JP2001506378A - 実質的に相互に垂直な2つの軸においてビームを走査するために光学装置 - Google Patents

実質的に相互に垂直な2つの軸においてビームを走査するために光学装置

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Abstract

(57)【要約】 実質的に相互に垂直な2つの軸においてビームを走査する光学装置であって、とりわけ共焦点レーザ走査顕微鏡で使用されるものにおいて、重大な結像誤差を回避するために、3つのミラー(1,2,3)が設けられており、当該ミラーのうち2つのミラー(1,2)は、第1の駆動部によって第1の軸(y軸)を中心に、1つのミラー(3)は第2の駆動部によって第2の軸(x軸)を中心に回転可能であり、前記第2の軸(x軸)は第1の軸(y軸)に対して直交しており、前記2つのミラー(1,2)は相互に所定の角度位置関係の下で回動不能に配属されており、これらミラーは共通にy軸を中心に回転し、その際にビーム(4)を、単独で回転する第3のミラー(3)の回転軸(x軸)上にある回転点を中心に回転させる。

Description

【発明の詳細な説明】 実質的に相互に垂直な2つの軸においてビームを走査するために光学装置 本発明は、実質的に相互に垂直な2つの軸においてビームを走査するための光 学装置に関し、とりわけ共焦点レーザスキャン顕微鏡に使用するための光学装置 であって、それぞれ1つの駆動部により、相互に垂直な軸(x軸とy軸)を中心 に回転可能な2つのミラーを有する光学装置に関する。 ここでは基本的に、実質的に垂直な2つの軸でビームを走査するための装置を 取り扱い、ここでは光ビームが2つの軸で対物レンズの瞳孔を中心に、またはこ れに対して共役の平面で回転されることが重要である。 実際にはすでに種々のx−yスキャナの実施形態が公知である。刊行物、J.Mo ntagu著:“Two-axis beam steering system,TABS”,Proceedings Reprint,SPIE -The International Society for Optical Engineering,Vol.1920,1993,pp162-1 73.(Smart Strucures and Materials 1993からの再版:“Active and Adaptive Optical Components and Systems II”,1-4 February 1993,Albuquerque,New Me xico)から種々のスキャナが公知である。 シングルミラー型スキャナでは、軸を中心に回転するミラーが1つだけ設けら れており、ここではミラーの回転軸は光軸に相応しない。シングルミラー型スキ ャナは通常、カルダン懸架されたミラーをx方向およびy方向の走査のために有 する。 成る程、ここではミラーを1つしか使用しないため、複数のミラーによる光損 失は最小化される。しかしそのためにx−ガルバノメータを常に共に移動しなけ ればならない。すなわち、その質量を加速および減速しなければならない。この ためにフレーム速度(Bildrate)が毎秒約10フレームに制限される。すなわち過 度に大きな振動慣性が顕微鏡システムに惹起されるためである。さらに共振型ス キャナは、そのために必要な固定据え付けのために使用することはできない。 2ミラー型スキャナでは、所定の角度の下で相互に配置された2つのミラーが 設けられている。これらのミラーは相互に直交配置された回転軸を中心に回転す る。しかしこのような構成は必ずしも必要ではない。 入射するビームはいずれにしろ、ビーム路(光路)中の最後のミラーの回転軸に 対して平行に延在する。 さらにいわゆる“パドル”スキャナと“ゴルフクラブ”スキャナが、2ミラー 型スキャナの特別な実施形態として公知である。これらのスキャナでは、ビーム の回転が仮想(ヴァーチャル)回転点を中心に単に近似的に達成される。このこ とは基本的に結像誤差に結 び付く。 A.F.Slomba:"Alaser flying spot scanner for use in automated fluoresce nce antibody instrumentation",Vol.6,No.3,May-June 1972,pp230-234.によれ ば同様に、蛍光顕微鏡並びに共焦点顕微鏡での適用の観点からミラー型スキャナ が公知である。これについては単に補充的に述べておく。 実質的に相互に直交する2つの軸においてビームを走査するための、前に述べ た公知の光学装置には実際には種々の理由から問題がある。特に重要な問題は、 結像誤差が非常に大きいことと、さらには駆動部の少なくとも1つを常に共に運 動しなければならないことによる問題である。このことはフレーム速度の大きな 制限に結び付く。いずれにしろ公知の2ミラー型装置は、ビームの回転を仮想回 転点を中心にして近似的にしか達成していない。そのためこの走査の際には、大 きな結像誤差が生じる。 