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Title:
CONFOCAL SPECTROMETER AND METHOD FOR IMAGING IN A CONFOCAL SPECTROMETER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/045249
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a confocal spectrometer comprising a broadband light source, a first aperture device arranged rotatably in front of the light source and having a structured arrangement of a plurality of through holes, which is designed to illuminate by means of the light source the visual field of an object to be imaged, an imaging optical system that is designed to focus an image of the structured arrangement of the plurality of through holes onto the object, a dispersion element that is designed to spectrally disperse the light reflected by the object along a dispersion axis perpendicular to the optical axis of the imaging optical system, and a detector device that is designed to capture the spectrally dispersed reflected light for producing a spectrally resolved image of the object.

Inventors:
SCHICK ANTON (DE)
Application Number:
PCT/EP2012/067418
Publication Date:
April 04, 2013
Filing Date:
September 06, 2012
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
SCHICK ANTON (DE)
International Classes:
G01J3/28; G02B21/00
Foreign References:
DE19713362A11998-10-01
DE102006007172A12007-08-16
DE102007019267A12008-10-30
EP1984770B12009-09-09
DE69730030T22005-07-21
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Konfokales Spektrometer (300; 400), mit:

einer breitbandigen Lichtquelle (11);

einer vor der Lichtquelle (11) angeordneten drehbaren ersten Blendenvorrichtung (34) mit einer strukturierten Anordnung einer Vielzahl von Durchgangslöchern (35k) , welche dazu ausgelegt ist, das Gesichtsfeld eines abzu¬ bildenden Objekts (16) durch die Lichtquelle (11) zu be- leuchten;

einer Abbildungsoptik (15), welche dazu ausgelegt ist, ein Abbild der strukturierten Anordnung der Vielzahl von Durchgangslöchern (35k) auf das Objekt (16) zu fokussie- ren;

einem Dispersionselement (21), welches dazu ausgelegt ist, das von dem Objekt (16) reflektierte Licht entlang einer Dispersionsachse senkrecht zu der optischen Achse (A) der Abbildungsoptik (15) spektral zu dispergieren; und

einer Detektoreinrichtung (24), welche dazu ausgelegt ist, das spektral dispergierte reflektierte Licht zum Er¬ zeugen eines spektral aufgelösten Bildes des Objekts (16) zu erfassen. 2. Spektrometer (300) nach Anspruch 1, weiterhin mit:

einer drehbaren zweiten Blendenvorrichtung (48) mit einer strukturierten Anordnung einer Vielzahl von Durchgangslöchern, welche der strukturierten Anordnung der Vielzahl von Durchgangslöchern (35k) der ersten Blendenvorrichtung (34) entspricht,

wobei die zweite Blendenvorrichtung (48) derart zwischen dem Dispersionselement (21) und der Detektoreinrichtung (24) angeordnet ist, so dass das von dem Objekt (16) re¬ flektierte, spektral dispergierte Licht konfokal durch die strukturierte Anordnung der Vielzahl von Durchgangs¬ löchern der zweiten Blendenvorrichtung (48) auf die Detektoreinrichtung (24) abgebildet wird.

3. Spektrometer (300) nach Anspruch 2, wobei die zweite Blendenvorrichtung (48) zum Auswählen einer durch die Detektoreinrichtung (24) zu erfassenden Wellenlänge des reflektierten Lichts des Objekts (16) senkrecht zu der op- tischen Achse des Spektrometers (300; 400) verschiebbar ist .

4. Spektrometer (300; 400) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste Blendenvorrichtung (34) und/oder die zweite Blendenvorrichtung (48) eine Nipkow-Scheibe ist.

5. Spektrometer (400) nach Anspruch 1, wobei die Abbildungs¬ optik (15) einen ersten optischen Pfad (W) für das von der Lichtquelle (11) auf das Objekt (16) treffende Licht und einen zweiten optischen Pfad (X) für das von dem Objekt (16) reflektierte Licht aufweist, und

wobei das Dispersionselement (43) in dem zweiten opti¬ schen Pfad (X) angeordnet ist. 6. Spektrometer (300; 400) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Dispersionselement (41; 43) ein Prisma, ein Beugungsgitter, ein Interferenzfilter oder einen akusto- optischen Modulator umfasst. 7. Spektrometer (300; 400) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Detektoreinrichtung (24) ein CCD-Sensorarray, ein CMOS-Sensorarray oder ein Avalanche-Photodiodenarray aufweist, und wobei die Detektoreinrichtung (24) dazu ausgelegt ist, reflektierte Bildpunkte des Objekts (16) entlang einer Arrayachse (S) spektral aufzulösen.

8. Spektrometer (300; 400) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Lichtquelle (11) eine Weißlichtquelle ist. 9. Verfahren (500) zur Bildgebung in einem konfokalen

Spektrometer (300; 400), mit den Schritten:

Abbilden (501) einer breitbandigen Lichtquelle (11) durch eine drehbare Blendenvorrichtung (34) mit einer struktu- rierten Anordnung einer Vielzahl von Durchgangslöchern (35k) ;

Fokussieren (502) der Abbildung der strukturierten Anordnung der Vielzahl von Durchgangslöchern (35k) auf ein abzubildendes Objekt (16);

spektrales Dispergieren (503) des durch das Objekt (16) reflektierten Lichts mithilfe eines Dispersionselements (41; 43);

Fokussieren (504) des spektral dispergierten reflektierten Lichts auf eine drehbare Blendenvorrichtung (34; 43) mit einer strukturierten Anordnung einer Vielzahl von Durchgangslöchern (35k) ; und

Detektieren (505) des durch die drehbare Blendenvorrichtung (34; 43) tretenden reflektierten Lichts zum Erzeugen eines spektral aufgelösten Bildes des Objekts (16) .

Verfahren (500) nach Anspruch 9, weiterhin mit dem

Schritt :

Verschieben der drehbaren Blendenvorrichtung (43) senkrecht zur optischen Achse des Spektrometers (300; 400) zum Auswählen der Wellenlänge des detektierten Lichts.

Verfahren (500) nach Anspruch 9, weiterhin mit dem

Schritt :

Verschieben des Dispersionselements (41; 43) senkrecht zur optischen Achse des Spektrometers (300; 400) zum Aus¬ wählen der Wellenlänge des detektierten Lichts.

Verfahren (500) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei das Dispersionselement (41; 43) ein Prisma, ein Beugungs¬ gitter, ein Interferenzfilter oder einen akusto-optischen Modulator umfasst.

