DE102015108383A1 - Multichromator device, lighting device, imaging device and corresponding method - Google Patents

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Abstract

Es werden eine insbesondere miniaturisierbare Multichromatorvorrichtung, eine Beleuchtungsvorrichtung sowie eine bildgebende Vorrichtung und entsprechende Verfahren bereitgestellt. Die Multichromatorvorrichtung kann ein erstes dispersives Element umfassen, welches eingerichtet ist, Licht in einer ersten Richtung spektral aufzuspalten. Dieses spektral aufgespaltene Licht fällt auf einen Lichtmodulator (20) mit einer Vielzahl von Lichtmodulatorelementen (21), beispielsweise Mikrospiegel. Die Lichtmodulatorelemente (21) werden in einer ersten Richtung (22) angesteuert, um einen gewünschten Spektralbereich auszuwählen, und in einer zweiten Richtung (23) angesteuert, um eine Intensität für einen jeweiligen Spektralbereich zu bestimmen.A particularly miniaturizable multichromator device, a lighting device and an imaging device and corresponding methods are provided. The multichromator device may include a first dispersive element configured to spectrally split light in a first direction. This spectrally split light is incident on a light modulator (20) with a plurality of light modulator elements (21), for example micromirrors. The light modulator elements (21) are driven in a first direction (22) to select a desired spectral range and in a second direction (23) to determine an intensity for a respective spectral range.

Description

Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Multichromatorvorrichtung, eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer Multichromatorvorrichtung, eine bildgebende Vorrichtung wie beispielsweise eine Mikroskopvorrichtung mit einer derartigen Multichromatorvorrichtung sowie entsprechende Verfahren. Unter einer Multichromatorvorrichtung ist dabei eine Vorrichtung zu verstehen, mit welchen eine spektrale Verteilung eines eingehenden Lichtstrahls selektiv verändert werden kann. Insbesondere betrifft die vorliegende Anmeldung derartige Vorrichtungen und Verfahren, bei denen die Multichromatorvorrichtung bzw. die Beleuchtungsvorrichtung verglichen mit herkömmlichen Vorrichtungen miniaturisiert ist und/oder ohne makroskopisch bewegte Teile bzw. Komponenten auskommt.The present application relates to a multichromator device, a lighting device having a multichromator device, an imaging device such as a microscope device having such a multichromator device, and corresponding methods. A multichromator device is to be understood as meaning a device with which a spectral distribution of an incoming light beam can be selectively changed. In particular, the present application relates to such devices and methods in which the multichromator device or the illumination device is miniaturized compared to conventional devices and / or manages without macroscopically moving parts or components.

Bei verschiedenen Anwendungen ist es wünschenswert, eine spektral einstellbare Beleuchtung zu realisieren, d.h. eine im Wesentlichen beliebige Spektralverteilung in einem Beleuchtungsstrahl zu realisieren. Eine derartige spektral selektive Beleuchtung kann beispielsweise in der Mikroskopie, beispielsweise in der Materialmikroskopie oder bei einem Laser-Scanning-Mikroskop, wünschenswert sein. Auch in der Operationsmikroskopie oder anderen bildgebenden Verfahren in der Medizintechnik, einschließlich Verfahren während der Operation, kann eine derartige einstellbare Beleuchtung wünschenswert sein.In various applications, it is desirable to realize a spectrally adjustable illumination, i. to realize a substantially arbitrary spectral distribution in an illumination beam. Such spectrally selective illumination may be desirable, for example, in microscopy, for example in material microscopy or in a laser scanning microscope. Also in surgical microscopy or other medical imaging techniques, including procedures during surgery, such adjustable illumination may be desirable.

Aus der DE 102 41 472 A1 ist diesbezüglich eine Anordnung zur einstellbaren Veränderung von Beleuchtungslicht bekannt, bei welchem mit einem dispersiven Element eine spektrale räumliche Aufspaltung mindestens eines Strahlungsanteils vorgenommen wird und eine spektrale Selektion beispielsweise mittels eines streifenförmigen Lichtmodulators durchgeführt wird, mit welchem bestimmte Spektralanteile ausgeblendet werden können. Das so spektral veränderte Licht kann mittels eines weiteren dispersiven Elements wieder zusammengeführt werden.From the DE 102 41 472 A1 In this regard, an arrangement for the adjustable change of illumination light is known in which a spectral spatial splitting of at least one radiation component is performed with a dispersive element and a spectral selection is carried out, for example, by means of a strip-shaped light modulator with which certain spectral components can be masked out. The thus spectrally altered light can be brought together again by means of a further dispersive element.

Eine ähnliche Anordnung ist aus der DE 198 35 072 A1 bekannt. Bei der dort offenbarten Einrichtung wird eine schaltbare Mikrospiegelanordnung zur Wellenlängenselektion von dispersiv aufgespaltenem Beleuchtungslicht verwendet. Zur Veränderung der Intensität können dabei Spiegel oszillierend geschaltet werden, wobei sich eine mittlere Intensität dann aus einem Tastverhältnis der Oszillation ergibt. Hierfür ist eine Schaltfrequenz des Spiegels nötig, welche deutlich über einer gewünschten Modulationsfrequenz des Spektrums liegt, um im Mittel die gewünschte Intensität bereitstellen zu können.A similar arrangement is from the DE 198 35 072 A1 known. In the device disclosed therein, a switchable micromirror arrangement is used for wavelength selection of dispersively split illumination light. To change the intensity while mirrors can be switched oscillating, with an average intensity then results from a duty cycle of the oscillation. For this purpose, a switching frequency of the mirror is necessary, which is well above a desired modulation frequency of the spectrum in order to provide the desired intensity on average.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Anmeldung, eine vorzugsweise miniaturisierbare Multichromatorvorrichtung, eine entsprechende Beleuchtungsvorrichtung, eine Bildgebungsanordnung sowie ein entsprechendes Verfahren bereitzustellen, womit eine Selektion beliebiger Spektralverteilungen und bevorzugt zugleich eine beliebige Intensitätsselektion ermöglicht wird. Spektrale und Intensitätsmodulation können bspw. mit Videorate oder auch schneller verändert werden.It is therefore an object of the present application to provide a preferably miniaturizable multichromator device, a corresponding illumination device, an imaging arrangement as well as a corresponding method, whereby a selection of arbitrary spectral distributions and preferably at the same time an arbitrary intensity selection is made possible. Spectral and intensity modulation can be changed, for example, with video rate or faster.

Diesbezüglich wird eine Multichromatorvorrichtung nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren nach Anspruch 24 bereitgestellt. Die Unteransprüche definieren weitere Ausführungsbeispiele sowie eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer entsprechenden Multichromatorvorrichtung und eine bildgebende Vorrichtung mit einer entsprechenden Beleuchtungsvorrichtung.In this regard, a multichromator device according to claim 1 and a method according to claim 24 are provided. The subclaims define further exemplary embodiments as well as a lighting device with a corresponding multichromator device and an imaging device with a corresponding lighting device.

Gemäß einem ersten Aspekt wird eine Multichromatorvorrichtung bereitgestellt, umfassend:
eine Dispersionsanordnung, welche eingerichtet ist, einen eingehenden Lichtstrahl in einer ersten Richtung spektral aufzuspalten, um einen aufgespaltenen Strahl zu erzeugen,
einen Lichtmodulator mit einer Vielzahl von Lichtmodulatorelementen, wobei die Lichtmodulatorelemente in der ersten Richtung zur Auswahl eines oder mehrerer Spektralbereiche ansteuerbar sind,
wobei die Dispersionsanordnung weiter eingerichtet ist, Licht von dem Lichtmodulator spektral zu einem Beleuchtungsstrahl zu vereinigen.
According to a first aspect, there is provided a multi-chromator device comprising:
a dispersion device configured to spectrally split an incoming light beam in a first direction to produce a split beam,
a light modulator having a multiplicity of light modulator elements, wherein the light modulator elements can be driven in the first direction for selecting one or more spectral ranges,
wherein the dispersion assembly is further configured to spectrally combine light from the light modulator to form an illumination beam.

Bevorzugt ist der Lichtmodulator ein zweidimensionaler Lichtmodulator, bei dem die Vielzahl von Lichtmodulatorelementen in der ersten Richtung und in einer zweiten Richtung angeordnet sind, wobei die Lichtmodulatorelemente in der zweiten Richtung zum Einstellen einer Intensität für einen jeweiligen Spektralbereich ansteuerbar sind. Preferably, the light modulator is a two-dimensional light modulator in which the plurality of light modulator elements are arranged in the first direction and in a second direction, wherein the light modulator elements in the second direction are controllable for setting an intensity for a respective spectral range.

Durch einen derartigen zweidimensionalen Lichtmodulator kann somit für verschiedene Spektralanteile eine gewünschte Intensität auf einfache Weise eingestellt werden.By means of such a two-dimensional light modulator, a desired intensity can thus be set in a simple manner for different spectral components.

Der Lichtmodulator kann dabei eine Mikrospiegelanordnung umfassen, wobei die Lichtmodulatorelemente Mikrospiegel umfassen können. The light modulator may comprise a micromirror arrangement, wherein the light modulator elements may comprise micromirrors.

Die Dispersionsanordnung kann ein erstes dispersives Element, welches eingerichtet ist, den eingehenden Lichtstrahl in der ersten Richtung spektral aufzuspalten, um den aufgespaltenen Strahl zu erzeugen, und ein zweites dispersives Element, welches eingerichtet ist, das Licht (15) von dem Lichtmodulator spektral zu dem Beleuchtungsstrahl zu vereinigen., umfassen.The dispersion device may spectrally split a first dispersive element configured to spectrally split the incoming light beam in the first direction to produce the split beam, and a second dispersive element configured to transmit the light (FIG. 15 ) from the light modulator spectrally to the illumination beam.

Das erste dispersive Element und das zweite dispersive Element können einstückig ausgebildet sein, insbesondere monolithisch integriert sein. The first dispersive element and the second dispersive element may be integrally formed, in particular monolithically integrated.

Eine einstückige Implementierung des ersten dispersiven Elements und des zweiten dispersiven Elements kann u.a. Herstellungskosten verringern, insbesondere da Justage-Spezifikationen zwischen dem ersten und dem zweiten dispersiven Element intrinsisch erfüllt sind. Des Weiteren verringern sich die Herstellungskosten bei derartigen Ausführungsbeispielen, da Replikationskosten für ein monolithisches Doppelgitter etwa die Hälfte der Replikationskosten für zwei einzelne Gitter betragen.An integral implementation of the first dispersive element and the second dispersive element may be i.a. Reduce manufacturing costs, in particular because adjustment specifications are intrinsically fulfilled between the first and the second dispersive element. Furthermore, manufacturing costs are reduced in such embodiments because replication costs for a monolithic double lattice are about half the replication cost for two individual lattices.

