(57)【要約】【課題】レーザ走査型顕微鏡用の、本質的に均質な照明光線内の少なくとも一つの断面方向に準備された照明装置【解決手段】横断面において本質的に行型の、特にレーザ走査型顕微鏡（１５）用の照明光線（５）を準備するために、本質的に横断面において回転対称な原初光線を準備する照明装置が使用され、原初光線は望まれる照明光線（５）を渡し、それのために原初光線（３）の衝当点の領域で衝当点から離れた領域より強く曲げられている非球面凸面鏡（１）を有する変換ユニットに入る。【選択図】  図８
2006053541.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの横断面方向において実質上均質な、特に顕微鏡用の、それも主として光ラスタ顕微鏡（１５）用の照明光線（５）を供給するための照明装置であって、ただし、横断面が実質上回転対称である、特にガウス型の原初光線（３）が変換ユニット（１、２）へ導かれ、そこから照明光線（５）が発せられる照明装置であって、変換ユニットが、原初光線（３）の衝突点の領域では衝突点から離れた領域より強く湾曲している少なくとも１つの非球面の凸面鏡または凹面鏡（１）を有することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
鏡（１）は、丸みのある稜線（９）を有する楔型もしくはそれの逆の形態に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
ｃが稜線（９）の曲率半径およびＱが円錐定数であるとして、鏡面（６）が直交（ｘ、ｙ、ｚ）座標系において関数ｙ&sup2;／［ｃ＋（ｃ&sup2;−（１＋Ｑ）ｙ&sup2;）１／２］を満たしていることを特徴とする、請求項１または２に記載の照明装置。
【請求項４】
加えて、鏡面が稜線（９）の縦軸に沿って湾曲していることを特徴とする、請求項２に記載の照明装置。
【請求項５】
ｒｘが線（９）の縦軸に沿った曲率半径、ａ（ｙ）が請求項３の関数であるとして、非球面鏡（１）が関数ｆ（ｘ，ｙ）＝√［（ａ（ｙ）−ｒｘ）&sup2;−ｘ&sup2;］−ｒｘを満たしていることを特徴とする、請求項３または４に記載の照明装置。
【請求項６】
鏡（１）の対称軸が原初光線（３）の入射軸（ＱＡ）に対して４°から２０°までの角度内にあることを特徴とする、先行請求項の１項に記載の照明装置。
【請求項７】
非球面鏡（１）の後方に第２の鏡（２）が配置されていることを特徴とする、先行請求項の１項に記載の照明装置。
【請求項８】
第２の鏡（２）が円筒型またはゲート型であることを特徴とする、請求項５に記載の照明装置。
【請求項９】
ｄが非球面鏡（１）と第２の鏡（２）間の距離であるとして、第２の鏡（２）がｘ方向に（ｒｘ＋２・ｄ）に等しい曲率半径を有していることを特徴とする、請求項５または８に記載の照明装置。
【請求項１０】
特に細胞結合面および有機体全体における、なかでも１／１０秒から時間単位までのダイナミックなプロセス等の生育過程、それも特に下記諸点、すなわち
・  その隣接細胞がレーザ照明に敏感に反応するので３次元ＲＯＩ照明から保護されねばならない３次元領域での生細胞の分析、
・  例えばＦＲＥＴ実験などにおいて、３次元のレーザ照準照明下で退色するマーカーによる生細胞の３次元領域での分析、
・  例えば３次元ＦＲＡＰ、ＦＬＩＰ実験などにおいて、レーザ照準照明下で退色する、同時にＲＯＩ外の観察も必要なマーカーによる生細胞の３次元領域での分析、
・  例えば３次元伝達物質の活性化など、レーザ照明下での操作原因により変化するマーカーおよび薬剤による生細胞の３次元領域での照準分析、
・  例えばｐａＧＦＰ、Ｋａｅｄｅなど、レーザ照明下での操作原因により変色するマーカーによる生細胞の３次元領域での照準分析、
