ES2292977T3 - Dispositivo de escaneo optico confocal. - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo de escaneo óptico confocal (120) que comprende: - un espejo móvil giratorio (101), que comprende una cara objeto (101a) y una cara imagen (101b), siendo la cara imagen del espejo móvil giratorio opuesta a la cara objeto del espejo móvil giratorio, - un camino óptico que conecta la cara objeto del espejo móvil giratorio a la cara imagen del espejo móvil giratorio, - al menos un orificio microscópico ubicado en un plano de imagen intermedio (104) en dicho camino óptico, - un primer grupo de lentes de control formado por lentes colocadas en el camino óptico entre la cara objeto del espejo móvil giratorio y el orificio microscópico, - un segundo grupo de lentes de control formado por lentes colocadas en el camino óptico entre el orificio microscópico y la cara imagen del espejo móvil giratorio, y - exactamente cuatro espejos de redirección (103, 104, 105, 108, 109) plegando el camino para permitir que el camino óptico conecte la cara objeto del espejo móvil giratorio ala cara imagen del espejo móvil giratorio, caracterizado por los siguientes hechos: - dicho primer y segundo grupo de lentes de control poseen distancias focales positivas, y - la orientación de los espejos de redirección es adaptada para plegar el trayecto óptico de manera que un haz incidente en una dirección fija en la cara objeto salga de la cara imagen con una dirección fija, independiente de la posición del espejo móvil, para un conjunto de ángulos de rotación útiles del espejo móvil, y de manera que un haz incidente en la cara imagen que proviene de la cara objeto posea el mismo eje y la misma dirección que el mismo haz cuando sale de la cara objeto hacia la cara imagen.
Description
Dispositivo de escaneo óptico confocal.
La invención se refiere a un dispositivo de
escaneo óptico para escanear simultáneamente un plano observado y un
plano imagen.
La Patente No. PCT/FR01/02890 describe un
dispositivo de escaneo para escanear simultáneamente un plano
observado y un plano imagen.
En este documento se describen dos tipos de
dispositivo de escaneo:
- dispositivos que utilizan una red de
microespejos para filtrar el haz luminoso, y que utilizan solamente
una cara de un espejo móvil,
- dispositivos que utilizan uno o más orificios
microscópicos como un dispositivo de filtrado espacial, para filtrar
el haz luminoso, y que utilizan las dos caras opuestas de un espejo
móvil.
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Los dispositivos de escaneo de la segunda
categoría utilizan un espejo móvil que posee:
- una cara objeto dirigida hacia el objeto
observado (y por lo tanto hacia el objetivo microscópico), que hace
posible que se mueva, en el plano de la red de los orificios
microscópicos, la imagen geométrica de un punto fijo del objeto
observado,
- una cara imagen dirigida hacia el dispositivo
de detección (por ejemplo la cámara) que hace posible traer la
imagen geométrica de un punto fijo de la imagen observada nuevamente
al punto fijo del dispositivo de detección.
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La cara objeto por lo tanto tiene en cuenta el
escaneo por sí mismo, y la cara imagen permite la compensación de
este escaneo.
Las Figuras 1 a 5 permiten una mejor comprensión
de los mecanismos de compensación. La Figura 1(a) muestra
una configuración teórica que posee propiedades de simetría simples.
El haz que llega horizontalmente sobre la cara objeto 01 es
reflejado hacia arriba. El haz que llega verticalmente sobre la cara
imagen 02 es reflejado hacia la derecha. La Figura 1(b)
muestra el principio de escaneo y de compensación utilizado en la
técnica anterior. El haz llega horizontalmente sobre la cara objeto
y es reflejado hacia arriba. El haz llega horizontalmente sobre la
cara imagen y se refleja hacia abajo.
Si el espejo móvil sufre una rotación sobre un
eje ortogonal al plano de la figura, como se indica en la Figura 2,
los haces reflejados en la Figura 1(a) sufren cada uno una
rotación en la dirección indicada por la Figura 2(a).
