能性：不同的光学元件具有不同的光束成形性能。例如这些光学元件-该元件配置给设置为距离光学设备的光学主轴线更远的光路-能够比那些光学元件-该元件配置给设置为更接近光学设备的光学主轴线的光路-导致更强或者更弱的聚焦。换言之，因此可以改变至所述许多光学元件的不同光学元件之间的虚拟图像的间距；由此可以为不同的光学元件或者光源单元的光源对至检样的不同间距进行补偿。所以可具有以下可能性：不同的光学元件为一个或者多个起光学作用的折射面 实现不同的几何形状。

[0041] 因此，所述许多光学元件一般来说能够实现不同光路的光束成形。在此聚焦和准直就是这个光束成形的实例。作为可选，还具有以下可能性：所述许多光学元件至少为有些光路实现偏转。换言之，可具有以下可能性：所述许多光学元件中的至少一些光学元件分别设置用于使所述相应的至少一个光路偏转。

[0042] 通过实现使光路中的至少一些光路偏转，可以实现不同的照明方向。例如，与光学设备的光学主轴线相距更远的光路的偏转角大于距所述光学主轴线更近的光路的偏转角。在此可如下地使光线偏转，即将所述许多光路的所有光路引向光学设备的一个样本区域。
由此能够保证对角度分辨照明框架内的样本区域的照明。

[0043] 通过共同实现变化或者光束成形-也就是说，例如聚焦或者准直-和通过所述许多光学元件的偏转，能够实现：特别节省空间地实现照明模块。另外，由于不必通过光源的定向进行偏转，所以能够避免对光源单元的光源的复杂的定位。

[0044] 例如，至少一些光学元件能够构成一个偏转单元诸如棱镜或者反光镜。例如，所述许多光学元件可构成一个具有多个棱镜的棱镜组，其中不同的棱镜配置给不同的光路。

[0045] 例如具有以下可能性：所述许多光学元件构成一个具有多个透镜的透镜组，其中不同的透镜配置给不同的光路。

[0046] 例如，透镜组也可称为微透镜组。之所以能够如此，是因为各个透镜与全表面光学系统相反只使数量受到相对限制的光路成形，该光路能够与不同的照明方向组合。

[0047] 在有些实例中能够具有以下可能性：所述许多光学元件构造为整体的部件，也就是说，整合为一体的。例如具有可能性：借助3D打印或者注塑法制作所述整体的部件。也具有可能性：借助用于衍射光学系统的加工方法或者借助全息加工方法制作所述整体的部件。在有些实例中还具有可能性：分别由所述许多光学元件整合为光学元件组并且构成一个相应的整体部件。这意味着：可具有一个以上的单独的整体部件。这样例如具有可能性：实现一个以上的单独的组，例如数量为2至5组。在此，在不同的实例中还可以通过所述许多光学元件构成许多组。这意味着：在不同的实例中可以将分段光学系统的光学总功率分配给多个组。由此可以实现如下：减小光学系统的像差和/或张力(Anspannung)。另外，可具有实现更大偏转角的可能性。

[0048] 然而在其他的实例中，也可以通过许多部件实现所述许多光学元件，其中所述不同的部件例如经由一个框架结构相互连接。这样可以通过尺寸较小的部件实现所述不同的光学元件，这能够简化加工制作。

[0049] 实现包括所述许多光学元件的分段光学系统并不排除：作为选择此外使用一个全表面光学系统。例如该全表面光学系统可共同影响所述许多光路。这意味着：全表面光学系统可具有一个横向膨胀，该膨胀大得足以使所述许多光路中的全部光路经过。

[0050] 例如，照明模块此外可包括一个全表面透镜，该全表面透镜设置在所述许多光学元件之前或者之后的所述许多光路中。这样的全表面透镜的实例包括例如折射透镜和衍射透镜。

[0051] 全表面透镜也可以实现一个分段光学系统。一个实例是使用一个具有多个环形区的菲涅尔透镜作为全表面透镜。在此，不同的环形区可配置给所述许多光路中的不同光路。一个菲涅尔透镜特别是能够实现偏转功能性。不同的环形区例如可以具有不同的厚度和/或限定梯级(锯齿形格局)。

[0052] 所述至少一个支承载体的表面例如可以是平坦的。例如，在一个这样的情况中光源可设置用于分别沿着所述许多彼此平行定向的光路发光。然而还具有以下可能性：所述至少一个支承载体的表面是弯曲的。在一个这样的情况中，不同的光源也可以彼此成一定的角度设置。然后可以实现：光源设置用于分别沿着所述许多彼此非平行定向的光路发光。例如具有可能性：所述至少一个支承载体的表面向着光学设备的主轴线弯曲。在一个这样的实例中，偏转功能性至少部分可以通过所述至少一个支承载体的表面的曲面得以实现。
然后至少在有些实例中，所述许多光学元件也提供偏转功能性可以是不必要的。