・  例えばコンフォーカル性と検出感度との最適バランスが要求される微弱マーカーによる生細胞の３次元領域での照準分析、
・  例えばＣＦＰ、ＧＦＰ、ＹＦＰ、ＤｓＲｅｄ、ＨｃＲｅｄなど可変性多重マーキングのなされた３次元組織結合における生細胞、
・  機能に依存して変色する、例えばＣａ＋マーカーなどでマーキングのなされた３次元組織結合における生細胞、
・  生育に起因して変色するマーキングのなされた３次元組織結合における生細胞、例えばＧＦＰによる形質転換動物、
・  例えばｐａＧＦＰ、Ｋａｅｄｅなど、レーザ照明下での操作原因により変色するマーキングのなされた３次元組織結合における生細胞、
・  検出感度に有利なようにコンフォーカル性の制限を要求する微弱マーキングのなされた３次元組織結合における生細胞、
・  最終項目とそれ以前の項目との組み合せ
のうちの少なくとも１つの研究のための、先行請求項の少なくとも１つに記載の照明装置の使用。
【請求項１１】
特に、微小な運動構造体、例えばタンパク質の高速度描写に（殆どが１／１００秒の領域）、それも特にＲＯＩブリーチングを伴うＦＲＡＰなどに適用される、細胞内運搬過程の研究のための先行請求項の少なくとも１つに記載の装置および／または方法の使用。
【請求項１２】
例えば、副分子構造解明のためのＲＯＩブリーチングを伴うＦＲＥＴなど、好ましくは間接的技術の使用下における、特に、非常に微小な構造の高速度描写など、分子およびその他副細胞の描写のための先行請求項の少なくとも１つに記載の照明装置の使用。
【請求項１３】
特に筋肉系または神経系に関する研究における迅速な信号伝達過程のための、特に、１／１００秒から１／１０００秒以下に到るまでの領域で展開されるイオン介在活動に関係する、高い経時的分解能による神経生理学過程のための、先行請求項の少なくとも１つに記載の照明装置の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にレーザ走査型顕微鏡用の、本質的に均質な照明光線内の少なくとも一つの断面方向に準備された照明装置に関するもので、断面において不均質な特にガウス型の原初光線が、照明光線を放つ変換ユニットへ導かれているものに関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの利用法において線形に広げられた照明光線が使用され、たとえばバーコードスキャナ用またはまたは行形に読み取るレーザ走査型顕微鏡がある。そのような線形の光線を保つ可能性は、つまりどの時刻にも行の１点のみが照明され、ある継続時間の間伝えられ、しかし１行が照らしつくされるよう、行に沿ってレーザ光線を速く偏向させることにある。
背景技術で線形プロファイルの照明光線を作り出すために同様に使用される他の使用法が知られているように、光束を非等方に有する円筒光学系を使用する。そのような円筒光学系の構築が鏡光学系としてたとえばＵＳ  ４  ５８９  ７３８に記述されている。そこでは光線がまず詳しくは説明しない凸面鏡に向けられ、そこから発散する光線が円筒レンズを介して線に焦点を結ぶ。
【０００３】
円筒光学系が光プロファイルを原理的に変えるのでなく、単に一つの方向で広げるのみである。ガウス型の光線は、それが通常レーザ光源またはコリメータから光分割器ファイバ束に渡されるときのように、円筒光学系による処理の後にも、ガウス・プロファイルの幅が円筒光学系の後もはや光伝播に垂直な全方向で同じでないにしても、プロファイルにおいてガウス型のままである。その結果、放射強度が行もしくは線に沿って強く変化することとなる。これに関して敏感な利用法の際には、光線がまず円筒光学系により広がることによって間に合わせ、このとき広がりは後に要求される行または線よりはるかに大きく、放射の強度が中央に対してあまりに強く落ちている行または線の縁辺領域は、絞りを介して絞られる。困ったことにこれは原初に作り出された放射強度を利用するのに関して悪い効果を持つ。