Mediante la inversión de la dirección de los haces, se deriva a
partir de los mismos la dirección que deben poseer los haces
incidentes en la cara imagen del espejo móvil, en el sistema de
escaneo y de compensación de la Figura 1(b), para que la
dirección del haz de salida permanezca constante. Esta dirección es
representada en la Figura 2(b). El sistema de lentes y
espejos que restaura el haz luminoso de la cara objeto a la cara
imagen del espejo móvil deben por lo tanto ser diseñados de modo que
el haz reflejado por la cara objeto y desviado hacia la derecha de
la figura alcance la cara imagen mientras es desviado hacia
arriba.
Si el espejo móvil sufre una rotación pequeña
alrededor de un eje situado en el plano de la figura, como se
indica en la Figura 3, las direcciones de los haces en las Figuras
2(a) y 2(b) son modificadas como se indica
respectivamente en las Figuras 3(a) y 3(b). En estas
figuras, una cruz representa un haz que se mueve desde el observador
hacia fuera, y un punto en un círculo representa un haz que se mueve
hacia el observador.
Sin embargo, la situación descrita en la Figura
3 es válida solamente en el primer orden. Cuando los ángulos de
rotación del espejo móvil son suficientemente grandes, un fenómeno
de segundo orden tiene lugar, el cual es una rotación hacia la
derecha del haz reflejado por la cara objeto. Los diagramas en la
Figura 3 deben ser modificados como se indica en la Figura 4.
Para que la compensación tenga lugar
correctamente en el primer orden, el sistema de lentes y espejos que
traen el haz de vuelta desde la cara objeto hacia la cara imagen
deben hacer posible verificar las situaciones en las Figuras
2(b) y 3(b). En consecuencia, un haz reflejado por la
cara objeto como se indica en la Figura 4(a) vuelve a la
cara imagen como se indica en la Figura 5. Sin embargo, para
arrancar nuevamente en una dirección constante debería volver como
se indica en la Figura 4(b). Existe una incompatibilidad
entre la compensación de primer orden de todos los movimientos del
espejo y la compensación de segundo orden de los movimientos de
rotación alrededor de un eje situado en el plano de la figura.
Estando diseñado el sistema para que la compensación tenga lugar
correctamente en el primer orden, la desviación de segundo orden no
es compensada sino amplificada, como se indica en la Figura 5. En
consecuencia, la imagen obtenida en el detector está afectada por
la alteración de segundo orden con respecto a la magnitud de los
movimientos de rotación del espejo alrededor de un eje situado en el
plano de la figura.
La Solicitud de Patente No. WO0122146A muestra
en su Figura 3 un dispositivo que soluciona este problema. Una
versión simplificada de este dispositivo también fue representada en
la figura 7 de la presente solicitud. Una representación
"desplegada" se realizó en la figura 8 y la figura 9 ilustra
solamente los espejos de redirección.
Este dispositivo comprende:
- un espejo móvil giratorio 101, que comprende
una cara objeto 101(a) y una cara imagen 101(b),
siendo la cara imagen del espejo móvil giratorio opuesta a la cara
objeto del espejo móvil giratorio,
- un camino óptico que conecta la cara objeto
del espejo móvil giratorio a la cara imagen del espejo móvil
giratorio,
-al menos un orificio microscópico 104 ubicado
en un plano de imagen intermedio en dicho camino óptico (en la
figura 3 de la patente WO0122146A hay una hendidura 5),
- un primer grupo 102 de lentes de control
conformado por lentes ubicadas en el camino óptico entre la cara
objeto del espejo móvil giratorio y el orificio microscópico (grupo
4 en la figura 3 de la WO0122146A),
- un segundo grupo de lentes de control
conformado por lentes 106, 107, 110 ubicadas en el camino óptico
entre el orificio microscópico y la cara imagen del espejo móvil
giratorio (el conjunto de lentes de los sub-grupos
61, 62, 63 en la figura 3 de la patente WO0122146A), y
- exactamente cuatro espejos de redirección 103,
105, 108, 109 plegando el camino óptico para permitir que el camino
óptico conecte la cara objeto del espejo móvil giratorio con la cara
imagen del espejo móvil giratorio,
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En este dispositivo:
- el trayecto óptico está comprendido dentro de
un plano,
- el segundo grupo de lentes de control 106,
107, 110 está adaptado para que un haz incidente que sigue una
dirección fija deje la cara imagen con la misma dirección,
independientemente de la posición del espejo móvil, para un
conjunto de ángulos de rotación útiles del espejo móvil. Esta
adaptación resulta del hecho de que el segundo grupo de lentes de
control está formado por:
- un sub-grupo 110 que posee una
distancia focal positiva,
- dos sub-grupos 106, 107 que
invierten la imagen del orificio microscópico 104. El conjunto
formado por los subgrupos 110, 106, 107 (resp. 61, 62, 63 de la
figura 3 de la patente WO0122146A) se caracteriza en concreto
porque posee una distancia focal negativa, opuesta a la distancia
focal del sub-grupo 102 (resp. 4 en la figura 3 de
la patente WO0122146A).