[0053] 若支承载体具有一个曲面的表面，那么不同的光源能够全部相对于所述支承载体的表面-例如相对于局部表面法线-成相同角度设置，并且尽管如此依然能够由所述许多光源发出非平行的光路。作为备选方案或者补充方案，还具有可能性：光源成不同角度设置在所述至少一个支承载体的表面上。在一个这样的实例中，可以通过改变光源相对于所述至少一个支承载体的表面的定向实现非平行的光路。例如可以设置保持件，该保持件根据光源实现该光源相对于支承载体的不同定向。例如具有可能性：将支承载体实现为具有倾斜钻孔的底座，其中纤维作为光波导体分别插入所述钻孔中或者发光二极管嵌入所述钻孔中。然后不同的钻孔例如可以具有与支承载体的平面法线不同的角度。一个另外的实例是设置一个底座作为支承载体，其中该底座具有用于基板的倾斜的贴靠面，固体发光二极管设置在所述基板上。这样的解决方案能够使光源单元的特别小的尺寸成为可能。

[0054] 在有些实例中具有可能性：所有光源设置在一个单独的支承载体上。然而在另外的实例中也具有可能性：使用多个例如尺寸较小的支承载体代替一个单独的支承载体。例如具有可能性：不同的支承载体并非彼此平行地定向，而是互相倾斜。这意味着：不同的支承载体可具有彼此不同的定向。在一个这样的实例中，偏转功能性至少部分能够通过所述多个支承载体的表面倾斜得以实现。然后至少在有些实例中，所述许多光学元件也提供偏转功能性可以是不必要的。

[0055] 例如具有可能性：所述许多光源中的设置在不同支承载体的表面上的光源与所述许多光学元件中的配置给不同的整体部件的光学元件组合。如上面已经阐述的那样，特别是可具有以下可能性：所述许多光学元件中的至少一些构造为整体的部件。然后一个整体的部件或者多个整体的部件能够分别确定光学组。就此而论，因此具有可能性：通过使用多个支承载体还限定多个小的光源组，该光源组彼此不同地定向。然后可具有以下可能性：为每个光源组设置一个相应配置的整体的部件，该部件具有相应的光学元件。这一点能够使比较简单地实现所述许多光学元件成为可能。然而在其他的实例中也具有可能性：为所有光源组使用一个共同的、由光学元件构成的整体部件。利用一个这样的方案能够实现用于不同照明方向的特别大的角度。

[0056] 例如，照明模块可具有许多光阑。该光阑在此可配置给不同的光路。例如具有可能性：所述许多光阑设置在所述许多光学元件之前或者之后的光路中。例如具有可能性：所述许多光阑设置为与光源单元的光源邻接。例如，光源特别是能够沿着发散的光路发光，使得能够通过所述许多光阑避免不同光路之间的串扰。由此例如能够再次避免光帷眩光在为样本设置的照明区域之外传导。

[0057] 例如具有可能性：所述许多光学元件中的至少一些光学元件分别相对所述相应的至少一个光路的中心射线设置为偏心的。这意味着：在实现不同光学元件的不同透镜的孔之间可存在一个相对于相应光源的横向错位。由此能够与相应光路特别好地匹配并且能够提高效率。检样区域中的光学扩展量能够得到提高。

[0058] 例如，光源单元的不同光源能够构成一个晶格结构。为此例如可具有以下可能性：各个光学元件具有一个形状，该形状与晶格结构的单位晶格的形状相匹配。例如，可具有可能性：光学元件构成一个六边形的晶格；然后具有可能性，即所述光学元件实现六边形的透镜或者棱镜。其他的通道形状例如包括：正方形、直角或者矩形。也可以实现一个相应晶格的不同转动位置。

[0059] 特别是例如具有可能性：所述许多光学元件的晶格结构与一个由光源单元的所述许多光源构成的晶格结构相匹配。例如光源单元的光源特别是能够构成一个具有确定的单位晶格的晶格结构；该单位晶格然后也可以由通过所述许多光学元件构成的晶格结构实现。这样可以实现如下：每个光源通过所述许多光学元件中的相应的光学元件积聚并成形特别大的光输出。光学元件的孔径在此特别是与各个光源的结构相匹配。由此能够放大检样区域中的光学扩展量。

[0060] 在有些实例中，照明模块也可以具有一个聚光光学系统。在此，所述许多光学元件可设置在光源单元与聚光光学系统之间。这样能够使来自不同照明方向的特别均匀的照明成为可能。

[0061] 在一个实例中，显微镜包括根据一个另外的实例所述的照明模块。例如显微镜可以是一个光学显微镜或者一个激光扫描显微镜。例如该显微镜能够使荧光成像成为可能。

[0062] 显微镜此外可包括一个探测器。显微镜也可以包括一个检样夹具。

[0063] 例如具有以下可能性：照明模块和探测器设置在检样夹具的同一侧上，因而实现了一个入射光几何结构。在此，光线由一个设置在检样夹具上的检样反射，然后射在探测器上。为此例如可以设置一个分光器，该分光器反射来自照明模块的光线。