【０００４】
ＵＳ４，８２６，２９９は、レーザ光線を広げ、その際光プロファイルを非ガウス型に変形するレンズを公開している。この文書においてはレンズは断面において種々の形成を提示し、ほとんど長方形の光プロファイルにまでの広がりを実現する。レーザ走査型顕微鏡法で利用するにはしかし、ＵＳ４，８２６，２９９の使用は色彩の理由から不適切である。
【特許文献１】ＵＳ  ４  ５８９  ７３８
【特許文献２】ＵＳ  ４  ８２６  ２９９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の基礎には、したがって、冒頭に掲げた種類の照明装置を、レーザ走査型顕微鏡法に適合がなされるようさらに育成するという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は本発明に従い、変換ユニットが、少なくとも原初光線の衝当点領域内の交差平面内で、衝当点から遠い領域に比べて強く曲がっている、非球面で凸または凹の鏡を有することによって解決される。
【０００７】
照明装置内の光形成の基本原理は、非球面鏡を介して少なくとも交差平面内でエネルギー再配分を行い、非均質な、特にガウス分布のプロファイルを、交差平面内で広く均質なエネルギー分布が存在するように変換することに基づく。鏡を２つの断面方向に本発明に従い非球面に形成するならば、２つの交差平面内で均質化を、すなわち１つの均質化場を保つ。非球面鏡を装入することによって、照明放射について大きいスペクトル帯域幅をカバーでき、同時に均質に照らし出される。本発明に従えば、原初光線の衝当点の領域の交差平面内において衝当点から離れた領域より強く曲がっている反射非球面は、焦点を結びエネルギーを分配する際に波長依存性を避け、ここで同時に非球面鏡の変化する曲率の発見概念は、エネルギー再配分に非常に多彩のものを開始することが知られる。本発明に従う照明装置により、ガウスビームが、たとえば照明された領域の８０％以上で強度が最大値の８０％以下にならないように変形を受ける。これは本発明の考慮で本質的に均質の分配である。
【０００８】
二軸非球面曲率を有する変化形は特に有利に、広視野顕微鏡の中間像平面内で均質化するために使用することができる。多重点走査顕微鏡でもまた、点雲を作り出す（たとえばニポー円板）素子の前で均質に照らし出すことは、位置ごと本質的に一様な光強度により試料を同時に照らし出すことを可能にする。また、本発明に従う変換ユニットは、均質に満たされた瞳は光学的分解能を汲み出すことを許すから、特に良い（高い分解能の）結像が達成されるよう、対物レンズ瞳の照明をも可能とする。
【０００９】
特に容易に準備すべき実施形は、楔型で丸みをつけた稜線により形成されている鏡である。そのような鏡が容易な方法で直方体から製造でき、均質なエネルギー配分を有する焦点線を目標とする。
【００１０】
数学的に特に単純に記述すべき変化形においては、鏡は稜線の円錐定数並びに丸め半径によって定義され、（ｘ、ｙ、ｚ）座標形においてｚ座標に関して式ｙ&sup2;／［ｃ＋（ｃ&sup2;−（１＋Ｑ）ｙ&sup2;）１／２］を満足し、ここでｃは稜線の丸め半径、Ｑは円錐定数である。
【００１１】
顕微鏡法においては行型の照明について、放射を、縦に伸びる線に沿って均質に配分するのみでなく、必要な場合、線の幅を後続光学システムの入力瞳の直径に適合させる必要がある。これを達成するために、非球面鏡は線方向に垂直な光線の広がりも生じさせねばならない。これは冒頭に掲げた丸みをつけた稜線を有する楔形の鏡の変化形により、特に容易に、鏡面または少なくとも稜線が稜線縦軸に沿って曲げられていることによって達成される。