本発明の課題は、実質的に相互に直交する2つの軸においてビームを走査する ための光学装置を提供するものであり、この光学装置においては重大な結像誤差 が回避され、リアルタイム適用、すなわち通常のビデオ速度に対する高いフレー ム速度が可能であり、画像がとりわけ共焦点顕微鏡において容易に位置調整ない し調心できるように構成することである。 本発明による、実質的に相互に直交する2つの軸に おいてビームを走査するための光学装置は、前記課題を請求項1に記載の構成に よって解決する。これによれば、冒頭に述べた光学装置−2ミラー型スキャナー は次のように補完される。すなわち、2つのミラーの一方に別のミラーが所定の 角度位置で回動不能に配属され、これにより相互に配属されたミラー−第1と第 2のミラー−が共にy軸を中心に回転し、ここでビーム(光線)は単独で回転す る第3のミラーの回転軸(x軸)にある回転点を中心に回転する。 本発明によれば、第3のミラーにより−不可避のミラー欠陥による−さらなる 光損失が生じるが、ここで3つのミラー構成体は、カルダン懸架された走査ミラ ーのように作用し、ビーム回転点が2つの走査方向xとyで1つの点に重なるよ うになる。そうでなければ、走査過程で補正不能な誤差およびビームのぼけが生 じていることとなる。なぜなら、テレセントリックビーム路がもやは存在しない こととなるからである。ここで請求される構成は、僅かなy依存性の相対的ライ ンシフトを次式により形成する。 ただし、βは走査角、αはyスキャナの回転軸と、x走査ミラーに入射するビー ムとの間のビーム角である。 ライン(行 Zeilen)シフトは、典型的には7°の走査角においてフレーム幅 の2%よりも小さい。した がって多くの適用に対して無視できる。しかし必要な場合には、適切なy依存性 オフセットをx駆動部に設けることよりラインシフトを容易に補償することがで きる。特別な場合には、画像の上方および下方縁部にある偏光が僅かな角度だけ 回転されていることに注意して欲しい。例えばカルダン懸架の場合のように1つ のミラーではなく、ここでは3つのミラーが使用されるという不利益は、走査速 度の要求が高い場合には容易に平衡(バランス)される。すなわちここでは加速 しなければならない質量が格段に小さいことにより平衡化(補償)される。いず れにしろここでも、周波数の高い駆動部を使用することができる。なぜなら、こ の駆動部は本発明の構成では静的に取り付けられているからである。 本発明ではいずれにしろ、結像誤差の最小化が光損失と引き替えに達成される 。しかし光損失は多数の適用例において少なくともある程度まではそれほど重要 でない。 請求された光学装置の具体的構成に関しては、2つの共通に回転するミラー− 第1と第2のミラー−が、単独で回転する第3のミラーにビーム路中で前置され る。入射するビームは、2つの相互に配属されたミラーのうち第1のミラーに入 射する。すなわち特に有利には、それらの共通の回転軸(y軸)に合致する。 光学装置の具体的構造に関して、2つの相互に配属 されたミラーが回転可能な取付受部ないし収容部(Aufnahme)に配置されると有 利である。ここで2つのミラーの相互の角度位置およびその間隔は不変である。 取付受部全体は、入射ビームの光軸(y軸)を中心に回転可能である。 同じように、2つの相互に配属されたミラーを−単純な取付受部ではなく−ケ ーシングに配置し、ミラーの保護が得られるようにすると有利である。前に述べ た取付受部の構成に相応して、ケーシングも入射ビームの回転軸(y軸)を中心 に回転する。 ケーシングはさらに、入射ビームに対する入射開口部を有し、ビームはケーシ ングの回転軸で、2つの相互に配属されたミラーのうちの第1のミラーに入射し 、第2のミラーに向かって反射される。第3のミラーはケーシングの外に回転可 能に配置することができる。しかし特に有利な構成の枠内では、ケーシングは切 欠部を有し、ケーシングはこの切欠部に対して少なくとも部分的に開放している 。単独で回転可能な第3のミラー(x回転軸)はケーシングとは独立に回転可能 であり、ケーシングの切欠部内に配置される。 ケーシング内部に固定配置された2つのミラーのうちの第1のミラーの配置構 成に相応して、ビームは第2のミラーによりケーシングの切欠部へ反射され、ビ ームはそこに配置された、単独で回転可能な第3のミラーに入射する。ここから ビームはケーシングの外に 向かうか、または再びケーシング内部へ戻り、特別な出射開口部を通ってケーシ ングから外に導かれる。前に述べた実施形態によれば、ケーシング内部に小型の 構造が実現され、第3のミラーはケーシングの切欠部の領域においてケーシング 内部でほぼ自由に回転可能に配置される。さらに第3のミラーはケーシングによ って少なくとも部分的に覆われるか、またはカバーされ、これにより少なくとも 十分に保護される。 さらに別の実施形態の枠内において、相互に所定の角度位置で回動不能に配属 され、共に光軸を中心に回転する2つのミラー−第1のミラーと第2のミラー− と、単独で回転するミラー−第3のミラー−に、別のミラー対を後置することが できる。