[0064] 在其他的实例中，还具有可能性：照明模块和探测器设置在检样夹具的不同的侧面上，也就是说，检样夹具设置在照明模块与探测器之间。这样可以实现一个透射光几何结构。在此，光线穿过设置在检样夹具上的、至少部分透明的检样，然后射在探测器上。

[0065] 在此处说明的不同的情况中具有可能性：所述许多光路-沿着该光路通过光源单元发出光线-的至少一些光路的几何设置设计用于显微镜的明场成像。这意味着：相应的光路的光线能够直接，也就是说，无散射地从光源单元到达探测器，并且不被探测器光阑挡住。特别是设置通过光源单元在显微镜的主轴线附近和与该主轴线成小的夹角发出的光路能够有助于此。特别是以下情况有助于此：光源设置在照明模块的支承载体的表面的中心附近，这对于环形照明模块-该环形照明模块具有一个中心孔-来说典型地并非如此。

[0066] 作为补充方案或者备选方案，所述许多光路的至少一些光路的几何设置既可设计用于显微镜的明场成像，也可设计用于显微镜的暗场成像。这意味着：相应的光线能够仅仅通过适当的散射从光源单元到达探测器，而不被探测器光阑挡住。特别是设置通过光源单元在距离显微镜的主轴线的较远处发出的光路能够有助于此。

[0067] 例如可以考虑以下情况，在该情况中不仅光源设置在照明模块的支承载体的表面的中心附近，而且还设置有光源，该光源设置在距离照明模块的支承载体的表面中心的较远处。然后可以将中心的光源或者组合的光路用于明场成像；并且可以将非中心的光源或者组合的光路用于暗场成像。

[0068] 在一个实例中，用于运行光学设备的照明模块的方法包括对所述照明模块的光源单元的操控，以便分别选择地沿着许多光路发出光线。该方法还包括借助照明模块的许多例如在横向错开设置的光学元件使所述许多光路变化。所述许多光学元件中的每个光学元件分别设置用于使所述许多光路中的至少一个相应的光路变化。

[0069] 为用于运行照明模块的这样的方法能够实现的效果与为根据一个另外的实例所述的照明模块所能够实现的效果相同。

[0070] 在一个另外的实例中，用于运行显微镜的方法包括对所述显微镜的照明模块的光源单元的操控，以便分别选择地沿着许多光路发出光线。

[0071] 例如用于运行根据当前讨论的实例所述的照明模块的方法可由根据一个另外的实例所述的照明模块实施。该方法还包括借助照明模块的许多在横向错开设置的光学元件使所述许多光路变化。每个光学元件分别设置用于使所述许多光路中的至少一个相应的光路变化。另外，所述方法还包括对显微镜的探测器进行操控，以便借助沿着所述许多光路的所述至少一个光路发出的光线进行成像。在此，可以为了探测器的明场成像操控光源单元。

[0072] 这就是说，可以激活光源单元的一个或者多个适当的光源，使得沿着设置在探测器的探测器孔的明场中的光路发出光线。

[0073] 作为备选方案或者补充方案，也可以为了探测器的明场成像操控光源单元。这就是说，可以激活光源单元中的一个或者多个适当的光源，使得沿着设置在探测器的探测器孔的暗场中的光路发出光线。

[0074] 为用于运行显微镜的这样的方法能够实现的效果与为根据一个另外的实例所述的显微镜所能够实现的效果相同。

[0075] 上述特征和下面将说明的特征不仅能够应用在相应的、详细说明的组合中，而且也能够应用在另外的组合中或者单独应用，而不脱离本发明的保护范围。

附图说明

[0076] 图1示意性图示出了根据不同实例所述的、用于光学设备的照明模块；

[0077] 图2是示范性的方法的流程图；

[0078] 图3示意性地图示出了根据不同实例所述的照明模块的光源单元，其中该光源单元具有许多设置在一个支承载体上的光源；

[0079] 图4是根据图3的实例所述的光源单元的示范性的剖视图，其中支承载体构造为平坦的；

[0080] 图5是根据图3的实例所述的光源单元的示范性的剖视图，其中支承载体构造为弯曲的；

[0081] 图6是根据图3的实例所述的光源单元的示范性的剖视图，其中光源相对支承载体的表面设置为倾斜的；

[0082] 图7是光源单元的示范性的侧视图，其中光源单元具有多个互相倾斜的、带有相应光源的支承载体；

[0083] 图8是具有一个配置的、构造为整体的分段光学系统的光源单元的示范性的侧视图，其中光源单元具有多个互相倾斜的、带有相应光源的支承载体；

[0084] 图9是具有多个配置的、分别构造为整体的分段光学系统的光源单元的示范性的侧视图，其中光源单元具有多个互相倾斜的、带有相应光源的支承载体，其中不同的支承载体配置给不同的分段光学系统；