【００１２】
丸みをつけた稜線を有する非球面鏡はこのように二次元に曲げられており、このとき第１の交線方向（縦軸に垂直な）内で丸みをつけた先端を有する円錐が、第２の交線方向（稜線に沿った）内で放物面または球面の曲率が存在できる。後者の曲率は照らされる場の高さを調整し、それに対して非球面の形は縦軸に垂直に場に沿った広がりを生じさせ、非球面性に基づき結果としてエネルギー再配分となる。それゆえ場に沿って広範に均質なエネルギー再配分が達成されている。
【００１３】
追加して稜線に沿って、たとえば球面または放物面に曲げられた鏡が、以下のように単純な数学的記述で把握される：ｆ（ｘ，ｙ）＝√［（ａ（ｙ）−ｒｘ）&sup2;−ｘ&sup2;］−ｒｘ、ここでｒｘは稜線に沿った、すなわち上に挙げた第２の交線方向における曲率半径である。
【００１４】
２つの方向に曲がった鏡（たとえば第１の交線方向に非球面、第２に球面）において、中間像または後続光学系の入力瞳を十分に照らし出すための適合を生じさせるために、鏡に収束光学系をたとえば集光鏡の形で後置するのが目的に適っている。通常は長方形場を作り出すについてそれに円筒形のまたは円環状の集光鏡を、それによって多くの利用の場合に望まれるような長方形場を保つために、装入するであろう。他の場の形については鏡の形は異なってくるから、たとえばこの第２の鏡についても、第１の方向に（非球面の１つによって）瞳を満たすことの、および残りの方向に（他の非球面によって）中間像の、均質化による組み合わせを達成するために、本発明に従う非球面を使用することができる。また追加した非球面によって画像誤差補償もなされることができる。当然第２の非球面を集光鏡のために追加して配することもできる。
【００１５】
第２の交差平面内の球面曲率を有する非球面鏡の実施形については、したがって集光鏡がｘ方向にｒｘ≠２&#8729;ｄの曲率半径を有することが有利であり、ここでｄは非球面鏡と集光鏡との間の距離である。第２の交差平面内の非球面鏡の曲率半径ｒｘは、照らし出される長方形場のもしくは照明光線プロファイルの高さを直接スケールする。
【００１６】
もちろん瞳を均質に照らし出すために、双方の交線方向に本発明に従い非球面の鏡が使用できる。回転対称の非球面においてこれは均質に照らし出される円形場を生じさせる。この種の均質に照らし出される画像視野は、顕微鏡の広視野照明に使用することができる。また、この種の照明された瞳から、スキャンする方法、たとえばニポー・スキャナのような多重点スキャナについて、個別領域を選択して使用することも可能である。
【００１７】
非球面鏡を照らし出すために有利なのは、コンパクトな構成を保つことができるから、鏡の対称軸を、たとえばガウス型プロファイルを持つ原初光線の入射軸に４°と２０°との間の角度で置くことである。後置される、たとえば円筒形または円環状に作ることのできる集光鏡は、非球面から再配分された放射エネルギーを集め、伝播の間にたまる収差を補償する。このような収差が単純な場合役割を演じないならば、集光鏡の代わりに球面レンズも使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明は以下に実施例の図を参照してさらに詳細に説明する。
【００１９】
図１および２は、光源Ｓの放射が光プロファイルに関して作り変えられる照明配置を示す。
図１は（ｚ、ｘ）平面内の交差；図２はそれに垂直な（ｚ、ｙ）平面内の交差である。光源Ｓはどの交差方向にも伝播方向に垂直にガウス型のプロファイルを持つ光線を放つ。変形後、プロファイル平面Ｐ内で、本質的に長方形の場を照らし出す光線が存在し、このとき場の縦軸に沿う強度分布はガウス型でなく、箱形である。
