DE102005044842A1

DE102005044842A1 - Konfokalmikroskop

Info

Publication number: DE102005044842A1
Application number: DE102005044842A
Authority: DE
Inventors: Hisashi Okugawa
Original assignee: Nikon Corp; Nippon Kogaku KK
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2004-09-24
Filing date: 2005-09-20
Publication date: 2006-03-30
Also published as: JP2006091507A; US7312920B2; US20060066944A1

Abstract

Konfokalmikroskop, welches aufweist: ein erstes optisches Kondensorsystem, das Licht von einer Lichtquelle auf eine Probe konzentriert; ein Lochblendenelement mit einer Lochblende; ein zweites optisches Kondensorsystem, das Licht von der Probe in die Lochblende konzentriert; einen Polygonspiegel, der zwischen dem ersten optischen Kondensorsystem und der Lochblende angeordnet ist, mit einer Mehrzahl von Spiegelflächen, die sich voneinander unterscheidende Winkel relativ zu einer Drehachse erreichen und die so gebildet sind, dass sie die Drehachse in einem Vollkreis umschließen; und ein erstes optisches System, welches das Licht von der Lichtquelle und das Licht von der Probe trennt und das Licht von der Probe, das den Polygonspiegel verlässt, zu der Lochblende leitet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Konfokalmikroskop.

Im Stand der Technik wird ein Lichtscanner für ein konfokales System, das ein Scheibendrehsystem einsetzt, das ein Lochblendenelement mit einer darin ausgebildeten Mehrzahl von Lochblenden verwendet, in Verbindung mit einem Konfokalmikroskop verwendet (siehe Japanisches Patentblatt Nr. 2663780). Außerdem ist im Stand der Technik eine Polygonspiegelvorrichtung bekannt, die es erlaubt, dass Laserlicht unmittelbar zur Rasterpunktabtastung mit dem einzelnen Polygonspiegel verwendet wird (siehe japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. H5-45600).

Der in dem Japanischen Patentblatt Nr. 2663780 offenbarte Lichtscanner für ein konfokales System wendet eine Struktur an, die es erlaubt, dass Laserlicht, das mit an einer Kondensorscheibe angeordneten einzelnen Linsen konzentriert wurde, die an der Lochblendenscheibe ausgebildeten Lochblenden durchlaufen kann. Jedoch tritt, da die Linsen und die Lochblenden an den Scheiben zweidimensional ausgebildet sind, während des Herstellungsprozesses ein Problem dahingehend auf, dass die Ausrichtung der beiden Scheiben extrem schwierig ist. Dieses Problem wird dadurch angegangen, dass die Größe der Lochblenden wenigstens zweimal so groß wie die Größe der durch die Kondensorlinsen konzentrierten Lichtpunkte festgelegt wird. Jedoch verringern große Lochblenden die Schnittauflösung, was zu dem Problem führt, dass nicht der gesamte Vorteil des konfokalen Abtastens erreicht werden kann. Es gibt ein weiteres Problem dahingehend, dass die Größe der Lochblenden nicht einfach nach Bedarf verändert werden kann.

Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung weist ein Konfokalmikroskop auf: ein erstes optisches Kondensorsystem, das Licht von einer Lichtquelle auf eine Probe konzentriert; ein Lochblendenelement mit einer Lochblende; ein zweites optisches Kondensorsystem, das Licht von der Probe in die Lochblende konzentriert; einen Polygonspiegel, der zwischen dem ersten optischen Kondensorsystem und der Lochblende angeordnet ist, mit einer Mehrzahl von Spiegelflächen, die sich voneinander unterscheidende Winkel relativ zu einer Drehachse erreichen und die so gebildet sind, dass sie die Drehachse in einem Vollkreis umschließen; und ein erstes optisches System, welches das Licht von der Lichtquelle und das Licht von der Probe trennt und das Licht von der Probe, das den Polygonspiegel verlässt, zu der Lochblende leitet.

Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ist in dem Konfokalmikroskop gemäß dem ersten Aspekt bevorzugt, dass sich der Polygonspiegel mit einer konstanten Geschwindigkeit um die Drehachse dreht, das Licht von der Lichtquelle sequentiell an der Mehrzahl von Spiegelflächen reflektiert und das reflektierte Licht zu dem ersten optischen Kondensorsystem leitet und die Probe mit dem durch das erste optische Kondensorsystem auf die Probe konzentrierten Licht zweidimensional abtastet; dass das erste optische Kondensorsystem das Licht von der Probe zu dem Polygonspiegel leitet; und dass der Polygonspiegel das Licht von der Probe, welches das erste optische Kondensorsystem verlässt, an einer Spiegelfläche reflektiert, die einer Spiegelfläche entspricht, an welcher das Licht von der Lichtquelle reflektiert wurde, und das reflektierte Licht zu dem zweiten optischen Kondensorsystem leitet.

Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung ist in dem Konfokalmikroskop gemäß dem zweiten Aspekt bevorzugt, dass ferner ein Lichtdetektor, der das an der Lochblende konzentrierte Licht detektiert, und eine Proben-Bilderzeugungsvorrichtung vorgesehen sind, die ein zweidimensionales Bild der Probe auf der Basis des durch den Lichtdetektor detektierten Lichts und einer Drehposition des Polygonspiegels erzeugt.

Gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung ist in dem Konfokalmikroskop gemäß dem dritten Aspekt bevorzugt, dass eine Mehrzahl von konzentrierten Lichtpunkten mit dem Licht von der Lichtquelle auf der Probe gebildet werden; und dass das Lochblendenelement eine Mehrzahl von Lochblenden aufweist, wobei jede Lochblende in Übereinstimmung mit einem der Mehrzahl von konzentrierten Lichtpunkten verwendet wird.

Gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung ist in dem Konfokalmikroskop gemäß dem vierten Aspekt bevorzugt, dass die Mehrzahl von konzentrierten Lichtpunkten und die Mehrzahl von Lochblenden im Wesentlichen parallel zu der Drehachse des Polygonspiegels festgelegt sind.

Gemäß dem sechsten Aspekt der Erfindung ist in dem Konfokalmikroskop gemäß dem vierten Aspekt bevorzugt, dass der Polygonspiegel derart strukturiert ist, dass in dem Fall, dass eine mit der Mehrzahl von konzentrierten Lichtpunkten erzielte Abtastung um eine Stufe versetzt wird, während sich der Polygonspiegel dreht, und die Lichtreflexion von einer Spiegelfläche auf eine benachbarte Spiegelfläche umschaltet, die Mehrzahl von konzentrierten Lichtpunkten in einem Maß versetzt werden, das durch einen Abstand repräsentiert wird, der kleiner als ein Abstand zwischen benachbarten konzentrierten Lichtpunkten ist.