Verfahren (500) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei das Detektieren des reflektierten Lichts mit einem CCD- Sensorarray, einem CMOS-Sensorarray oder einem Avalanche- Photodiodenarray durchgeführt wird, und wobei die reflek- tierten Bildpunkte des Objekts (16) entlang einer Array- achse (S) spektral aufgelöst werden.

14. Verfahren (500) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei das Abbilden (501) der Lichtquelle (11) ein Abbilden der Lichtquelle (11) auf die strukturierten Anordnung einer Vielzahl von Durchgangslöchern (35k) mithilfe einer Vielzahl von den Durchgangslöchern zugeordneten Zylinderlinsen (33a) umfasst.

15. Verfahren (500) nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei die Lichtquelle (11) eine Weißlichtquelle ist.

Description:
Beschreibung

Konfokales Spektrometer und Verfahren zur Bildgebung in einem konfokalen Spektrometer

Die vorliegende Erfindung betrifft ein konfokales Spektrome ¬ ter und ein Verfahren zur Bildgebung in einem konfokalen Spektrometer . Stand der Technik

Konfokale Spektrometer arbeiten auf der Basis optischer Systeme, welche einen gemeinsamen Fokus aufweisen. Dadurch kann eine räumlich punktweise Messung gestreuten Lichts an einem abzubildenden Objekt vorgenommen werden. Bisherige einkanali- ge Spektrometer nutzen in der Regel eine Zeilenkamera zur Aufnahme des Spektrums für einen Kanal. Daher ist es erst durch Rasterung der Objektoberfläche möglich, das heißt, über einen zeitlichen Scan, ein räumlich aufgelöstes Bild des Ob- jekts zu erfassen.

Mehrkanalige Spektrometer nutzen einen Kamerachip zur zellenförmigen Abtastung einer Oberfläche, wobei eine spektrale Auflösung auf dem Kamerachip in einer Richtung senkrecht zu der räumlichen Auflösung erfolgt. Derartige Systeme sind auch als sogenannte hyperspektrale Bildgebungssysteme ("Hy- perspectral Imaging") bekannt. Auch bei diesen Systemen ist eine Rasterung der Objektoberfläche zur bildgebenden Erfassung des Objekts notwendig.

Die Druckschrift EP 1 984 770 Bl offenbart ein konfokales Spektroskopiesystem, wobei eine Kodierung eines Profils eines Objekts über den Spektralverlauf einer polychromatischen Lichtquelle erfolgt. Dazu wird eine Abbildungsoptik mit chro- matischer Aberration verwendet, um eine wellenlängenabhängige Lage des Abbildungsfokus entlang der optischen Achse zu er ¬ zeugen . Die Druckschrift DE 697 300 30 T2 offenbart ein konfokales spektroskopisches Abbildungssystem, bei dem Modulatormittel zur Abbildung eines Beleuchtungsmuster auf ein abzubildendes Objekt eingesetzt werden, so dass über die Beleuchtungsmus- tersequenz eine räumliche Auflösung des Objekts möglich ist.

Es besteht ein Bedarf an einem bildgebenden Spektrometer, welches für ein ruhendes Objekt für jeden Bildpunkt ein

Spektrum des reflektierten bzw. gestreuten Lichts zur Erzeu- gung eines Bildkontrastes liefert.

Zusammenfassung der Erfindung

Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht daher in einem konfokalen Spektrometer, mit einer breitbandigen Lichtquelle, einer vor der Lichtquelle angeordneten drehbaren ersten Blendenvorrichtung mit einer strukturierten Anordnung einer Vielzahl von Durchgangslöchern, welche dazu ausgelegt ist, das Gesichtsfeld eines abzubildenden Objekts durch die

Lichtquelle zu beleuchten, einer Abbildungsoptik, welche dazu ausgelegt ist, ein Abbild der strukturierten Anordnung der Vielzahl von Durchgangslöchern auf das Objekt zu fokus- sieren, einem Dispersionselement, welches dazu ausgelegt ist, das von dem Objekt reflektierte Licht entlang einer Dispersionsachse senkrecht zu der optischen Achse der Abbil ¬ dungsoptik spektral zu dispergieren, und einer Detektoreinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, das spektral disper- gierte reflektierte Licht zum Erzeugen eines spektral aufge ¬ lösten Bildes des Objekts zu erfassen.

Eine wesentliche Idee der Erfindung besteht darin, eine voll ¬ ständige räumliche Auflösung zeitgleich mit einer vollständig spektralen Auflösung des Bildes eines Objekts in einem

Spektrometer zu ermöglichen. Dazu wird die Konfokaltechnik mit einer Abbildungsblendenvorrichtung und einer der Abbildungsblendenvorrichtung entsprechenden Detektorblendenvorrichtung eingesetzt, wobei die Blendenvorrichtungen jeweils ein strukturiert eingebrachtes Muster von Durchgangslöchern aufweisen. Dabei können unterschiedliche Blendenvorrichtungen eingesetzt werden, wenn das Dispersionselement nicht in der Abbildungsoptik angeordnet ist. Alternativ kann ein unterschiedlicher Strahlengang für einfallendes und reflektier- tes Licht innerhalb der Abbildungsoptik realisiert werden, so dass die gleiche Blendenvorrichtung für Abbildung und Lichterfassung genutzt werden kann.

Gemäß einer Ausführungsform kann das Spektrometer eine dreh- bare zweite Blendenvorrichtung mit einer strukturierten Anordnung einer Vielzahl von Durchgangslöchern, welche der strukturierten Anordnung der Vielzahl von Durchgangslöchern der ersten Blendenvorrichtung entspricht, aufweisen, wobei die zweite Blendenvorrichtung derart zwischen dem Dispersi- onselement und der Detektoreinrichtung angeordnet ist, so dass das von dem Objekt reflektierte, spektral dispergierte Licht konfokal durch die strukturierte Anordnung der Viel ¬ zahl von Durchgangslöchern der zweiten Blendenvorrichtung auf die Detektoreinrichtung abgebildet wird. Vorteilhafter- weise kann dabei die zweite Blendenvorrichtung zum Auswählen einer durch die Detektoreinrichtung zu erfassenden Wellenlänge des reflektierten Lichts des Objekts senkrecht zu der optischen Achse des Spektrometers verschiebbar sein. Dies ermöglicht vorteilhafterweise die mechanische Auswahl einer abzubildenden Wellenlänge des reflektierten Lichts. Dadurch können in sehr kurzer Zeit komplette räumlich und spektral aufgelöste Bilder eines Objekts konfokal erfasst werden.