【００２０】
光変形のために、放射を広げる非球面鏡１が装入される。広がった放射は集光鏡２を介して再び平行化される。非球面鏡１は、上述の回転対称ガウス型の光プロファイルを有する、光源Ｓからの原初光線３に当てられる。非球面鏡１は図１に示された交差内で曲率半径ｒｘに従い曲げられており、この平面内ではこのように球面である。非球面成分はまず図２に示されさらに説明すべき交差内で効力を発揮する。ｘ軸に沿う非球面鏡１の球面性に基づき、非球面鏡１から渡された発散する光線はガウス・プロファイルの保持の下で広げられる。集光鏡２は、図１の交差平面内では同様に球面であり、図１の交差表示におけるプロファイル平面Ｐ内で同様にガウス・プロファイルを持つプロファイル光線５を供給する。
【００２１】
しばしば利用するためにはこの広がりは望ましくない。非球面鏡１および集光鏡２はそれで、示された交差平面内では曲げられていない。鏡２の破線表示はこれをシンボル化している。もちろん光束は発散しない。
【００２２】
図２は図１に垂直な交差を示す。この平面内では非球面鏡１が非球面に形成されており、光源Ｓから渡された原初光線３はエネルギー再配分されて発散光線４に変換される。非球面鏡１は光軸ＯＡへの角が増加するのと共に増加する光線電力を、図２の交差図内に見られる発散光線４内でエネルギーが再配分されるように反射する。集光鏡２は図２の交差図で断面においてもはやガウス型でない発散する光線４を集め、プロファイルを持つ光線５へ放射を平行化させる。図２のこの平面においてはしたがって図１に反して、説明のために記入された部分光線の等距離でない分布が示されている。
【００２３】
図１および２に凸の作り方で示された非球面鏡１の作用は、図３に説明のため示された鏡面６を見れば、さらに良く認識され得るだろう。鏡面６は稜線９で集まる２枚の屋根面７，８を有する。同時に鏡面６はｘ軸に沿って、稜線９の曲率でも明らかなように、球面に曲がっている。鏡面９はこのように（ｚ、ｙ）交差（ｙ軸に平行）において丸みをつけた円錐形となっている。ｘ軸に平行な交差（（ｚ、ｘ）交差）においてはそれに反し球面の曲率が存在する。凹面の非球面鏡１においてもこれは同様に成り立つ。
【００２４】
（ｚ、ｙ）平面内の非球面曲率は、頂点の領域にのみ丸みをつけた円錐形プロファイルによって、増加する光軸への角度へは増加するエネルギー成分をも反射するから、図２に示されたエネルギー分布を生じさせる。（ｚ、ｘ）平面内の球面曲率はそれに反し、図１に示されているようなプロファイルを保持する光線の広がりを生じさせる。原初の回転対称なガウス型のプロファイルはそれゆえ近似的に長方形のプロファイルに変形される。両交差平面内において非球面の場合、場は両交差平面内で均質である。
【００２５】
図４は鏡面８の交差線１２を（ｚ、ｙ）交差において、すなわちｙ軸に沿う交差において示す。交差線１２は説明のために図４においてのみでなく、図３により太い線としても導入されている。その形は本質的に２つの幾何学的ファクタによって−一方では交差線１２の丸みをつけた先端の形を決定する放物線によって、他方では交差線１２の進みを先端１１から離れたところで定義する漸近線１３によって決定されている。放物線１０は曲率半径を与えることによって先端について定義することができる。漸近線１３は円錐定数Ｑによって決定されている。ｙの値が無限遠に向かうと交差線１２は直線１／（Ｑ・ｃ）＋ｙ／（１−（１＋Ｑ）１／２）へ近づく。円錐定数Ｑはこのように上昇１／（１−（１＋Ｑ）１／２）を外部球面領域において決定する。半径ｃは先端１１の領域内で曲率を確定する。全体として交差線はそれゆえ式ｙ&sup2;／［ｃ＋（ｃ&sup2;−（１＋Ｑ）ｙ&sup2;）１／２］によって定義される。