[0085] 图10是一个光源单元和一个构造为整体的分段光学系统的示范性的侧视图，其中光学系统构成一个透镜组和一个棱镜组；

[0086] 图11是根据图10的实例所述的分段光学系统的透视图；

[0087] 图12示意性地图示出了根据不同实例所述的照明模块的光源单元，其中该光源单元具有许多设置在一个支承载体上的光源；

[0088] 图13示意性地图示出了根据不同实例所述的照明模块的光源单元，其中该光源单元具有许多设置在一个支承载体上的光源；

[0089] 图14示意性地图示出了光线通过根据不同实例所述的分段光学系统的一个单独的光学元件的成形，其中图14示出了正焦距和剩余发散度的聚焦；

[0090] 图15示意性地图示出了光线通过根据不同实例所述的分段光学系统的一个单独的光学元件的成形，其中图15示出了准直；

[0091] 图16示意性地图示出了光线通过根据不同实例所述的分段光学系统的一个单独的光学元件的成形，其中图16示出了正焦距和汇聚的聚焦；

[0092] 图17是一个光源单元和构造为整体的分段光学系统的示范性的侧视图，其中光学系统构成一个透镜组；

[0093] 图18示意性地图示出了光源单元的光源与根据不同实例所述的分段光学系统的光学元件之间的配置，其中在图19的实例中光学元件相对于光源的相应光路的中心射线设置在中央；

[0094] 图19示意性地图示出了光源单元的光源与根据不同实例所述的分段光学系统的光学元件之间的配置，其中在图19的实例中光学元件相对于光源的相应光路的中心射线设置为偏心的；

[0095] 图20示意性地图示出了光源单元的光源与根据不同实例所述的分段光学系统的光学元件之间的配置；

[0096] 图21示意性地图示出了光源单元的光源与根据不同实例所述的分段光学系统的光学元件之间的配置，其中在图21的实例中三个光源配置给一个光学元件；

[0097] 图22示意性地图示出了许多光阑，该光阑设置为与光源单元的光源邻接。

具体实施方式

[0098] 本发明的上面说明的特性、特征和优点以及实现这些特性、特征和优点的方式方法结合下文对实施例的说明变得更加清楚和明确易懂，结合附图对所述实施例进行详细阐述。

[0099] 下面借助优选的实施方式参照附图详细阐述本发明。在附图中相同的附图标记表示相同的或者类似的元件。附图示意性地代表本发明的不同实施方式。附图中示出的元件非必要地按比例示出。更确切地说，如下地显示在附图中示出的不同元件，即专业技术人员容易理解其功能和主要目的。功能单元与元件之间的、在附图中示出的连接或者联接也可实现为间接的连接或者联接。连接或者联接可实现为有线的或者无线的。功能单元可实现为硬件、软件或者由硬件与软件构成的组合。

[0100] 下面对关于一个照明模块的技术进行说明，该照明模块可用于检样的角度分辨照明。在此，照明模块可具有一个分段光学系统，该光学系统具有多个节段，其中不同的节段能够实现光的光路的不同成形。例如，不同的节段能够使光线不同地变化。例如不同的节段能够使光线不同地偏转。

[0101] 例如可以结合针对聚焦面的检样定位使用角度分辨照明。作为备选方案或者补充方案，可将角度分辨照明用于制作检样的相衬图像。

[0102] 如果结合检样定位使用角度分辨照明的话，可以在两个与不同的照明方向组合的图像中确定检样的成像位置(Abbildungsort)之间的间距。由此能够使对检样的聚焦成为可能。

[0103] 为了实施这样的用于制作检样的相衬图像或者检样定位的技术，例如可以使用相应设置的运算单元。特别是一个相应的光学设备可具有一个这样运算单元，使得通过所述光学设备拍摄的图像能够通过运算单元得到数字化再处理和/或分析处理。所以在此说明的技术有时也可以称为数字扩展成像。

[0104] 如果将角度分辨照明用于制作检样的相衬图像的话，可以将检样的两个与不同的照明方向组合的图像结合。由此获得一个具有相衬的结果图像。也可以通过运算单元实现这个功能性。也可以使自动聚焦应用成为可能。

[0105] 在此可以通过使用光线的不同光路实现不同的照明方向。这意味着：为了接通或者关闭各照明方向，可以选择地发出或者不发出用于不同光路的光线。为此例如可以使用一个相应的光源单元的可分别接通的光源。这些光源可通过一个或者多个发光体得以实现。也可以使用一个激光扫描仪，其中选择地沿着相应的光路发出或者不发出光线；然后只需要一个单体的发光体或者小数量的发光体。

[0106] 图1图示出了关于一个光学设备90的观点。例如该光学设备90可以是一个显微镜或者一个激光扫描显微镜。光学设备可具有一个物镜光学系统(未示出)。光学设备可具有一个目镜(未示出)。

[0107] 光学设备90具有一个探测器82和一个附属的探测器孔81。光学设备例如可以具有一个照相机作为探测器82。作为对照明模块102的补充，光学设备可具有一个照明源。

[0108] 光学设备90包括一个检样台或者检样夹具95，检样91设置在该检样夹具上。例如，检样91可设置在光学设备90的聚焦面旁的近处或者其内。此外，在图1中示出了光学设备90的光学主轴线93(图1中的点画线)。