Gemäß dem siebten Aspekt der Erfindung ist in dem Konfokalmikroskop gemäß dem zweiten Aspekt bevorzugt, dass ferner vorgesehen sind: ein zweites optisches System, welches das Licht von der Probe, das die Lochblende durchlaufen hat, zu dem Polygonspiegel leitet; und ein drittes optisches Kondensorsystem, welches das Licht von der Probe, das die Lochblende durchlaufen hat und das von dem Polygonspiegel geleitet wurde, auf eine spezielle Ebene konzentriert, und dass der Polygonspiegel das Licht von der Probe, das nach dem Durchlaufen der Lochblende von dem zweiten optischen System zu dem Polygonspiegel zurückgeleitet wurde, an der Mehrzahl von Spiegelflächen sequentiell reflektiert und das reflektierte Licht zu dem dritten optischen Kondensorsystem leitet, während sich der Polygonspiegel dreht, um eine zweidimensionale Abtastung der speziellen Ebene mit dem durch das dritte optische Kondensorsystem in der speziellen Ebene konzentrierten Licht zu ermöglichen und in der speziellen Ebene ein zweidimensionales Bild der Probe optisch zu erzeugen.

Gemäß dem achten Aspekt der Erfindung ist in dem Konfokalmikroskop gemäß dem siebten Aspekt bevorzugt, dass ferner ein zweidimensionaler Detektor vorgesehen ist, der ein in der speziellen Ebene erzeugtes zweidimensionales Bild der Probe detektiert.

Gemäß dem neunten Aspekt der Erfindung ist in dem Konfokalmikroskop gemäß dem siebten Aspekt bevorzugt, dass der Polygonspiegel das Licht von der Lichtquelle und das Licht von der Probe an einer selben Spiegelfläche reflektiert.

Gemäß dem zehnten Aspekt der Erfindung ist in dem Konfokalmikroskop gemäß dem neunten Aspekt bevorzugt, dass eine Mehrzahl von konzentrierten Lichtpunkten mit dem Licht von der Lichtquelle auf der Probe gebildet werden; und dass das Lochblendenelement eine Mehrzahl von Lochblenden aufweist, wobei jede Lochblende in Übereinstimmung mit einem der Mehrzahl von konzentrierten Lichtpunkten verwendet wird.

Gemäß dem elften Aspekt der Erfindung ist in dem Konfokalmikroskop gemäß dem zehnten Aspekt bevorzugt, dass die Mehrzahl von konzentrierten Lichtpunkten und die Mehrzahl von Lochblenden im Wesentlichen parallel zu der Drehachse des Polygonspiegels festgelegt sind.

Gemäß dem zwölften Aspekt der Erfindung ist in dem Konfokalmikroskop gemäß dem zehnten Aspekt bevorzugt, dass der Polygonspiegel so strukturiert ist, dass in dem Fall, dass eine mit der Mehrzahl von konzentrierten Lichtpunkten erzielte Abtastung um eine Stufe versetzt wird, während sich der Polygonspiegel dreht, und die Lichtreflexion von einer Spiegelfläche auf eine benachbarte Spiegelfläche umschaltet, die Mehrzahl von konzentrierten Lichtpunkten in einem Maß versetzt werden, das durch einen Abstand repräsentiert wird, der kleiner als ein Abstand zwischen benachbarten konzentrierten Lichtpunkten ist.

Gemäß dem dreizehnten Aspekt der Erfindung ist in dem Konfokalmikroskop gemäß dem siebten Aspekt bevorzugt, dass der Polygonspiegel zwei entlang der Drehachse angeordnete Sätze von Spiegelflächen aufweist, wobei jeder eine Mehrzahl von Spiegelflächen aufweist, die so festgelegt sind, dass sie die Drehachse in einem Vollkreis umschließen, dass der Polygonspiegel von der Lichtquelle kommendes Licht an einer Spiegelfläche in einem ersten Satz reflektiert und das Licht von der Probe an einer Spiegelfläche in einem zweiten Satz reflektiert, wobei der erste Satz und der zweite Satz so gekoppelt sind, dass die Mehrzahl von Spiegelflächen in dem ersten Satz und die Mehrzahl von Spiegelflächen in dem zweiten Satz entlang einer Drehrichtung versetzt sind, damit Spiegelflächen in dem ersten Satz und dem zweiten Satz verwendet werden, die Winkel erreichen, die relativ zu der Drehachse zueinander gleich sind.

Gemäß dem vierzehnten Aspekt der Erfindung ist in dem Konfokalmikroskop gemäß dem siebten Aspekt bevorzugt, dass eine Mehrzahl von konzentrierten Lichtpunkten mit dem Licht von der Lichtquelle auf der Probe gebildet werden; und dass das Lochblendenelement eine Mehrzahl von Lochblenden aufweist, wobei jede Lochblende in Übereinstimmung mit einem der Mehrzahl von konzentrierten Lichtpunkten verwendet wird.

Gemäß dem fünfzehnten Aspekt der Erfindung ist in dem Konfokalmikroskop gemäß dem vierzehnten Aspekt bevorzugt, dass die Mehrzahl von konzentrierten Lichtpunkten und die Mehrzahl von Lochblenden im Wesentlichen parallel zu der Drehachse des Polygonspiegels festgelegt sind.

Gemäß dem sechzehnten Aspekt der Erfindung ist in dem Konfokalmikroskop gemäß dem zweiten Aspekt bevorzugt, dass eine Mehrzahl von konzentrierten Lichtpunkten mit dem Licht von der Lichtquelle auf der Probe gebildet werden; dass das Lochblendenelement eine Mehrzahl von Lochblenden aufweist, wobei jede Lochblende in Übereinstimmung mit einem der Mehrzahl von konzentrierten Lichtpunkten verwendet wird; und dass ferner eine Mehrzahl von Lichtdetektoren, die das an der Mehrzahl von Lochblenden konzentrierte Licht detektieren, und eine Proben-Bilderzeugungsvorrichtung vorgesehen sind, die ein zweidimensionales Bild der Probe auf der Basis des durch die Lichtdetektoren detektierten Lichts und einer Drehposition des Polygonspiegels erzeugt.