【００２６】
交差方向に関して説明される非球面性はもちろん他の交差方向にも備えられ得る。それによって均質に照らし出される楕円形または円形の場に、後者は回転対称の非球面鏡１の場合に、到達する。代わりにｘ方向の非球面性には断念してよい。非球面鏡１はこのときそれぞれのｘ座標へ交差線１２のプロファイル形を持つ。
【００２７】
図３に示された鏡面は、曲率半径ｃ＝１０ｍｍ、円錐定数Ｑ＝−１００並びにｘ軸に沿う曲率半径ｒｘ＝１００ｍｍを持つ。パラメタｒｘは通常原初光線３の直径より非常に大きく選ばれるだろう。
【００２８】
図５および６は、図３と類似に、図５の鏡面６が単にｙ軸に沿って曲がっており、ｘ軸に沿っては曲率を有しない表示を示す。鏡面６は丸みをつけた稜線９を有する屋根形を持つ。この鏡面６により、図１に示された（ｚ、ｘ）平面内の光線の広がりを同時に示さないでよい。図１に記入された発散光４は、図５に従う構成法を使用する場合にはこの平面内で原初光線３に相当する。
【００２９】
図６に示された構成法では、鏡面６はそれに反しｙ軸に沿ってばかりでなくｘ軸に沿っても非球面に曲がっている。図３の屋根形７，８の代わりに、（ｚ、ｙ）平面内の屋根形７ａ、８ａ並びに（ｚ、ｘ）平面内の屋根形７ｂ、８ｂが存在し、ここでこれらの屋根形が前記交差平面内でそれぞれ非球面に曲がっている。図６の鏡面６は交差線１２ばかりでなく、それぞれ図４に従い描き出された関係を満たし、前記式によって記述される、２つの交差線１２ａ，１２ｂを有する。非球面鏡１の助けにより収束光線が回転対称の断面を持つならば、鏡面６は、図６に交差線１２ａ，１２ｂの交差点として書き込まれている先端３０に関して回転対称に選ぶことができる。異なる定数Ｑもしくは曲率半径ｃが選ばれる交差線１２ａおよび１２ｂにより鏡面６を形成するならば、楕円形の光横断面を得る。
【００３０】
図３、５および６に表示された（ｚ、ｙ）平面内の鏡面６のプロファイルは、図７にプロファイル１４として表示されたプロファイル平面Ｐ内の強度Ｉの近似的な等分配を生じさせ、ここで図７の表示はｙ軸に沿うプロファイル１４を示す。見られるように、照らし出される領域の８０％に最大値の８０％以上の放射強度がある。プロファイル１４は近似的に箱形であり、いずれにしても原初に存在するガウスプロファイルよりはるかに長方形に近い。上に挙げた回転対称の変化形では、プロファイル１４は縦座標が場の半径を示すいずれの交差平面にも当てはまる。
【００３１】
非球面鏡１の鏡面６はさまざまな方法で完成することができる。それで（ｚ、ｘ）平面内の鏡面の曲率半径ｒｘに対応する曲率半径を持つ円筒に、交差線１２に対応するプロファイルははめ込むことができる。（ｚ、ｘ）平面内で曲がっていない、すなわちその曲率半径がこの交差平面内で無限大と考えられ得る図５の鏡面６を望むなら、加工は直方体または楔に行うことができ、稜線の領域で放物線１０によってあらかじめ与えられている曲率ｃに対応して丸みをつけられるる。原理的に、および特に０より小さいｒｘ半径のときおよび図６に従う構成法のとき、型取り技術、特に何回もの型取りによるレプリカ技術として、非球面鏡１の鏡面６を形成するために使用することができる。
【００３２】
プロファイルを持つ光線５を作り出すために、非球面鏡１に、図１および２に示すように、集光鏡２が後置されている。これはたとえば曲率半径ｒｔｘ、ｒｔｙを有する円環状の鏡として形成されており、発散する光線４を平行化する。このとき発散する光線４は非球面鏡１の球面曲率（（ｚ、ｘ）平面内の）によって制限されるばかりでなく、交差線１２に従う非球面プロファイルによっても互いに制限を受けて走る。発散する光線４を視準するために、集光鏡２はそれゆえ異なる曲率半径ｒｔｘ、ｒｔｙを有する球面状の鏡として形成されている。第１に述べた発散はプロファイルを持つ光線５により照らし出される長方形場の高さを調整し、第２に述べた発散はより長い伸長に沿って広がりを生じさせる。