ここでこの別のミラー対には、相互に所定の角度位置で回動不能に配属 された2つのミラー−第4と第5のミラー−が配属される。最終的に、第4と第 5のミラーは、第1と第2のミラーと同じように相互に固定配置されており、そ れぞれのミラー面の所定の所定の角度位置にある。 2つの別のミラーは、光軸を中心に回転する取付受部に取り付けることができ る。これは、最初の2つのミラーの場合と同じようにすることができる。ここで 単独でx軸を中心に回転する第3のミラーは、第2の取付受部と可動に結合する ことができる。この第3のミラーは第2の取付受部とは独立してx軸を中心に回 転することができるが、第2の取付受部と共に共通に y軸を中心に旋回可能である。 特に有利な実施形態の枠内において、第1の取付受部は第2の取付受部に配置 され、光軸を中心に回転可能にこれと結合される。ここで第1の取付受部が第2 の取付受部に依存しないで回転することは、同様にy軸ないし光軸に関連する。 すでに説明した3ミラー構成と同じように特に小型に構成する場合、2つの相 互に配属された別のミラーー第4と第5のミラー−を光軸(y軸)を中心に回転 する第2のケーシングに配置することができる。ここでx軸を中心に単独で回転 する第3のミラーは第2のケーシングに可動に配置される。第1のケーシングも また第2のケーシングに配置することができ、光軸(y軸)を中心に回転可能に これと結合することができる。第1のケーシングの独立した回転可能性はいずれ にしろ同じように、光軸ないしy軸に関連する。 すでに前に何回も述べたように、取付受部ないしケーシングは、入射ビームの 光軸(y軸)で回転する。同じように出射ビームが入射ビームの光軸にあっても 良い。しかし出射ビームを入射ビームの光軸に対して所定の角度の下で配向し、 例えば出射ビームを入射ビームに対してほぼ直交するように導くことも考えられ る。 前に説明した構成のミラーは特に簡単な構成の枠内では、平坦に構成されたミ ラー面を有する。しかし同 じように、ミラーを少なくとも僅かに湾曲したミラー面を有するように構成する ことも考えられる。ここでミラー面の湾曲部は結像のため、ないし結像誤差の補 正のために使用することができる。 本発明の装置の特別な利点は、ミラーないし取付受部またはケーシングの回転 運動に対する駆動部をこれらの部材から少なくとも構造的ないし身体的観点から 分離されることである。すなわち有利には駆動部は位置固定して配置され、した がって共に運動する必要がない。その点で駆動部として問題なしにガルバノメー タ、とりわけ高周波数の共振型ガルバノメータを使用することができ、過度に大 きな振動慣性が顕微鏡システムに惹起されることがない。さらにリアルタイム処 理を可能とするような高いフレーム速度が達成される。 ガルバノメータを駆動部として使用する枠内で、y軸を中心に回転するミラー がガルバノメータにより、x軸を中心に回転するミラーが高周波数の共振型ガル バノメータにより回転駆動されると有利である。しかし同じように、駆動部とし てステップモータないしステッピングモータを設けることも考えられる。 ミラーの回転性は任意に構成することができ、ミラーは約60°までの領域で 回転可能であれば十分である。それ以上の回転性は具体的に選択された実施例に 相応して通常は必要ない。 すでに冒頭で述べたように、ここに提案された構成でも双曲線状歪曲が結像の 際に発生する。有利にはこの双曲線状歪曲はy位置に依存して補正可能である。 具体的には双曲線状歪曲は、x駆動部における適切なy依存性オフセットにより 補償することができ、ここでは偏光が画像の上方縁部と下方縁部で僅かに回転し ていることに注意すべきである。 双曲線状歪曲を、x位置信号の評価の際に初めて考慮し、補償することもでき る。双曲線状歪曲のそのような考慮および補償は例えば画像デジタル化の後に行 うことができる。 本発明の思想を有利に構成し、改善するには多数の手段がある。このために一 方では、請求項1に従属する請求項を、他方では以下の、図面に基づく本発明の 実施例の説明を参照されたい。本発明の有利な実施例の説明に関連して、一般的 に有利な構成および改善形態も説明する。 [図面の簡単な説明] 図1は、実質的に相互に垂直な軸においてビームを走査するための、本発明の 光学装置の第1実施例を概略的に示し、ここでは全体で3つのミラーが設けられ ている。 図2は、図1からの構成を示し、ここではミラーが1つのケーシングに配置さ れている。 図3は、図2からの構成を、ビーム路とミラーの回 転運動がわかるように概略的に示している。 図4は、図3の装置により実現された、結像誤差を伴う結像を示す。 図5は、図1の図示に類似する、全体で5つのミラーを有する本発明の構成の 別の実施例を示す。 図6は、図1に類似する別の実施例を示す。 [実施例] 図1は、実質的に相互に直交する軸においてビームを走査するための光学装置 を示し、この装置は例えば共焦点レーザ走査顕微鏡に使用される。 装置は3つのミラー1〜3を有し、これらのうち2つのミラー1,2が第1の 駆動部により第1の軸、すなわちy軸を中心に回転され、1つのミラー3が第2 の駆動部により第2の軸、すなわち第1の軸(y軸)に対して直交するx軸を中 心に回転される。 