Die Lichtmodulatoranordnung kann eingerichtet sein, eine Einfallsebene des zweiten dispersiven Elements gegenüber einer Einfallsebene des ersten dispersiven Elements zu verdrehen. The light modulator arrangement may be configured to rotate an incidence plane of the second dispersive element with respect to an incidence plane of the first dispersive element.

Das zweite dispersive Element kann gegenüber dem ersten dispersiven Element verdreht sein. The second dispersive element may be twisted relative to the first dispersive element.

Die Dispersionsanordnung kann auch ein (einziges) dispersives Element, welches eingerichtet ist, den eingehenden Lichtstrahl in der ersten Richtung spektral aufzuspalten, um den aufgespaltenen Strahl zu erzeugen und das Licht von dem Lichtmodulator spektral zu dem Beleuchtungsstrahl zu vereinigen, und eine Polarisationsanordnung (93, 94), welche eingerichtet ist, den Beleuchtungsstrahl auszukoppeln, umfassen.The dispersion assembly may also spectrally split a (single) dispersive element configured to spectrally split the incoming light beam in the first direction to produce the split beam and spectrally combine the light from the light modulator with the illumination beam, and a polarization array (Fig. 93 . 94 ) configured to extract the illumination beam.

Bei einem derartigen Aufbau ist nur ein einziges dispersives Element nötig.Such a construction requires only a single dispersive element.

Dabei kann die Polarisationsanordnung eine zwischen dem dispersiven Element und dem Lichtmodulator angeordnete lambda/4-Platte und einen Polarisationsstrahlteiler umfassen.In this case, the polarization arrangement may comprise a lambda / 4 plate arranged between the dispersive element and the light modulator and a polarization beam splitter.

Die oben erwähnten dispersiven Elemente können abbildende dispersive Elemente, und/oder Gitter, insbesondere holografische Gitter wie konkave aberrationskorrigierte holografische Gitter, z.B. so genannte Carl-Gitter, oder auch Volumengitter umfassen.The above-mentioned dispersive elements may include imaging dispersive elements, and / or gratings, in particular holographic gratings such as concave aberration-corrected holographic gratings, e.g. so-called Carl grid, or volume grids include.

Durch die Verwendung von abbildenden dispersiven Elementen ist eine kompakte Bauweise möglich. Durch die Verwendung von konkaven aberrationskorrigierten Gittern, z.B. Carl-Gittern ist ein besonders hoher Lichtdurchsatz bei gleichzeitig hervorragenden Abbildungseigenschaften und damit hoher spektraler Auflösung möglich.By using imaging dispersive elements a compact design is possible. By using concave aberration corrected gratings, e.g. Carl-Gittern is a particularly high light throughput with excellent imaging properties and thus high spectral resolution possible.

Die Multichromatorvorrichtung kann weiter einen Eingangsspalt vor der Dispersionsanordnung und einen Ausgangsspalt nach der Dispersionsanordnung umfassen. The multichromator device may further comprise an entrance slit in front of the dispersion assembly and an exit slit after the dispersion arrangement.

Die Dispersionsanordnung, z.b. die oben erwähnten dispersiven Elemente wie Gitter, kann Justagemarken umfassen.The dispersion arrangement, e.g. The above-mentioned dispersive elements such as gratings may include alignment marks.

Beispielsweise können hohe Justagespezifikationen für einstückige / monolithische Gitter, insbesondere für ein Originalgitter, das als Vorlage für weitere Gitter in der Herstellung dient, durch spezielle Justagemarken sichergestellt werden, welche mittels direktem Laserstrahlschreiben (DWL) auf dem Originalgitter aufgebracht werden und einen „mix & match“ zwischen DWL- und holographischer Technologie erlauben.For example, high adjustment specifications for one-piece / monolithic grids, in particular for an original grating, which serves as a template for further grids in the production, can be ensured by special alignment marks, which are applied by direct laser beam writing (DWL) on the original grid and a "mix & match "Allow between DWL and holographic technology.

Diese Justagemarken können zur Ausrichtung weiterer optischer Elemente des miniaturisierten Multichromators Verwendung finden, insbesondere des Lichtmodulators oder des Eingangsspaltes oder des Ausgangsspaltes bzw. der Faserenden bei Verwendung von Lichtwellenleitern.These adjustment marks can be used to align further optical elements of the miniaturized multichromator, in particular the light modulator or the input gap or the output gap or the fiber ends when using optical waveguides.

Gemäß einem zweiten Aspekt wird eine Beleuchtungsvorrichtung bereitgestellt, umfassend:
eine Lichtquelle, und
eine Multichromatorvorrichtung wie oben beschrieben, welche eingerichtet ist, Licht von der Lichtquelle zu empfangen.
According to a second aspect, there is provided a lighting device comprising:
a light source, and
a multichromator device as described above configured to receive light from the light source.

Die Beleuchtungsvorrichtung kann weiter eine Steuerung zum Ansteuern des Lichtmodulators der Multichromatorvorrichtung zum Auswählen eines gewünschten Spektralanteils von Licht der Lichtquelle umfassen. The illumination device may further comprise a controller for driving the light modulator of the multichromator device to select a desired spectral component of light of the light source.

Die Lichtquelle kann eine Breitbandlichtquelle, welche beispielsweise einen gesamten interessierenden Spektralbereich abdeckt, umfassen. The light source may comprise a broadband light source covering, for example, an entire spectral range of interest.

Gemäß einem dritten Aspekt wird eine bildgebende Vorrichtung bereitgestellt, umfassend:
eine Beleuchtungsvorrichtung wie oben beschrieben zum Beleuchten einer Probe, und
eine Bildaufnahmevorrichtung zum Aufnehmen von der Probe in Antwort auf die Beleuchtung ausgehendem Licht.
According to a third aspect, there is provided an imaging device comprising:
a lighting device as described above for illuminating a sample, and
an image pickup device for picking up light emitted from the sample in response to the illumination.

Die Bildaufnahmevorrichtung kann eine Mikroskopeinrichtung umfassen. The image pickup device may comprise a microscope device.

Die Bildaufnahmevorrichtung kann eine Kameraeinrichtung umfassen. The image capture device may include a camera device.

Gemäß einem vierten Aspekt wird ein Verfahren bereitgestellt, umfassend:
Beleuchten eines Lichtmodulators mit in erster Richtung spektral aufgespaltenen Lichts, Ansteuern des Lichtmodulators in einer ersten Richtung zur Auswahl von Spektralbereichen und optional auch in einer zweiten Richtung zur Einstellung einer Intensität für jeweilige Spektralbereiche, und
Zusammenführen von Licht von dem Lichtmodulator zu einem Beleuchtungsstrahl.
According to a fourth aspect, there is provided a method comprising:
Illuminating a light modulator with spectrally split light in the first direction, activating the light modulator in a first direction for selecting spectral ranges and optionally also in a second direction for setting an intensity for respective spectral ranges, and
Merging light from the light modulator into an illumination beam.

Das Verfahren kann mittels einer der oben beschriebenen Vorrichtungen durchgeführt werden. The method can be carried out by means of one of the devices described above.

Ausführungsbeispiele eignen sich insbesondere zur Durchführung eines spektralen Scannens (Staring), bei welchem beispielsweise eine Kamera nacheinander räumlich zweidimensionale Bilder eines Gebiets aufnimmt, wobei dieses Gebiet bei den Aufnahmen mit verschiedenen Spektren, beispielsweise spezifischen Spektralverteilungen oder verschiedenen Spektralfarben, beleuchtet wird, und entsprechend streut. Die spezifischen Spektralverteilungen können insbesondere angepasste (z.B. für eine bestimmte Probe oder Probenart angepasste) Spektralverteilungen sein, die hinsichtlich Wellenlängen und der den jeweiligen Wellenlängen zugeordneten Intensität eingestellt werden können.Embodiments are particularly suitable for performing a spectral scanning (staring), in which, for example, a camera consecutively takes spatially two-dimensional images of an area, this area is illuminated in the recordings with different spectra, such as specific spectral distributions or different spectral colors, and scatters accordingly. Specifically, the specific spectral distributions may be adapted (e.g., for a particular sample or sample type) spectral distributions that can be tuned for wavelengths and the intensity associated with the particular wavelengths.

Nachfolgend werden verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Hereinafter, various embodiments of the present invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, 1 a lighting device according to an embodiment,

2 eine schematische Darstellung eines zweidimensionalen Lichtmodulators, welcher in Ausführungsbeispielen verwendbar ist, 2 a schematic representation of a two-dimensional light modulator, which is usable in embodiments,

3 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel, 3 a flowchart for illustrating a method according to an embodiment,

4 eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, 4 a lighting device according to a further embodiment,

5, 6, 7A und 7B Darstellungen zur Veranschaulichung von Multichromatoren gemäß verschiedener Ausführungsbeispiele, 5 . 6 . 7A and 7B Illustrations illustrating multichromators according to various embodiments,

8 eine Bildgebungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, und 8th an imaging device according to an embodiment, and

9 ein Multichromator gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. 9 a multichromator according to another embodiment.

Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Diese Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Veranschaulichung und sind nicht als einschränkend auszulegen. Insbesondere ist eine Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit einer Vielzahl von Merkmalen oder Elementen nicht dahingehend auszulegen, dass alle diese Merkmale oder Elemente zur Implementierung notwendig sind. Vielmehr können andere Ausführungsbeispiele weniger Merkmale oder Elemente und/oder alternative Merkmale oder Elemente aufweisen. Hereinafter, various embodiments of the present invention will be explained with reference to the accompanying drawings. These embodiments are merely illustrative and are not to be construed as limiting. In particular, a description of an embodiment having a plurality of features or elements is not to be construed as requiring all of these features or elements for implementation. Rather, other embodiments may have fewer features or elements and / or alternative features or elements.

Zudem können Merkmale oder Elemente verschiedener Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden, sofern nichts anderes angegeben ist. In addition, features or elements of various embodiments may be combined with each other unless otherwise specified.

Verschiedene Ausführungsbeispiele umfassen zweidimensionale Lichtmodulatoren. Hierunter ist ein räumlicher Lichtmodulator zu verstehen, welcher in zumindest zwei Dimensionen (Raumrichtungen) beispielsweise durch Schalten einzelner Elemente auf ihn treffendes Licht räumlich modulieren kann.Various embodiments include two-dimensional light modulators. This is to be understood as a spatial light modulator which can spatially modulate light striking it in at least two dimensions (spatial directions), for example by switching individual elements.