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El problema es entonces resuelto en la patente
WO 0122146A por medio de un sistema de escaneo en el cual el haz
incidente en la cara objeto es traído a la cara imagen de la manera
indicada en la Figura 6(a), es decir que el haz reflejado
por la cara objeto vuelva a la cara imagen con el mismo eje y la
misma dirección justo después de su reflejo en la cara objeto, y el
haz que deja el espejo móvil después del reflejo en la cara imagen
posee el mismo eje y la misma dirección que el haz incidente en el
espejo móvil antes del reflejo en la cara objeto. La compensación
por los movimientos del espejo móvil entonces tiene lugar como se
indica en las Figuras 6(b) y (c) y no existe
incompatibilidad entre la compensación de primer orden y la
compensación de segundo orden. El sistema de lentes y espejos, que
hace posible traer el haz reflejado por la cara objeto hacia la
cara imagen, en el modo indicado por la Figura 6(c), también
trae el haz reflejado por la cara objeto de la Figura 6(b)
hacia la cara imagen, como se indica en la Figura 6(b). En
términos generales, es posible mostrar que la compensación es
perfecta en todos los órdenes.
En el caso de que el espejo móvil posea dos ejes
de rotación distintos, esta configuración hace posible la
utilización de ángulos altos de rotación alrededor de dos ejes. En
el caso de que un espejo móvil posee solamente un eje de rotación,
la configuración mejora la robustez del sistema con respecto a las
imprecisiones en el posicionamiento del espejo y permite el uso del
eje de rotación más práctico en relación con los requerimientos
espaciales. En términos generales, esta configuración hace posible
agrandar los ángulos útiles de rotación del espejo móvil. Sin
embargo, estos ángulos de rotación permanecen limitados por las
anomalías de las lentes y por el hecho de que el haz no debe
desviarse de la trayectoria causando que pase a través de las lentes
de control, los espejos de redirección y la red de los orificios
microscópicos.
\newpage
La Figura 8 ilustra el camino óptico del
conjunto de escaneo y de compensación de la figura 7, de acuerdo
con una representación "desplegada" que no tiene en cuenta los
espejos. El haz que se emite desde la cara objeto 101(a) del
espejo galvanométrico pasa sucesivamente a través de las lentes 102,
la red de orificios microscópicos 104, las lentes 106, las lentes
107 y las lentes 11, y vuelven a la cara imagen 101(b) del
espejo galvanométrico. El diagrama en la Figura 7 es obtenido por
el plegado de este trayecto óptico por medio de los espejos de
redirección 103, 105, 108, 109. Las posiciones de estos espejos y
por lo tanto las características del plegado del trayecto óptico
pueden ser caracterizados por coordenadas de los puntos de estos
espejos que están situados en el eje óptico. Estos espejos y puntos
han sido descritos en la Figura 9. El punto A es el centro de la
cara objeto 101(a) del espejo galvanométrico, situado en el
eje óptico 121. El punto B es el punto en el espejo 103 que está en
el eje óptico 121. De modo similar, los puntos C, D, E, F son los
puntos de los espejos sucesivamente alcanzados por el haz y
situados en el eje óptico. Aquí los puntos A, B, C, D, E, F son
coplanares.