本発明ではミラー1に別のミラー2が所定の角度位置で回動不能に配属されて おり、これにより相互に配属されたミラー1,2−第1と第2のミラー−は共通 にy軸5を中心に回転し、その際にビームは単独で回転する第3のミラー3の回 転軸(x軸)にある回転点を中心に回転する。 共通に回転する2つのミラー1,2−第1と第2のミラー−は、単独で回転す る第3のミラー3にビーム路中で前置されている。ここで入射ビーム4は、共通 の回転軸5にある2つの相互に配属されたミラー1, 2のうち第1のミラー1に入射する。図1からわかるように、2つの部分ビーム 路はミラー1と2の間、およびミラー2と3の間−すなわちビーム9−で、ミラ −2への−仮想−入射スリットを基準にしてほぼ対称に延在する。図6からわか るように、このことはケーシング6に位置固定して取り付けられたミラー2を、 ビーム9がy軸4ないし5に対して垂直に延在するように位置決めしても可能で ある。 図1,2および3に示された実施例では、2つの相互に配属されたミラー1, 2が1つのケーシング6に配置されていることを示している。ケーシング6は、 入射ビーム4の光軸5(y軸)を中心に回転する。 図1と図2はさらに、ケーシング6が入射ビーム4に対する入射開口部7を有 し、ビーム4はケーシング6の回転軸5で、2つの相互に配属されたミラー1, 2のうち第1のミラー1に入射し、第1のミラーから第2のミラー2へ反射され ることを示している。 図2によればケーシングは切欠部8を有し、ケーシング6はこの切欠部に対し て開放している。単独で回転する第3のミラー3は、ケーシング6から独立して x軸を中心に、切欠部8の中を回転可能に配置されている。 単独で回転するミラー3に入射するビーム9は第3のミラー3からケーシング 6に戻り、出射開口部10を通ってケーシング6の外へ結像のために反射される 。 図1を参照すると、ミラー1と2はケーシング6と固定的に結合されており、 相互に所定の角度位置関係にあることがわかる。ケーシング6自体は光軸5ない しy軸を中心に回転する。第3のミラー3は、光軸5に対して直交するよう形成 されたx軸を中心に回転する。 x軸を中心にしたミラー3の回転によって画像はx軸の回りに走査される。光 軸5を中心にしたケーシング6の回転により、画像はy方向に(y軸の回りに) 走査される。ケーシング6を光軸5を中心に、ミラー3をx軸を中心に同時に回 転することにより、画像が回転する。ここで発生するy軸依存性のx軸シフトは y軸依存性オフセットにより補正される。偏光回転は、スキャナのy依存性回転 によって補正される。 結像誤差ないし双曲線状歪曲(像の歪曲)17が図4に示されている。これは 図1〜図3の装置を適用した際に発生する。その他の補正手段については、繰り 返しを避けるため概説の部分を参照されたい。 図5は、実質的に相互に直交する2つの軸においてビームを走査するための本 発明の光学装置の別の実施例を示し、ここでは相互に所定の角度位置関係で回動 不能に配属された2つのミラー1,2−第1と第2のミラー−と、単独で回転す るミラー3−第3のミラー−に、別のミラー対が後置されている。この別のミラ ー対は、相互に所定の角度位置関係で回動不能に配属されたミラー11,12、 すなわち第4と第5のミラーを有する。 2つの別のミラー11,12は、光軸5(y軸)を中心に回転可能な第2のケ ーシング13に配置されている。ここでx軸を中心に単独で回転可能な第3のミ ラー3は第2のケーシング13に可動に配置されている。図5はさらに、第1の ケーシング6が第2のケーシング13内に配置されており、これと共に光軸5を 中心に回転可能に結合されていることを示している。出射ビーム14は入射ビー ム4の光軸5上にあるが、出射ビームは光軸に対し、必要に応じて任意の角度が 実現できる。 図5を参照すると、ミラー1と2は(第1の)ケーシング6に対し固定結合さ れており、相互に所定の角度位置関係の下にあることがわかる。ミラー11,1 2は第2のケーシング13に対し固定結合されている。x軸を中心に回転する第 3のミラー3は、x軸を中心に回転可能であるように第2のケーシング13と結 合されている。第1のケーシング6は、第2のケーシング13内に光軸5を中心 に回転するよう配置されており、ここでケーシング6はケーシング13と結合さ れている。第2のケーシング13は光軸5を中心に回転可能であり、x軸を中心 にしたミラー3の回転は光軸5に対して直交し、これによりx方向の(x軸の回 りの)走査が行われる。 第1のケーシング6が光軸5を中心に回転することにより、y方向の(y軸の 回りの)走査が行われる。第2のケーシング13が光軸5を中心に回転すること により、画像は画像中心の回りに回転する。走査角をx方向およびy方向で小さ くすることにより画像がズームされる。 ここで使用されるミラー1,2,11と12のミラー面は平坦に構成されてい る。湾曲に構成する手段、およびこれに関連する利点については明細書の概説部 分を参照されたい。 