In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Beleuchtungsvorrichtung schematisch dargestellt. Die Beleuchtungsvorrichtung der 1 umfasst eine Lichtquelle 10 zum Erzeugen eines Lichtstrahls 11. Die Lichtquelle 10 kann dabei insbesondere eine Breitbandlichtquelle, d.h. spektral breitbandige Lichtquelle sein, beispielsweise eine Weißlichtquelle. Der Spektralbereich der Lichtquelle 10 hängt dabei von einer gewünschten Anwendung ab und kann beispielsweise auch im Infrarotbereich oder im Ultraviolettbereich liegen bzw. derartige Bereiche oder Teile hiervon umfassen. In anderen Worten ist die Verwendung von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung nicht auf sichtbares Licht begrenzt. In 1 a first embodiment of a lighting device is shown schematically. The lighting device of 1 includes a light source 10 for generating a light beam 11 , The light source 10 may in particular be a broadband light source, ie spectrally broadband light source, for example, a white light source. The spectral range of the light source 10 Depends on a desired application and may for example also be in the infrared range or in the ultraviolet range or comprise such ranges or parts thereof. In other words, the use of embodiments of the present invention is not limited to visible light.

Der Lichtstrahl 11 gelangt bei dem Ausführungsbeispiel der 1 zu einer Multichromatorvorrichtung, welche ein erstes dispersives Element 12, einen zweidimensionalen räumlichen Lichtmodulator 14 und ein zweites dispersives Element 16 umfasst. Das erste dispersive Element 12 spaltet den Lichtstrahl 11 in einer ersten Richtung spektral zu einem Lichtstrahl 13 auf, sodass spektral in der ersten Richtung aufgespaltenes Licht auf den Lichtmodulator 14 fällt. Der Lichtmodulator 14 wählt dann gewünschte Spektralanteile sowie bei manchen Ausführungsbeipsielen auch deren Intensität aus, um einen spektral modifiziertes Lichtbündel 15 zu erhalten. Das zweite dispersive Element 16 vereint die spektralen Anteile des Lichtbündels 15 wieder zu einem Ausgangslichtstrahl 17, welcher dann für verschiedene Anwendungen als Beleuchtungslichtstrahl dienen kann. The light beam 11 arrives in the embodiment of the 1 to a multichromator device which is a first dispersive element 12 , a two-dimensional spatial light modulator 14 and a second dispersive element 16 includes. The first dispersive element 12 splits the light beam 11 in a first direction spectrally to a light beam 13 on, so spectrally in the first direction split light on the light modulator 14 falls. The light modulator 14 then selects desired spectral components as well as in some embodiments also their intensity from a spectrally modified light beam 15 to obtain. The second dispersive element 16 combines the spectral components of the light bundle 15 again to an output light beam 17 which can then serve as an illumination light beam for various applications.

Das erste dispersive Element 12 und das zweite dispersive Element 16 können beispielsweise abbildende dispersive Elemente, beispielsweise abbildende holografische Elemente wie holografische Gitter, beispielsweise konkav aberrationskorrigierte Gitter, im Folgenden auch als Carl-Gitter bezeichnet, sein. Bei anderen Ausführungsbeispielen können auch herkömmliche dispersive Elemente wie beispielsweise andere herkömmliche Gitter verwendet werden. Im Falle von nicht abbildenden dispersiven Elementen 12, 16 können zusätzliche Elemente wie z.B. Linsen oder Spiegel bereitgestellt sein, um beispielsweise Licht von dem dispersiven Element 12 auf den Lichtmodulator 14 und von dort auf das dispersive Element 16 abzubilden. Durch die Verwendung von abbildenden dispersiven Elementen wie beispielsweise holografisch abbildenden Elementen oder auch gekrümmten Gittern ist jedoch ein kompakterer Aufbau der Multichromators möglich, da gegebenenfalls keine weiteren optischen Elemente benötigt werden. Das Design der dispersiven Elemente 12, 16, beispielsweise Gitter wie z.B. holografische Carl-Gitter, kann entsprechend einem geforderten Spektralbereich theoretisch optimiert und entsprechend spezifiziert werden, um den Lichtleitwert (étendue) des Multichromators und/oder die Gittereffizienzen zu maximieren und/oder Streulicht und/oder Falschlicht zu minimieren.The first dispersive element 12 and the second dispersive element 16 For example, imaging dispersive elements, for example imaging holographic elements such as holographic gratings, for example concave aberration-corrected gratings, also referred to below as Carl grids, may be used. In other embodiments, conventional dispersive elements such as other conventional gratings may also be used. In the case of non-imaging dispersive elements 12 . 16 For example, additional elements such as lenses or mirrors may be provided to, for example, light from the dispersive element 12 on the light modulator 14 and from there to the dispersive element 16 map. By using imaging dispersive elements such as holographic imaging elements or curved grids, however, a more compact design of the multichromator is possible because no additional optical elements may be needed. The design of the dispersive elements 12 . 16 For example, gratings such as Carl holographic grids may be theoretically optimized and specified according to a required spectral range to maximize the étendue of the multichromator and / or the lattice efficiencies and / or to minimize stray light and / or stray light.

Der Lichtmodulator 14 kann insbesondere eine Mikrospiegelanordnung (beispielsweise eine DMD-Anordnung, vom Englischen „Digital Micromirror Device“) umfassen. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann der Lichtmodulator beispielsweise ein Flüssigkristallfeld umfassen. Bei dem Ausführungsbeispiel der 1 wird der Lichtstrahl 11 durch das dispersive Element 12 in der ersten Richtung spektral aufgespalten. Durch Ansteuern des Lichtmodulators 14 in der ersten Richtung kann somit eine spektrale Auswahl getroffen werden. Durch Ansteuern in der zweiten Richtung kann zudem bei manchen Ausführungsbeispielen die Intensität für jeweilige Spektralanteile eingestellt werden.The light modulator 14 may in particular comprise a micromirror arrangement (for example a DMD arrangement, from the English "Digital Micromirror Device"). For example, in other embodiments, the light modulator may include a liquid crystal panel. In the embodiment of the 1 becomes the light beam 11 through the dispersive element 12 spectrally split in the first direction. By driving the light modulator 14 In the first direction, a spectral selection can thus be made. By driving in the second direction, in some embodiments, the intensity can also be adjusted for respective spectral components.

Dies wird nunmehr unter Bezugnahme auf 2 näher erläutert. In 2 ist ein Beispiel für einen zweidimensionalen Lichtmodulator 20 dargestellt. Der Lichtmodulator 20 kann beispielsweise eine Mikrospiegelanordnung mit einer Vielzahl von Mikrospiegeln 21 sein. Bei dem dargestellten Beispiel sind die Mikrospiegel 21 in einem Feld von 13 × 7 Mikrospiegeln angeordnet. Dies dient jedoch lediglich als veranschaulichendes Beispiel, und es können andere Anzahlen von Mikrospiegeln vorhanden sein, insbesondere auch deutlich mehr Mikrospiegel. Beispielsweise können über 200, über 1000 oder sogar über 4000 Mikrospiegel in jeder Richtung bereitgestellt sein. Die einzelnen Spiegel 21 können dann zwischen bspw. zwei Zuständen umgeschaltet werden. In einem ersten Zustand wird beispielsweise Licht von dem ersten dispersiven Element 12 dann zu dem zweiten dispersiven Element 16 hin weitergeleitet, während das Licht in dem zweiten Zustand aus dem Strahlengang herausgenommen wird und beispielsweise zu einer Lichtfalle geleitet wird. Ein Pfeil 22 gibt eine Richtung einer spektralen Aufspaltung beispielsweise durch das erste dispersive Element 12 der 1 an. Für manche Korrekturen können die einzelnen Spiegel bei manchen Ausführungsbeispielen zwischen mehr als zwei Zuständen umgeschaltet werden.This will now be with reference to 2 explained in more detail. In 2 is an example of a two-dimensional light modulator 20 shown. The light modulator 20 For example, a micromirror device having a plurality of micromirrors 21 be. In the example shown, the micromirrors are 21 arranged in a field of 13 × 7 micromirrors. However, this is merely illustrative, and there may be other numbers of micromirrors, especially significantly more micromirrors. For example, over 200, over 1000 or even over 4000 micromirrors may be provided in each direction. The individual mirrors 21 can then be switched between, for example, two states. In a first state, for example, light from the first dispersive element 12 then to the second dispersive element 16 forwarded while the light is removed in the second state of the beam path and is passed, for example, to a light trap. An arrow 22 indicates a direction of spectral splitting, for example, by the first dispersive element 12 of the 1 at. For some corrections, in some embodiments, the individual mirrors may be switched between more than two states.

Somit entspricht beispielsweise jede Spalte der Mikrospiegelanordnung einem bestimmten Wellenlängenbereich. Somit kann durch variable Ansteuerung des Lichtmodulators 20 in Richtung des Pfeils 22 ein gewünschter Spektralbereich ausgewählt werden, und durch Ansteuerung in einer Richtung, wie in durch einen Pfeil 23 angedeutet, kann eine gewünschte Intensität für jeden Spektralbereich eingestellt werden, indem beispielsweise mehr oder weniger Mikrospiegel 21 „aktiviert“ werden, d.h. so geschaltet werden, dass auf den jeweiligen Mikrospiegel fallendes Licht zum Ausgangsstrahl beiträgt. Eine derartige Ansteuerung eines Lichtmodulators kann beispielsweise durch eine Steuerung wie eine Steuerung 18 in 1 erfolgen. Die verschiedenen Komponenten sind dabei bevorzugt aufeinander abgestimmt. Beispielsweise kann eine Höhe des Lichtmodulators auf eine Ausdehnung eines Eingangs- und/oder Ausgangsspaltes abgestimmt sein, und eine Breite der Lichtmodulatoranordnung kann auf eine gewünschte oder von einer Lichtquelle erzeugte Spektrenlänge abgestimmt sein. Bevorzugt wird hierdurch die Lichtmodulatoranordnung in Richtung der Pfeile 22, 23 möglichst weitgehend ausgeleuchtet.Thus, for example, each column of the micromirror arrangement corresponds to a specific wavelength range. Thus, by variable control of the light modulator 20 in the direction of the arrow 22 a desired spectral range can be selected, and by driving in one direction as indicated by an arrow 23 indicated, a desired intensity for each spectral range can be adjusted by, for example, more or less micromirrors 21 Be "activated", ie switched so that falling on the respective micromirror light contributes to the output beam. Such a control of a light modulator can, for example, by a controller such as a controller 18 in 1 respectively. The various components are preferably coordinated. For example, a height of the light modulator can be tuned to an extent of an input and / or output gap, and a width of the light modulator arrangement can be tuned to a desired or generated by a light source spectral length. In this way, the light modulator arrangement is preferred in the direction of the arrows 22 . 23 as far as possible illuminated.

