JP2002090661A - 光学装置及びシャッタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造上簡単でかつ人体に対して安
全な光学装置及び光源からの光線に対するシャッタを提
供する。 【解決手段】 光源、とりわけレーザ光源、及び
該光源の光線（２）に対する遮断装置（１）を有する光
学装置、とりわけレーザスキャニング顕微鏡は、該遮断
装置（１）の作動状態を監視するための手段（３）が、
該遮断装置（１）に配されている。シャッタは、少なく
とも１つの動かされた構造部材（６）により生じた機械
的衝撃（インパルス）が、少なくとも１つの他の構造部
材（７）の運動により補償（緩和）されるように形成か
つ配置される、少なくとも２つの可動構造部材（６、
７）を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光源、とりわけレ
ーザ光線源、及び光源、とりわけレーザ光線源（から）
の光線に対する遮断装置を有する光学装置、とりわけレ
ーザスキャニング（走査型）顕微鏡に関する。

【０００２】更に、本発明は、光源、とりわけレーザ光
線源（から）の光線に対するシャッタに関する。

【０００３】

【従来の技術】上述の分野における光学装置は実務上以
前から既知であり、多種多様な実施の形態が存在する。
光源としては、しばしばレーザ光源が使用されるが、こ
れには大抵レーザ光線に対する遮断（遮光）装置が組み
合わされている。この種の遮断装置の目的は、何らかの
操作を光学装置又は試料に行おうとするときに、レーザ
光線を遮断（ausblenden）することである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、既知の光学装
置の場合に問題なのは、遮断装置の領域内で遮断装置の
機能を減じるか又は完全に妨げる欠陥ないし故障が生じ
た場合、そのことが適時に認識されないことがしばしば
あるということである。これは、利用者の健康に害をも
たらしかつ光学装置の破損にも至る。

【０００５】それゆえ、本発明の課題は、冒頭で述べた
分野の、より安全な作動を構造上簡単な手段で可能にす
る光学装置を提供することである（第一の視点）。

【０００６】本発明の他の課題は、簡単な手段で、利用
者の健康上の傷害及び光学装置の破損を確実に妨げるシ
ャッタを提供することである（第二の視点）。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する、本
発明の第一の視点は、光源、とりわけレーザ光源と、光
源、とりわけレーザ光源（から）の光線に対する遮断
（ないし遮光）装置とを有する光学装置（とりわけレー
ザスキャニング顕微鏡）は、遮断装置には、該遮断装置
の作動状態を監視するための手段（監視手段）が配され
ていること、及び作動状態の存在及び／又は不存在を示
す光学的及び／又は音響的指示（ないし表示）装置（An
zeige）が配されていることを特徴とする。

【０００８】更に、本発明の第二の視点は、光源、とり
わけレーザ光源（から）の光線に対するシャッタは、少
なくとも１つの動かされた構造部材により生じた機械的
衝撃（インパルス）が、少なくとも１つの他の構造部材
の運動により補償（緩和）されるように形成かつ配置さ
れる、少なくとも２つの可動構造部材を有することを特
徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】光学装置（とりわけレーザスキャ
ニング顕微鏡）は、遮断装置の誤作動（ないし故障）及
び／又は安全装置の活性化を示す指示（ないし表示）装
置が配されていることが好ましい。光学装置（とりわけ
レーザスキャニング顕微鏡）は、遮断装置が、機械的シ
ャッタを有することが好ましい。光学装置（とりわけレ
ーザスキャニング顕微鏡）は、シャッタが、少なくとも
２つの可動構造部材を有し、該構造部在が、少なくとも
１つの動かされた構造部材により生じた機械的衝撃（イ
ンパルス）が、少なくとも１つの他の構造部材の運動に
より補償（緩和）されるように形成かつ配置されること
が好ましい。光学装置（とりわけレーザスキャニング顕
微鏡）は、構造部材が、同一又は鏡像対称的に形成され
ていることが好ましい。光源（とりわけレーザ光源）の
光線に対するシャッタは、構造部材が、同一又は鏡像対
称的に形成されていることが好ましい。光源（とりわけ
レーザ光源）の光線に対するシャッタは、構造部材が、
同一の質量をもつことが好ましい。光源（とりわけレー
ザ光源）の光線に対するシャッタは、少なくとも１つの
構造部材が、釣合い重り（バランサ）であることが好ま
しい。光源（とりわけレーザ光源）の光線に対するシャ
ッタは、少なくとも１つの構造部材が、遮断柵（ないし
材）ないし揺動アーム（Wippe）状に形成された光遮断
器であることが好ましい。光源（とりわけレーザ光源）
の光線に対するシャッタは、少なくとも１つの構造部材
が、光線のための通路を有することが好ましい。光源
（とりわけレーザ光源）の光線に対するシャッタは、構
造部材が、電気的信号を機械的運動へ変換する駆動装置
により運動可能であること、及び光線遮断状態の存在及
び／又は不存在を示す光学的及び／又は音響的指示（な
いし表示Anzeige）装置が配されていることが好まし
い。