駆動部としてここではガルバノメータが設けられており、y軸を中心にした駆 動にはガルバノメータ15が、x軸を中心にした駆動には共振型ガルバノメータ 16が使用される。他の駆動部も同じように使用可能である。 最後に、ここに説明した実施例は請求された技術思想を理解するためのもので あり、実施例への制限ではないことを強調しておく。 参照符号リスト 1 第1のミラー 2 第2のミラー 3 第3のミラー(x軸を中心に回転可能) 4 入射ビーム 5 回転軸、光軸(y軸) 6 第1のケーシング 7 ケーシング(6)への入射開口部 8 ケーシング(6)の切欠部 9 第3のミラー(3)へ当たるビーム 10 ケーシング(6)の出射開口部 11 第4のミラー 12 第5のミラー 13 第2のケーシング 14 出射ビーム(ケーシング(13)からの) 15 ガルバノメータ(y軸) 16 共振型ガルバノメータ(x軸) 17 双曲線状(像)歪曲 x x軸 α x軸を中心にした走査角 β y軸を中心にした走査角

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. 実質的に相互に垂直な2つの軸においてビームを走査する光学装置であ って、とりわけ共焦点レーザ走査顕微鏡で使用されるものにおいて、 3つのミラー(1,2,3)が設けられており、 当該ミラーのうち2つのミラー(1,2)は、第1の駆動部によって第1の軸 (y軸)を中心に、1つのミラー(3)は第2の駆動部によって第1の軸(y軸 )に対して直交する第2の軸(x軸)を中心に回転可能であり、 前記2つのミラー(1,2)は相互に所定の角度位置の下で回動不能に配属さ れており、これらミラーは共通にy軸を中心に回転し、その際にビーム(4)を 、単独で回転する第3のミラー(3)の回転軸(x軸)上にある回転点を中心に 回転させる、 ことを特徴とする光学装置。 2. 2つの共通に回転するミラー(1,2)−第1と第2のミラー−に対し 、単独で回転する第3のミラー(3)がビーム路(4,9)中で前置されている 、請求項1記載の装置。 3. 入射ビーム(4)は、2つの相互に配属されたミラーのうち第1のミラ ー(1)に、それらの共通の回転軸(5)−y軸−に合致し、請求項2記載の装 置。 4. 2つの相互に配属されたミラー(1,2)は回転可能な取付受部に配置 されている、請求項1から3までのいずれか1項記載の装置。 5. 前記取付受部は、入射ビーム(4)の光軸(5)−y軸−を中心に回転 する、請求項4記載の装置。 6. 2つの相互に配属されたミラー(1,2)は1つのケーシング(6)に 配置されている、請求項1から5までのいずれか1項記載の装置。 7. ミラー(2)はケーシング(6)に、当該ミラー(2)から発したビー ム(9)がy軸(4ないし5)およびx軸に対して直角に向けられるよう位置固 定して位置決めされている、請求項1から6までのいずれか1項記載の装置。 8. ケーシング(6)は、入射ビーム(4)の光軸(5)−y軸−を中心に 回転する、請求項6または7記載の装置。 9. ケーシング(6)は、入射ビーム(4)に対する入射開口部(7)を有 し、 該入射ビーム(4)は、ケーシング(6)の回転軸で、2つの相互に配属され たミラーのうち第1のミラー(1)に当たり、第2のミラー(2)に向かって反 射される、請求項6から8までのいずれか1項記載の装置。 10. ケーシング(6)は切欠部(8)を有しか つ該切欠部に対して少なくとも部分的に開放しており、 単独で回転する第3のミラー(3)はケーシング(6)とは独立して回転可能 に切欠部(8)に配置されている、請求項9記載の装置。 11. 単独で回転する第3のミラー(3)に入射するビーム(9)は該第3 のミラーからケーシング(6)へ戻され、出射開口部(10)を通ってケーシン グ(6)から外へ反射される、請求項10記載の装置。 12. 相互に所定の角度位置で回動不能に配属され、光軸(5)を中心に共 通に回転する2つのミラー(1,2)−第1と第2のミラー−と、単独で回転す るミラー(3)−第3のミラー−には、別のミラー対が後置されており、 当該別のミラー対は、相互に所定の角度位置で回動不能に配属された2つのミ ラー(11,12)−第4と第5のミラー−を有する、請求項1から11までの いずれか1項記載の装置。 13. 前記2つの別のミラー(11,12)は、前記光軸(5)を中心に回 転する取付受部に取り付けられており、x軸を中心に単独で回転する前記ミラー (3)は第2の取付受部と可動に結合されている、請求項12記載の装置。 14. 第1の取付受部は第2の取付受部に配置さ れており、これと光軸(5)を中心に回転可能に結合されている、請求項13記 載の装置。 15. 2つの相互に配属された前記別のミラー(11,12)−第4と第5 のミラー−は、光軸(5)−y軸−を中心に回転可能な第2のケーシング(13 )に配置されており、x軸を中心に単独で回転可能な第3のミラー(3)は第2 のケーシング(13)に可動に配置されている、請求項12記載の装置。 16. 