Zu bemerken ist, dass die Richtungen in 2 (horizontal und vertikal für die Pfeile 22 und 23) lediglich als Beispiel in der Zeichnung der 2 dienen, und eine entsprechende Lichtmodulatoranordnung wie eine Mikrospiegelanordnung im Wesentlichen beliebig im Raum angeordnet sein kann. It should be noted that the directions in 2 (horizontally and vertically for the arrows 22 and 23 ) merely as an example in the drawing of 2 serve, and a corresponding light modulator arrangement such as a micromirror arrangement can be arranged substantially arbitrarily in space.

Bei manchen Ausführungsbeispielen kann Licht, welches nicht von der Lichtmodulatorvorrichtung 14 zu dem zweiten dispersiven Element 16 hin geleitet wird, auch zu einem weiteren Ausgang geleitet werden und/oder einem weiteren Detektor geleitet werden, was beispielsweise zu Kalibrierungs- und/oder Referenzzwecken verwendet werden kann. Insbesondere kann somit eine Referenzintensität des Lichts bestimmt werden. Auch zur Kalibrierung kann eine derartige Anordnung verwendet werden. Hierzu können auch ein oder mehrere weitere Spiegel bereitgestellt werden, um das von dem Lichtmodulator 14 nicht zu dem zweiten dispersiven Element 16 hin geleitete Licht an einen gewünschten Ort zu lenken.In some embodiments, light that is not from the light modulator device may be used 14 to the second dispersive element 16 is also routed to another output and / or passed to another detector, which can be used for example for calibration and / or reference purposes. In particular, a reference intensity of the light can thus be determined. Also for calibration such an arrangement can be used. For this purpose, one or more further mirrors can be provided to that of the light modulator 14 not to the second dispersive element 16 directed light to a desired location.

In 3 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Das Verfahren der 3 kann beispielsweise mittels der unter Bezugnahme auf die 1 und 2 diskutierten Beleuchtungsvorrichtung implementiert werden, ist jedoch nicht hierauf beschränkt und kann beispielsweise auch mittels weiterer später noch zu diskutierender Ausführungsbeispiele implementiert werden. In 3 a flowchart of a method according to an embodiment is shown. The procedure of 3 For example, by referring to FIGS 1 and 2 however, it is not limited thereto and can be implemented, for example, by means of further embodiments to be discussed later.

Während das Verfahren der 3 als Abfolge verschiedener Schritte beschrieben ist, ist diese sequentielle Reihenfolge nicht als einschränkend auszulegen. Insbesondere können die dargestellten Schritte auch gleichzeitig und/oder wiederholt durchgeführt werden, beispielsweise parallel durch verschiedene Komponenten einer Beleuchtungsvorrichtung wie der Beleuchtungsvorrichtung der 1. While the procedure of 3 is described as a sequence of different steps, this sequential order is not to be construed as limiting. In particular, the illustrated steps may also be performed simultaneously and / or repeatedly, for example, in parallel by various components of a lighting device such as the lighting device of 1 ,

In Schritt 30 wird ein zweidimensionaler Lichtmodulator, beispielsweise eine Mikrospiegelanordnung, mit in erster Richtung spektral aufgespaltetem Licht beleuchtet. Die spektrale Aufspaltung kann dabei durch ein dispersives Element, insbesondere ein abbildendes dispersives Element, wie beispielsweise ein holografisch hergestelltes Gitter, erfolgen. In step 30 For example, a two-dimensional light modulator, for example a micromirror arrangement, is illuminated with spectrally split light in the first direction. The spectral splitting can be effected by a dispersive element, in particular an imaging dispersive element, such as a holographically produced grating.

In Schritt 31 wird der Lichtmodulator, insbesondere Elemente hiervon wie beispielweise Mikrospiegel, in einer ersten Richtung zur spektralen Selektion und optional zudem in einer zweiten Richtung zur Intensitätseinstellung für jeden einer Vielzahl von Spektralbereichen angesteuert. Dies kann beispielsweise wie unter Bezugnahme auf 2 erläutert erfolgen.In step 31 For example, the light modulator, in particular elements thereof such as micromirrors, is driven in a first direction for spectral selection and optionally also in a second direction for intensity adjustment for each of a plurality of spectral regions. This can be done, for example, as with reference to 2 explained.

In Schritt 33 wird das Licht vom Lichtmodulator wieder in einen Beleuchtungsstrahl zusammengeführt, welcher dann beispielsweise zur optischen Untersuchung einer Probe dienen kann. Diese Zusammenführung kann durch ein weiteres dispersives Element, insbesondere ein abbildendes dispersives Element, erfolgen.In step 33 the light is brought together by the light modulator back into an illumination beam, which then can serve for example for the optical examination of a sample. This combination can be done by a further dispersive element, in particular an imaging dispersive element.

In 4 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel dargestellt. In 4 is a schematic representation of another lighting device according to an embodiment shown.

Das Ausführungsbeispiel der 4 weist eine Lichtquelle 40 auf, welche in einem gewünschten Spektralbereich emittiert. Die Lichtquelle 40 kann beispielsweise wie für die Lichtquelle 10 der 1 diskutiert, ausgestaltet sein. The embodiment of 4 has a light source 40 which emits in a desired spectral range. The light source 40 for example, as for the light source 10 of the 1 discussed, be designed.

Licht von der Lichtquelle 40 gelangt durch einen Eingangsspalt 41 auf ein erstes Gitter 42, welches den Lichtstrahl spektral aufspaltet. Die Lichtquelle 40 kann beispielsweise Hochdrucklampen, Laser, Leuchtdioden, organische Leuchtdioden, Breitbandlichtquellen oder andere Quellen umfassen. Das Gitter 42 kann insbesondere ein abbildendes Gitter sein, beispielsweise ein abbildendes holografisches Gitter. Derartige abbildende Gitter können beispielsweise Rowland-Gitter, Offner-Gitter oder konkav-aberrationskorrigierte Gitter sein. Dabei kann z.B. mit einem konkav-aberrationskorrigierten Gitter eine kompakte Anordnung erreicht werden. Das spektral aufgespaltene Licht, beispielsweise in erster Beugungsordnung des Gitters 42, wird zu einer Mikrospiegelanordnung 44 gelenkt. Mittels der Mikrospiegelanordnung 44 erfolgt eine spektrale Einstellung bzw. Selektion und zudem optional eine Einstellung hinsichtlich der Intensität in verschiedenen Spektralbereichen. Dies kann insbesondere wie bereits unter Bezugnahme auf die 2 erläutert, erfolgen. Das so modifizierte Licht gelangt von der Mikrospiegelanordnung 44 zu einem zweiten Gitter 43, welches wiederum als abbildendes Gitter, wie bereits für das Gitter 42 diskutiert, ausgestaltet sein kann. Von dem zweiten Gitter 43 gelangt dann Licht zu einem Ausgangsspalt 45. Anstelle von Gittern können auch Prismen zur spektralen Aufspaltung bzw. Vereinigung verwendet werden. Die Gitter 42, 43 können einstückig ausgebildet sein, insbesondere monolithisch integriert hergestellt werden, was die Herstellungskosten verringern kann. Auch Justage und Montage kann durch eine gemeinsame monolithische Fertigung der Gitter 42, 43 verbessert werden. Dabei sind verschiedene Konfigurationen möglich. Insbesondere kann eine einstückige Implementierung der Gitter 42, 43 Herstellungskosten verringern, da Justage-Spezifikationen zwischen dem ersten und dem zweiten dispersiven Element intrinsisch erfüllt sind. Des Weiteren verringern sich die Herstellungskosten bei derartigen Ausführungsbeispielen, da Replikationskosten für ein monolithisches Doppelgitter etwa die Hälfte der Replikationskosten für zwei einzelne Gitter betragen.Light from the light source 40 passes through an entrance gap 41 on a first grid 42 , which spectrally splits the light beam. The light source 40 For example, it may include high pressure lamps, lasers, light emitting diodes, organic light emitting diodes, broadband light sources or other sources. The grid 42 may in particular be an imaging grating, for example an imaging holographic grating. Such imaging gratings can be, for example, Rowland gratings, Offner gratings or concave aberration-corrected gratings. In this case, for example, a compact arrangement can be achieved with a concave-aberration-corrected grating. The spectrally split light, for example in the first diffraction order of the grating 42 , becomes a micromirror arrangement 44 directed. By means of the micromirror arrangement 44 a spectral setting or selection and optionally an adjustment with respect to the intensity in different spectral ranges. This can be done in particular as already described with reference to 2 explained. The thus modified light passes from the micromirror arrangement 44 to a second grid 43 , which in turn serves as an imaging grid, as already for the grid 42 discussed, can be designed. From the second grid 43 then light comes to an output gap 45 , Instead of grids, it is also possible to use prisms for spectral splitting or combination. The grids 42 . 43 can be integrally formed, in particular monolithically integrated, which can reduce manufacturing costs. Also, adjustment and assembly can be achieved through a common monolithic fabrication of the grid 42 . 43 be improved. Different configurations are possible. In particular, a one-piece implementation of the grid 42 . 43 Reduce manufacturing costs, since adjustment specifications are intrinsically fulfilled between the first and the second dispersive element. Furthermore, manufacturing costs are reduced in such embodiments because replication costs for a monolithic double lattice are about half the replication cost for two individual lattices.

Die Gitter 42, 43 oder andere dispersive Elemente können insbesondere auch im Fall der einstückigen Ausbildung Justagemarken aufweisen. Beispielsweise können hohe Justagespezifikationen für ein derartiges einstückiges / monolithisches Gitter, insbesondere für ein Originalgitter, das als Vorlage für weitere Gitter in der Herstellung dient, durch spezielle Justagemarken sichergestellt werden, welche mittels direktem Laserstrahlschreiben (DWL) auf dem Originalgitter aufgebracht werden und einen „mix & match“ zwischen DWL- und holographischer Technologie erlauben.The grids 42 . 43 or other dispersive elements may in particular in the case of one-piece training Justagemarken. For example, high adjustment specifications for such a one-piece / monolithic grid, in particular for an original grid, which serves as a template for other grids in the production, be ensured by special Justagemarken which are applied by direct laser writing (DWL) on the original grid and a "mix & match "between DWL and holographic technology.