【００１０】具体的には、遮断装置により惹き起された
遮断状態を監視するための手段を形成することも可能で
あろう。換言すれば、遮断装置が光源（から）の光線を
確実に遮断するか否かを、遮断装置の作動状態を監視す
るための手段（監視手段）により監視することも可能で
あろう。

【００１１】遮断装置の機能状態を光学的及び／又は音
響的に指示（ないし表示）するために、遮断状態の存在
及び／又は不存在を指示（ないし表示）する光学的及び
／又は音響的指示（ないし表示）装置を配することも可
能であろう。

【００１２】構造的にとりわけ簡単な方法で、監視手段
は、ライトバーないし光遮断棚（Lichtschranke）と、
遮断装置に形成された通路とを有することも可能であろ
う。これによって、遮断装置の空間的位置又は遮断装置
の構造部材の空間的位置を簡単な方法で検出することが
可能となるであろう。

【００１３】ライトバーに対し選択的に又は付加的に、
監視装置は、電気的スイッチ（切替装置）、好ましくは
遮断接触装置を有することも可能であろう。

【００１４】とりわけ上述の措置により、遮断装置の作
動能力を、いわば作動中に調べることも可能となるであ
ろう。遮断装置の機能についてのとりわけ確実な監視を
行うという観点から、監視手段は、少なくとも１つの安
全装置を活性化可能にする評価ユニットを有することも
可能であろう。

【００１５】評価ユニットは、安全装置を自動的に活性
化可能にしうる電子的若しくは機械的論理回路又はコン
ピュータを含みうるであろう。この場合、安全装置（例
えば安全回路）は、電子的若しくは機械的論理回路若し
くは装置を介して直接的に、又はコンピュータを介して
間接的に活性化可能でありえよう。

【００１６】具体的には、評価ユニット及び／又は安全
装置は、信号を光源及び／又は更に遮断装置へ送信可能
でありえよう。この場合、例えば、遮断装置が誤作動
（ないし故障）した場合、大抵のレーザシステムに存在
する電気的非常スイッチないし出入り口（Notaus-Einga
ng）を介してレーザを切ることも可能である。

【００１７】電子的又は機械的切替時間を補償するため
に、安全装置の活性化及び／又は信号の送信の観点か
ら、遅延装置を配することも可能であろう。この場合、
安全装置は、設定可能な一定の時間経過後にようやく活
性化可能となるであろう。

【００１８】更に、光学装置をとりわけ安全に作動させ
るという観点から、遮断装置の誤作動（ないし故障）及
び／又は安全装置の活性化を示す指示（ないし表示）装
置を配することも可能であろう。遮断装置の恒常的又は
定期的自己検査も考えられる。これに関し選択的に又は
付加的に、遮断装置にエネルギーが確実に供給されなか
ったことを示す指示（ないし表示）装置を配することも
可能であろう。

【００１９】更に、光学装置を安全に作動させるという
観点から、遮断装置又はシャッタは、少なくとも２つの
可動構造部材を有することも可能であろう。この構造部
材は、１つの可動構造部材又は複数の可動構造部材によ
り惹き起される機械的衝撃が、他の１つの構造部材又他
の複数の構造部材の運動により補償（ないし緩和）され
るのように形成及び配置される。このため、遮断装置又
はシャッタの作動中、従来の遮断装置又はシャッタでは
生じていた振動は避けられるであろう。

【００２０】上述のように構成された遮断装置又はこれ
に相応して構成されたシャッタには、機械的障害（ない
し故障：Stoerung）は惹き起されない。いわば衝撃補償
が行われ、その結果、衝撃は、周囲の構造部材に殆ど伝
わらない。

【００２１】衝撃補償という目的を達成するために、構
造部材は、同一又は鏡像対称的に形成することも可能で
あろう。これに関し選択的に又は付加的に、構造部材
は、互いに質量を同一にすることも可能であろう。