第1のケーシング(6)は第2のケーシング(13)に配置されてお り、これと光軸(5)を中心に回転可能に結合されている、請求項15記載の装 置。 17. 出射ビーム(14)は、入射ビーム(4)の光軸にある、請求項1か ら16までのいずれか1項記載の装置。 18. 出射ビーム(14)は、任意の角度の下で入射ビーム(4)の光軸( 5)に対して配向されている、請求項1から16までのいずれか1項記載の装置 。 19. 前記ミラー(1,2,3,11,12)は平坦に構成されたミラー面 を有する、請求項1から18までのいずれか1項記載の装置。 20. 前記ミラー(1,2,3,11,12)は少なくとも僅かに湾曲した ミラー面を有する、請求項1から18までのいずれか1項記載の装置。 21. ミラー面の湾曲部は結像に使用される、請求項20記載の装置。 22. 駆動部は位置固定して配置されている、請求項1から21までのいず れか1項記載の装置。 23. 駆動部としてガルバノメータ(15)が設けられている、請求項1か ら22までのいずれか1項記載の装置。 24. 該ガルバノメータは共振型ガルバノメータ(16)である、請求項2 3記載の装置。 25. y軸を中心に回転するミラー(1,2,11,12)はガルバノメー タ(15)により、x軸を中心に回転するミラー(3)は共振型ガルバノメータ (16)により回転駆動される、請求項23または24記載の装置。 26. 駆動部としてステップモータが設けられている、請求項1から22ま でのいずれか1項記載の装置。 27. 前記ミラー(1,2,3,11,12)は異なる角度の下、有利には 約60°までの領域で回転可能である、請求項1から26までのいずれか1項記 載の装置。 28. 双曲線状歪曲(17)を、y位置に依存して補正するための手段が設 けられている、請求項1から27までのいずれか1項記載の装置。 29. 双曲線状歪曲(17)は、x駆動部上での 適切なy依存性オフセットにより補償可能である、請求項28記載の装置。 30. 双曲線状歪曲(17)は、x位置信号の評価の際に考慮して補償され る、請求項1から29までのいずれか1項記載の装置。 31. 双曲線状歪曲(17)は、画像デジタル化の後に考慮され補償される 、請求項1から30までのいずれか1項記載の装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007077710A1 (ja) * 2005-12-28 2007-07-12 Nikon Corporation 光走査装置、光走査型顕微鏡、観察方法、制御装置、及び制御プログラム
JP2008281649A (ja) * 2007-05-08 2008-11-20 Brother Ind Ltd 光走査装置、及び網膜走査型表示装置
KR101119815B1 (ko) 2011-04-05 2012-03-06 나노스코프시스템즈 (주) 빔 편향 장치
JP2012108372A (ja) * 2010-11-18 2012-06-07 Olympus Corp 顕微鏡装置
JP2014505903A (ja) * 2011-01-20 2014-03-06 アプライド プレシジョン インコーポレイテッド 光走査システム

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29907156U1 (de) * 1999-04-22 1999-08-12 Laser Optoelektronik Gmbh Z Vorrichtung zum Erzeugen einer optischen Markierung
DE19956439A1 (de) 1999-11-24 2001-05-31 Leica Microsystems Vorrichtung zur Strahlablenkung
DE10033549A1 (de) 2000-07-11 2002-01-24 Leica Microsystems Optische Anordnung zum Ablenken eines Lichtstrahls insbesondere in zwei im wesentlichen senkrecht zueinander liegenden Richtungen
DE10039520A1 (de) 2000-08-08 2002-02-21 Leica Microsystems Vorrichtung zur Untersuchung und Manipulation von mikroskopischen Objekten
US6582088B2 (en) * 2000-08-10 2003-06-24 Benq Corporation Optical path folding apparatus
DE10050529B4 (de) * 2000-10-11 2016-06-09 Leica Microsystems Cms Gmbh Verfahren zur Strahlsteuerung in einem Scanmikroskop, Anordnung zur Strahlsteuerung in einem Scanmikroskop und Scanmikroskop