Diese Justagemarken können zur Ausrichtung weiterer optischer Elemente des Multichromators Verwendung finden, insbesondere des Lichtmodulators oder des Eingangsspaltes oder des Ausgangsspaltes.These adjustment marks can be used to align further optical elements of the multichromator, in particular the light modulator or the input gap or the output gap.

Bei manchen Ausführungsbeispielen kann optional vor der Mikrospiegelanordnung 44 nahe bei dieser eine Korrekturplatte 46, z.B. eine Phasenfront-Korrekturplatte, angeordnet sein. Hierdurch ist eine weitere Verbesserung der Abbildungsqualität möglich. Die Korrekturplatte 46 ist in Dispersionsrichtung segmentiert. Jedes Segment kann sowohl durch ein refraktiv mikrooptisches als auch durch ein diffraktives Element realisiert werden. Die Breite der Einzelsegmente in Dispersionsrichtung kann je nach zu realisierender Spezifikation (Auflösung) etwa der Breite eines Mikrospiegels der Mikrospiegelanordnung 44 oder auch der Breite mehrerer Mikrospiegel entsprechen. Vorteilhafterweise ist die Breite der Einzelsegmente der Korrekturplatte 46 in Dispersionsrichtung etwas größer als die reale Mikrospiegelbreite – letztere unterliegt einem endlichen Füllfaktor, während die Korrekturplatte mit einem Füllfaktor von nahezu 100 % realisiert werden kann.In some embodiments, optionally, in front of the micromirror array 44 next to this one correction plate 46 , eg a phase front correction plate. As a result, a further improvement of the image quality is possible. The correction plate 46 is segmented in the dispersion direction. Each segment can be realized both by a refractive micro-optic element and by a diffractive element. Depending on the specification to be realized (resolution), the width of the individual segments in the dispersion direction can be approximately the width of a micromirror of the micromirror arrangement 44 or the width of several micromirrors correspond. Advantageously, the width of the individual segments of the correction plate 46 slightly larger in the dispersion direction than the real micromirror width - the latter is subject to a finite fill factor, while the correction plate can be realized with a fill factor of almost 100%.

Beispielsweise kann wie dargestellt eine Doppelmonochromatokonfiguration mit zwei Gittern verwendet werden, wobei mittels der Mikrospiegelanordnung 44 (zum Beispiel DMD) eine Einfallsebene des zweiten Gitters 43 bezüglich der Einfallsebene des ersten Gitters 42 verdreht wird. Insbesondere werden hierzu die Winkel von Spiegeln der Mikrospiegelanordnung 44 entsprechend eingestellt. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Position des Ausgangsspaltes 45 durch Verdrehung und/oder Verschiebung des zweiten Gitters 43, um so eine Trennung vom Ort des Eingangsspaltes 41 zu realisieren. Alternativ kann die Position des Ausgangsspaltes auch durch Verdrehung und/oder Verschiebung des zweiten Gitters 43 eingestellt werden. Diese Möglichkeiten werden später noch unter Bezugnahme auf die 5 bis 7 veranschaulicht. Bei anderen Ausführungsbeispielen können statt abbildender Gitter 42, 43 auch Kombinationen von Gittern und Spiegeln, beispielsweise von Plangittern mit Parabolspiegeln, zur Herstellung eines gewünschten Strahlengangs, beispielsweise kollimierten Strahlengangs, verwendet werden. For example, as shown, a dual monochromato configuration with two gratings may be used wherein by means of the micromirror arrangement 44 (For example, DMD) an incidence plane of the second grid 43 with respect to the plane of incidence of the first grid 42 is twisted. In particular, for this purpose, the angles of mirrors of the micromirror arrangement 44 adjusted accordingly. In another embodiment, the position of the output gap 45 by rotation and / or displacement of the second grid 43 so as to separate from the location of the entrance slit 41 to realize. Alternatively, the position of the output gap can also be determined by rotation and / or displacement of the second grid 43 be set. These possibilities will be discussed later with reference to the 5 to 7 illustrated. In other embodiments, instead of mapping grids 42 . 43 It is also possible to use combinations of gratings and mirrors, for example planed gratings with parabolic mirrors, for producing a desired beam path, for example a collimated beam path.

Als Nächstes werden unter Bezugnahme auf die 5 bis 7 die oben bereits diskutieren Ausführungsformen weiter veranschaulicht. Allgemein spannen ein Gittervektor und ein Normalenvektor im Scheitel der Gitter (erstes und zweites Gitter) eine Einfallsebene auf. Liegen einfallendes und gebeugtes Licht in dieser Einfallsebene, wird dies hier als in-plane-Beugung bezeichnet, andernfalls als off-plane-Beugung. Bei einer symmetrischen Anordnung beider Gitter fallen die Orte von Eintritts- und Austrittsspalt zusammen, was praktisch kaum in einer Vorrichtung realisiert werden kann. Daher sind in den 57 einige Möglichkeiten dargestellt, durch Verdrehung eines oder beider Gitter, die Orte von Ein- und Austrittsspalt zu trennen.Next, referring to the 5 to 7 the embodiments discussed above are further illustrated. Generally, a grid vector and a normal vector at the apex of the grids (first and second grids) span an incidence plane. If incident and diffracted light lie in this plane of incidence, this is referred to here as in-plane diffraction, otherwise as off-plane diffraction. In a symmetrical arrangement of both grids, the locations of entry and exit slit coincide, which can hardly be realized in a device practically. Therefore, in the 5 - 7 presented some possibilities, by twisting one or both grids, to separate the places of entrance and exit slits.

5 zeigt ein Beispiel für den Fall, bei dem mittels einer Mikrospiegelanordnung einer Einfallsebene eines zweiten Gitter 52 bezüglich einer Einfallsebene eines ersten Gitters 51 verdreht wird. Die Position einer Mikrospiegelanordnung ist dabei mit 50 bezeichnet. 53 bezeichnet einen Eingangsspalt, von dem ein Eingangsstrahl ausgeht, und 54 bezeichnet einen Austrittsspalt. In 5 wird das erste Gitter 51 in-plane und das zweite Gitter 52 off-plane beleuchtet. Hierzu sind die Mikrospiegelanordnung bei 50 und das zweite Gitter 52 um beispielsweise unterschiedliche Winkel θy (z.B. um die dargestellte y-Richtung) verdreht. 5 shows an example of the case in which by means of a micromirror arrangement of an incidence plane of a second grating 52 with respect to an incidence plane of a first grid 51 is twisted. The position of a micromirror arrangement is with 50 designated. 53 denotes an entrance slit from which an input beam emanates, and 54 denotes an exit slit. In 5 becomes the first grid 51 in-plane and the second grid 52 illuminated off-plane. For this purpose, the micromirror arrangement is included 50 and the second grid 52 for example, different angles θy (for example, the y-direction shown) twisted.

In 6 ist mit 61 ist ein erstes Gitter, mit 62 ein zweites Gitter und mit 60 eine Position einer Mikrospiegelanordnung bezeichnet. 63 bezeichnet einen Austrittsspalt, 64 einen Eingangsspalt. Das erste Gitter 61 und das zweite Gitter 62 sind in-plane beleuchtet, durch Drehung des zweiten Gitters 62 um einen Winkel θx (z.B. um die eingezeichnete eingezeichnete x-Richtung) wird die Lage des Ausgangsspaltes in der Darstellung der 6 nach ‚unten’ bewegt. Die Einfallsebenen der Gitter 61, 62 sind hier identisch.In 6 is with 61 is a first grid, with 62 a second grid and with 60 denotes a position of a micromirror arrangement. 63 denotes an outlet gap, 64 an entrance slit. The first grid 61 and the second grid 62 are illuminated in-plane by rotation of the second grid 62 by an angle θx (for example, the drawn drawn x-direction), the position of the output gap in the representation of 6 moved to 'down'. The incidence levels of the grid 61 . 62 are identical here.

Die 7A und 7B zeigen weitere Varianten, wobei 71 eine Position einer Mikrospiegelanordnung, 72 ein erstes Gitter, 73 ein zweites Gitter, 70 eine Position eines Eingangsspaltes und 71 eine Position eines Ausgangsspaltes zeigt. 7A zeigt eine asymmetrische Variante, während 7B eine symmetrische Variante zeigt.The 7A and 7B show further variants, wherein 71 a position of a micromirror arrangement, 72 a first grid, 73 a second grid, 70 a position of an entrance slit and 71 shows a position of an exit nip. 7A shows an asymmetric variant, while 7B shows a symmetrical variant.

In 7A ist das erste Gitter 72 in-plane und das zweite Gitter 73 off-plane beleuchtet. Durch Drehung des zweiten Gitters 73 um einen Winkel θy (z.B. um die dargestellte y-Richtung) ist die Lage des Ausgangsspaltes 74 in der Darstellung der 7A nach ‚rechts‘ bewegt.In 7A is the first grid 72 in-plane and the second grid 73 illuminated off-plane. By rotation of the second grid 73 by an angle θy (for example, the y-direction shown) is the position of the output gap 74 in the presentation of the 7A moved to 'right'.

In 7B sind das erste Gitter 82 und das zweite Gitter 73 off-plane beleuchtet. Durch Drehung der Gitter 72, 73 um θy in entgegengesetzte Richtungen ergibt sich die Lage des Ausgangsspaltes 74 symmetrisch an der Mikrospiegelanordnung bei 71 gespiegelt zur Lage des Eingangsspaltes 70.In 7B are the first grid 82 and the second grid 73 illuminated off-plane. By turning the grid 72 . 73 around θy in opposite directions results in the position of the output gap 74 symmetrical to the micromirror arrangement 71 mirrored to the position of the entrance gap 70 ,

In 9 ist eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel dargestellt. Bei dem Ausführungsbeispiel der 9 ist gegenüber den oben diskutierten Ausführungsbeispielen nur ein einziges dispersives Element, z.B. ein einziges Gitter 91, bereitgestellt, welches die Funktion z.B. der Gitter 42, 43 der 4 übernimmt. Das Gitter 91 kann wiederum als Carl-Gitter ausgebildet sein. Die Trennung zwischen eingehendem und ausgehenden Strahl erfolgt über die Polarisation, wie im Folgenden näher erläutert werden wird.In 9 a lighting device according to another embodiment is shown. In the embodiment of the 9 is compared to the embodiments discussed above only a single dispersive element, for example, a single grid 91 , provided, which the function eg the grid 42 . 43 of the 4 takes over. The grid 91 may again be designed as a Carl grid. The separation between incoming and outgoing beam via the polarization, as will be explained in more detail below.