Gemäß einer Ausführungsform kann die erste Blendenvorrich- tung und/oder die zweite Blendenvorrichtung eine Nipkow- Scheibe sein. Auf diese Weise kann eine geometrisch opti ¬ mierte Ausleuchtung des gesamten Objekts ohne überlappend einfallendes Licht durch verschiedene Durchgangslöcher er ¬ folgen .

Gemäß einer Ausführungsform kann die Abbildungsoptik einen ersten optischen Pfad für das von der Lichtquelle auf das Objekt treffende Licht und einen zweiten optischen Pfad für das von dem Objekt reflektierte Licht aufweisen, und das Dispersionselement in dem zweiten optischen Pfad angeordnet sein. Dies ermöglicht es in vorteilhafter Weise, die gleiche Blendenvorrichtung zur Abbildung des reflektierten Lichts wie zur Abbildung des einfallenden Lichts zu verwenden. Dadurch ist eine aufwändige Synchronisation mehrerer Blendenvorrichtungen nicht mehr nötig. Zudem wird dadurch eine kompakte Bauform des Spektrometers ermöglicht. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die erste Blendenvorrichtung eine Vielzahl von Zylinderlinsen aufweisen, welche dazu ausgelegt sind, Licht der Lichtquelle auf die Spalte des ersten Spaltrasters abzubilden. Dies bietet den Vorteil, dass die Lichtintensität der Lichtquelle maximal ausgenutzt werden kann, da nahezu das gesamte Licht der Lichtquelle auf das Spaltraster kollimiert werden kann.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Dispersionselement ein Prisma, ein Beugungsgitter, ein Interferenzfilter oder einen akusto-optischen Modulator umfassen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Detektoreinrichtung ein CCD-Sensorarray, ein CMOS-Sensorarray oder ein Avalanche-Photodiodenarray aufweisen. Dabei kann die Detek- toreinrichtung dazu ausgelegt sein, reflektierte Bildpunkte des Objekts entlang einer Arrayachse spektral aufzulösen. Dies ist besonders vorteilhaft, da einzelne Bildpixel des Ob ¬ jekts jeweils auf ein Unterarray von Pixeln des Arrays der Detektoreinrichtung abgebildet werden können. Mithilfe dieser Unterarrays von Pixeln können dann sowohl räumlich als auch spektral aufgelöste Bilder eines Objekts erstellt werden, was besonders für medizinische bildgebende Anwendungen eine In ¬ formationsanreicherung in räumlichen Darstellungen von Objekten bedeutet.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Lichtquelle eine Weißlichtquelle sein. Dadurch steht in vorteilhafterweise zu jedem Zeitpunkt der Bildgebung jede spektrale Komponente gleichermaßen im reflektierten Lichtspektrum zur Erfassung zur Verfügung. Insbesondere können dadurch verschiedene Wel ¬ lenlängen des reflektierten Lichtspektrums gleichzeitig er- fasst werden.

Die vorliegende Erfindung schafft gemäß einem weiteren Aspekt ein Verfahren zur Bildgebung in einem konfokalen Spektrome- ter, mit den Schritten des Abbildens einer breitbandigen Lichtquelle durch eine drehbare Blendenvorrichtung mit einer strukturierten Anordnung einer Vielzahl von Durchgangslöchern, des Fokussierens der Abbildung der strukturierten Anordnung der Vielzahl von Durchgangslöchern auf ein abzubildendes Objekt, des spektralen Dispergierens des durch das Ob ¬ jekt reflektierten Lichts mithilfe eines Dispersionselements, des Fokussierens des spektral dispergierten reflektierten

Lichts auf eine drehbare Blendenvorrichtung mit einer strukturierten Anordnung einer Vielzahl von Durchgangslöchern, und des Detektierens des durch die drehbare Blendenvorrichtung tretenden reflektierten Lichts zum Erzeugen eines spektral aufgelösten Bildes des Objekts.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Verfahren den Schritt des Verschiebens der drehbaren Blendenvorrichtung entlang der Dispersionsachsenrichtung zum Auswählen der Wel- lenlänge des detektierten Lichts umfassen. Dadurch können verschiedene Wellenlängen des reflektierten Lichtspektrums gezielt während der spektroskopischen Aufnahme zur Erfassung ausgewählt werden. Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann das Verfahren den Schritt des Verschiebens des Dispersionselements senk ¬ recht zur optischen Achse des Spektrometers zum Auswählen der Wellenlänge des detektierten Lichts umfassen. Dies bietet den Vorteil, dass die Blendenvorrichtung ortsfest gehalten wer- den, was gerade bei rotierenden Blendenvorrichtungen erheblich konstruktive Vorteile mit sich bringt. Weitere Modifikationen und Variationen ergeben sich aus den Merkmalen der abhängigen Ansprüche.

Kurze Beschreibung der Figuren

Verschiedene Ausführungsformen und Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung werden nun in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen genauer beschrieben, in denen Fig. 1 eine schematische Darstellung eines konfokalen

Spektrometers ;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Blendenvorrichtung eines konfokalen Spektrometers;

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Abbildung eines

Spaltrasters auf einer Detektoreinrichtung eines konfokalen Spektrometers; Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Blendenvorrichtung eines konfokalen Spektrometers;

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Abbildung eines

Spaltrasters auf einer Detektoreinrichtung eines kon- fokalen Spektrometers;

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Blendenvorrichtung eines konfokalen Spektrometers; Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur

Bildgebung in einem konfokalen Spektrometer ;

Fig. 8 eine schematische Darstellung eines konfokalen

Spektrometers gemäß einem Aspekt der Erfindung;

Fig. 9 eine schematische Darstellung einer Blendenvorrichtung eines konfokalen Spektrometers gemäß einem wei ¬ teren Aspekt der Erfindung; Fig. 10 eine schematische Darstellung eines konfokalen

Spektrometers gemäß einem weiteren Aspekt der Erfin ¬ dung; und

Fig. 11 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur

Bildgebung in einem konfokalen Spektrometer gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung zeigt. Die beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Aus- führungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung.

Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maß ¬ stabsgetreu zueinander gezeigt. Gleiche Bezugszeichen be- zeichnen dabei gleiche oder ähnlich wirkende Komponenten. Die im Folgenden verwendete Richtungsterminologie mit Begriffen wie "oben", "unten", "rechts", "links", "vorne", "hinten" und dergleichen wird lediglich zum leichteren Verständnis der Zeichnungen eingesetzt und stellt keine Beschränkung der All- gemeinheit dar.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines konfokalen Spektrometers 100. Das Spektrometer 100 umfasst ein Abbil ¬ dungssystem 1, welches dazu ausgelegt ist, Licht einer Licht ¬ quelle 11 auf ein zu spektroskopierendes Objekt 16 zu fokus- sieren. Das Spektrometer 100 umfasst außerdem ein Detektor- System 2, welches dazu ausgelegt ist, Licht, welches durch das Objekt 16 gestreut und/oder reflektiert wird, zu erfassen und daraus ein Bild der Objekts 16 zu erzeugen. Das Abbildungssystem 1 umfasst eine Lichtquelle 11. Die

Lichtquelle 11 kann eine breitbandige oder auch polychromati ¬ sche Lichtquelle 11 sein, das heißt, eine Lichtquelle 11 die Licht über einen weiten Frequenz- bzw. Wellenlängenbereich abgibt. Beispielsweise kann die Lichtquelle 11 eine Weiß- lichtquelle, ein Globar, eine Nernstlampe, eine Nickel-Chrom- Wendel, eine Halogen-Gasentladungslampe, eine Xenon- Gasentladungslampe, eine Superlumineszenzdiode, eine LED oder eine ähnliche polychromatische Lichtquelle sein. Weiterhin kann der spektrale Wellenlängenbereich, den das Emissions- spektrum der Lichtquelle 11 umfasst, im UV-Bereich, im Be ¬ reich des sichtbaren Lichts und/oder im Infrarotbereich liegen .

Das von der Lichtquelle 11 emittierte Licht kann über eine Linse 12 zu einem parallelen Strahlenbündel kollimiert werden und auf eine erste Blendenvorrichtung 14 gerichtet werden. Die erste Blendenvorrichtung 14 kann ein spaltförmiges bzw. schlitzförmiges Raster aufweisen. Ein Beispiel für ein derartiges spaltförmiges Raster ist schematisch in Fig. 2 darge- stellt. Die erste Blendenvorrichtung 14 in Fig. 2 weist eine Struktur aus Durchgangsschlitzen 14 k auf. Die Durchgangsschlitze können in einem spaltförmigen Muster angeordnet sein, so dass zwei benachbart gelegene Durchgangsspalte 14 k und 14 k+ i um einen lateralen vorbestimmten Abstand beabstandet sind. Die Anzahl der Durchgangsspalte 14 k kann dabei beliebig groß sein. Ebenso kann die Breite der Durchgangsspalte 14 k beliebig groß sein. Die Durchgangsspalte 14 k können eine Län ¬ ge aufweisen, welche der Länge des aufzulösenden Bereichs auf dem Objekt 16 entsprechen kann.

Es kann in dem Abbildungssystem 1 vorgesehen sein, dass das kollimierte Licht über Zylinderlinsen 13a in einer Zylinderlinsenanordnung 13 auf die Spalte des Spaltrasters 14 k der ersten Blendenvorrichtung 14 fokussiert werden. Dabei kann jedem Durchgangsspalt 14 k jeweils eine der Zylinderlinsen 13a zugeordnet sein. Die Zylinderlinsenanordnung 13 kann beispielsweise integral mit der ersten Blendenvorrichtung 14 verbunden sein. Durch die Zylinderlinsen 13 kann ein höherer Anteil des Lichts der Lichtquelle 11 zur Projektion des

Spaltrasters 14 k der ersten Blendenvorrichtung 14 auf das Objekt 16 genutzt werden. Das die erste Blendenvorrichtung 14 passierende Licht kann über eine erste Abbildungsoptik 15 auf das Objekt 16 fokus ¬ siert werden. Dabei wird das Objekt 16 auf seiner Oberfläche auf einem Fokuspunkt 16a durch das Licht der Lichtquelle 11 beleuchtet. Die Beleuchtung erfolgt in dem Muster der Spalt- struktur der ersten Blendenvorrichtung 14. Dazu können beispielsweise eine Tubusoptik 15a sowie eine Objektivlinsenvorrichtung 15b eingesetzt werden.

Das von dem Objekt 16 gestreute bzw. reflektierte Licht wird durch die Objektivlinsenvorrichtung 15b wieder zurück in die Abbildungsoptik 15 geführt. In der Abbildungsoptik 15 kann ein Strahlteilerelement 15c angeordnet sein, welches bei ¬ spielsweise ein polarisierender Strahlteiler, ein Interferenzfilter oder ein ähnliches, einen einfallenden Lichtstrahl teilendes optisches Bauelement sein kann. Das gestreute bzw. reflektierte Licht wird über einen Strahlengang mit einer op ¬ tischen Achse in das Detektorsystem 2 gelenkt.

Das Detektorsystem 2 weist ein spektral dispersives Element 21 auf, welches eine spektrale Aufspaltung des breitbandig reflektierten Lichts des Objekts entlang einer Dispersions ¬ richtung bewirkt. Die Dispersionsrichtungsachse D kann dabei senkrecht zu der optischen Achse A stehen, so dass die spekt ¬ rale Information des gestreuten bzw. reflektierten Lichts entlang der Dispersionsrichtungsachse D aufgelöst ist. Das Dispersionselement 21 kann beispielsweise ein Prisma, ein Beugungsgitter, ein holografisches Gitter, ein Blazegitter, einen akusto-optischer Modulator, ein Interferenzfilter oder ein ähnliches Element aufweisen.

Das spektral dispergierte Licht kann über eine Fokussierlinse 22 auf eine zweite Blendenvorrichtung 23 fokussiert werden. Die zweite Blendenvorrichtung 23 kann dabei insbesondere ein der ersten Blendenvorrichtung 14 ähnliches Spaltraster aufweisen. Das spektral dispergierte Licht wird durch die zweite Blendenvorrichtung 23 hindurch auf eine Detektoreinrichtung 24 abgebildet.

Es kann dabei möglich sein, als Detektoreinrichtung 24 ein eindimensionales Sensorarray, beispielsweise ein CCD- Sensorarray, ein CMOS-Sensorarray, ein Avalanche-Photodioden- Array oder eine ähnliche Zeilenmatrix an lichtempfindlichen

Sensorelementen aufweisen. Die Detektoreinrichtung 24 kann in diesem Fall mit der zweiten Blendenvorrichtung 23 gemeinsam entlang der Dispersionsrichtungsachse D verschoben werden, so dass durch die zweite Blendenvorrichtung 23 jeweils ein An- teil des spektral dispergierten Lichts des Dispersionsele ¬ ments 21 ausgewählt und auf die Detektoreinrichtung 24 abge ¬ bildet werden kann.