[0109] 光学设备90还包括一个照明模块101。该照明模块101用于选择地从不同的照明方向对检样91进行照明。在此，通过光线的不同的光路112实现不同的照明方向(在图1中利用虚线示出了光路112)。

[0110] 由一个光源单元102产生光线的光路112。例如光源单元102可包括一个激光扫描仪，该激光扫描仪选择地沿着光路112中的一个或者多个发光。然而在图1的实例中，光源单元102包括许多分立的光源111。所述许多光源111中的光源111中的每一个可由一个控制单元(在图1中未示出)单独地接通或者关闭。由此可以在不同的照明方向之间进行选择。例如可以通过一个处理器、微处理器、现场可编程门阵列(FPGA)或者特定应用程序处理器(ASIC(专用集成电路))实现一个相应的控制单元。

[0111] 通过照明模块101的光学系统103使光路112成形。借助光学系统103实现如下：将光路112引到检样91上并且由此对该检样进行照明。在此处说明的不同实例中，光学系统103可实现为分段光学系统103。这意味着：光学系统103具有各个节段，其中不同的节段配置给不同的光路112。每个节段可成形一个单独的光路112；然而也可以每个节段成形一个以上的光路112。由此能够使各个阶段特别好地与一个相应的光路或者多个相应的光路112的相应需要协调。特别是与一个无节段的全表面光学系统相比，这样可以实现光路112的精确且不那么复杂的光束成形。

[0112] 一般而言，光路112可分别设置用于对检样91或者检样夹具95进行大面积照明。这一点可意味着：不同的光路112对检样夹具95上的至少一个共同的重叠区域进行照明，而不是互补区域。

[0113] 在图1的实例中，检样91设置在其上的检样夹具95设置在照明模块101与探测器82之间，也就是说，设置在透射光几何结构中。这意味着：光学系统90设置用于透射光成像。在其他的实例中，若探测器82和照明模块101设置在检样夹具95的同一侧上，也就是说，设置在入射光几何结构中，光学系统90也可设置用于入射光成像。例如，为此可使用一个分光器，该分光器将反射光引向探测器82。然后可以避免照明模块101必须构成为环形照明模块，因为探测器82不必设置在环形照明模块的中心孔中。

[0114] 此外，在图1的实例中可以看到，光路112中的一些在未散射在检样91上的情况下不到达探测器82上，而是更确切地说被探测器孔81阻止，也就是说，设置在探测器孔81的暗场中。然而其他的光路112即使在未散射在检样91上的情况下也直接到达探测器82上，也就是说，它们设置在探测器孔81的明场中。因此光路112的设置在图1的实例中既设置用于明场成像，也用于暗场成像。这通过如下方式得以实现：光源111也设置在主轴线93附近。后期将结合图3对细节进行说明。

[0115] 图2是根据不同实例的过程流程图。首先，在步骤5001中对光源单元102进行操控。例如可以由控制单元对光源单元102进行操控。对光源单元102进行操控，以便分别选择地沿着许多光路112-例如按照时间顺序或者时间上部分重叠地-发出光线。例如可以将相应的控制数据发送给光源单元102，所述控制数据为所述许多光路112中的每个光路发出是否应该沿着相应的光路112发出光线的指示。这意味着：能够单独地接通各个光路。

[0116] 通过单独接通光路112能够实现如下：实现用于对检样91进行照明的确定的照明方向。例如，可以根据基于角度分辨照明的应用选择照明方向。例如，可以为涉及检样91定位的应用选择与为涉及制作相衬图像的应用不同的照明方向/光路。

[0117] 例如可以激活全部光路112中的部分数量；其中该部分数量也可只包括一个单个的光路112。

[0118] 接着，在步骤5002中进行变化过程，也就是说，例如使所述许多光路112聚焦或者准直。为此使用许多光学元件，该元件实现例如分段光学系统103。

[0119] 在可选的步骤5003中，还对探测器82进行操控。然后-根据步骤5001中一个激活的光路或者多个激活的光路-进行明场成像和/或暗场成像。

[0120] 图3图示出了关于一个光源单元102的观点。该光源单元102具有一个支承载体121。该支承载体121例如可以通过一个印刷电路板或者一个半导体基板实现。

[0121] 在支承载体121上设置有多个光源111。在图3的实例中，光源111以晶格结构设置。光源111的晶格结构具有一个正方形的单位晶格，其中在其他的实例中也可以是其他的单位晶格。单位晶格的实例包括例如六边形的单位晶格、矩形的单位晶格、八角形的单位晶格等等。一般来说，也并不是光源111必须以一个晶格结构设置。例如光源111也可以呈圆形地或者随机地设置在支承载体121上。

[0122] 光源111例如可以通过光纤的光纤端部实现。然后可以使用一个或者多个光纤联接的发光体，以便将光线传送到光纤中。作为备选方案，也可以直接通过装配在支承载体121上的发光体实现光源111，例如通过发光二极管等。也可以与基板整合在一起提供光源
111，例如在VCSEL(垂直腔面发射激光器)的情况中。