【００２２】光源からの光線を安全に通過させるため
に、少なくとも１つの構造部材は、光線のための通路を
有することも可能であろう。これにより、光線の光路
は、通路内の範囲に制限される。

【００２３】構造部材を簡単かつ確実に作動させるとい
う観点から、構造部材は、電気的信号を機械的運動へ変
換する駆動装置により可動とされうるであろう。この場
合、駆動装置は、電磁石を有することも可能であろう。

【００２４】複数の構造部材のうち、少なくとも１つの
構造部材は、光線遮断機能はなく、衝撃緩衝機能しか持
たない釣合い重り（バランサ）でありうるであろう。具
体的には、構造部材は、直線及び／又は回転運動をする
ように配置することも可能であろう。互いに反対方向へ
運動するように構造部材を配置することは、とりわけ好
ましいであろう。

【００２５】要約すれば、本発明は、シャッタを好まし
く使用することにより、より安全な作動が可能となる光
学装置を提供する。この場合、シャッタないし遮断装置
の作動能力は、好適な装置により作動中に検査される。
誤作動（ないし故障）が検出された場合、少なくとも１
つの二次的安全回路が活性化されうるであろう。二次的
安全回路の活性化は、電子的又は機械的論理装置を介し
て直接行うことが可能であろう。これに関し選択的に、
二次的安全回路の活性化は、コンピュータシステムを介
して間接的に行うことも可能であろう。電子的又は機械
的切替時間を補償するために、誤作動（ないし故障）信
号を処理する論理回路は、好ましくは短い時間が経過し
た後ようやく後置接続された安全回路を活性化すること
も可能であろう。遮断装置又はシャッタの誤作動（ない
し故障）及び／又は後置接続された安全回路の活性化
は、光学的に及び／又は音響的に指示（ないし表示）す
ることも可能であろう。更に、遮断装置又はシャッタへ
エネルギが確実に供給されなかったことも、光学的及び
／又は音響的に指示（ないし表示）されることが可能で
あろう。

【００２６】光線の遮断は、直線運動によっても回転運
動によっても行われうるであろう。１つ若しくは複数の
遮断柵（器）又は１つ若しくは複数の揺動アーム（Wipp
e）は、電気的信号を機械的運動へ変換するための少な
くとも１つの装置により運動することも可能であろう。

【００２７】

【実施例】本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明
する。なお、請求の範囲に付した図面参照符合は、発明
の理解の容易化のためであり、図示の態様に限定するこ
とを意図しない。また、実施例も発明の理解の容易化の
ために過ぎず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲に
おいて当業者により実施可能な修正・変更を含むことも
言うまでもない。

【００２８】図１及び図２は、光源、とりわけレーザ光
源（から）の光線２に対する本発明の遮断（ないし遮
光）装置１の第一実施例の模式的正面図である。遮断装
置１は、光線が任意に遮断される光学装置であれば如何
なる種類のものでも使用することができる。光学装置の
安全な作動という観点から、遮断装置１には、遮断装置
１の作動状態を監視するための手段（監視手段）３が配
されている。遮断装置１の監視手段３は、その光線１１
のみを認識しうるライトバー（Lichtschranke）（不図
示）、及び遮断装置１に形成された通路４を有する。図
１は、シャッタ５として構成された遮断装置１の、閉じ
た状態、即ち光源（から）の光線２が遮断された状態を
示している。この状態では、ライトバー（へ）の光線１
１は、通路４を通過し、そしてシャッタ５の閉じた状態
が検出されうる。

【００２９】具体的には、シャッタ５は、２つの構造部
材６及び７を有し、これらは鏡像対称的に構成され、か
つシャッタ５を開くために互いに反対方向かつ旋回的に
可動である。シャッタ５が開いた状態では、光線２がシ
ャッタを通過できるように、構造部材６及び７はそれぞ
れ変位し、各々に形成された通路８が互いに重なってい
る。構造部材６及び７を移動させるために電磁石９が使
用され、電磁石９は、通電状態では、構造部材６及び７
を互いに重なる方向へと動かす。電磁石９は、この状態
で、光線２が通路８を通過できるように構造部材６及び
７を互いに重なった状態に維持する。

【００３０】構造部材６及び７は、取付台１０に固定さ
れている。衝撃補償シャッタ５は、非常にコンパクトに
形成されている。構造部材６及び７は、光線２のための
通路８をそれぞれ１つ有する遮断柵（器）状に形成され
ている。光線２を通過状態にするために、通路８は、互
いにぴったりと（一致するように）重ねられる。遮断柵
（器）は、それぞれ弾性的に取付台１０に固定されてい
る。