Alternativ kann es auch möglich sein, keine zweite Blenden- Vorrichtung 23 zu verwenden. Dabei kann dann ein zweidimensionales Sensorarray, beispielsweise ein CCD-Sensorarray, ein CMOS-Sensorarray, ein Avalanche-Photodioden-Array oder eine ähnliche flächige Matrix an lichtempfindlichen Sensorelementen als Detektoreinrichtung 24 eingesetzt werden. Auf diese Weise kann jede Wellenlängenanteil des spektral dispergierten Lichts entlang der Arrayachse erfasst werden, die parallel zu der Dispersionsrichtungsachse D verläuft. Dazu kann das spektral dispergierte Licht über die Fokussierlinse 22 direkt auf die Detektoreinrichtung 24 fokussiert werden. Eine bei- spielhafte Ausführungsform einer solchen Detektoreinrichtung 24 ist in Fig. 3 zur Veranschaulichung schematisch dargestellt . Fig. 3 zeigt eine Detektoreinrichtung 24, welche ein Array 24a aus Detektorpixeln aufweist. Die Detektorpixel können da ¬ bei beispielsweise einzelne Sensorelemente des Arrays 24a um ¬ fassen. Das Strahlraster 14 k der ersten Blendenvorrichtung 14 wird dabei konfokal auf das Detektorarray 24a abgebildet. Da ¬ bei entsteht beispielsweise ein Strahlmuster aus Spaltabbil ¬ dungen 25 k - Die gezeigten Spaltabbildungen 25 k entsprechen dabei jeweils einer bestimmten Wellenlänge des reflektierten und spektral dispergierten Lichts. Ein Bildpunkt des Objekts 16 wird in ein Unterarray 26 k , n des Detektorarrays 24a abge ¬ bildet. In einer Hauptspaltrichtung R erfolgt dabei eine räumliche Auflösung des Objekts 16 in vertikaler Richtung, während entlang einer Arrayachse S eine spektrale Auflösung erfolgen kann.

Gezeigt sind in gestrichelten Umrandung zwei Nachbarpixel

26 k +i , n und 26k, n+i des Unterarrays 26k, n - Der Nachbarpixel 26 k +i , n bildet dabei einen auf den Pixel 26 k , n in lateraler räumlicher Richtung folgenden Bildpunkt des Objekts 16 ab, während der Nachbarpixel 26k, n+i einen auf den Pixel 26k, n in vertikaler räumlicher Richtung folgenden Bildpunkt des Objekts 16 abbil ¬ det. Entlang der Arrayachse S kann innerhalb jedes Unterar ¬ rays eine spektrale Auflösung des jeweiligen Bildpunkt des Objekts 16 erfolgen, da das spektral dispersive Element 21 eine spektrale Aufspaltung des Objektbilds entlang der Dis ¬ persionsrichtungsachse D verursacht, welche beispielsweise mit der Arrayachse S zusammenfallen kann. Die Auswahl des zu bestimmenden spektralen Bereichs des reflektierten Lichts kann beispielsweise über die elektronische Ansteuerung der jeweils entlang der Arrayachse S liegenden spektral zugeord ¬ neten Pixel innerhalb der Unterarrays 26 k , n erfolgen.

Wenn eine zweite Blendenvorrichtung 23 eingesetzt wird, wird jeweils nur derjenige spektrale Teil des spektral dispergier- ten Lichts auf die Detektoreinrichtung 24 gelenkt, welcher dem lateralen Versatz der zweiten Blendenvorrichtung 23 entlang der Dispersionsrichtungsachse D im Bezug auf die Lage der ersten Blendenvorrichtung 13 entspricht. Mit anderen Wor- ten, durch einen lateralen Versatz des Spaltrasters der zweiten Blendenvorrichtung 23 kann eine spektrale Auswahl des reflektierten Lichts getroffen werden, so dass nur ein Teil einer zweidimensionalen Detektoreinrichtung 24 beleuchtet wird.

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Blendenvorrichtung 23. Die zweite Blendenvorrichtung 23 kann dabei ein Spaltraster 23 k aufweisen, welches dem Spaltraster der ersten Blendenvorrichtung 14 entsprechen kann. Durch ei- nen lateralen Versatz um eine vorbestimmte Distanz d entlang der Dispersionsrichtungsachse D kann die zweite Blendenvor ¬ richtung 23 einen bestimmten spektral aufgespaltenen Teil des reflektierten Lichts selektieren. Durch eine Variation des Versatzes der zweiten Blendenvorrichtung 23 um verschiedene vorbestimmte Distanzen d kann das gesamte Spektrum des ge ¬ streuten bzw. reflektierten Lichts entlang der Arrayachse S eines Unterarrays 26 k , n des Detektorarrays 24a abgebildet wer ¬ den . Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaf ¬ ten Abbildung eines spektralen Anteils des Bildes des Objekts 16. Beispielsweise wird eine um eine vorbestimmte Distanz d gegenüber der ersten Blendenvorrichtung 14 lateral verschobene Blendenvorrichtung 23 ein Spaltmuster 23 k auf dem Detek- torarray 24a abbilden. Dieses Spaltmuster 23 k ist gegenüber dem Spaltmuster 25 k entlang der Arrayachse S verschoben und bildet gleichzeitig einen anderen spektralen Bereich des gestreuten bzw. reflektierten Lichts des Objekts auf dem Detek- torarray 24a ab. Dadurch kann über die Aufweitung der Bild- punkte des Objekts 16 in Unterarrays 26 k , n der Detektorein ¬ richtung 24 zugleich eine räumliche Auflösung des Objekts, das heißt, eine Bildgebung, und eine spektrale Auflösung des Objekts erfolgen. Die spektrale Bilderfassung kann beispielsweise über eine scannende laterale Versatzbewegung der Blendenvorrichtung 23 erfolgen. Alternativ kann es möglich sein, über eine elektro- nische Ansteuerung der Pixel der Detektoreinrichtung 24 eine spektrale Auswahl zu treffen.