Kurze Beschreibung der Zeichnung
1 zeigt die Struktur, die in einer ersten Ausführungsform des Konfokalmikroskops gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet wird;
2 ist eine Schnittdarstellung des Polygonspiegels entlang der Linie a-b in 1;
3 zeigt, wie ein Lichtpunkt die Rasterpunktabtastung über einer Probe ausführt;
4 zeigt die Struktur, die in einer zweiten Ausführungsform des Konfokalmikroskops gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet wird;
5 zeigt, wie ein Bild einer Probe gebildet wird, während ein Lichtpunkt eine Rasterpunktabtastung der Brennebene ausführt;
6 zeigt die Struktur, die in einer dritten Ausführungsform des Konfokalmikroskops gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet wird;
7 ist eine perspektivische Ansicht, die zeigt, wie eine Mehrzahl von Lichtpunkten auf der Probe mit von der Lichtquelle stammendem und durch die Mikrolinsengruppe, die Linse, den Polygonspiegel und die erste Kondensorlinse laufendem Licht gebildet werden; und
8 zeigt, wie die Rasterpunktabtastung mit drei Lichtpunkten erreicht wird.
Erste Ausführungsform
1 zeigt die Struktur, die in der ersten Ausführungsform des Konfokalmikroskops gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird. Ein in der ersten Ausführungsform ausgeführtes Konfokalmikroskop 100 weist eine Lichtquelle 1, einen Strahlenteiler 2, einen Polygonspiegel 3, eine erste Kondensorlinse 4, eine zweite Kondensorlinse 5, ein Lochblendenelement 6, eine Lichtdetektionseinheit 7, eine Polygonspiegel-Drehvorrichtung 8, eine Steuervorrichtung 9 und dergleichen auf. Die Steuervorrichtung 9, die aus einem Mikrocomputer und seinen peripheren Schaltungen gebildet ist, implementiert verschiedene Arten der Steuerung an dem Konfokalmikroskop 100 durch Ausführen eines speziellen Programms.
Die Lichtquelle 1 ist eine Laserlichtquelle. Ein paralleler Lichtfluss 11 des von der Lichtquelle 1 emittierten Laserlichts wird durch den Strahlenteiler 2 hindurchgeleitet, an einer Spiegelfläche 3a des Polygonspiegels 3 reflektiert und zu der ersten Kondensorlinse 4 geleitet. Der zu der ersten Kondensorlinse 4 geleitete parallele Laserlichtfluss wird über die erste Kondensorlinse 4 auf eine Probe 12 konzentriert und bildet einen Lichtpunkt 13 auf der Probe.
Der Polygonspiegel 3 ist ein Polygonspiegelelement mit einer Mehrzahl von Spiegelflächen. Der in der ersten Ausführungsform ausgeführte Polygonspiegel 3 weist vier Spiegelflächen 3a, 3b, 3c und 3d auf, die um eine Drehachse 14 herum in einem Vollkreis festgelegt sind. Der Polygonspiegel 3 wird durch die Polygonspiegel-Drehvorrichtung 8 angetrieben und dreht sich mit einer konstanten Geschwindigkeit um die Drehachse 14. Die Polygonspiegel-Drehvorrichtung 8, die mit einem Motor, einer Motorsteuerschaltung, einem Antriebsmechanismus und dergleichen (nicht gezeigt) gebildet wird, arbeitet gemäß der durch die Steuervorrichtung 9 implementierten Steuerung, um zu bewirken, dass sich der Polygonspiegel 3 mit einer konstanten Geschwindigkeit dreht.
2 ist eine Schnittdarstellung des Polygonspiegels 3 entlang der Linie a-b in 1. Die Spiegelfläche 3d ist im Wesentlichen parallel zu der Drehachse 14 festgelegt, wohingegen die Spiegelfläche 3b in einem Winkel relativ zu der Drehachse 14 festgelegt ist. Die Spiegelflächen 3a, 3b, 3c und 3d sind so angeordnet, dass sich die Winkel, die sie relativ zu der Drehachse 14 bilden, sequentiell verändern, und sie werden verwendet, um die Probe 12 einer Rasterpunktabtastung mit dem Lichtpunkt 13 zu unterziehen, während sich der Polygonspiegel dreht.
3 zeigt, wie die Probe 12 einer Rasterpunktabtastung mit dem Lichtpunkt 13 unterzogen wird. Beispielsweise tastet der Lichtpunkt 13 mit dem an der Spiegelfläche 3a reflektierten Laserlicht die Probe 12 an ihrer höchsten Position 21 von rechts nach links ab. Da sich der Polygonspiegel 3 dreht, wird das Laserlicht als nächstes an der benachbarten Spiegelfläche 3b reflektiert. Die Spiegelfläche 3b ist in einer Neigung relativ zu der Drehachse 14 festgelegt, so dass der Lichtpunkt 13 die Probe 12 an einer Position 22 von rechts nach links abtastet. Dann tastet der Lichtpunkt 13 mit dem an der Spiegelfläche 3c reflektierten Laserlicht die Probe 12 an einer Position 23 von rechts nach links ab, und mit dem an der Spiegelfläche 3d reflektierten Laserlicht tastet der Lichtpunkt die Probe 12 an einer Position 24 von rechts nach links ab.
Wie oben beschrieben, sind die Spiegelflächen 3a, 3b, 3c und 3d so eingerichtet, dass Winkel relativ zu der Drehachse 14 erzielt werden, die sich etwas voneinander unterscheiden und eine zweidimensionale Abtastung, d.h. eine Rasterpunktabtastung mit dem Lichtpunkt 13 durch sequentielles Reflektieren des Lichts von der Lichtquelle ermöglichen. Wenigstens drei der Spiegelflächen 3a, 3b, 3c und 3d sind in Winkeln angeordnet, um eine Neigung relativ zu der Drehachse 14 zu erzielen. Es ist zu beachten, dass der Abstand zwischen den Abtastzeilen, entlang derer die Abtastung an der Position 21 und an der Position 22 ausgeführt wird, durch die Differenz zwischen dem durch die Spiegelfläche 3a und die Drehachse 14 gebildeten Winkel und dem durch die Spiegelfläche 3b und die Drehachse 14 gebildeten Winkel bestimmt wird. Das gleiche Prinzip gilt für die Abstände zwischen den anderen Abtastzeilen.
Das durch Reflexion oder Fluoreszenz von der Fläche der mit dem Lichtpunkt 13 bestrahlten Probe 12 abgestrahlte (ausgegebene) Licht läuft durch den gleichen Lichtweg, d.h. es läuft durch die erste Kondensorlinse 4 und den Polygonspiegel 3, um zu dem Strahlenteiler 2 zurückzukehren. An dem Polygonspiegel 3 wird das Licht von der Probe 12 an der Spiegelfläche reflektiert, an der das von der Lichtquelle stammende Licht reflektiert wurde. Das Licht von der Probe 12 wird an dem Strahlenteiler 2 reflektiert und zu der zweiten Kondensorlinse 5 geleitet. Die zweite Kondensorlinse 5 konzentriert das Licht von der Probe 12 in eine an dem Lochblendenelement 6 gebildete Lochblende 15. Das Licht von der Probe 12, das auf der Probe 12 ein Spot-Licht ist, wird an der ersten Kondensorlinse 4 ein paralleler Lichtfluss und wird so als ein paralleler Lichtfluss zu der zweiten Kondensorlinse 5 geleitet.
Eine einzelne Lochblende 15 ist an dem Lochblendenelement 6 in der ersten Ausführungsform ausgebildet. Die Lichtdetektionseinheit 7 ist unmittelbar hinter der Lochblende 15 angeordnet. Die Lichtdetektionseinheit 7 ist mit einem Photomultiplier (PMT) oder dergleichen gebildet und detektiert die Lichtmenge, die in die Lochblende 15 konzentriert wird. Das Signal, das die detektierte Lichtmenge kennzeichnet, wird dann einer A/D-Wandlung unterzogen und zu der Steuervorrichtung 9 übertragen. Auf der Basis des durch die Lichtdetektionseinheit 7 bereitgestellten Lichtmengensignals (der Lichtmengendaten) und der die Drehposition des Polygonspiegels 3 kennzeichnenden Drehpositionsinformation erzeugt die Steuervorrichtung 9 ein zweidimensionales Bild der Probe 12.
Die Steuervorrichtung 9 ermittelt durch eine Rechenoperation die Drehposition des Polygonspiegels 3 auf der Basis des Zustands der an der Polygonspiegel-Drehvorrichtung 8 implementierten Steuerung. Alternativ kann die Drehposition des Polygonspiegels 3 auf der Basis eines Signals ermittelt werden, das von einem an dem Polygonspiegel 3 angeordneten Positionssensor (nicht gezeigt) empfangen wird. Auf der Basis der so ermittelten Drehposition des Polygonspiegels 3 bestimmt die Steuervorrichtung 9 die zweidimensionale Koordinatenposition des Lichtpunkts 13 auf der Probe 12 und erzeugt durch Korrelieren der Koordinatenposition mit den Lichtmengendaten zweidimensionale Bilddaten für die Probe 12.
Dann werden die so erzeugten Bilddaten an einem Monitor (nicht gezeigt) dargestellt, um die mikroskopische Betrachtung der Probe 12 zu ermöglichen.
Die folgenden Vorteile werden mit dem Konfokalmikroskop 100 in der ersten Ausführungsform, bei dem die oben beschriebene Struktur angewendet wird, erreicht.