【００３１】光遮断信号は、シャッタ５が誤作動（ない
し故障）した場合に、直接配線された電子回路を介して
光源の接続を解除する（光源をオフにする）ために利用
される。

【００３２】図３及び図４は、光線２に対し開閉した状
態を示した本発明の遮断装置１の第二実施例の模式的正
面図である。シャッタ５として形成された遮断装置１
は、同様に、遮断装置の作動状態を監視するための手段
（監視手段）３を有する。更に、シャッタ５の構造部材
６及び７には、ライトバーの光線１１に対する通路４が
形成されている。図４によれば、光線２は、構造部材６
及び７に形成された通路８が互いにぴったりと重なり合
っているときに、これらの通路８を通過する。

【００３３】衝撃補償シャッタ５は、構造部材６及び７
が、対称的に配置され、共通の回転軸に取り付けられた
二つの揺動アーム（ないしシーソー：Wippe）状に形成
されている。揺動アームは、回転軸１２と同軸に配置さ
れた弾性体（ないしバネ）１３（例えば渦巻きバネ（Sp
iralspreizfeder））により開いた状態のはさみのよう
に交差する。光線２を通過状態に切替えるために、通路
８は、互いにぴったりと（一致するように）重ねられ、
その結果光線２は（シャッタ５を）通り抜けることがで
きる。揺動アームは、電磁石９により対称的かつ反対方
向に変位する。電磁石９が通電していないときは、光線
２は遮断されている。

【００３４】シャッタ５の第二実施例の場合も、光遮断
信号は、シャッタ５が誤作動した場合に、直接配線され
た電子回路を介して光源の接続を解除する（光源をオフ
にする）ために利用される。

【００３５】図５及び図６は、シャッタ５として形成さ
れている本発明の遮断装置１の第三実施例の模式上面図
である。図５は、開放状態のシャッタ５を、図６は、閉
鎖状態のシャッタ５を示している。衝撃補償シャッタ５
は、（光線２の光路に対し）対称的に配置された２つの
構造部材６及び７を含む。構造部材６及び７はそれぞ
れ、磁気を帯びていない先端部１４を備えた磁石で形成
されている。構造部材６及び７は、遮断柵（ないし棒）
の形態を採り、２つのバネによりコイルの中へ押し込ま
れる。コイル１６は、芯（コア）１７を包囲している。
光源（から）の光線２を通過状態に切替えるために、コ
イル１６が活性化され、そのため各磁石はバネの力に抗
して（それぞれ反対方向で）外側に摺動し、（生じた隙
間を介して）光線２は通過できるようになる。磁石はそ
れぞれ、コイル１６の適正な極性に従って、対称的かつ
反対方向へ摺動する。コイル１６が通電していないとき
は、光線２は遮断されている。

【００３６】磁気を帯びていない先端部１４は、シャッ
タ５が永久磁石同士の反発力により完全に又は部分的に
開放されること（コイルの非活性化時における光線２の
シャッタ５の通過）を妨げる（ためのものである）。

【００３７】各磁石ないし各構造部材６及び７は、遮断
装置１の作動状態を監視する手段（監視手段）３を有す
る。監視手段３は、構造部材６及び７にそれぞれ形成さ
れた、ライトバーの光線１１のための通路４を有する。
この実施例の場合も、光遮断信号は、シャッタ５が誤作
動（ないし故障）した場合に、直接配線された電子回路
を介して光源の接続を解除する（光源をオフにする）た
めに利用される。

【００３８】図７及び図８は、開放状態及び閉鎖状態を
示す図５及び図６のシャッタ５において、別の形状にさ
れた閉鎖先端部１８及び１９を示した模式上面図であ
る。閉鎖先端部１８及び１９、従って構造部材６及び７
は、それらの形状は互いに異なるが、質量は同じであ
る。このように形成された閉鎖先端部１８及び１９は、
引っ掛って動かなくなることは殆どなく、そのため光学
装置ないしシャッタ５の作動はより確実（より安全）な
ものとなっている。

【００３９】本発明の遮断装置の更なる有利な形態及び
発展形態に関しては、繰り返しを避けるために、詳細な
説明の一般的部分並びに添付の請求の範囲を参照された
い。

【００４０】

【発明の効果】光学装置、とりわけレーザスキャニング
顕微鏡は、人体に対しより安全な作動を構造上簡単な手
段で可能にする（第一の視点）。シャッタ、とりわけレ
ーザ光源の光線に対するシャッタは、簡単な手段で、利
用者の健康上の傷害及び光学装置の破損を確実に妨げる
（第二の視点）。