Für bestimmte Anwendungen, beispielsweise im medizinischen Bereich, kann es sinnvoll sein, eine Vorauswahl an aufzulösenden spektralen Bereichen zu treffen. Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Blendenvorrichtung 23, welche neben einem ersten Spaltraster 23 k ein zweites Spalt ¬ raster 27 k aufweist, welches gegenüber dem ersten Spaltraster 23 k um eine vorbestimmte Distanz versetzt ist. Die Anzahl der Spaltraster ist in Fig. 6 nur beispielhaft mit zwei darge ¬ stellt - es kann prinzipiell jede beliebige Anzahl von Spalt ¬ rastern zur Auswahl einer Vielzahl von aufzulösenden Wellenlängenbereichen verwendet werden. Durch die Vorauswahl der Wellenlängenbereiche ist es nicht mehr nötig, die zweite

Blendenvorrichtung 23 zu bewegen, da jedes Spaltraster 23 k und 27 k den ihm zugewiesenen spektral dispergierten Wellenlängenbereich auf disjunkte Pixelbereiche des Detektorarrays 24a projizieren können. Auf diese Weise können beispielsweise eindimensionale Detektorarrays 24a mit hoher Lichtempfind ¬ lichkeit, wie zum Beispiel Avalanche-Photodiodenarrays einge ¬ setzt werden, da ohnehin nur ein vorbestimmter Spaltbereich der Detektoreinrichtung 24 zur Erfassung des Lichts von dem Objekt 16 genutzt werden kann. Eine denkbare Anwendung ist die Erzielung von spektralem Kontrast zwischen gutartigem Gewebe und Tumorgewebe in der bildgebenden Gewebediagnostik.

Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens 200 zur Bildgebung in einem konfokalen Spektrometer, insbe- sondere in einem konfokalen Spektrometer 100, wie in Fig. 1 gezeigt. Das Verfahren 200 umfasst als ersten Schritt 201 ein Abbilden einer breitbandigen Lichtquelle auf eine erste Blendenvorrichtung mit einem ersten Spaltraster einer Hauptspaltrichtung zum Erzeugen eines Spaltmusters. Die Lichtquelle kann dabei beispielsweise ein Weißlichtquelle oder eine poly ¬ chromatische Lichtquelle sein. Das Abbilden der Lichtquelle kann dabei derart erfolgen, dass die Lichtquelle auf die Spalte des ersten Spaltrasters mithilfe einer Vielzahl von den Spalten zugeordneten Zylinderlinsen abgebildet wird.

In einem zweiten Schritt 202 erfolgt ein Fokussieren des Spaltmusters auf ein abzubildendes Objekt. In einem dritten Schritt 203 erfolgt ein spektrales Dispergieren des durch das Objekt reflektierten Lichts entlang einer Dispersionsachse, welche senkrecht zu der Hauptspaltrichtung steht. Das spekt ¬ rale Dispergieren kann beispielsweise mithilfe eines Prismas, eines Beugungsgitters, eines Interferenzfilters oder eines akusto-optischen Modulators durchgeführt werden.

In einem vierten Schritt 204 kann ein Fokussieren des spektral dispergierten reflektierten Lichts auf eine Detektorein- richtung erfolgen. Dabei kann es möglich sein, das spektral dispergierte Licht auf eine zweite Blendenvorrichtung mit ei ¬ nem zweiten Spaltraster der Hauptspaltrichtung des ersten Spaltrasters zu fokussieren. Es ist dabei möglich, dass ein Teilen des von dem Objekt reflektierten Lichts mit einem Strahlteilerelement aus dem Strahlengang der Abbildung des Spaltmusters erfolgt.

In einem fünften Schritt 205 erfolgt ein Detektieren des reflektierten Lichts zum Erzeugen eines spektral aufgelösten Bildes des Objekts. Das Detektieren des reflektierten Lichts kann beispielsweise mit einem zweidimensionalen CCD- Sensorarray, einem CMOS-Sensorarray oder einem Avalanche- Photodiodenarray durchgeführt werden. Dabei können die re ¬ flektierten Bildpunkte des Objekts entlang einer Arrayachse spektral aufgelöst werden. Wenn eine zweite Blendenvorrich ¬ tung verwendet wird, kann es zur Auswahl der Wellenlänge des detektierten Lichts möglich sein, die zweite Blendenvorrichtung entlang der Dispersionsachsenrichtung zum Auswählen der Wellenlänge des detektierten Lichts zu verschieben. In diesem Fall kann als Detektoreinrichtung auch ein eindimensionales Sensorarray, beispielsweise ein empfindliches eindimensiona ¬ les Avalanche-Photodiodenarray verwendet werden, welches mit der zweiten Blendenvorrichtung zusammen entlang der Dispersionsachsenrichtung verschoben werden kann.

Fig. 8 zeigt eine schematische Darstellung eines konfokalen Spektrometers 300. Das Spektrometer 300 umfasst ein Abbil ¬ dungssystem 1, welches dazu ausgelegt ist, Licht einer

Lichtquelle 11 auf ein zu spektroskopierendes Objekt 16 zu fokussieren. Das Spektrometer 300 umfasst außerdem ein Detektorsystem 2, welches dazu ausgelegt ist, Licht, welches durch das Objekt 16 gestreut und/oder reflektiert wird, zu erfassen und daraus ein Bild der Objekts 16 zu erzeugen.

Das Abbildungssystem 1 umfasst eine Lichtquelle 11. Die

Lichtquelle 11 kann eine breitbandige oder auch polychromati- sehe Lichtquelle 11 sein, das heißt, eine Lichtquelle 11 die Licht über einen weiten Frequenz- bzw. Wellenlängenbereich abgibt. Beispielsweise kann die Lichtquelle 11 eine Weiß ¬ lichtquelle, ein Globar, eine Nernstlampe, eine Nickel-Chrom- Wendel, eine Halogen-Gasentladungslampe, eine Xenon- Gasentladungslampe, eine Superlumineszenzdiode, eine LED oder eine ähnliche polychromatische Lichtquelle sein. Weiterhin kann der spektrale Wellenlängenbereich, den das Emissionsspektrum der Lichtquelle 11 umfasst, im UV-Bereich, im Bereich des sichtbaren Lichts und/oder im Infrarotbereich lie- gen.

Das von der Lichtquelle 11 emittierte Licht kann über eine Linse 12 zu einem parallelen Strahlenbündel kollimiert werden und auf eine erste Blendenvorrichtung 34 gerichtet werden. Die erste Blendenvorrichtung 34 kann eine strukturierte An ¬ ordnung einer Vielzahl von Durchgangslöchern, sogenannten Pinholes aufweisen. Ein Beispiel für eine derartige struktu ¬ rierte Anordnung kann eine Nipkow-Scheibe sein, wie sie bei ¬ spielhaft in Fig. 9 dargestellt ist.