Licht von einer Quelle 90 (z.B. einem Eintrittsspalt, der von einer Breitbandlichtquelle beleuchtet wird) gelangt über einen Polarisationsstrahlteiler 94 zu dem Gitter 91. Der Polarisationsstrahlteiler polarisiert das Licht bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel linear. Das Gitter 91 spaltet das Licht spektral auf und bildet es auf einen Lichtmodulator 92 ab. Der Lichtmodulator 92 kann wie bei den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen arbeiten, um eine spektrale Selektion und optional eine Intensitätseinstellung durchzuführen.Light from a source 90 (For example, an entrance slit, which is illuminated by a broadband light source) passes through a polarization beam splitter 94 to the grid 91 , The polarization beam splitter polarizes the light in the illustrated embodiment linearly. The grid 91 splits the light spectrally and forms it on a light modulator 92 from. The light modulator 92 may operate as in the previously described embodiments to perform spectral selection and, optionally, intensity adjustment.

Zwischen dem Gitter 91 und dem Lichtmodulator 92 ist eine insbesondere diffraktive lambda/4-Platte 93 mit gechirpter Periode (chirped zero order grating, CZOG) angeordnet. Das Licht gelangt von dem Lichtmodulator 92 zurück zu dem Gitter 91, wodurch das Licht die lambda/4-Platte 93 zweimal durchläuft, was eine Polarisationsdrehung um 90° bewirkt. Der Lichtmodulator 92 selbst ist so eingerichtet, dass er die Polarisation des Lichtes im Wesentlichen unverändert lässt.Between the grid 91 and the light modulator 92 is a particular diffractive lambda / 4 plate 93 arranged with chirped zero order grating (CZOG). The light passes from the light modulator 92 back to the grid 91 , making the light the lambda / 4 plate 93 passes twice, causing a polarization rotation of 90 °. The light modulator 92 itself is arranged to leave the polarization of the light essentially unchanged.

Das Licht wird dann von dem Gitter 91 wieder spektral vereinigt und zu dem Polarisationsstrahlteiler 94 hin gelenkt und dort aufgrund der um 90° gedrehten Polarisation zu einem Ausgang 95 (z.B. Ausgangsspalt) hin ausgekoppelt.The light is then removed from the grid 91 spectrally combined again and to the polarization beam splitter 94 directed there and there due to the rotated by 90 ° polarization to an output 95 (eg output gap) coupled out.

Auf diese Weise kann ein Aufbau mit nur einem Gitter realisiert werden.In this way, a structure with only one grid can be realized.

In 8 ist eine bildgebende Vorrichtung, insbesondere eine Mikroskopvorrichtung 85 gemäß einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Die bildgebende Vorrichtung der 8 kann beispielsweise eine Vorrichtung für die Medizin/Biomedizin sein, oder auch eine Vorrichtung zur Materialanalyse und stellt ein Beispiel für eine Verwendung einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung 80 dar. Die Beleuchtungsvorrichtung 80 kann dabei wie unter Bezugnahme auf die 1, 2 und 4 bis 7 und 9 erläutert ausgestaltet sein und kann insbesondere Licht mit einstellbarer Spektralverteilung erzeugen. Die Beleuchtungsvorrichtung 80 kann dabei insbesondere so kompakt (miniaturisiert) sein, dass sie innerhalb der Mikroskopvorrichtung 85 angeordnet sein kann.In 8th is an imaging device, in particular a microscope device 85 represented according to an embodiment. The imaging device of 8th For example, it can be a device for medicine / biomedicine or else a device for material analysis and provides an example of a use of a lighting device according to the invention 80 dar. The lighting device 80 can do so with reference to the 1 . 2 and 4 to 7 and 9 explained be configured and can in particular produce light with adjustable spectral distribution. The lighting device 80 may be particularly compact (miniaturized) that they are within the microscope device 85 can be arranged.

Ein Beleuchtungsstrahl 81, welcher von der Beleuchtungsvorrichtung 80 erzeugt wird, fällt auf eine Probe 82. Von der Probe 82 in Antwort auf die Beleuchtung mit dem Licht 81 ausgehendes Licht 83 wird beispielsweise von einer Mikroskopeinrichtung 84 (z.B. Mikroskopobjektiv und damit verbundener Detektionseinheit) erfasst. Die Detektionseinheit der Mikroskopeinrichtung 84 kann hierzu insbesondere eine Kamera (nicht dargestellt) aufweisen. Im Betrieb kann die spektrale Verteilung des Beleuchtungsstrahls 81 durch entsprechende Einstellung der Beleuchtungsvorrichtung 80 wechseln, und die Mikroskopeinrichtung 84 kann Bilder der Probe 82 für verschiedene Beleuchtungsspektren aufweisen. Aus den aufgenommenen Bildern können dann Eigenschaften der Probe 82 bestimmt werden. Derartige Analysen werden auch als Hyperspektral-Analysen bezeichnet. Diese können wie bereits erläutert in der Medizin/Biomedizin beispielsweise zur Perfusion- und Aktivitätsuntersuchung von Blut und Gewebe oder zur Tumordiagnose, in der Mikroskopie, der Landwirtschaft, der Landschaftserkundung, der chemischen Analyse (Gasselektion, Sortieren von Kunststoffen, Gefahrstoffen) der Lebensmittelüberwachung, der Kunst (beispielsweise Analyse von Gemälden), in der Physik, Geologie, Mineralogie, Biologie und insbesondere in der Pharmazie (zum Beispiel Auswirkung molekularer Informationen im Infraroten, beispielsweise zur Entwicklung neuer pharmazeutischer Produkte, zur automatisierten Fertigungskontrolle, oder zur Kontaminationsüberwachung gelagerter Produkte) oder auch für industrielle Prozesse (beispielsweise Materialidentifikation auf Fließbändern, chemical colour imaging) eingesetzt werden. Je nach Einsatzgebiet kann dabei die Mikroskopeinrichtung 84 durch eine andere geeignete Bildaufnahmeeinrichtung ersetzt werden. Ein weiteres Anwendungsgebiet ist die Analyse der Fluoreszenz von Biomarkern. A lighting beam 81 , which of the lighting device 80 is generated falls on a sample 82 , From the sample 82 in response to the lighting with the light 81 outgoing light 83 is for example a microscope device 84 (For example, microscope objective and associated detection unit) detected. The detection unit of the microscope device 84 For this purpose, in particular a camera (not shown). In operation, the spectral distribution of the illumination beam 81 by appropriate adjustment of the lighting device 80 change, and the microscope device 84 can take pictures of the sample 82 for different illumination spectra. From the recorded images can then properties of the sample 82 be determined. Such analyzes are also referred to as hyperspectral analyzes. These can, as already explained in medicine / biomedicine, for example, for the perfusion and activity of blood and tissue or tumor diagnosis, in microscopy, agriculture, landscaping, chemical analysis (gas selection, sorting of plastics, hazardous substances) of the food control, the Art (for example analysis of paintings), in physics, geology, mineralogy, biology, and in particular in pharmacy (for example, the effect of molecular information in the infrared, for example, on the development of new pharmaceutical products, automated production control, or contamination monitoring of stored products) for industrial processes (eg material identification on assembly lines, chemical color imaging). Depending on the application, the microscope device can be used 84 be replaced by another suitable image pickup device. Another area of application is the analysis of the fluorescence of biomarkers.

Dabei kann bei manchen Anwendungen ein Differenzbild zwischen aufgenommenen Bildern mit bspw. zwei verschiedenen angepassten Spektralverteilungen verwendet werden. Bei anderen Ausführungsbeispiel, z.B. bei der Fluoreszenzfarbstoffdetektion, können auch mehr Bilder mit mehr unterschiedlichen Spektralverteilungen, z.B. 4 bis 6 Bilder (oder mehr) benutzt werden. In vielen Anwendungen, wo herkömmlicherweise z.B. Farbfilter-Räder zur Anwendung kamen, typischerweise also z.B. 4 bis 6 (selten auch mehr) Farbfilter zur Anregung von Fluoreszenzfarbstoffen, ist der Ersatz dieser Farbfilter durch einen einfacheren und kleineren Multichromator wie oben beschrieben ohne bewegte makroskopische Teile vorteilhaft,. Hierbei wird eine deutlich schnellere Variation zwischen den verschiedenen Spektralbereichen ermöglicht, was für sämtliche Fluoreszenzanalysen bspw. in allen Multiwell-Analysen wichtig ist. Zudem ist bei der herkömmlichen Herangehensweise der Nachweis unterschiedlicher über verschiedene Fluoreszenzfarbstoffe gelabelter Bestandteile häufig dadurch begrenzt, dass die einzelnen Anregungsspektren der Fluoreszenzfarbstoffe stark überlappen. Bereits das schnelle spektrale Scannen mit hoher Auflösung, in Verbindung mit intelligenter bspw. multivarianter Datenanalyse bietet die Möglichkeit einer Signaldetektion mit deutlich höherem Informationsgehalt.In some applications, a difference image between recorded images with, for example, two different adapted spectral distributions can be used. In other embodiments, e.g. in fluorescence dye detection, more images with more different spectral distributions, e.g. 4 to 6 pictures (or more) can be used. In many applications where conventionally e.g. Color filter wheels have been used, typically e.g. 4 to 6 (rarely more) color filter for the excitation of fluorescent dyes, the replacement of these color filters by a simpler and smaller multichromator as described above without moving macroscopic parts is advantageous. This allows a much faster variation between the different spectral ranges, which is important for all fluorescence analyzes, for example, in all multi-well analyzes. Moreover, in the conventional approach, the detection of different components labeled by different fluorescent dyes is often limited by the fact that the individual excitation spectra of the fluorescent dyes overlap strongly. Already the fast spectral scanning with high resolution, in connection with intelligent eg multivariant data analysis offers the possibility of a signal detection with clearly higher information content.

Die Anregung mit jeweils optimierten Anregungsspektren erlaubt schließlich ein besonders hohes Signal-Rausch-Verhältnis durch eine optimierte Kreuzkorrelation zwischen spektraler Verteilung des Anregungslichtes und detektiertem emittierten Licht.Finally, the excitation with respectively optimized excitation spectra allows a particularly high signal-to-noise ratio by an optimized cross-correlation between the spectral distribution of the excitation light and the detected emitted light.