Sin embargo, mientras el dispositivo
representado en la figura 28 de la solicitud de patente
PCT/FR01/02890 comprende solamente una lente relativamente simple
entre el orificio microscópico y la cara objeto del espejo de
escaneo, y una lente similar entre el orificio microscópico y la
cara imagen del espejo de escaneo, el dispositivo representado en
la Figura 3 de la solicitud de patente No. WO 0122146A comprende en
un lado del orificio microscópico un grupo de lentes de control
compuesto por al menos tres sub-grupos 61, 62, 63
(106, 107, 110 en la figura 7 de la presente solicitud). Esto hace
el sistema óptico bastante más complicado, aumenta el tamaño del
dispositivo, y reduce la transmisibilidad.
El objeto de la invención es realizar un
dispositivo que posee propiedades ópticas similares a las del
dispositivo descrito en la solicitud de patente WO 0122146A, cuyas
ventajas están descritas anteriormente, pero disminuyendo su tamaño
y aumentando su transmisibilidad.
El objeto de la invención es logrado utilizando
un dispositivo de escaneo óptico confocal que comprende:
- un espejo móvil giratorio, que comprende una
cara de objeto y una cara imagen, siendo la cara imagen del espejo
móvil giratorio opuesta a la cara de objeto del espejo móvil
giratorio,
- un camino óptico que conecta la cara de objeto
del espejo móvil giratorio de la cara imagen del espejo móvil
giratorio,
- al menos un orificio microscópico ubicado en
un plano de imagen intermedio en dicho camino óptico,
- un primer grupo de lentes de control
constituido por lentes colocadas en el camino óptico entre la cara
objeto del espejo móvil giratorio y el orificio microscópico,
- un segundo grupo de lentes de control
constituido por lentes colocadas en el camino óptico entre el
orificio microscópico y la cara imagen del espejo móvil giratorio,
y
- exactamente cuatro espejos de redirección
plegando el camino óptico para permitir que el camino óptico conecte
la cara objeto del espejo móvil giratorio con la cara imagen del
espejo móvil giratorio,
\vskip1.000000\baselineskip
caracterizados por los siguientes hechos:
- dicho primer y segundo grupo de lentes de
control poseen longitudes focales positivas, y
- la orientación de dichos espejos de
redirección está adaptada para plegar el trayecto óptico de modo que
un haz incidente en una dirección fija en la cara objeto deja la
cara imagen con una dirección fija, independientemente de la
posición del espejo móvil, para un conjunto de ángulos de rotación
útiles del espejo móvil, y así el haz incidente en la cara imagen
desde la cara objeto posee el mismo eje y la misma dirección que el
mismo haz cuando sale de la cara objeto hacia la cara imagen.
\vskip1.000000\baselineskip
Mediante el uso de dos grupos de lentes de
control que poseen distancias focales positivas, los cuales pueden
también ser compuestos de una sola lente, el dispositivo es
notablemente simplificado comparado con la patente WO 0122146A en
la cual uno de los grupos de lentes de control (compuesto de
sub-grupos 61, 62, 63 en la figura 3 de WO
0122146A) posee una distancia focal negativa. La adaptación del
dispositivo para una correcta compensación del escaneo debe ser
entonces realizada utilizando una orientación adecuada del espejo de
redirección, contrariamente a la patente WO 0122146A en la cual la
adaptación se efectúa mediante un grupo complejo de lentes de
control que posee una distancia focal negativa (a partir de los
subgrupos 61, 62, 63 en la figura 3 de la patente WO0122146A). El
plegado del trayecto óptico por los espejos de redirección "de
manera que un haz incidente que sigue una dirección fija en la cara
objeto deja la cara imagen con una dirección fija,
independientemente de la posición del espejo móvil, para un
conjunto de ángulos de rotación útiles de espejos móviles, y de este
modo un haz incidente en la cara imagen proveniente de la cara
objeto posee el mismo eje y la misma dirección que el mismo haz
cuando sale de la cara objeto en la dirección de la cara imagen"
permite esta correcta compensación de escaneo evitando las
imperfecciones del sistema descrito en la solicitud de patente
PCT/FR01/02890 y detalladas anteriormente.