Die erste Blendenvorrichtung 34 in Fig. 9 ist kreisförmig und weist eine Struktur aus Durchgangslöchern 35 k auf. Die Durchgangslöcher 35 k können entlang kreisförmiger, konzentri- scher Bahnen 36 k unterschiedlichen Durchmessers angeordnet sein, so dass zwei benachbart gelegene Durchgangslöcher 35 k und 35 k+ i entlang des Umfangs der ersten Blendenvorrichtung 34 um einen vorbestimmten Abstand beabstandet sind. Die Anzahl der Durchgangslöcher 35 k kann dabei beliebig groß sein. Durch eine schnelle Drehung der ersten Blendenvorrichtung 34 kann das gesamte Objekt 16 über die gesamte Blendenvorrichtung 34 hinweg zeitlich abgescannt werden, da jeder Bildpunkt des Ob ¬ jekts 16 durch die gestaffelte Anordnung der Bahnen 36 k von mindestens einem Durchgangsloch 35 k während einer vollständi ¬ gen Umdrehung der Blendenvorrichtung 34 einmal überstrichen wird. Eine Blendenvorrichtung 34 kann auch als Nipkow-Scheibe bezeichnet werden. Es kann in dem Abbildungssystem 1 vorgesehen sein, dass das kollimierte Licht über Linsen 33a in einer Linsenanordnung 33 auf die Durchgangslöcher der ersten Blendenvorrichtung 34 fo- kussiert werden. Dabei kann jedem Durchgangsloch 34 k jeweils eine der Linsen 33a zugeordnet sein. Die Linsenanordnung 33 kann beispielsweise integral mit der ersten Blendenvorrichtung 34 verbunden sein. Durch die Linsen 33 kann ein höherer Anteil des Lichts der Lichtquelle 11 zur Projektion des

Struktur aus Durchgangslöchern 34 k der ersten Blendenvorrichtung 34 auf das Objekt 16 genutzt werden.

Das die erste Blendenvorrichtung 14 passierende Licht kann über eine erste Abbildungsoptik 15 auf das Objekt 16 fokus- siert werden. Dabei wird das Objekt 16 auf seiner Oberfläche auf einem Fokuspunkt 16a durch das Licht der Lichtquelle 11 beleuchtet. Die Beleuchtung erfolgt über eine Drehung der ersten Blendenvorrichtung 34 über das gesamte Gesichtsfeld des Objekts 16. Dazu können beispielsweise eine Tubusoptik 15a sowie eine Objektivlinsenvorrichtung 15b eingesetzt werden .

Das von dem Objekt 16 gestreute bzw. reflektierte Licht wird durch die Objektivlinsenvorrichtung 15b wieder zurück in die Abbildungsoptik 15 geführt. In der Abbildungsoptik 15 kann ein Strahlteilerelement 15c angeordnet sein, welches bei ¬ spielsweise ein polarisierender Strahlteiler, ein Interferenzfilter oder ein ähnliches, einen einfallenden Lichtstrahl teilendes optisches Bauelement sein kann. Das gestreute bzw. reflektierte Licht wird über einen Strahlengang mit einer op ¬ tischen Achse A in das Detektorsystem 2 gelenkt.

Das Detektorsystem 2 weist ein spektral dispersives Element 41 auf, welches eine spektrale Aufspaltung des breitbandig reflektierten Lichts des Objekts entlang einer Dispersions ¬ richtung bewirkt. Die Dispersionsrichtungsachse D kann dabei senkrecht zu der optischen Achse A stehen, so dass die spekt ¬ rale Information des gestreuten bzw. reflektierten Lichts entlang der Dispersionsrichtungsachse D aufgelöst ist. Das Dispersionselement 41 kann beispielsweise ein Prisma, ein

Beugungsgitter, ein holografisches Gitter, ein Blazegitter, ein akusto-optischer Modulator, ein Interferenzfilter oder ein ähnliches Element aufweisen. Das spektral dispergierte Licht kann über eine Fokussierlin- se 22 auf eine zweite Blendenvorrichtung 43 fokussiert wer ¬ den. Die zweite Blendenvorrichtung 43 kann dabei insbesonde ¬ re ein der ersten Blendenvorrichtung 34 ähnliches Durchgangslochmuster 35 k aufweisen. Das spektral dispergierte Licht wird durch die zweite Blendenvorrichtung 43 hindurch auf eine Detektoreinrichtung 24 abgebildet. Die Detektoreinrichtung 24 kann beispielsweise ein zweidimensionales CCD- Sensorarray, ein CMOS-Sensorarray, ein Avalanche- Photodioden-Array oder ein ähnliche Matrix an lichtempfind- liehen Sensorelementen aufweisen.

Die zweite Blendenvorrichtung 43 kann dabei um eine Achse B rotieren, so dass die Rotation der Durchgangslöcher mit denen der Durchgangslöcher 35 k der ersten Blendenvorrichtung 34 übereinstimmt. Dadurch kann kann durch das Objekt 16 reflek ¬ tierte bzw. gestreute konfokal mit der ersten Blendenvor ¬ richtung 43 abgebildet werden. Dies bedeutet, dass eine Tie ¬ fenselektion erfolgen kann, da nur Bildpunkte auf dem Objekt 16, welche innerhalb der Fokustiefe des Fokuspunkts 16 lie ¬ gen, durch die zweite Blendenvorrichtung 43 hindurch abgebildet werden können. Durch die spektrale Dispersion des Dispersionselements 41 entlang der Dispersionsachse D kann ein lateraler Versatz der zweiten Blendenvorrichtung 43 entlang dieser Dispersionsrichtungsachse D zu einer spektralen Auswahl des konfokal erfassten Lichts des Objekts 16 erfolgen. Mit anderen Worten ist zugleich mit einer vollen lateralen Auflösung des Objekts 16 zugleich eine spektrale Auflösung des Objekts 16 möglich, indem ein lateraler Versatz zwischen der ersten Blendenvorrichtung 34 und der zweiten Blendenvorrichtung 43 mit Bezug auf die optische Achse A eingestellt wird.

Alternativ besteht auch die Möglichkeit, durch Manipulation des Dispersionselements 41 eine Verschiebung des Spektrums bezüglich der optischen Achse zu erreichen. Beispielsweise kann ein Prisma 41 gedreht werden, oder ein akusto-optischer Modulator 41 entsprechend angesteuert werden.