[0123] 在图3的实例中，光源单元102包括一个数量为4×4的光源111。然而一般来说，也具有以下可能性：光源单元102具有更大或者更小数量的光源。例如邻接光源之间的间距111A可以在5mm至50mm的范围内。光源单元102的由光源111占据的区域的边长121A例如可以在50mm至200mm的范围内。利用这样尺寸的光源单元102能够实现以下的照明方向，该照明方向填充一个对于角度分辨照明的典型应用来说尺寸足够大的立体角。

[0124] 在图3中示出了一种情况，在该情况中光源111的横向实空间密度在一个区域-所有光源121设置在该区域内部-的范围122(在图3中利用虚线标出该范围122)内部不变化：紧靠邻接的光源之间的间距由于正方形的单位晶格之故是恒定不变的。

[0125] 换句话说，这意味着：在支承载体121中没有设置其内部无光源111的孔。特别是没有中心孔，而是更确切地说在相应的光学系统的主轴线93(在图3的实例中与范围122的几何中心重合)附近也设置有光源111。

[0126] 一般来说，光源的实空间密度在一个区域-基本上所有光源111设置在该区域中-的范围内也可以变化。这样的区域例如可以通过如下方式得以确定，即所有光源111中的不少于90％设置在所述区域的范围内部。

[0127] 例如，实空间密度在所述区域的范围内部的变化不可超过50％，作为可选不可超过20％，进一步可选不可超过5％。这样可以保证对不同照明方向的灵活调节而无显著空隙，这例如在与角度分辨照明-例如自动聚焦技术或者相衬技术-的一定应用的结合中能够是值得追求的。例如可以实现不同的、紧紧相邻的照明方向：当检样的成像位置根据照明方向移动时，这能够有益于如此限制成像位置的改变。

[0128] 另外，由此可以实现：在探测器孔在光源111的平面中的成像内部具有至少一些光源111(探测器孔81通过物镜光学系统的这个成像在图3中利用虚线示出)。若一些光源111位于探测器孔的成像内部，而其他的光源111则位于探测器孔的成像外部，那么-根据哪一个相应的光路112被激活-相应的光路的几何设置既设置用于显微镜的明场成像，也设置用于显微镜的暗场成像。在有些实例中具有以下可能性：只具有用于明场成像的光源111；而没有用于暗场成像的光源111。

[0129] 图4图示出了关于光源单元102的观点。图4是沿着图3中的线X-X’的示范性的剖视图。在图4的实例中，光源111设置在支承载体121的表面121B上。支承载体121的表面121B是平坦的，这就是说，不是弯曲的。由于光源111也全部相对于表面121B同样地定向，所以由光源111发出的光线的光路112也全部彼此平行地并且与光学的主轴线93平行地定向。

[0130] 图5图示出了关于光源单元102的观点。图5是沿着图3中的线X-X的示范性的剖视图。在此，图5的实例基本上与图4的实例相符。然而，在图5的实例中，支承载体121的表面121B是弯曲的。然而，不同的光源111全部相对于表面121B同样地定向，例如沿着一根平面法线(其中该平面法线由于作为表面121B上的位置函数的曲面之故改变其定向)。支承载体
121的表面121B的曲面向着光学主轴线93定向。通过这样的技术可以实现：不同的光路112已经向着检样91的方向定向。由此可以不需要通过分段光学系统附加地使光路112偏转或者需要至少仅仅较小的偏转角。

[0131] 图6图示出了关于光源单元102的观点。图6是沿着图3中的线X-X’的示范性的剖视图。在此，图6的实例基本上与图5的实例相符。然而，在图6的实例中，支承载体121的表面121B是平坦的，而不是弯曲的。然而，不同的光源111相对于表面121B不同定向。特别是光源
111成不同的角度设置在表面121B上。例如可以通过倾斜的钻孔实现这一点，不同的光源
111嵌入所述钻孔中。通过这样的技术还能够实现：不同的光路112已经向着检样91的方向定向。由此可以不需要通过分段光学系统附加地使光路112偏转或者需要至少仅仅较小的偏转角。

[0132] 图7图示出了关于光源单元102的观点。图7是光源单元102的一个示范性的侧视图。根据图7的实例的光源单元102还包括许多光源111。然而，在此光源111成组地设置在不同的支承载体121至123上。支承载体121至123中的每一个在此具有一个平坦的表面121B至123B；然而表面121B至123B成不同的角度设置。通过这样的技术也能够实现：不同的光路
112已经向着检样91的方向定向。由此可以不需要通过分段光学系统附加地使光路112偏转或者需要至少仅仅较小的偏转角。

[0133] 前面根据图5、6和7图示出的技术在不同的实例中也可以相互组合。这样能够实现不同光路112之间的特别大的角度。

[0134] 图8图示出了关于光源单元102相对分段光学系统103的设置的观点(在图8的实例中出于简便的原因未示出分段光学系统103的各个节段)。

[0135] 在图8的实例中，分段光学系统103构造为整体的部件131。该整体的部件的表面例如可具有一个结构，使得由此确定许多光学元件(在图8中未示出)，该元件分别配置给不同的光路112。