Más precisamente, la orientación de los espejos
de redirección es adaptada de modo que los puntos A, B, C, D, E, F
no estén en un mismo plano, es decir:
A es el punto de la cara objeto del espejo móvil
situado en el eje óptico,
B es el punto del primer espejo de redirección
alcanzado por un haz dirigido desde la cara objeto a la cara imagen
del espejo móvil, el cual está situado en el eje óptico,
C es el punto del segundo espejo de redirección
alcanzado por un haz dirigido desde la cara objeto a la cara imagen
del espejo móvil, el cual está ubicado en el eje óptico,
D es el punto del tercer espejo de redirección
alcanzado por un haz dirigido desde la cara objeto a la cara imagen
del espejo móvil, el cual está situado en el eje óptico.
E es el punto del cuarto espejo de redirección
alcanzado por un haz dirigido desde la cara objeto a la cara imagen
del espejo móvil, el cual está situado en el eje óptico,
F es el punto de la cara imagen del espejo
móvil, el cual está situado en el eje óptico.
Efectivamente, una correcta compensación
solamente puede ser obtenida por un camino óptico que,
contrariamente a los caminos ópticos descritos en la solicitud de
patente PCT/FR01/02890 y en WO 0122416A, no está comprendido en un
mismo plano.
De acuerdo con la invención, una correcta
compensación es lograda cuando la orientación de los espejos de
redirección es adaptada de manera que los puntos A, B, C, D, E, F
verifican la siguiente ecuación:
(AB x BC, BC x
CD)_{BC} + (BC x DC, CD x DE)_{DC} + (CD x DE, DE
x EF)_{DE} + (DE x EF, EF x BC)_{FE} =
\pi
en la cual (UV x VX, VX x
XY)_{vx} representa el ángulo entre el producto vector (UV
x VX) de los vectores UV y VX, y el producto vector (VX x XY) de
los vectores VX y XY, orientados por el vector
VX.
Siguiendo una configuración preferida de la
invención, cada uno de dichos grupos de lentes posee un plano focal
en una cara del espejo móvil giratorio y un plano focal en al menos
un orificio microscópico. En una configuración preferida, los dos
grupos de lentes son idénticos entre sí. Estas opciones simplifican
el diseño óptico del sistema.
Las Figuras 1 a 5 sirven para apoyar la
explicación de un defecto de algunos microscopios según la técnica
anterior. La Figura 1 representa la porción central del espejo
móvil. La Figura 2 representa el efecto de un movimiento de rotación
sobre un eje ortogonal al plano de la figura. La Figura 3 representa
el efecto de primer orden de un movimiento de rotación alrededor del
eje situado en el plano de la figura. La figura 4 representa el
efecto de segundo orden de este movimiento. La figura 5 ilustra el
efecto de segundo orden de este movimiento cuando el sistema está
configurado para compensar las rotaciones del espejo móvil del
primer orden.
La Figura 6 representa el principio utilizado en
la técnica anterior para efectuar la compensación del movimiento de
escaneo. La Figura 6(a) representa una posición central del
espejo móvil. La Figura 6(b) representa el efecto de una
rotación sobre un eje ortogonal al plano de la figura. La Figura
6(c) representa el efecto de una rotación alrededor de un eje
situado en el plano de la figura.
La Figura 7 representa una versión simplificada
de un sistema de escaneo de la técnica anterior. La Figura 8
representa el camino óptico utilizado en la Figura 7 pero sin el
plegado debido a los espejos de redirección. La Figura 9 representa
el principio de redirección por los espejos y define los puntos A,
B, C, D, E, F caracterizando esta redirección.
Las Figuras 10 a 15 se refieren a un modo de
realización de la invención. La Figura 10 representa el camino
óptico "desplegado" sin los espejos de redirección. La Figura
11 muestra un ejemplo de una posición en espacio 3D de los puntos A,
B, C, D, E, F, que definen el plegado.
Las Figuras 12 a 15 se refieren a un ejemplo
particular de este modo de realización, completamente dimensionada.
La Figura 12 representa una lente usada, compuesta de dos lentes
acromáticas idénticas. Las Figuras 13 a 15 ilustran diversas vistas
del dispositivo, la Figura 15 siendo una vista en perspectiva.
