(57)【要約】  顕微鏡（１０）は、光線（４１）の寸法を制限するために、アパーチャ開口部（３７）を備えるアパーチャ装置（２９）を有する。アパーチャ開口部（３７）のサイズは、第１のアパーチャ部材（３２）及び第２のアパーチャ部材（３４）を用いて調整可能である。２つのアパーチャ部材（３２、３４）のうちの少なくとも一方は、他方のアパーチャ部材（３２、３４）に対して移動可能である。アパーチャ部材（３２、３４）は、アパーチャ開口部（３７）が閉じられた場合、互いから離間される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光線（４１）の寸法を制限するために、アパーチャ開口部（３７）を備えるアパーチャ装置（２９）を有する顕微鏡（１０）であって、前記アパーチャ開口部（３７）のサイズが、第１のアパーチャ部材（３２）及び第２のアパーチャ部材（３４）を用いて調整可能であり、前記２つのアパーチャ部材（３２、３４）のうちの少なくとも一方は、他方のアパーチャ部材（３２、３４）に対して移動可能であり、
前記アパーチャ部材（３２、３４）は、前記アパーチャ開口部（３７）が閉じられた場合に、互いに離間する、顕微鏡（１０）。
【請求項２】
前記２つのアパーチャ部材（３２、３４）は、制限されるべき前記光線（１４）の軸方向にて互いにオフセットされて配置されている、請求項１に記載の顕微鏡（１０）。
【請求項３】
前記アパーチャ開口部（３７）が閉じられた場合、前記アパーチャ部材（３２、３４）のアパーチャ縁部（３９、４３）は、制限されるべき前記光線（４１）の軸方向にて互いにオフセットされて配置される、請求項１又は２に記載の顕微鏡（１０）。
【請求項４】
前記アパーチャ部材（３２、３４）のうちの少なくとも一方の片側は、前記光線（４１）の一部が前記アパーチャ開口部（３７）を透過するように、前記光線（４１）の別の一部を反射する反射領域（３３、３５）を備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の顕微鏡（１０）。
【請求項５】
前記アパーチャ開口部（３７）のサイズを調整するために、前記アパーチャ部材（３２、３４）のうちの少なくとも一方は、制限されるべき前記光線（４１）のビーム軸（４２）に略垂直又は垂直な方向にて移動可能である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の顕微鏡（１０）。
【請求項６】
前記アパーチャ開口部（３７）のサイズを調整するために、前記アパーチャ部材（３２、３４）のうちの少なくとも一方は、制限されるべき前記光線（４１）のビーム軸（４２）に略平行又は平行な回転軸（４９、５２）を中心として回転可能である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の顕微鏡（１０）。
【請求項７】
前記アパーチャ開口部（３７）のサイズを調整するために、前記アパーチャ部材（３２、３４）のうちの少なくとも一方は、制限されるべき前記光線（４１）のビーム軸（４２）に略垂直又は垂直なスイング軸（６０、６２）を中心としてスイング可能である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の顕微鏡（１０）。
【請求項８】
前記アパーチャ装置（２９）を含む分光計（１１）を備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載の顕微鏡（１０）。
【請求項９】
前記アパーチャ装置（２９）は、前記顕微鏡（１０）の検出光路に配置される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の顕微鏡（１０）。
【請求項１０】
前記アパーチャ部材（３２、３４）のうちの少なくとも一方は、円、丸、多角形、四辺形、矩形、又は正方形に具現化される、請求項１〜９のいずれか一項に記載の顕微鏡（１０）。
【請求項１１】
レーザ顕微鏡、共焦点顕微鏡、蛍光顕微鏡、多光子顕微鏡及び／又は走査顕微鏡として具現化される、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の顕微鏡（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アパーチャ装置を有する顕微鏡に関する。アパーチャ装置は、光線の寸法を制限するためにアパーチャ開口部を備える。アパーチャ開口部のサイズは、第１のアパーチャ部材及び第２のアパーチャ部材を用いて調整可能である。２つのアパーチャ部材のうちの少なくとも一方は、他方のアパーチャ部材に対して移動可能である。