【００３３】
照らし出された長方形場の高さ調整を特に容易に行うことができるよう、円環状の鏡について半径ｒｔｘはｒｔｘ＋２・ｄと選び、ここでｄは光軸上非球面鏡１と集光鏡２との間の距離を記述する。こうしてｒｔｘ／ｒｘにより光広がりファクタを得、それにより約１＋２ｄ／ｒｘである。
【００３４】
集光鏡２の代わりに、もちろん対応する色消し円環状レンズも使用することができる。さらに、変更された光束直径を均質化された方向の横方向で取り除くために、少なくとも１つの円筒鏡が装入でき、これは非球面鏡１の半径ｒｘ並びに集光鏡２の半径ｒｔｘと共に均質化された方向に横方向で焦点結びと光束直径を狙って変更するよう大きさを定義されている。この円筒鏡は非球面鏡１の前または円環状の集光鏡２の後ろに配置することができる。その機能を少なくとも１つの色消し円筒レンズによって達成することができる。
【００３５】
図８は、レーザ走査型顕微鏡１５内のもしくはそれの照明ユニット１６内の照明配置の典型的な使用法を示す。照明ユニット１６上の放射はこの場合スキャンヘッド１７を通じて行として（示さない）試料に導かれ、図６の実施形で多チャンネルに実施されている検出器ユニット１８内で解析される。
【００３６】
個別には光ファイバ１９から光が解放され、それのガウス型プロファイルが、記述された非球面鏡１と集光鏡２の組み合わせを通じて、横断面において本質的に長方形である光へ変形される。非球面鏡１は一つの交差平面内で非球面であり、他の交差平面内では球面で実施されている。照明光学系２０を介して光は主カラースプリッタ２１およびズーム光学系２２を通じてスキャンヘッド１７へ導かれる。そこではこのように準備された照明行は行の軸に横方向に試料にわたり偏向される。試料で照明された領域内で作り出された蛍光放射がスキャンヘッド１７およびズーム光学系２２を通じて主カラースプリッタへ戻り、そこでそれの照明放射へ異なるスペクトル組成に基づき伝達される。後置された副カラースプリッタ２３は蛍光放射を２本のスペクトルチャンネルへ分割し、それらは放射をＣＣＤ行２５，２５ａへ導くそれぞれ１個のピンホール対物レンズ２４，２４ａを有する。各ピンホール対物レンズは共焦点検出において深部領域を選択し、それから蛍光放射がＣＣＤ行に到達することができる。それは試料上の焦線に共役にあるスリット絞りによる適合した光学系を有する。
【００３７】
照明光学系を介して準備された線形の照明ビームを使用することで、通常の点読み取りレーザ走査型顕微鏡による以外ではいくつもの試料点が同時に共焦点または少なくとも部分共焦点でＣＣＤ行２５、２５ａ上へ結像するから、高並行なデータ受け入れが可能となる。共焦点の点スキャナに比較して、それにより画像内の画素当たり同一の画像受け入れ時間、同一の画像測定、同一の視野および同一のレーザ性能で、ｎでＣＣＤ行内の画素数ｎを表すならば、ファクタ√ｎだけ改善された信号／雑音比が得られている。この数について典型的な値は５００ないし２０００である。それについて前提として、照明ユニット１６により準備される行型照明は、共焦点点スキャナのレーザ焦点に比較してｎ倍の性能を有する。
【００３８】
代替的に、共焦点点スキャナに比較して、同一に留まる画像受け入れ時間および同一に留まる信号／雑音比の場合、それ以外は従来の点スキャンするレーザ走査型顕微鏡でもたらされる全照明ユニット１６上へ照らし出される場のように分配されるならば、試料上へ持ち込まれる放射強度はファクタｎだけ減少する。
【００３９】