La Figura 10 muestra la representación
"desplegada" de un modo de realización de la invención, de
acuerdo con el mismo principio de la Figura 8. El haz reflejado por
la cara objeto 201(a) del espejo galvanométrico pasa a
través de la lente L1, la red de orificios microscópicos 204 y la
lente L2, y llega a la cara imagen 201(b) del espejo
galvanométrico. Las lentes L1 y L2 son idénticas y poseen en cada
caso un plano focal en la red 204 y un plano focal en una de las
caras del espejo galvanométrico. El trayecto óptico es plegado por
medio de 4 espejos como en el caso anterior. Sin embargo, una simple
configuración de plegado como la ilustrada en la Figura 9 no es
adecuada ya que no permite el regreso del haz al espejo
galvanométrico en la orientación ilustrada por las Figuras
6(b) y 6(c), lo que es imprescindible para una
compensación correcta.
Para que exista una correcta compensación del
escaneo en este caso, el plegado debe ser llevado a cabo en un modo
más apropiado. La condición que debe cumplirse para que el plegado
se haga correctamente es la siguiente:
(ABxBC,
BCxCD)_{BC} + (BCxCD, CDxDE)_{CD} +
(CDxDE,DExEF)_{DE} + (DExEF, EFxBC)_{EF}=
\pi
en la cual por ejemplo (ABxBC,
BCxCD)_{BC} representa el ángulo entre los productos
vectoriales (ABxBC) y (BCxCD), orientado por el vector
BC.
Esta condición no puede ser cumplida si los
puntos A, B, C, D, E, F, son coplanares. Por lo tanto, es necesario
utilizar un trayecto óptico en el que los elementos del dispositivo
de escaneo no se encuentren en el mismo plano. Por ejemplo, el
trayecto ABCDEF puede ser del tipo ilustrado en la Figura 11, en
varias vistas, con una indicación de los marcos de referencia. En
términos generales, este trayecto se caracteriza por tres
coordenadas dimensionales de los puntos A, B, C, D, E, F. Las
orientaciones de los espejos derivan de los mismos. Por ejemplo, el
espejo que pasa a través del punto B está orientado de manera que la
orientación normal del espejo es la bisectriz del ángulo (BA, BC).
Los otros espejos se encuentran orientados de modo similar de manera
que el eje óptico se pliegue realmente a lo largo del trayecto
ABCDEF. Un sistema que cumple esta condición puede ser calculado,
por ejemplo utilizando la función "valor objetivo" de un
programa de cálculo de tablas para ajustar la posición de los
puntos para que se obtenga el valor apropiado de la suma de los
ángulos antes descritos mientras se mantiene la longitud total del
camino óptico en el valor impuesto por una elección de lentes.
Un ejemplo particular es representado en las
Figuras 12 a 15. La Figura 12 ilustra la lente utilizada. Está
compuesto de dos lentes acromáticas idénticas. Los puntos P y Q son
utilizados para caracterizar la posición de las lentes. Siendo
idénticas las lentes L1 y L2, el punto P será identificado como P1 o
P2, dependiendo de si se trata de la lente L1 o L2, y de modo
similar el punto Q será identificado como Q1 o Q2 dependiendo de si
se trata de la lente L1 o L2.
\vskip1.000000\baselineskip
Las características de esta lente son:
\newpage
El espesor del espejo galvanométrico usado es de
6 mm. La Figura 13 a 15 ilustra el trayecto óptico del haz en
diferentes vistas. La configuración se caracteriza por las
coordenadas de los puntos A, B, C, D, E, F en un marco de referencia
ortonormal, en mm:
Se cumple la ecuación:
(ABxBC,
BCxCD)_{BC} + (BCxCD, CDxDE)_{CD} + (CDxDE,
DExEF)_{DE} + (DExEF, EFxBC)_{EF} =
\pi
Las distancias a lo largo del eje óptico son
como se detallan a continuación en mm, la letra R designa la
posición de la red de orificios microscópicos 204;
Las figuras 13 a 15 ilustran este ejemplo de
realización en varias vistas. En la vista en perspectiva de la
Figura 15, solamente los puntos de plegado A, B, C, D, E, F han sido
indicados. En las otras dos vistas, todos los puntos en la tabla
anterior han sido indicados. Las lentes objeto e imagen (el
equivalente de las lentes 111 y 114 de la Figura 7) no han sido
representadas y por lo tanto solamente el conjunto de escaneo y
compensación ha sido ilustrado, equivalente al conjunto 120 en la
Figura 7. En el dispositivo de escaneo completo, las lentes objeto
e imagen deben ser añadidos del mismo modo que en la Figura 7. El
conjunto de escaneo y compensación descrito en las Figuras 13 y 15
puede ser fijado en un marco individual directamente conectado al
suelo o piso, las lentes objeto e imagen entonces son fijadas a la
misma tabla óptica del microscopio utilizado.