Durch die Verwendung einer Beleuchtungsvorrichtung wie hier beschrieben, insbesondere des dargestellten Multichromators, können sich dabei folgende Vorteile ergeben:

  • – Ausführungsbeispiele der Erfindung erlauben die Erzeugung einer nahezu beliebigen Spektralverteilung abhängig von dem von einer Lichtquelle bereitgestellten Licht und erlaubt damit beispielsweise in Verbindung mit einem ortsauflösenden Sensorsystem wie einer Kamera für ein bestimmtes Spektrum die Aufnahme eines insbesondere zweidimensionalen Gesamtbildes zu einem einzigen Zeitpunkt. Bei dem bestimmten Spektrum kann es sich hierbei sowohl um einen nahezu monochromatischen Bereich oder um einen Spektralbereich endlicher Breite oder auch um die Kombination einer nahezu beliebigen Anzahl an Spektralbereichen nahezu beliebiger Bandbreite handeln, begrenzt durch die Verteilung der Lichtquelle und der Auflösung der Lichtmodulatoranordnung, beispielsweise Mikrospiegelanordnung. Eine spektrale Vorselektion kann hierbei besonders auf hoch aufgelöste Einzelbereiche erfolgen. Dabei kann jedem örtlich identifizierbaren Flächenelement δ(x, y) auf einer untersuchten Probenoberfläche in den aufgenommenen Daten ein Spektrum mit Intensität pro Wellenlänge λ bzw. δλ oder je Wellenlängenbereich zugeordnet werden.
  • – Des Weiteren erlaubt das dargestellte optische Design eine Miniaturisierung des Multichromators insbesondere auch durch die Verwendung abbildender dispersiver Elemente. Eine Größe des Multichromators kann dabei beispielsweise im Bereich 10 × 10 Zentimeter oder 1 × 1 Zentimeter liegen, kann jedoch je nach Anwendung auch darüber oder darunter liegen.
  • – Mit einer Multichromatorvorrichtung gemäß den beschriebenen Ausführungsbeispielen, die in einem Beleuchtungsstrahlengang wie z.B. in 8 gezeigt angeordnet sind, können insbesondere Nachteile herkömmlicher Hyperspektralkameras ausgeglichen werden, da bei einer solchen Anordnung lediglich ein ortsaufgelöstes Sensorsystem, beispielsweise eine entsprechende Kamera, bereitgestellt werden muss, während die Auswahl der Spektraleigenschaften durch eine entsprechende Modifikation des Beleuchtungslichts durch die Multichromatorvorrichtung erfolgt.
  • – Bei verschiedenen Ausführungsbeispielen können verschiedene Spektralbereiche mit gewünschten Intensitäten innerhalb sehr kurzer Schaltzeiten (im Wesentlichen beschränkt durch die Schaltzeiten der Mikrospiegelanordnung) angesteuert und ausgewertet werden, beispielsweise mit einer üblichen Videorate mit beispielsweise 25 Bildern pro Sekunde (fps, vom Englischen „Frame per Second“), 30 fps, 50 fps oder 60 fps, auch wenn bei anderen Ausführungsbeispielen auch andere Raten verwendet werden können.
  • – Je nach verwendeten Lichtquellen, dispersiven Elementen wie beispielsweise Gittern und Detektoren können die dargestellten Ausführungsbeispiele im Wesentlichen für beliebige Spektralbereiche benutzt werden.
  • – Die dargestellten Techniken erlauben insbesondere eine zeitlich hoch aufgelöste Hyperspektralanalyse, wobei räumliche, zeitliche und spektrale Auflösung unabhängig voneinander optimiert werden können, da insbesondere für die spektrale Auflösung mit der dargestellten Multichromatorvorrichtung eine separate Einheit bereitgestellt ist, welche von andere Komponenten im Wesentlichen unabhängig arbeitet.
  • – Zudem beinhalten Ausführungsbeispiele der Erfindung keine makroskopisch mechanisch bewegten Teile, sondern allenfalls die beweglichen Mikrospiegel, welche beispielsweise als mikroelektromechanisches System (MEMS) implementiert sein können. Somit weisen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung vergleichsweise geringen Verschleiß auf.
  • – Bei entsprechender Ansteuerung einer Kamera können auch Messungen mit hohem Dynamikbereich (HDR; vom Englischen „High Dynamic Range“) durchgeführt werden.
By using a lighting device as described here, in particular of the illustrated multichromator, the following advantages may result:
  • Embodiments of the invention allow the generation of an almost arbitrary spectral distribution as a function of the light provided by a light source and thus, for example, in conjunction with a spatially resolving sensor system such as a camera for a certain spectrum the inclusion of a particular two-dimensional overall picture at a single time. The particular spectrum may be either an almost monochromatic region or a spectral range of finite width or even the combination of almost any number of spectral regions of virtually any bandwidth, limited by the distribution of the light source and the resolution of the light modulator arrangement, for example micromirror arrangement , A spectral preselection can be done here especially on high-resolution individual areas. In this case, each spatially identifiable surface element δ (x, y) on a sample surface being examined can be assigned a spectrum with intensity per wavelength λ or δλ or per wavelength range in the recorded data.
  • Furthermore, the illustrated optical design allows a miniaturization of the multichromator, in particular also by the use of imaging dispersive elements. A size of the multichromator may be, for example, in the range 10 × 10 centimeters or 1 × 1 centimeter, but may also be higher or lower depending on the application.
  • With a multichromator device according to the described exemplary embodiments, which in an illumination beam path such as in 8th In particular, disadvantages of conventional hyperspectral cameras can be compensated, since in such an arrangement only a spatially resolved sensor system, for example a corresponding camera, must be provided, while the selection of the spectral properties is effected by a corresponding modification of the illumination light by the multichromator device.
  • In various embodiments, different spectral ranges with desired intensities can be controlled and evaluated within very short switching times (essentially limited by the switching times of the micromirror arrangement), for example with a conventional video rate with, for example, 25 frames per second (fps, from the English "frame per second"). ), 30 fps, 50 fps or 60 fps, although other rates may be used in other embodiments.
  • Depending on the light sources used, dispersive elements such as gratings and detectors, the illustrated embodiments can be used essentially for arbitrary spectral ranges.
  • In particular, the illustrated techniques allow high-resolution hyperspectral analysis, wherein spatial, temporal and spectral resolution can be optimized independently of each other, since in particular for the spectral resolution with the multichromator device shown, a separate unit is provided which operates essentially independently of other components.
  • In addition, embodiments of the invention do not include macroscopically mechanically moving parts, but at most the movable micromirrors, which may be implemented, for example, as a microelectromechanical system (MEMS). Thus, embodiments of the present invention have comparatively little wear.
  • - With the appropriate control of a camera also measurements with high dynamic range (HDR, from English "High Dynamic Range") can be carried out.

Somit können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung eine oder mehrere der folgenden wirtschaftlichen und/oder konzeptionellen Vorteile bieten: geringe Systemkosten, beispielsweise durch minimalen Montage- und minimalen Justageaufwand, eine modulare Kombination diverser photometrischer Anforderungen bezüglich beispielsweise spektraler Bandbreiten, oder Auflösungen, was kurze Reaktionszeiten auf geänderte Bedürfnisse ermöglicht, einen geringeren Bauraum, was neben einem geringeren Volumen auch eine geringere Masse bedeutet und/oder einen vergleichsweise geringen Energieeintrag in eine Probe, da die spektrale Beleuchtung den spezifischen Anforderungen genau angepasst werden kann. Somit bieten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung deutliche Vorteile gegenüber herkömmlichen Lösungen. Der Bereich der vorliegenden Anmeldung ist jedoch nicht auf die spezielle dargestellten Ausführungsbeispiele begrenzt, sondern diese dienen lediglich der Veranschaulichung. Thus, embodiments of the present invention may provide one or more of the following economic and / or conceptual benefits: low system cost, such as minimal assembly and minimal adjustment effort, a modular combination of various photometric requirements for spectral bandwidths, for example, or resolutions, resulting in short reaction times to changed ones Needs allows a smaller space, which in addition to a smaller volume also means less mass and / or a relatively low energy input into a sample, since the spectral illumination can be adapted to the specific requirements exactly. Thus, embodiments of the present invention offer significant advantages over conventional solutions. However, the scope of the present application is not limited to the specific embodiments shown, but these are merely illustrative.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (25)