(1) Da die Probe mit dem einzigen Polygonspiegel 3 abgetastet werden kann, wird ein Konfokalmikroskop mit einer einfacheren Struktur bei niedrigeren Kosten bereitgestellt. Außerdem können, da die Größe und die Form der Lochblende leicht verändert werden können, verschiedene Arten von Proben durch das Konfokalmikroskop betrachtet werden.
(2) Der Lichtpunkt 13 wird zur Rasterpunktabtastung unter Verwendung allein des Polygonspiegels 3 verwendet, der eine Mehrzahl von Spiegelflächen 3a, 3b, 3c und 3d aufweist, die Winkel relativ zu der Drehachse 14 erzielen, die sich voneinander unterscheiden. Dies eliminiert das Erfordernis eines Lochblendenträgers mit einer Mehrzahl darin ausgebildeter Lochblenden, und folglich wird ein Konfokalmikroskop realisiert, das eine einfache Struktur anwendet und dennoch einen höheren Level der Schnittauflösung sicherstellt.
(3) Da nur eine Lochblende 15 an dem Lochblendenelement 6 ausgebildet sein muss, kann das Lochblendenelement 6 einfacher hergestellt werden. Außerdem wird, da man nicht eine Mehrzahl von Kondensorlinsen und eine Mehrzahl von Lochblenden ausrichten muss, die Einstellung der Position der Lochblende erleichtert.
(4) Da es nicht notwendig ist, die Größe der Lochblende in Anbetracht eines Ausrichtungsfehlers zu vergrößern, kann die Schnittauflösung auf einem hohen Level gehalten werden. Mit anderen Worten kann die Lochblende 15 bis zur Beugungsgrenze des Lichtpunkts 13 verengt werden.
(5) Die Größe der Lochblende kann nach Bedarf einfach durch Austauschen des Lochblendenelements 6, das eine einfache Struktur annimmt, gegen ein anderes Lochblendenelement geändert werden. Das heißt, die Schnittauflösung kann einfach und bei niedrigen Kosten verbessert oder verändert werden.

Obwohl oben eine Erläuterung in Bezug auf die Ausführungsformen an einem Beispiel gegeben wird, in dem der Polygonspiegel 3 vier Spiegelflächen 3a, 3b, 3c und 3d aufweist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Beispielsweise kann der Polygonspiegel 10 Spiegelflächen, 20 Spiegelflächen oder dergleichen aufweisen. In jedem Fall wird ein Rasterpunktabtastvorgang über eine Anzahl von Malen entsprechend der Anzahl der Spiegelflächen ausgeführt, während sich der Polygonspiegel einmal dreht.
Obwohl oben eine Erläuterung in Bezug auf die Ausführungsformen an einem Beispiel gegeben wird, in dem die Lichtdetektionseinheit 7 mit einem Photomultiplier gebildet ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt, und die Lichtdetektionseinheit kann mit einer anderen Art von Lichtsensor gebildet sein.
Obwohl oben eine Erläuterung in Bezug auf die Ausführungsform an einem Beispiel gegeben wird, in dem eine einzelne Lochblende 15 an dem Lochblendenelement 6 gebildet ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Das Lochblendenelement 6 kann eine Mehrzahl von Lochblenden verschiedener Größen aufweisen. In solch einem Fall kann die Größe der Lochblende in der Verwendung einfach durch Bewegen des Lochblendenelements entlang der horizontalen Richtung und der vertikalen Richtung und durch Auswählen der gewünschten Lochblende umgeschaltet werden.
Zweite Ausführungsform
4 zeigt die Struktur, die in der zweiten Ausführungsform des Konfokalmikroskops gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet wird. Die gleichen Bezugszeichen sind Komponenten zugeordnet, die gleich zu denen in dem in der ersten Ausführungsform ausgeführten Konfokalmikroskop 100 sind. Ein Konfokalmikroskop 200 in der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Konfokalmikroskop 100 in der ersten Ausführungsform in der Struktur, die bei Abschnitten hinter dem Lochblendenelement 6 angewendet wird. Die folgende Erläuterung konzentriert sich auf die Unterschiede.
In dem in der zweiten Ausführungsform ausgeführten Konfokalmikroskop 200 sind hinter dem Lochblendenelement 6 eine Kollimatorlinse 31, ein Spiegel 32 und eine bilderzeugende Linse 33 anstelle der Lichtdetektionseinheit 7 angeordnet, die in die erste Ausführungsform einbezogen ist.
Das Licht von der Probe 12, das die Lochblende 15 durchlaufen hat, wird mit der Kollimatorlinse 31 ein paralleler Lichtfluss, wird an dem Spiegel 32 reflektiert und wird zu der Spiegelfläche 3b des Polygonspiegels 3 geleitet. Das zu dem Polygonspiegel 3 geleitete Licht von der Probe 12 wird an der Spiegelfläche 3b des Polygonspiegels 3 reflektiert und wird dann zu der bilderzeugenden Linse 33 geleitet. Die bilderzeugende Linse 33 bildet einen Lichtpunkt 35 durch Erzeugen eines Bildes nahe einer Brennebene 34 mit dem Licht von der Probe 12, das zu dem parallelen Lichtfluss wurde und zu der bilderzeugenden Linse 33 geleitet wurde.
Auf die gleiche Weise, in der der Lichtpunkt 13 eine Rasterpunktabtastung der Probe 12 ausführt, führt der Lichtpunkt 35 eine Rasterpunktabtastung der Brennebene 34 aus, um ein zweidimensionales optisches Bild der Probe 12 in der Brennebene 34 zu erzeugen. 5 zeigt, wie das Bild der Probe 12 durch die mit dem Lichtpunkt 35 erreichte Rasterpunktabtastung über die Brennebene 34 erzeugt wird. Der Bildteil der Probe 12 an der Position 21 in 3, der durch die Rasterpunktabtastung erhalten wird, die mit dem Licht erreicht wird, das von der Spiegelfläche 3a reflektiert wird, wird in der zweiten Ausführungsform an einer Position 42 der Brennebene 34 in 5 durch die Rasterpunktabtastung erzeugt, die mit dem Licht erreicht wird, das von der Spiegelfläche 3b reflektiert wird. In gleicher Weise wird der Bildteil der Probe 12 an der Position 22 in 3 an einer Position 43 der Brennebene 34 in 5 erzeugt, wird der Bildteil der Probe 12 an der Position 23 in 3 an einer Position 44 der Brennebene 34 in 5 erzeugt, und wird der Bildteil der Probe 12 an der Position 24 in 3 an einer Position 41 der Brennebene 34 in 5 erzeugt.
Der Bildteil der Probe 12 wird in der Brennebene entlang der um eins nach unten versetzten Abtastzeilen erzeugt, wobei der Bildteil an der obersten Position 41 als ein separates Bild erzeugt wird. In der Folge kann, wenn der Bildteil an der Position 41 vernachlässigt wird, das verbleibende zweidimensionale optische Bild der Probe 12 mit bloßem Auge betrachtet werden. Obwohl der in der Ausführungsform verwendete Polygonspiegel 3 vier Spiegelflächen hat, kann stattdessen ein Polygonspiegel mit ungefähr 20 Spiegelflächen verwendet werden, um eine im Wesentlichen vollständige Betrachtung des gesamten Bildes der Probe 12 zu ermöglichen, selbst wenn das entlang der obersten Abtastzeile erzeugte Bild unberücksichtigt gelassen wird.
Außerdem kann das Konfokalmikroskop in der Ausführungsform eine Bilderfassungsvorrichtung 36 aufweisen, die die in der Brennebene 34 erzeugten zweidimensionalen optischen Bilder erfasst. Die Bilderfassungsvorrichtung 36 ist ein zweidimensionaler Bilderfassungssensor, der mit einem CCD-Element oder dergleichen gebildet ist. Durch Ausführen einer Bildverarbeitung der mit der Bilderfassungsvorrichtung 36 erfassten Bilddaten, um die zu der Position 41 in 5 gehörenden Bilddaten unter die Position 44 zu setzen, kann mit Leichtigkeit ein zweidimensionales Bild der Probe 12 erhalten werden.
Zusätzlich zu den Vorteilen des in der ersten Ausführungsform ausgeführten Konfokalmikroskops 100 werden durch das Konfokalmikroskop 200 in der zweiten Ausführungsform, bei dem die oben beschriebene Struktur angewendet wird, die folgenden Vorteile realisiert.