【背景技術】
【０００２】
アパーチャ装置は、顕微鏡内に配置されることが多い。アパーチャ装置は、半径方向において、軸方向に延びる照明光線又は検出光線を制限する役割を果たす。アパーチャ開口部は、例えば、スリット形、円形、又は多角形である。例えば、ナノメートルの領域の非常に小さなアパーチャ開口部を、アパーチャ装置を用いて生成することができる。そのような小さなアパーチャ開口部を用いる場合、アパーチャ部材を調整する位置決め要素による制御適用の不規則性の結果、又は製造許容差の結果、アパーチャ開口部を画定するアパーチャ部材が互いに衝突し、したがって破損するリスクが存在することが多い。これは特に、アパーチャ部材にさらに反射面が備えられる場合に問題であり、その理由は、反射面が容易に破損し得るためである。反射面は例えば、光の遮蔽部分を、例えばさらなるアパーチャ装置又は追加の検出器に反射する役割を果たす。
【０００３】
特許文献１には、光線の別個の領域をスペクトル選択し検出する装置が開示されている。選択装置は、光線をスペクトル拡散する手段と、スペクトル領域を遮蔽し、少なくとも遮蔽されたスペクトル領域を反射する手段とを含む。
【０００４】
特許文献２には、光線をスペクトル拡散する光学装置が開示されている。この装置は、共焦点顕微鏡の検出光路に配置される。光線は、多角形通路を有するピンホールに合焦される。
【０００５】
特許文献３には、光線の２つのスペクトル領域を選択し検出する装置が開示される。この装置は、光線をスペクトル拡散する手段と、スペクトル領域を遮蔽し、遮蔽されたスペクトル領域を反射する手段とを含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＤＥ １０３ １９ ７７６ Ａ１
【特許文献２】ＤＥ １９９ ０２ ６２４ Ａ１
【特許文献３】ＤＥ ４３ ３０ ３４７ Ａ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、非常に小さなアパーチャ開口部を特に信頼性が高いように生成することができるアパーチャ装置を有する顕微鏡を生成することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的は、独立請求項１の特徴構成により達成される。有利な実施形態は従属請求項に示される。
【０００９】
本発明は、アパーチャ開口部が閉じられている場合、アパーチャ部材が互いから離間されることを特徴とする。アパーチャ開口部が閉じられるということは、これに関連して、光線のどの部分もアパーチャ開口部を通過せず、したがって、アパーチャ装置が完全に光線を遮ることを意味する。
【００１０】
アパーチャ開口部が閉じられた場合にアパーチャ部材が互いから離間される結果として、アパーチャ開口部が小さくなるにつれて、アパーチャ部材を互いの任意の近傍に運ぶことができ、したがって、アパーチャ開口部を任意の小ささにすることができる。不規則な制御適用の結果として、又は製造許容差により、光線の伝播方向で見た場合、万が一アパーチャ部材が期せずして互いに近づきすぎて重なってしまう場合であっても、アパーチャ部材は互いに衝突せず、それにより、アパーチャ部材への破損が回避される。アパーチャ開口部は、例えば、円形、スリット系、又は多角形であることができる。
【００１１】
有利な実施形態では、２つのアパーチャ部材は、制限されるべき光線の軸方向において互いからオフセットされて配置される。これにより、アパーチャ開口部が閉じられた場合のアパーチャ部材が互いから離間されることの特に単純な実施が可能である。代替又は追加として、アパーチャ開口部が閉じられた場合、制限されるべき光線の軸方向において互いからオフセットされた状態でのみ、アパーチャ部材のアパーチャ縁部を配置することができる。これにより、アパーチャ部材を軸方向において同じ高さにすることができるが、それにも関わらず、アパーチャ開口部が閉じられた場合にアパーチャ部材間に間隔を実施することができる。
【００１２】