In Fig. 10 ist in schematischer Darstellung ein weiteres konfokales Spektrometer 400 gezeigt. Das Spektrometer 400 in Fig. 10 unterscheidet sich von dem Spektrometer 300 in Fig. 8 im Wesentlichen darin, dass die erste Blendenvorrichtung 34 als gemeinsame Beleuchtungs- und Abbildungsvorrichtung genutzt wird. Dazu ist nach der ersten Blendenvorrichtung 34 eine Abbildungsoptik 45 vorgesehen, in der durch Strahlteilerelemente 45a, 45b, 45c, 45d und Spiegelelemente 45e und 45f unterschiedliche Strahlengänge des einfallenden und re ¬ flektierten Lichts realisiert werden.

Dazu kann hinter der Linse 12 ein Polarisator 41 vorgesehen sein, welcher das von der Lichtquelle 11 ausgehende Licht linear polarisiert. Das einfallende Licht passiert die

Strahlteiler 45a und 45b geradlinig, wenn diese polarisationsabhängige Strahlteiler, beispielsweise s-polarisierende Strahlteiler aufweisen. Über die p-polarisierenden Strahl- teiler 45c und 45d sowie die Spiegelelemente 45e und 45f wird das einfallende Licht entlang des Strahlengangs W zu dem Objekt geleitet. Mithilfe eines Lambda/4-Plättchens 46 kann eine Phasendrehung der Polarisation um 90° erfolgen.

Das von dem Objekt 16 gestreute bzw. reflektierte Licht wird durch das Lambda/4-Plättchen 46 erneut um 90° phasenverscho ¬ ben, so dass das reflektierte Licht die p-polarisierenden Strahlteiler 45d und 45c ungehindert geradlinig passieren kann, und es an dem Strahlteiler 45b entlang des Strahlengangs X abgelenkt wird. Die optischen Weglängen über die Strahlengänge W und X können dabei identisch sein. Im Strahlengang X befindet sich ein spektral dispersives Element 43, beispielsweise ein Prisma, welches eine spektral Aufspaltung des reflektierten bzw. gestreuten Lichts des Objekts bewirkt. Über eine Drehung des Strahlteilers 45a kann eine spektrale Auswahl des reflektierten bzw. gestreuten Lichts vorgenommen werden, welches über die Blendenvorrichtung 34 auf einen Strahlteiler 42 geleitet und von dort durch eine Fokussierlinse 22 auf die Detektoreinrichtung 24 gelenkt wird. Alternativ kann es möglich sein, über eine Drehung des spektral dispersiven Elements 41 eine Wellenlängenselektion zur Abbildung auf die Detektoreinrichtung 24 zu erreichen. Fig. 11 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens 500 zur Bildgebung in einem konfokalen Spektrometer, insbesondere in einem konfokalen Spektrometer 300 oder 400, wie im Zusammenhang mit den Fig. 8 bis 10 erläutert. In einem ersten Schritt 501 erfolgt ein Abbilden einer breit- bandigen Lichtquelle durch eine drehbare Blendenvorrichtung mit einer strukturierten Anordnung einer Vielzahl von Durchgangslöchern. Die Lichtquelle kann dabei eine Weißlichtquelle oder eine polychromatische Lichtquelle umfassen. Die drehbare Blendenvorrichtung kann dabei beispielsweise eine Nipkow- Scheibe umfassen. In einem zweiten Schritt 502 erfolgt ein Fokussieren der Abbildung der strukturierten Anordnung der Vielzahl von Durchgangslöchern auf ein abzubildendes Objekt. Dabei kann das Abbilden der Lichtquelle ein Abbilden der Lichtquelle auf die strukturierte Anordnung der Vielzahl von Durchgangslöchern mithilfe einer Vielzahl von den Durchgangslöchern zugeordneten Linsen umfassen.

In einem dritten Schritt 503 erfolgt ein spektrales Disper- gieren des durch das Objekt reflektierten Lichts mithilfe ei ¬ nes Dispersionselements, beispielsweise eines Prismas, eines Beugungsgitters, eines Interferenzfilters oder eines akusto- optischen Modulators. In einem vierten Schritt 504 erfolgt ein Fokussieren des spektral dispergierten reflektierten Lichts auf eine drehbare Blendenvorrichtung mit einer strukturierten Anordnung einer Vielzahl von Durchgangslöchern. Dabei kann die drehbaren Blendenvorrichtung senkrecht zur opti- sehen Achse des Spektrometers zum Auswählen der Wellenlänge des detektierten Lichts verschoben werden. Alternativ kann das Dispersionselement senkrecht zur optischen Achse des Spektrometers zum Auswählen der Wellenlänge des detektierten Lichts verschoben werden.

In einem fünften Schritt 505 erfolgt ein Detektieren des durch die drehbare Blendenvorrichtung tretenden reflektierten Lichts zum Erzeugen eines spektral aufgelösten Bildes des Ob ¬ jekts. Das Detektieren des reflektierten Lichts kann mit ei- nem CCD-Sensorarray, einem CMOS-Sensorarray oder einem Ava- lanche-Photodiodenarray durchgeführt werden, so dass die re ¬ flektierten Bildpunkte des Objekts entlang einer Arrayachse spektral aufgelöst werden können. Obschon Prinzipien, technische Effekte und Merkmale nur mit Bezug auf eine der Figuren dargestellt und erläutert worden sind, ist es jedoch ohne weiteres möglich, Ausgestaltungsva ¬ riationen und -modifikationen von einer in einer der Figuren erläuterten Ausführungsform auf jede andere der Ausführungs- formen der übrigen Figuren zu übertragen.

Die Erfindung betrifft ein konfokales Spektrometer, mit einer breitbandigen Lichtquelle, einer vor der Lichtquelle angeord- neten drehbaren ersten Blendenvorrichtung mit einer strukturierten Anordnung einer Vielzahl von Durchgangslöchern, welche dazu ausgelegt ist, das Gesichtsfeld eines abzubildenden Objekts durch die Lichtquelle zu beleuchten, einer Abbil- dungsoptik, welche dazu ausgelegt ist, ein Abbild der struk ¬ turierten Anordnung der Vielzahl von Durchgangslöchern auf das Objekt zu fokussieren, einem Dispersionselement, welches dazu ausgelegt ist, das von dem Objekt reflektierte Licht entlang einer Dispersionsachse senkrecht zu der optischen Achse der Abbildungsoptik spektral zu dispergieren, und einer Detektoreinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, das spektral dispergierte reflektierte Licht zum Erzeugen eines spektral aufgelösten Bildes des Objekts zu erfassen.