US7318912B2 (en) 2001-06-07 2008-01-15 Nanostream, Inc. Microfluidic systems and methods for combining discrete fluid volumes
DE10133017C2 (de) 2001-07-06 2003-07-03 Leica Microsystems Konfokales Mikroskop
DE10139920B4 (de) 2001-08-14 2008-07-31 Leica Microsystems Cms Gmbh Scanmikroskop und Verfahren zum Scannen eines Objekts
DE10209321A1 (de) * 2002-03-02 2003-09-25 Leica Microsystems Vorrichtung zum Ablenken eines Lichtstrahles und Scanmikroskop
DE10209322A1 (de) * 2002-03-02 2003-09-25 Leica Microsystems Vorrichtung zum Ablenken eines Lichtstrahles und Scanmikroskop
DE20207817U1 (de) * 2002-05-18 2002-08-14 Leica Microsystems Scanmikroskop und Strahlablenkeinrichtung
US7554710B2 (en) * 2002-10-16 2009-06-30 Canon Kabushiki Kaisha Two-dimensional scanning apparatus, and image displaying apparatus
EP1613202B1 (en) * 2003-03-27 2011-02-09 The General Hospital Corporation Apparatus for dermatological treatment and fractional skin resurfacing
DE102004006836A1 (de) 2003-04-15 2004-11-18 E.On Ruhrgas Ag Vorrichtung und Verfahren zum optischen Abtasten von Medien, Objekten oder Flächen
DE10337297A1 (de) 2003-08-14 2005-03-10 Leica Microsystems Strahlablenkeinrichtung
JP4522109B2 (ja) * 2004-02-19 2010-08-11 キヤノン株式会社 2次元走査装置及びそれを用いた走査型画像表示装置
JP4642397B2 (ja) * 2004-07-12 2011-03-02 オリンパス株式会社 光走査型顕微鏡装置
US8009271B2 (en) * 2004-12-16 2011-08-30 Nikon Corporation Projection optical system, exposure apparatus, exposure system, and exposure method
US7345800B2 (en) 2005-02-04 2008-03-18 Leica Microsystems Cms Gmbh Optical arrangement for deflecting a light beam
IL185355A (en) * 2007-08-19 2012-05-31 Sason Sourani Optical device for projection of light beams
EP2359178B1 (de) 2008-12-19 2014-04-23 Deutsches Krebsforschungszentrum Verfahren und vorrichtung zur dynamischen verlagerung eines lichtstrahls gegenüber einer den lichtstrahl fokussierenden optik
DE102009050340B4 (de) 2009-10-23 2017-08-10 Leica Microsystems Cms Gmbh Vorrichtung zum Ablenken eines Lichtstrahls in zwei unterschiedliche Richtungen und Scan-Mikroskop
DE102010037786A1 (de) 2010-09-27 2012-03-29 Leica Microsystems Cms Gmbh Verfahren zur Detektion von transmittiertem Licht im konfokalen Laserscan-Mikroskop und konfokales Laserscan-Mikroskop