【図面の簡単な説明】

【図１】閉鎖状態を示した、本発明のシャッタの第一実
施例の模式正面図。

【図２】開放状態を示した、図１の実施例の模式正面
図。

【図３】閉鎖状態を示した、本発明のシャッタの第二実
施例の模式正面図。

【図４】開放状態を示した、図３の実施例の模式正面
図。

【図５】開放状態を示した、本発明のシャッタの第三実
施例の模式上面図。

【図６】閉鎖状態を示した、図５の実施例の模式上面
図。

【図７】開放状態を示した、図５及び図６のシャッタの
他の形状にされた閉鎖先端部の模式上面図。

【図８】閉鎖状態を示した、図７の閉鎖先端部の模式上
面図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴィリアム ツェー． ハイ ドイツ連邦共和国 Ｄ−64646 へッペン ハイム ブラームスヴェーク ８ (72)発明者 ユルゲン ホフマン ドイツ連邦共和国 Ｄ−65191 ヴィース バーデン ビーアシュタッター ヘーエ 63 Ｆターム(参考） 2H041 AA04 AB03 AC04 AZ01 AZ05 2H052 AA07 AC34 AD31 2H081 AA43 AA48 AA78

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レーザ光源と、レーザ光源の光線に対する
   遮断装置とを有する光学装置において、 前記遮断装置（１）には、該遮断装置（１）の作動状態
   を監視するための手段（監視手段）（３）が配されてい
   ること、及び作動状態の存在及び／又は不存在を示す光
   学的及び／又は音響的指示（ないし表示）装置が配され
   ていることを特徴とする光学装置。
2. 【請求項２】前記遮断装置（１）の誤作動（ないし故
   障）及び／又は安全装置の活性化を示す指示（ないし表
   示）装置が配されていることを特徴とする請求項１に記
   載の光学装置。
3. 【請求項３】前記遮断装置（１）は、機械的シャッタ
   （５）を有することを特徴とする請求項１に記載の光学
   装置。
4. 【請求項４】前記シャッタ（５）は、少なくとも２つの
   可動構造部材（６、７）を有し、該構造部在（６、７）
   は、少なくとも１つの動かされた構造部材（６）により
   生じた機械的衝撃（インパルス）が、少なくとも１つの
   他の構造部材（７）の運動により補償（緩和）されるよ
   うに形成かつ配置されることを特徴とする請求項３に記
   載の光学装置。
5. 【請求項５】前記構造部材（６、７）は、同一又は鏡像
   対称的に形成されていることを特徴とする請求項４に記
   載の光学装置。
6. 【請求項６】少なくとも１つの動かされた構造部材
   （６）により生じた機械的衝撃（インパルス）が、少な
   くとも１つの他の構造部材（７）の運動により補償（緩
   和）されるように形成かつ配置される、少なくとも２つ
   の可動構造部材（６、７）を有することを特徴とする、
   レーザ光源などの光源の光線に対するシャッタ。
7. 【請求項７】前記構造部材（６、７）は、同一又は鏡像
   対称的に形成されていることを特徴とする請求項６に記
   載のシャッタ。
8. 【請求項８】前記構造部材（６、７）は、同一の質量を
   もつことを特徴とする請求項６又は７に記載のシャッ
   タ。
9. 【請求項９】少なくとも１つの構造部材は、釣合い重り
   （バランサ）であることを特徴とする請求項６〜８の一
   に記載のシャッタ。
10. 【請求項１０】少なくとも１つの構造部材（６、７）
    は、遮断柵ないし揺動アーム状に形成された光遮断器で
    あることを特徴とする請求項６〜９の一に記載のシャッ
    タ。
11. 【請求項１１】少なくとも１つの構造部材（６、７）
    は、光線（２）のための通路（８）を有することを特徴
    とする請求項６〜１０の一に記載のシャッタ。
12. 【請求項１２】前記構造部材（６、７）は、電気的信号
    を機械的運動へ変換する駆動装置により運動可能である
    こと、及び光線（２）遮断状態の存在及び／又は不存在
    を示す光学的及び／又は音響的指示（ないし表示）装置
    が配されていることを特徴とする請求項６〜１１の一に
    記載のシャッタ。