(1) Das optische Bild der Probe 12 wird in der Brennebene 34 durch eine Rasterpunktabtastung in der Brennebene 34 durch Umleiten des Lichts von der Probe 12, das die Lochblende 15 durchlaufen hat, zu dem Polygonspiegel 3 erreicht. Im Ergebnis kann ein Bild der Probe 12 mit dem Konfokalmikroskop betrachtet werden, das keine Lichtdetektionseinheit 7 und keine Steuervorrichtung 9 aufweist, die ein Bild der Probe 12 durch Verarbeitung der Ausgabe von der Lichtdetektionseinheit 7 synthetisiert. Außerdem kann ein Bild der Probe 12 unter Verwendung eines gewöhnlichen zweidimensionalen Bildsensors, wie zum Beispiel einer Digitalkamera erhalten werden. Mit anderen Worten erfordert die Struktur keine spezielle Abbildungsbaugruppe oder Steuervorrichtung.

Obwohl oben eine Erläuterung in Bezug auf die Ausführungsform an einem Beispiel gegeben wird, in dem die Probe 12 und die Brennebene 34 unter Verwendung benachbarter Spiegelflächen einer Rasterpunktabtastung unterzogen werden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt, und es können stattdessen Spiegelflächen verwendet werden, die voneinander entfernt sind. Während ein Bild unter Verwendung benachbarter Spiegelflächen durch Rasterpunktabtastung entlang von Abtastzeilen erzeugt wird, die um eine Zeile versetzt sind, kann die Kontinuität des durch voneinander entfernte Spiegelflächen erzeugten Bildes sehr gestört sein. Jedoch kann das gesamte Bild der Probe 12 mit Leichtigkeit durch eine Verarbeitung der Bilddaten, die in solch einem Fall durch die Bilderfassungsvorrichtung 36 oder dergleichen bereitgestellt werden, erhalten werden.
Obwohl oben eine Erläuterung in Bezug auf die Ausführungsform an einem Beispiel gegeben wird, in dem die Probe 12 und die Brennebene 34 unter Verwendung benachbarter Spiegelflächen eines einzelnen Polygonspiegels 3 einer Rasterpunktabtastung unterzogen werden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Zwei identische Polygonspiegel können miteinander entlang der Drehachse verbunden werden, um unterschiedliche Polygonspiegel für die Rasterpunktabtastung der Probe 12 und die Rasterpunktabtastung in der Brennebene 34 zu verwenden. In solch einem Fall sollten die beiden Polygonspiegel mit einem Versatz entlang der Drehrichtung verbunden werden, so dass sich die für die Rasterpunktabtastung der Probe 12 verwendete Spiegelfläche und die für die Rasterpunktabtastung in der Brennebene 34 verwendete Spiegelfläche mit gleichen Winkeln relativ zu der Drehachse neigen. Durch Anwendung dieser Struktur wird ein normales, gesamtes optisches Bild der Probe 12 in der Brennebene 34 erzeugt.
Obwohl oben eine Erläuterung in Bezug auf die Ausführungsform an einem Beispiel gegeben wird, in dem die Probe 12 und die Brennebene 34 unter Verwendung benachbarter Spiegelflächen des Polygonspiegels 3 einer Rasterpunktabtastung unterzogen werden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt, und die Probe 12 und die Brennebene 34 können stattdessen unter Verwendung der selben Spiegelfläche einer Rasterpunktabtastung unterzogen werden. Im letzteren Fall sollten die Positionen des Strahlenteilers 2, des Lochblendenelements 6, der Kollimatorlinse 31 und des Spiegels 32 so eingestellt sein, dass die Verwendung einer einzigen Spiegelfläche ermöglicht wird. Beispielsweise kann der Strahlenteiler 2 so angeordnet sein, dass das Licht von der Probe 12 entlang der Richtung senkrecht zu der Zeichnungsblattfläche geleitet wird, auf der 4 gezeichnet ist, und die Positionen der anderen Komponenten sollten entsprechend eingestellt sein. Diese Struktur sowie die oben beschriebene Struktur mit zwei miteinander verbundenen Polygonspiegeln ermöglichen die Bildung eines normalen, gesamten optischen Bildes der Probe 12 in der Brennebene 34.
Dritte Ausführungsform
6 zeigt die Struktur, die in der dritten Ausführungsform des Konfokalmikroskops gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet wird. Die gleichen Bezugszeichen sind Komponenten zugeordnet, die gleich zu denen in dem in der zweiten Ausführungsform ausgeführten Konfokalmikroskop 200 sind. Ein in der dritten Ausführungsform ausgeführtes Konfokalmikroskop 300 unterscheidet sich von dem Konfokalmikroskop 200 in der zweiten Ausführungsform dadurch, dass es eine Mikrolinsengruppe 51, eine Linse 52, ein Lochblendenelement 53, eine Kollimatorlinse 58 und dergleichen aufweist. Die folgende Erläuterung konzentriert sich auf die Unterschiede.
7 ist eine perspektivische Ansicht, die zeigt, wie Licht von der Lichtquelle 1, das die Mikrolinsengruppe 51, die Linse 52, den Polygonspiegel 3 und die erste Kondensorlinse 4 durchlaufen hat, eine Mehrzahl von Lichtpunkten 54 auf der Probe 12 bildet. Die Mikrolinsengruppe 51 weist drei Mikrolinsen 51a, 51b und 51c auf, die parallel zu der Drehachse 14 des Polygonspiegels 3 angeordnet sind. Ein von der Lichtquelle 1 emittierter Lichtfluss 54 wird an einer Position 55 durch die Mehrzahl von Mikrolinsen 51a, 51b und 51c in der Mikrolinsengruppe 51 konzentriert. Das Licht, das an der Position 55 konzentriert wurde, wird mit der Linse 52 zu parallelen Lichtflüssen, die dann an dem Polygonspiegel 3 reflektiert und zu der ersten Kondensorlinse 4 geleitet werden. Die drei zu der ersten Kondensorlinse 4 geleiteten parallelen Laserlichtflüsse werden konzentriert und bilden durch die erste Kondensorlinse 4 drei Lichtpunkte 56 (56a, 56b und 56c) auf der Probe 12.