[0136] 整体的部件131在图8的实例中与属于设置在不同的支承载体121至123上的光源111的、不同的光路112组合。这意味着：整体的部件131的尺寸确定得比较大，特别是大于不同的支承载体121至123。

[0137] 图9图示出了关于光源单元102相对分段光学系统103的设置的观点。在此，图9的实例基本上与图8的实例相符。然而，图9的实例中的分段光学系统103包括多个整体的部件131至133。例如，整体的部件131至133的表面可具有一个结构，使得由此每个整体的部件
131至133分别确定许多光学元件(在图9中未示出)。不同的光学元件然后可以配置给不同的光路112。

[0138] 在图9的实例中，设置在不同的支承载体121至123的表面121A至121C上的光源111与光学元件组合，该元件配置给不同的、整体的部件131至133。由此能够将各个整体的部件131至133的尺寸确定得较小并且更好地适应不同的光路112的相应需要。

[0139] 在图7至9中，在支承载体121至123之间分别具有小孔199，在这些孔中未设置光源111。然而这些孔的尺寸在此处说明的不同实例中特别小：例如光源111的横向实空间密度在范围122内的变化不能超过50％。例如，在图7至9中，不同的支承载体121至123上的紧靠邻接的光源111之间的间距在孔199的区域中为孔199的区域以外的大约两倍。在图7至9的情况中也不将孔199用于将光线移向探测器81。

[0140] 图10图示出了关于光路112成形的观点。图10此外图示出了关于分段光学系统103的观点。

[0141] 在图10的实例中，分段光学系统103构造为整体的部件131。例如，整体的部件131可由玻璃或者塑料制成。示范性的材料有Luxexcel Opticlear(TM)、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等等。

[0142] 分段光学系统103实现了许多光学元件201至203(在图10中出于简便的原因未给全部光学元件标注附图标记)。光学元件201至203在横向彼此错开，也就是说，垂直于光学的主轴线93以及在光源111附近垂直于光路112的中心射线。在图10的实例中，每个光学元件201至203配置给一个确定的光路112或者一个确定的光源111。光学元件201至203使相应的光路112变化，因而使发散度降低，然而基本上保持不变。在其他的实例中，光学元件201至203也可以进行对相应光路112的准直或者实现一个汇聚的光路。

[0143] 通过这个光束成形可以实现：对检样91进行适当照明，即使该检样具有1至10mm范围内的典型的横向膨胀(图10中的垂直方向)。特别是在检样91的区域中能够实现特别大的光学扩展量。

[0144] 通过为不同的光路112使用不同的光学元件201至203，能够避免使用特别复杂的、昂贵的和需高成本制造的全表面光学系统。

[0145] 在图10的实例中，具有一定结构的光学系统103此外设置用于使光路112偏转。因此，特别是光学元件201至203中的至少一些设置用于使相应的光路112偏转。在此，分别向着光学主轴线93的方向或者向着检样91的方向使光路112偏转。

[0146] 通过整体的部件131的表面221、222的适当的形状实现光束成形和偏转的这个功能性。例如表面222实现了一个具有多个透镜的透镜组。在此，这个透镜组的不同的透镜再次配置给不同的光路112。表面221实现了一个具有多个棱镜的棱镜组。在此，棱镜组的不同的棱镜再次配置给不同的光路112。透镜组实现了光束成形；棱镜组实现了偏转。

[0147] 图11是根据图10的实例所述的分段光学系统103的整体部件131的透视图。在图11中示出了表面221，该表面实现了一个棱镜组。

[0148] 从图10和11中可以看到：不同的光学元件201至203分别实现相应光路112的不同的光束成形和不同的偏转。例如，为了设置为距离光学主轴线93较远的(图10中上部和下部)那些光学元件201至203进行较大焦距的聚焦，也就是说，可能存在较强的发散度；由此对距检样91的较大的间距进行补偿。另外，为了设置为距离光学主轴线93较远的(图10中上部和下部)光学元件201至203进行较大偏转角的方向改变；由此对距光学主轴线93的较大的间距进行补偿。通过光学元件201至203的表面221、222的表面几何形状的改变表现出这一点。

[0149] 从图11中可以看到，不同的光学元件201至203设置在具有正方形单位晶格的晶格结构中。例如该晶格结构可以与光源单元102的光源111的晶格结构相关联。这些光源在图11的实例中也可设置有正方形的单位晶格。由此实现了：尽可能多的光线射入相应的光学元件201至203的相应的孔径中。

[0150] 也可采用其他的单位晶格的形状。例如图12图示出了用于光源111的晶格的经转动的正方形单位晶格。其他的实例包括：六角形的单位晶格；八角形的单位晶格；矩形的单位晶格；和正方形的单位晶格。

[0151] 在其他的实例中，光源111设置在晶格结构中可以是不必要的。这样，图13图示出了一个实例，在该实例中光源111设置为环形的。这样的实例例如可以与一个分段光学系统103组合，该光学系统实现为菲涅尔透镜。