El presente dispositivo de escaneo puede ser
utilizado para la microscopía de escaneo confocal, por ejemplo para
la biología celular.
Claims (5)
1. Un dispositivo de escaneo óptico confocal
(120) que comprende:
- un espejo móvil giratorio (101), que comprende
una cara objeto (101a) y una cara imagen (101b), siendo la cara
imagen del espejo móvil giratorio opuesta a la cara objeto del
espejo móvil giratorio,
- un camino óptico que conecta la cara objeto
del espejo móvil giratorio a la cara imagen del espejo móvil
giratorio,
- al menos un orificio microscópico ubicado en
un plano de imagen intermedio (104) en dicho camino óptico,
- un primer grupo de lentes de control formado
por lentes colocadas en el camino óptico entre la cara objeto del
espejo móvil giratorio y el orificio microscópico,
- un segundo grupo de lentes de control formado
por lentes colocadas en el camino óptico entre el orificio
microscópico y la cara imagen del espejo móvil giratorio, y
- exactamente cuatro espejos de redirección
(103,104,105,108,109) plegando el camino para permitir que el camino
óptico conecte la cara objeto del espejo móvil giratorio a la cara
imagen del espejo móvil giratorio,
\vskip1.000000\baselineskip
caracterizado por los siguientes
hechos:
- dicho primer y segundo grupo de lentes de
control poseen distancias focales positivas, y
- la orientación de los espejos de redirección
es adaptada para plegar el trayecto óptico de manera que un haz
incidente en una dirección fija en la cara objeto salga de la cara
imagen con una dirección fija, independiente de la posición del
espejo móvil, para un conjunto de ángulos de rotación útiles del
espejo móvil, y de manera que un haz incidente en la cara imagen que
proviene de la cara objeto posea el mismo eje y la misma dirección
que el mismo haz cuando sale de la cara objeto hacia la cara
imagen.
2. El dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque cada uno de dichos
grupos de lentes posee un plano focal en una cara de un espejo móvil
giratorio y un plano focal en dicho orificio microscópico.
3. El dispositivo de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque los dos
grupos de lentes son idénticos entre sí.
4. El dispositivo de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la
orientación de los espejos de redirección es adaptada de modo que
los puntos A, B, C, D, E, F no se encuentren en un mismo plano, en
el cual:
A es el punto de la cara objeto del espejo móvil
situado en el eje óptico,
B es el punto del primer espejo de redirección
alcanzado por un haz dirigido desde la cara objeto a la cara imagen
del espejo móvil, situado en el eje óptico,
C es el punto del segundo espejo de redirección
alcanzado por un haz dirigido desde la cara objeto a la cara imagen
del espejo móvil, situado en el eje óptico,
D es el punto del tercer espejo de redirección
alcanzado por un haz dirigido desde la cara objeto a la cara imagen
del espejo móvil, situado en el eje óptico,
E es el punto del cuarto espejo de redirección
alcanzado por un haz dirigido desde la cara objeto de la cara imagen
del espejo móvil, situado en el eje óptico,
F es el punto de la cara imagen del espejo móvil
situado en el eje óptico.
5. El dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 4, caracterizado porque la orientación de los
espejos de redirección es adaptada de manera que los puntos A, B, C,
D, E, F verifican la siguiente ecuación:
(ABxBC,
BCxCD)_{BC} + (BCxCD, CDxDE)_{DC} + (CDxDE,
DExEF)_{DE} + (DExEF, EFxBC)_{FE}=
\pi
en la cual (UVxVX,
VXxXY)_{VX} representa el ángulo entre el producto vector
(UVxVX) de los vectores UV y VX, y el producto vector (VXxXY) de los
vectores VX y XY, orientados por el vector
VX.
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