Wie in der ersten Ausführungsform und in der zweiten Ausführungsform ist der Polygonspiegel 3 ein Polygonspiegelelement mit einer Mehrzahl von Spiegelflächen. Da sich der Polygonspiegel 3 dreht, wird mit den drei Lichtpunkten 56a, 56b und 56c eine Rasterpunktabtastung ausgeführt. 8 zeigt, wie die Rasterpunktabtastung mit den drei Lichtpunkten 56a, 56b und 56c erreicht wird.
Die Rasterpunktabtastung wird mit den Lichtpunkten 56a, 56b und 56c so ausgeführt, dass die Zwischenräume zwischen den einzelnen Lichtpunkten 56a, 56b und 56c gefüllt werden. Beispielsweise zeigt 8 die Abtastung, die unter Verwendung der Spiegelfläche 3a des Polygonspiegels 3 erzielt wird, mit der durchgezogenen Linie, und zeigt die Abtastung, die unter Verwendung der nächsten Spiegelfläche 3b erzielt wird, mit einer Strichlinie unmittelbar unter der durchgezogenen Line. Durch die Abtastung, die unter Verwendung der nächsten Spiegelflächen 3c und 3d erzielt wird, werden der Zwischenraum zwischen den Lichtpunkten 56a und 56b, der Zwischenraum zwischen den Lichtpunkten 56b und 56c und der Zwischenraum zwischen dem Lichtpunkt 56c und dem unteren Ende in 8 interpoliert.
Mit anderen Worten verschiebt sich, da der Betrieb von der Abtastung mit der Spiegelfläche 3a auf die Abtastung mit der Spiegelfläche 3b umschaltet, die Abtastzeile in 8 um eine Zeile nach unten, und diese Verschiebung tritt über eine Entfernung auf, die kürzer als die Länge der Zwischenräume zwischen den einzelnen Lichtpunkten 56a, 56b und 56c ist. Insbesondere sollte die Entfernung, über welche die Abtastzeilen verschoben werden, auf einen Wert eingestellt werden, den man durch Teilen der Länge der Zwischenräume zwischen den einzelnen Lichtpunkten 56a, 56b und 56c durch die Anzahl der Spiegelflächen an dem Polygonspiegel 3 erhält. Die Spiegelflächen 3a, 3b, 3c und 3d an dem Polygonspiegel 3 werden in unterschiedlichen Winkeln relativ zu der Drehachse 14 eingestellt, um solch eine Rasterpunktabtastung zu ermöglichen.
Das durch Reflexion oder Fluoreszenz abgestrahlte (ausgegebene) Licht von den Flächen der Probe 12, die mit den einzelnen Lichtpunkten 56a, 56b und 56c bestrahlt wurde, läuft durch den gleichen Lichtweg, d.h. durch die erste Kondensorlinse 4, den Polygonspiegel 3 und die Linse 53, um zu dem Strahlenteiler 2 zurückzukehren. Das Licht von der Probe 12 wird an dem Strahlenteiler 2 reflektiert und wird zu Lochblenden 57 an dem Lochblendenelement 53 geleitet. An dem Lochblendenelement 53 sind drei Lochblenden 57 parallel zu der Drehachse 14 des Polygonspiegels 3 an Positionen ausgebildet, die mit den drei Lichtpunkten 56a, 56b und 56c korrespondieren. Die Linse 52 konzentriert jeden der drei parallelen Lichtflüsse von der Probe 12 in eine der drei Lochblenden 57 an dem Lochblendenelement 53.
Das Licht von der Probe 12, das die drei Lochblenden 57 durchlaufen hat, wird an dem Spiegel 32 reflektiert und zu der Kollimatorlinse 58 geleitet. An der Kollimatorlinse 58 wird das Licht von der Probe 12, das die drei Lochblenden 57 durchlaufen hat, zu parallelen Lichtflüssen, die dann zu der Spiegelfläche 3b des Polygonspiegels 3 geleitet werden. Das zu dem Polygonspiegel 3 geleitete Licht von der Probe 12 wird an der Spiegelfläche 3b des Polygonspiegels reflektiert und zu der Bilderzeugungslinse 33 geleitet. Die Bilderzeugungslinse 33 erzeugt drei Lichtpunkte 59 durch Erzeugen von Bildern nahe der Brennebene 34 mit den drei parallelen, zu der Bilderzeugungslinse 33 geleiteten Lichtflüssen von der Probe 12.
Genau wie eine Rasterpunktabtastung mit den Lichtpunkten 56 auf der Probe 12 ausgeführt wird, wird eine Rasterpunktabtastung in der Brennebene 34 mit den drei Lichtpunkten 59 ausgeführt, die ein zweidimensionales, optisches Bild der Probe 12 in der Brennebene 34 erzeugen, wie es in Bezug auf die zweite Ausführungsform erläutert wurde. Außerdem wird die Bilderfassungsvorrichtung 36 verwendet, um das in der Brennebene 34 erzeugte zweidimensionale optische Bild zu erfassen.
Die Mikrolinsen 51a, 51b und 51c werden im Wesentlichen parallel zu der Drehachse 14 des Polygonspiegels 3 angeordnet, und somit werden auch die Flüsse des konzentrierten Lichts und des parallelen Lichts, die auf dem Lichtweg fortschreiten, im Wesentlichen parallel zu der Drehachse 14 des Polygonspiegels 3 ausgebildet. Außerdem werden auch die drei auf der Probe 12 gebildeten Lichtpunkte 56 und die drei in der Brennebene 34 gebildeten Lichtpunkte 59 im Wesentlichen parallel zu der Drehachse 14 des Polygonspiegels 3 positioniert.
Zusätzlich zu den Vorteilen des Konfokalmikroskops 100 in der ersten Ausführungsform und des Konfokalmikroskops 200 in der zweiten Ausführungsform erzielt das Konfokalmikroskop 300 in der dritten Ausführungsform, bei dem die oben beschriebene Struktur angewendet wird, die folgenden Vorteile.