DE102010061612B4 (de) * 2010-12-29 2023-12-28 Leica Microsystems Cms Gmbh Verfahren zum Ermitteln von Scankoordinaten zum Betreiben einer Scaneinheit eines konfokalen Scan-Mikroskops und konfokales Scan-Mikroskop
WO2012133623A1 (ja) * 2011-03-31 2012-10-04 株式会社ニコン 走査型顕微鏡
DE102011106097B4 (de) 2011-06-09 2017-02-16 Cero Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Bearbeiten eines Werkstückes
WO2015057306A1 (en) * 2013-08-30 2015-04-23 Nowatzyk Andreas G Optical beam scanning system having a synthetic center of beam rotation
US11221211B2 (en) 2018-01-26 2022-01-11 Vanderbilt University Systems and methods for non-destructive evaluation of optical material properties and surfaces
TWI781243B (zh) * 2018-10-31 2022-10-21 國立清華大學 級聯鏡列及包含其之掃描系統
US11493751B2 (en) 2019-01-23 2022-11-08 Vanderbilt University Systems and methods for compact optical relay
WO2023049225A2 (en) * 2021-09-22 2023-03-30 The Research Foundation For The State University Of New York Scattering-type scanning near-field optical microscopy with akiyama piezo-probes

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4874215A (en) * 1987-04-23 1989-10-17 General Scanning, Inc. Tunable resonant mechanical system
US5225923A (en) * 1992-07-09 1993-07-06 General Scanning, Inc. Scanning microscope employing improved scanning mechanism
US5561544A (en) * 1995-03-06 1996-10-01 Macken; John A. Laser scanning system with reflecting optics

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007077710A1 (ja) * 2005-12-28 2007-07-12 Nikon Corporation 光走査装置、光走査型顕微鏡、観察方法、制御装置、及び制御プログラム
US7715078B2 (en) 2005-12-28 2010-05-11 Nikon Corporation Optical scan device, optical scan type microscope, observation method, control device, and control program
JP2008281649A (ja) * 2007-05-08 2008-11-20 Brother Ind Ltd 光走査装置、及び網膜走査型表示装置
JP2012108372A (ja) * 2010-11-18 2012-06-07 Olympus Corp 顕微鏡装置
US8908270B2 (en) 2010-11-18 2014-12-09 Olympus Corporation Microscope apparatus
JP2014505903A (ja) * 2011-01-20 2014-03-06 アプライド プレシジョン インコーポレイテッド 光走査システム
KR101119815B1 (ko) 2011-04-05 2012-03-06 나노스코프시스템즈 (주) 빔 편향 장치

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