行読み取りするレーザ走査型顕微鏡を照明ユニット１６と共に組み合わせることによって、このように共焦点点スキャナに比較して、敏感な試料物質の強度の弱い信号が、同一の信号／雑音比および同一の試料負荷の場合ファクタｎだけ速くなり、同一の受け入れ時間の場合一つのファクタ√ｎだけ改善された信号／雑音比により、または同一の受け入れ時間の場合同一の信号／雑音比により、一つのファクタｎだけ小さくなった試料負荷により、レーザ走査型顕微鏡法により結像することが可能となる。これらの長所はしかし、照明ユニット１６により非球面鏡１を装入することによってはじめて、十分な大きさで得ることができる。
【００４０】
図９および１０は、どのように均質な照らし出しが変換ユニットの助けにより使用できるか、２つの可能性を示す。図９は非球面１を後置された集光鏡２と共に、ズーム光学系２２と後置された鏡筒レンズＴＬとの間に、続く対物レンズＯと共にある中間像ＺＢを均質に満たすための使用を示す。この後置された光学系ＴＬ，Ｏは、均質な広視野照明が得られるよう、均質に照らし出された中間像を試料ＰＲ上へ結像させる。図９は、描き出された変換ユニットが光顕微鏡内のまたはたとえばニポー・スキャナまたは多重点スキャナを有する平行スキャン顕微鏡システム内の均質化手段として、有利であることを示す。
【００４１】
ここで多重点配置またはニポー配置については、公開に取り入れられたＵＳ６，０２８，３０６、ＷＯ８８  ０７６９５またはＤＥ２３６０１９７Ａ１に参照される。
同時に取り入れられているのは、ポーリー（Ｐａｗｌｅｙ）のＨａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｃｏｎｆｏｃａｌ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ，Ｐｌｅｎｕｍ  Ｐｒｅｓｓ  １９９４，４６１ｆｆページに記述されたような共振スキャナ配置である。
【００４２】
代替的な使用を図１０は示し、この場合変換ユニットは一様に瞳Ｐを鏡筒レンズＴＬと対物レンズＯとの間で満たすのに役立つ。これにより対物レンズＯの光学的分解能は十分に創り出すことができる。この変化例は目的に従い点スキャン顕微鏡システム内にまたは線スキャナシステム内にある（後者では追加して、試料の上もしくは中にへ焦点を結ばせるための軸にある）。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】長方形のプロファイルを持つ照明光線を第１の交差平面内に準備するための照明装置内の光路の図式的表示；
【図２】第１の平面に垂直に置かれた第２の交差平面内の図１の光路；
【図３】図１および２の光路内に使用される非球面鏡のコンピュータ表示；
【図４】この鏡を特徴づける量を明確にするための図３の非球面鏡による交差表示；
【図５】交差平面内でのみ光形成する鏡についての図４に類似の表示；
【図６】２軸で非球面の鏡についての図４に類似の表示；
【図７】図１および２の光路により到達される交差平面内の強度プロファイル；
【図８】図１および２の照明配置を有するレーザ走査型顕微鏡の図式的表示；
【図９】中間像を照らし出しを均質化するための光路、および
【図１０】対物レンズ瞳を満たすのを均質化するための光路。
【符号の説明】
【００４４】
１      非球面鏡
２      集光鏡
３      原初光線
４      発散光線
６      鏡面
７，８      屋根面
９      稜線
１４      プロファイル
Ｓ      光源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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