(1) Da eine Rasterpunktabtastung durch Bilden einer Mehrzahl von Lichtpunkten auf der Probe 12 ausgeführt wird, kann die Probe 12 entlang einer großen Zahl von Abtastzeilen einer Rasterpunktabtastung unterzogen werden. Im Ergebnis kann schnell ein optisches Bild erhalten werden, das einen hohen Level der Auflösung erreicht. Das bedeutet, dass irgendwelche schnellen Veränderungen, die an der Probe auftreten, durch das Konfokalmikroskop, das eine einfache Struktur anwendet, exakt betrachtet werden können.
(2) Nachdem sich der Polygonspiegel 3 einmal gedreht hat, verschieben sich die Abtastzeilen um eine Stufe in einer kammartigen Struktur. Mit anderen Worten schreitet die Rasterpunktabtastung voran, um die Zwischenräume zwischen den Abtastzeilen zu interpolieren, entlang derer die Abtastung mit der Mehrzahl von Lichtpunkten ausgeführt wird. Somit kann das gesamte Bild der Probe 12 betrachtet werden, sogar bevor der Polygonspiegel 3 eine volle Umdrehung ausführt.

Obwohl oben eine Erläuterung in Bezug auf die Ausführungsform an einem Beispiel gegeben wird, in dem drei Lichtpunkte unter Verwendung von drei Mikrolinsen gebildet werden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Beispielsweise können vier oder mehr Lichtpunkte unter Verwendung von vier oder mehr Mikrolinsen gebildet werden.
Obwohl oben eine Erläuterung in Bezug auf die Ausführungsform an einem Beispiel gegeben wird, in dem eine Mehrzahl von Lichtpunkten unter Verwendung von Mikrolinsen gebildet werden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Statt der Verwendung von Mikrolinsen oder dergleichen können in einem Array angeordnete Halbleiterlaser verwendet werden.
Oben wird eine Erläuterung in Bezug auf die Ausführungsform an einem Beispiel gegeben, in dem eine Mehrzahl von Lichtpunkten unter Verwendung von Mikrolinsen einfach gebildet werden. Stattdessen können die Lichtpunkte mit unterschiedlichen Farben (Wellenlängen) des Lichts, wie zum Beispiel rot, blau und grün gebildet werden. Außerdem kann ein einzelner Lichtpunkt mit Licht einer gegebenen Wellenlänge verwendet werden, der dem Licht einer anderen Wellenlänge überlagert wird.
Obwohl oben eine Erläuterung in Bezug auf die Ausführungsform an einem Beispiel gegeben wird, in dem das Lochblendenelement 53 drei darin ausgebildete Lochblenden 57 aufweist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Die drei Lochblenden, die entlang der Richtung senkrecht zu dem Zeichnungsblatt festgelegt sind, auf dem 6 gezeichnet ist, können durch eine Mehrzahl von Lochblendengruppen mit unterschiedlichen Größen von Lochblenden ersetzt werden, die sequentiell entlang der linken/rechten Richtung in dem Zeichnungsblatt festgelegt sind. In solch einem Fall kann die Größe der Lochblende einfach durch Bewegen des Lochblendenelements nach links oder nach rechts geändert werden.
Obwohl bei dem in der Ausführungsform ausgeführten Konfokalmikroskop eine Struktur angewendet wird, die ähnlich der Struktur des Konfokalmikroskops in der zweiten Ausführungsform ist, kann das Konzept der Ausführungsform ebenso in der ersten Ausführungsform angewendet werden. In solch einem Fall ist eine Mehrzahl von Lichtdetektionseinheiten gemäß der Mehrzahl von Lochblenden erforderlich. Mit anderen Worten, es werden eine Mehrzahl von Lichtstrahlen gleichzeitig auf die Probe abgestrahlt, und dann wird dafür gesorgt, dass die Mehrzahl von Lichtstrahlen von der Probe die Mehrzahl von Lochblenden durchlaufen, wobei jede Lochblende mit einem der Mehrzahl von Lichtstrahlen korrespondiert. Die Lichtstrahlen, die die Mehrzahl von Lochblenden durchlaufen haben, werden dann gleichzeitig mit einer Mehrzahl von Lichtdetektoren detektiert. Die Lichtdetektoren können eindimensionale lineare Sensoren oder Photomultiplier sein. Durch gleichzeitiges Bestrahlen der Probe mit einer Mehrzahl von Lichtstrahlen und zeitgleiches Detektieren der Mehrzahl von Lichtstrahlen kann die für die Messung erforderliche Zeitdauer reduziert werden.