Multichromatorvorrichtung, umfassend: eine Dispersionsanordnung (12; 42; 51; 61; 72; 16; 43; 52; 62; 73; 91), welche eingerichtet ist, einen eingehenden Lichtstrahl (11) in einer ersten Richtung spektral aufzuspalten, um einen aufgespaltenen Strahl (13) zu erzeugen, einen Lichtmodulator (14; 20; 44; 50; 60; 71; 92) mit einer Vielzahl von Lichtmodulatorelementen (21), wobei die Lichtmodulatorelemente (21) in der ersten Richtung zur Auswahl eines oder mehrerer Spektralbereiche ansteuerbar sind, wobei die Dispersionsanordnung weiter eingerichtet ist, Licht (15) von dem Lichtmodulator (14; 20; 44; 50; 60; 71; 92) spektral zu einem Beleuchtungsstrahl (17) zu vereinigen.A multichromator device comprising: a dispersion assembly ( 12 ; 42 ; 51 ; 61 ; 72 ; 16 ; 43 ; 52 ; 62 ; 73 ; 91 ), which is set up, an incoming light beam ( 11 spectrally splitting in a first direction to form a split beam ( 13 ), a light modulator ( 14 ; 20 ; 44 ; 50 ; 60 ; 71 ; 92 ) with a multiplicity of light modulator elements ( 21 ), wherein the light modulator elements ( 21 ) are controllable in the first direction for selecting one or more spectral regions, wherein the dispersion arrangement is further configured to emit light ( 15 ) of the light modulator ( 14 ; 20 ; 44 ; 50 ; 60 ; 71 ; 92 ) spectrally to an illumination beam ( 17 ) to unite. Multichromatorvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Lichtmodulator ein (14; 20; 44; 50; 60; 71; 92) zweidimensionaler Lichtmodulator (14; 20; 44; 50; 60; 71; 92), bei dem die Vielzahl von Lichtmodulatorelementen (21) in der ersten Richtung (22) und in einer zweiten Richtung (23) angeordnet sind, wobei die Lichtmodulatorelemente (21) in der zweiten Richtung zum Einstellen einer Intensität für einen jeweiligen Spektralbereich ansteuerbar sind. A multichromator device according to claim 1, wherein the light modulator is a ( 14 ; 20 ; 44 ; 50 ; 60 ; 71 ; 92 ) two-dimensional light modulator ( 14 ; 20 ; 44 ; 50 ; 60 ; 71 ; 92 ), in which the plurality of light modulator elements ( 21 ) in the first direction ( 22 ) and in a second direction ( 23 ), wherein the light modulator elements ( 21 ) in the second direction for setting an intensity for a respective spectral range are controllable. Multichromatorvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Lichtmodulator (14; 20; 44; 50; 60; 71; 92) eine Mikrospiegelanordnung umfasst, und wobei die Lichtmodulatorelemente Mikrospiegel (21) umfassen. Multichromator device according to claim 1 or 2, wherein the light modulator ( 14 ; 20 ; 44 ; 50 ; 60 ; 71 ; 92 ) comprises a micromirror arrangement, and wherein the light modulator elements comprise micromirrors ( 21 ). Multichromatorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1–3, wobei die Dispersionsanordnung ein erstes dispersives Element (12; 42; 51; 61; 72), welches eingerichtet ist, den eingehenden Lichtstrahl (11) in der ersten Richtung spektral aufzuspalten, um den aufgespaltenen Strahl (13) zu erzeugen, und ein zweites dispersives Element (16; 43; 52; 62; 73), welches eingerichtet ist, das Licht (15) von dem Lichtmodulator (14; 20; 44; 50; 60; 71) spektral zu dem Beleuchtungsstrahl (17) zu vereinigen, umfasst. Multichromator device according to one of claims 1-3, wherein the dispersion device comprises a first dispersive element ( 12 ; 42 ; 51 ; 61 ; 72 ), which is set up, the incoming light beam ( 11 ) in the first direction spectrally split to the split beam ( 13 ) and a second dispersive element ( 16 ; 43 ; 52 ; 62 ; 73 ), which is set up the light ( 15 ) of the light modulator ( 14 ; 20 ; 44 ; 50 ; 60 ; 71 ) spectrally to the illumination beam ( 17 ). Multichromatorvorrichtung nach Anspruch 4, wobei das erste dispersive Element (12; 42; 51; 61; 72) und das zweite dispersive Element (16; 43; 52; 62; 73) einstückig ausgebildet sind. Multichromator device according to claim 4, wherein the first dispersive element ( 12 ; 42 ; 51 ; 61 ; 72 ) and the second dispersive element ( 16 ; 43 ; 52 ; 62 ; 73 ) are integrally formed. Multichromatorvorrichtung nach Anspruch 5, wobei das erste dispersive Element (12; 42; 51; 61; 72) und das zweite dispersive Element (16; 43; 52; 62; 73) monolithisch integriert sind. Multichromator device according to claim 5, wherein the first dispersive element ( 12 ; 42 ; 51 ; 61 ; 72 ) and the second dispersive element ( 16 ; 43 ; 52 ; 62 ; 73 ) are monolithically integrated. Multichromatorvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Lichtmodulatoranordnung gegenüber dem zweiten dispersiven Element (16; 43; 52; 62; 73) und/oder gegenüber dem ersten dispersiven Element (12; 42; 51; 61; 72) verdreht ist. Multichromator device according to one of claims 4 to 6, wherein the light modulator arrangement relative to the second dispersive element ( 16 ; 43 ; 52 ; 62 ; 73 ) and / or with respect to the first dispersive element ( 12 ; 42 ; 51 ; 61 ; 72 ) is twisted. Multichromatorvorrichtung nach einem der Ansprüche 4–7, wobei das zweite dispersive Element (16; 43; 52; 62; 73) gegenüber dem ersten dispersiven Element (12; 42; 51; 61; 72) verdreht ist. Multichromator device according to one of claims 4-7, wherein the second dispersive element ( 16 ; 43 ; 52 ; 62 ; 73 ) relative to the first dispersive element ( 12 ; 42 ; 51 ; 61 ; 72 ) is twisted. Multichromatorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1–3, wobei die Dispersionsanordnung ein dispersives Element (91), welches eingerichtet ist, den eingehenden Lichtstrahl (11) in der ersten Richtung spektral aufzuspalten, um den aufgespaltenen Strahl (13) zu erzeugen und das Licht (15) von dem Lichtmodulator (14; 20; 44; 50; 60; 71) spektral zu dem Beleuchtungsstrahl (17) zu vereinigen, und eine Polarisationsanordnung (93, 94), welche eingerichtet ist, den Beleuchtungsstrahl auszukoppeln, umfasst.Multichromator device according to one of claims 1-3, wherein the dispersion device is a dispersive element ( 91 ), which is set up, the incoming light beam ( 11 ) in the first direction spectrally split to the split beam ( 13 ) and the light ( 15 ) of the light modulator ( 14 ; 20 ; 44 ; 50 ; 60 ; 71 ) spectrally to the illumination beam ( 17 ) and a polarization array ( 93 . 94 ) which is arranged to disengage the illumination beam comprises. Multichromatorvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Polarisationsanordnung eine zwischen dem dispersiven Element (91) und dem Lichtmodulator (92) angeordnete lambda/4-Platte und einen Polarisationsstrahlteiler (94) umfasst.A multichromator device according to claim 9, wherein the polarization arrangement comprises a signal between the dispersive element (16). 91 ) and the light modulator ( 92 ) arranged λ / 4 plate and a polarization beam splitter ( 94 ). Multichromatorvorrichtung nach einem der Ansprüche 4–10, wobei das erste dispersive Element (12; 42; 51; 61; 72), das zweite dispersive Element und/oder das dispersive Element ein abbildendes dispersives Element umfasst. Multichromator device according to one of claims 4-10, wherein the first dispersive element ( 12 ; 42 ; 51 ; 61 ; 72 ), the second dispersive element and / or the dispersive element comprises an imaging dispersive element. Multichromatorvorrichtung nach einem der Ansprüche 4–11, wobei das erste dispersive Element (12; 42; 51; 61; 72), das zweite dispersive Element und/oder das dispersive Element (91) ein holografisches Gitter umfasst. Multichromator device according to one of claims 4-11, wherein the first dispersive element ( 12 ; 42 ; 51 ; 61 ; 72 ), the second dispersive element and / or the dispersive element ( 91 ) comprises a holographic grating. Multichromatorvorrichtung nach Anspruch 12, wobei das holografische Gitter ein konkav aberrationskorrigiertes Gitter umfasst. The multichromator device of claim 12, wherein the holographic grating comprises a concave aberration corrected grating. Multichromatorvorrichtung nach einem der Ansprüche 4–11, wobei das erste dispersive Element (12; 42; 51; 61; 72), das zweite dispersive Element und/oder das dispersive Element (91) ein Volumengitter umfasst.Multichromator device according to one of claims 4-11, wherein the first dispersive element ( 12 ; 42 ; 51 ; 61 ; 72 ), the second dispersive element and / or the dispersive element ( 91 ) comprises a volume grid. Multichromatoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1–14, wobei die Dispersionsanordnung (12; 42; 51; 61; 72; 16; 43; 52; 62; 73; 91) Justagemarken aufweist.Multichromator device according to one of claims 1-14, wherein the dispersion arrangement ( 12 ; 42 ; 51 ; 61 ; 72 ; 16 ; 43 ; 52 ; 62 ; 73 ; 91 ) Has alignment marks. Multichromatorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1–15, weiter umfassend einen Eingangsspalt (41), welcher im Strahlengang vor der Dispersionsanordnung angeordnet ist, und einen Ausgangsspalt (45) welcher im Strahlengang nach der Dispersionsanordnung angeordnet ist. Multichromator device according to one of claims 1-15, further comprising an entrance slit ( 41 ), which is arranged in the beam path before the dispersion arrangement, and an output gap ( 45 ) which is arranged in the beam path after the dispersion arrangement. Multichromatorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1–16, wobei die Dispersionsanordnung Justagemarken aufweist.The multichromator device of any one of claims 1-16, wherein the dispersion device comprises alignment marks. Beleuchtungsvorrichtung, umfassend: eine Lichtquelle (10; 40), und eine Multichromatorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1–17, welche eingerichtet ist, Licht von der Lichtquelle (10; 40) zu empfangen. A lighting device, comprising: a light source ( 10 ; 40 ) and a multichromator device according to any one of claims 1-17, which is arranged to emit light from the light source ( 10 ; 40 ) to recieve. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 18, weiter umfassend eine Steuerung (18) zum Ansteuern des Lichtmodulators (14; 20; 44; 50; 60; 71) der Multichromatorvorrichtung zum Auswählen eines gewünschten Spektralanteils von Licht der Lichtquelle (10; 40). Lighting device according to claim 18, further comprising a controller ( 18 ) for driving the light modulator ( 14 ; 20 ; 44 ; 50 ; 60 ; 71 ) of the multichromator device for selecting a desired spectral component of light from the light source ( 10 ; 40 ). Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, wobei die Lichtquelle (10; 40) eine Breitbandlichtquelle umfasst. Lighting device according to claim 18 or 19, wherein the light source ( 10 ; 40 ) comprises a broadband light source. Bildgebende Vorrichtung, umfassend: eine Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 18–20 zum Beleuchten einer Probe (82), und eine Bildaufnahmevorrichtung (84) zum Aufnehmen von von der Probe in Antwort auf die Beleuchtung ausgehendem Licht (83). An imaging device comprising: a lighting device according to any of claims 18-20 for illuminating a sample ( 82 ), and an image pickup device ( 84 ) for picking up light emitted from the sample in response to the illumination ( 83 ). Bildgebende Vorrichtung nach Anspruch 21, wobei die Bildaufnahmevorrichtung (84) eine Mikroskopeinrichtung umfasst. Imaging apparatus according to claim 21, wherein the image acquisition device ( 84 ) comprises a microscope device. Bildgebende Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, wobei die Bildaufnahmevorrichtung (84) eine Kameraeinrichtung umfasst. Imaging apparatus according to claim 21 or 22, wherein the image capture device ( 84 ) comprises a camera device. Verfahren, umfassend: Beleuchten eines zweidimensionalen Lichtmodulators mit in erster Richtung spektral aufgespaltenen Lichts, Ansteuern des Lichtmodulators in einer ersten Richtung zur Auswahl von Spektralbereichen, und Zusammenführen von Licht von dem Lichtmodulator zu einem Beleuchtungsstrahl. Method, comprising: Illuminating a two-dimensional light modulator with spectrally split light in the first direction, Driving the light modulator in a first direction to select spectral ranges, and Merging light from the light modulator into an illumination beam. Verfahren nach Anspruch 24, wobei das Verfahren mittels einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–23 durchgeführt wird. The method of claim 24, wherein the method is performed by means of a device according to any one of claims 1-23.
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