[0152] 图14图示出了关于光路112通过一个光学元件201光束成形的观点。特别是图14图示出了光路112的正焦距聚焦；即使在变化之后依然保持一个剩余发散度。由此可以实现：对检样91的一个大于光学元件201的孔径的区域进行照明。

[0153] 特别是在一个这样的情况中可具有以下可能性：检样的一个重叠区域可由不同的光路112照明。由此能够使对检样的大面积照明成为可能，这特别是与相衬成像结合或者与自动聚焦应用(该应用与角度分辨照明结合)结合能够是有益的。也可以在光束成形的其他变型方案中实现对检样的这样大面积的照明，根据由光源111发出的光路112具有怎样的特性而定。

[0154] 图15图示出了关于光路112通过一个光学元件201光束成形的观点。特别是图15图示出了对光路112的准直。由此可以实现：对检样91的一个与光学元件201的孔径同样大的区域进行照明。在此，在必要时需要注意在由倾斜的方向进行照明时到垂直于光路的平面中的投影。

[0155] 图16图示出了关于光路112通过一个光学元件201光束成形的观点。特别是图16图示出了光路112的正焦距聚焦。由此能够实现：对检样91的一个小于光学元件201的孔径的区域进行照明。

[0156] 通过适当地构成所述许多光学元件201至203，能够使光束成形的不同变型方案适应相应的光学设备90的需要。

[0157] 图17图示出了关于光路112成形的观点。图17此外图示出了关于分段光学系统103的观点。在图17的实例中，分段光学系统103包括一个透镜组，该透镜组通过整体部件131的表面221构成。另外，分段光学系统103包括一个菲涅尔透镜，该菲涅尔透镜构造为全表面透镜，也就是说，使许多光路112成形。菲涅尔透镜包括环形区，其中不同的环形区配置给不同的光路112(在图17中未示出环形区)。

[0158] 从图17中可以看到，分段光学系统一般来说也可以具有沿着光学主轴线93间隔开设置的光学组件。

[0159] 例如，在有些实例中可以将作为全表面透镜的菲涅尔透镜与另外的光学元件组合。例如具有以下可能性：光源单元的许多光源设置在一个支承载体上；此外，多个光学元件可与所述支承载体联接。例如，每个光源单元可设置一个与支承载体联接的光学元件，诸如一个用于降低发散度的聚光透镜。然后菲涅尔透镜可与此保持一定的间距设置。

[0160] 图18图示出了关于将光路112配置给光学元件201、202的观点。在图18的实例中，每个光学元件201、202配置有一个单独的光路112。

[0161] 图18此外图示出：光学元件201、202的中心轴线201D、202D平行于相应光路112的中心射线延伸并且与该中心射线对齐(在图18中分别利用虚线示出了光路112的中心射线)。这意味着：光学元件201、202相对相应光路112的中心射线设置在中央。

[0162] 在图18的实例中，分段光学系统此外构造为非整体的。例如不同的光学元件201、202能够通过一个框架彼此相对固定。

[0163] 图19图示出了关于将光路112配置给光学元件201、202的观点。在此，图19的实例基本上与图18的实例相符。然而，在图19的实例中光学元件201、202分别相对相应光路112的中心射线设置为偏心的(相应的内容也能够从图10中看到，在该图中偏心性随着距轴线93的间距增大而增加)。通过这样的技术能够实现特别高的光学扩展量。例如在适当地构成光学元件201至203的不同表面221、222的情况中(另参照图10的实例)能够如此实现相应中心轴线201D、202D在正面221与背面222之间的移动。因此由于通过正面201 20构成的棱镜
221之故能够对光束转向加以考虑。然后丢失不那么多的光线。

[0164] 图20图示出了关于将光路112配置给光学元件201、202的观点。在此，图20的实例基本上与图18的实例相符。然而，在图20的实例中光学元件201、202构造为整体的。例如，也可以将图20的应用与图19的应用组合。

[0165] 图21图示出了关于将光路112配置给光学元件201、202的观点。在此，图21的实例基本上与图18的实例相符。然而，在图21的实例中相应三个光路112配置给一个单个的光学元件201、202。例如，与一个共同的光学元件201、202组合的光源111可整合在一个共同的半导体基板上。例如，与一个共同的光学元件201、202组合的光源111能够发出具有不同颜色-例如红、绿和蓝-的光线。光源111可以构成一个作为三晶片发光二极管的发光体。

[0166] 图22图示出了关于一个光阑单元(Blendeneinheit)300的观点。光阑单元300实现了许多场阑，其中不同的场阑配置给不同的光路112。在图22的实例中，光阑单元300设置为与光源单元102或者光源111邻接。由此可以抑制光线在光源111附近发散的扩散并且避免不同光路112之间的串扰。在其他的实例中，光阑单元300例如也可以设置在分段光学系统103之后。

[0167] 不言而喻，本发明的前面说明的实施方式和观点的特征能够相互组合。特别是所述特征不仅能够应用在所说明的组合中，而且也能够应用在其他组合中或者单独应用，而不脱离本发明的范围。