Claims

Konfokalmikroskop (100), welches aufweist: ein erstes optisches Kondensorsystem (4), das Licht von einer Lichtquelle (1) auf eine Probe (12) konzentriert; ein Lochblendenelement (6) mit einer Lochblende (15); ein zweites optisches Kondensorsystem (5), das Licht von der Probe (12) in die Lochblende (15) konzentriert; einen Polygonspiegel (3), der zwischen dem ersten optischen Kondensorsystem (4) und der Lochblende (15) angeordnet ist, mit einer Mehrzahl von Spiegelflächen (3a, 3b, 3c, 3d), die sich voneinander unterscheidende Winkel relativ zu einer Drehachse (14) erreichen und die so gebildet sind, dass sie die Drehachse in einem Vollkreis umschließen; und ein erstes optisches System (2), welches das Licht von der Lichtquelle (1) und das Licht von der Probe (12) trennt und das Licht von der Probe, das den Polygonspiegel (3) verlässt, zu der Lochblende (15) leitet.
Konfokalmikroskop nach Anspruch 1, wobei sich der Polygonspiegel (3) mit einer konstanten Geschwindigkeit um die Drehachse (14) dreht, das Licht von der Lichtquelle (1) sequentiell an der Mehrzahl von Spiegelflächen (3a, 3b, 3c, 3d) reflektiert und das reflektierte Licht zu dem ersten optischen Kondensorsystem (4) leitet und die Probe (12) mit dem durch das erste optische Kondensorsystem (4) auf die Probe konzentrierten Licht zweidimensional abtastet; das erste optische Kondensorsystem (4) das Licht von der Probe (12) zu dem Polygonspiegel (3) leitet; und der Polygonspiegel (3) das Licht von der Probe (12), welches das erste optische Kondensorsystem (4) verlässt, an einer Spiegelfläche reflektiert, die einer Spiegelfläche entspricht, an welcher das Licht von der Lichtquelle (1) reflektiert wurde, und das reflektierte Licht zu dem zweiten optischen Kondensorsystem (5) leitet.
Konfokalmikroskop nach Anspruch 2, welches ferner aufweist: einen Lichtdetektor (7), der das an der Lochblende (15) konzentrierte Licht detektiert; und eine Proben-Bilderzeugungsvorrichtung (9), die ein zweidimensionales Bild der Probe (12) auf der Basis des durch den Lichtdetektor (7) detektierten Lichts und einer Drehposition des Polygonspiegels (3) erzeugt.
Konfokalmikroskop nach Anspruch 3, wobei eine Mehrzahl von konzentrierten Lichtpunkten (56a, 56b, 56c) mit dem Licht von der Lichtquelle (1) auf der Probe (12) gebildet werden; und das Lochblendenelement (53) eine Mehrzahl von Lochblenden (57) aufweist, wobei jede Lochblende in Übereinstimmung mit einem der Mehrzahl von konzentrierten Lichtpunkten verwendet wird.
Konfokalmikroskop nach Anspruch 4, wobei die Mehrzahl von konzentrierten Lichtpunkten (56a, 56b, 56c) und die Mehrzahl von Lochblenden (57) im Wesentlichen parallel zu der Drehachse (14) des Polygonspiegels (3) festgelegt sind.
Konfokalmikroskop nach Anspruch 4, wobei der Polygonspiegel (3) derart strukturiert ist, dass in dem Fall, dass eine mit der Mehrzahl von konzentrierten Lichtpunkten erzielte Abtastung um eine Stufe versetzt wird, während sich der Polygonspiegel dreht, und die Lichtreflexion von einer Spiegelfläche auf eine benachbarte Spiegelfläche umschaltet, die Mehrzahl von konzentrierten Lichtpunkten (56a, 56b, 56c) in einem Maß versetzt werden, das durch einen Abstand repräsentiert wird, der kleiner als ein Abstand zwischen benachbarten konzentrierten Lichtpunkten ist.
Konfokalmikroskop nach Anspruch 2, welches ferner aufweist: ein zweites optisches System (32), welches das Licht von der Probe (12), das die Lochblende (15) durchlaufen hat, zu dem Polygonspiegel (3) leitet; und ein drittes optisches Kondensorsystem (33), welches das Licht von der Probe (12), das die Lochblende (15) durchlaufen hat und das von dem Polygonspiegel (3) geleitet wurde, auf eine spezielle Ebene (34) konzentriert, wobei der Polygonspiegel (3) das Licht von der Probe (12), das nach dem Durchlaufen der Lochblende (15) von dem zweiten optischen System (32) zu dem Polygonspiegel zurückgeleitet wurde, an der Mehrzahl von Spiegelflächen (3a, 3b, 3c, 3d) sequentiell reflektiert und das reflektierte Licht zu dem dritten optischen Kondensorsystem (33) leitet, während sich der Polygonspiegel dreht, um eine zweidimensionale Abtastung der speziellen Ebene (34) mit dem durch das dritte optische Kondensorsystem (33) in der speziellen Ebene (34) konzentrierten Licht zu ermöglichen und in der speziellen Ebene ein zweidimensionales Bild der Probe (12) optisch zu erzeugen.
Konfokalmikroskop nach Anspruch 7, welches ferner aufweist: einen zweidimensionalen Detektor (36), der ein in der speziellen Ebene (35) erzeugtes zweidimensionales Bild der Probe (12) erfasst.
Konfokalmikroskop nach Anspruch 7, wobei der Polygonspiegel (3) das Licht von der Lichtquelle (1) und das Licht von der Probe (12) an einer selben Spiegelfläche reflektiert.
Konfokalmikroskop nach Anspruch 9, wobei eine Mehrzahl von konzentrierten Lichtpunkten (56a, 56b, 56c) mit dem Licht von der Lichtquelle (1) auf der Probe (12) gebildet werden; und das Lochblendenelement (53) eine Mehrzahl von Lochblenden (57) aufweist, wobei jede Lochblende in Übereinstimmung mit einem der Mehrzahl von konzentrierten Lichtpunkten verwendet wird.
Konfokalmikroskop nach Anspruch 10, wobei die Mehrzahl von konzentrierten Lichtpunkten (56a, 56b, 56c) und die Mehrzahl von Lochblenden (57) im Wesentlichen parallel zu der Drehachse (14) des Polygonspiegels (3) festgelegt sind.
Konfokalmikroskop nach Anspruch 10, wobei der Polygonspiegel (3) so strukturiert ist, dass in dem Fall, dass eine mit der Mehrzahl von konzentrierten Lichtpunkten (56a, 56b, 56c) erzielte Abtastung um eine Stufe versetzt wird, während sich der Polygonspiegel dreht, und die Lichtreflexion von einer Spiegelfläche auf eine benachbarte Spiegelfläche umschaltet, die Mehrzahl von konzentrierten Lichtpunkten in einem Maß versetzt werden, das durch einen Abstand repräsentiert wird, der kleiner als ein Abstand zwischen benachbarten konzentrierten Lichtpunkten ist.
Konfokalmikroskop nach Anspruch 7, wobei der Polygonspiegel (3) zwei entlang der Drehachse (14) angeordnete Sätze von Spiegelflächen aufweist, wobei jeder eine Mehrzahl von Spiegelflächen aufweist, die so festgelegt sind, dass sie die Drehachse (14) in einem Vollkreis umschließen, der Polygonspiegel (3) von der Lichtquelle (1) kommendes Licht an einer Spiegelfläche in einem ersten Satz reflektiert und das Licht von der Probe (12) an einer Spiegelfläche in einem zweiten Satz reflektiert, wobei der erste Satz und der zweite Satz so gekoppelt sind, dass die Mehrzahl von Spiegelflächen in dem ersten Satz und die Mehrzahl von Spiegelflächen in dem zweiten Satz entlang einer Drehrichtung versetzt sind, damit Spiegelflächen in dem ersten Satz und in dem zweiten Satz verwendet werden, die Winkel erreichen, die relativ zu der Drehachse (14) zueinander gleich sind.
Konfokalmikroskop nach Anspruch 7, wobei eine Mehrzahl von konzentrierten Lichtpunkten (56a, 56b, 56c) mit dem Licht von der Lichtquelle (1) auf der Probe (12) gebildet werden; und das Lochblendenelement (53) eine Mehrzahl von Lochblenden (57) aufweist, wobei jede Lochblende in Übereinstimmung mit einem der Mehrzahl von konzentrierten Lichtpunkten (56a, 56b, 56c) verwendet wird.
Konfokalmikroskop nach Anspruch 14, wobei die Mehrzahl von konzentrierten Lichtpunkten (56a, 56b, 56c) und die Mehrzahl von Lochblenden (57) im Wesentlichen parallel zu der Drehachse (14) des Polygonspiegels (3) festgelegt sind.
Konfokalmikroskop nach Anspruch 2, wobei eine Mehrzahl von konzentrierten Lichtpunkten (56a, 56b, 56c) mit dem Licht von der Lichtquelle (1) auf der Probe (12) gebildet werden; und das Lochblendenelement (53) eine Mehrzahl von Lochblenden (57) aufweist, wobei jede Lochblende in Übereinstimmung mit einem der Mehrzahl von konzentrierten Lichtpunkten (56a, 56b, 56c) verwendet wird; und wobei das Konfokalmikroskop ferner aufweist: eine Mehrzahl von Lichtdetektoren (7), die das an der Mehrzahl von Lochblenden konzentrierte Licht detektieren; und eine Proben-Bilderzeugungsvorrichtung (9), die ein zweidimensionales Bild der Probe (12) auf der Basis des durch die Lichtdetektoren (7) detektierten Lichts und einer Drehposition des Polygonspiegels (3) erzeugt.