アパーチャ開口部を閉じることができるように、アパーチャ部材のうちの少なくとも一方は、制限されるべき光線のビーム軸に略垂直又は垂直な方向において移動可能である。代替又は追加として、アパーチャ部材のうちの一方は、制限されるべき光線のビーム軸に略平行又は平行する回転軸を中心として回転可能であることができる。代替又は追加として、アパーチャ部材のうちの少なくとも一方は、制限されるべき光線のビーム軸に略垂直又は垂直なスイング軸を中心としてスイング可能である。
【００１３】
本発明のさらなる実施形態では、アパーチャ装置は、顕微鏡内に配置される分光計の一部である。アパーチャ装置は、例えば、顕微鏡の検出光路に配置することができる。顕微鏡は、レーザ顕微鏡、共焦点顕微鏡、蛍光顕微鏡、多光子顕微鏡、及び／又は走査顕微鏡として具現することができる。
【００１４】
本発明の例示的な実施形態について、概略図を参照して以下にさらに詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】顕微鏡を示す。
【図２】アパーチャ開口部が開いた状態のアパーチャ装置の第１の実施形態を示す。
【図３】アパーチャ開口部が閉じた状態のアパーチャ装置の第１の実施形態を示す。
【図４】アパーチャ開口部が開いた状態のアパーチャ装置の第２の実施形態を示す。
【図５】アパーチャ開口部が閉じた状態のアパーチャ装置の第２の実施形態を示す。
【図６】アパーチャ開口部が開いた状態のアパーチャ装置の第３の実施形態を示す。
【図７】アパーチャ開口部が閉じた状態のアパーチャ装置の第３の実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
同一の設計又は機能の要素は、図全体を通して同じ参照文字で記される。
【００１７】
図１は、分光計１１を有するとともに、光源１２を有する顕微鏡１０を示す。顕微鏡１０は共焦点レーザ顕微鏡である。したがって、光源１２は、１つ、２つ、又は３つ以上の波長で、又は連続波長スペクトルでレーザ光を生成するレーザである。特に、光源１２は照明光線１４を生成し、照明光線１４は、主ビームスプリッタ１６及び対物レンズ１８を介して、試料ステージ２０に配置された試料に向けられる。試料からの検出光は対物レンズ１８及び主ビームスプリッタ１６を通ってプリズム２４に向かい、この文脈の中では、主ビームスプリッタ１６は、照明光線１４から検出光線２２を分離する。プリズム２４は、波長に従って検出光線２２を分割する。特に、第１の波長を有する少なくとも１つの光線２６及び第２の波長を有する少なくとも１つの光線２８がプリズム２４から出射する。
【００１８】
第１の波長の光線２６は、アパーチャ装置２９を用いて軸が延びる方向に垂直な寸法が制限される。アパーチャ装置２９は、第１のアパーチャ部材３２及び第２のアパーチャ部材３４を含む。２つのアパーチャ部材３２、３４はアパーチャ開口部３７を画定し、アパーチャ開口部３７を通して、第１の波長の第１の光線２６の一部分が通過し、第１の検出器３０により検出される。２つのアパーチャ部材３２、３４のそれぞれは反射領域３３、３５を含む。反射領域３３、３５は、第１の波長とは異なる波長の光を反射する役割を果たす。特に、第２の波長の光線２８は、第２のアパーチャ部材３４の反射領域３５で反射され、それにより、反射光線３６は第２の検出器３８に衝突し、第２の検出器３８で検出される。
【００１９】
代替又は追加として、顕微鏡１０は走査ユニットを備えることができる。顕微鏡１０はさらに、非共焦点式に動作することができる。特に、顕微鏡１０は、透過光法を使用して試料像を取得することができる。顕微鏡１０は、異なる波長の光線２６、２８をはるかに多くの検出器に配ることができ、それにより、多数の異なる波長の光線２６、２８を互いに独立して同時に検出可能なように、はるかに多くのアパーチャ装置２９をさらに備えることができる。
【００２０】
例えば、アパーチャ部材３２、３４等の示される光学要素に加えて、好ましくは、さらなる光学要素（簡明にするために図示せず）、特に、さらなるアパーチャ又はアパーチャ部材、ピンホール、又はレンズを配置することもできる。特に、例えば、レンズをアパーチャ部材３２、３４のそれぞれと第１の検出器３０との間及び／又は主ビームスプリッタ１６とプリズム２４との間に配置することができる。
【００２１】
図２は、アパーチャ装置２９の第１の実施形態を示す。制限されるべき光線４１は、反射領域３３、３５の方向において２つのアパーチャ部材３２、３４に向けられる。制限されるべき光線４１はビーム軸４２に沿って進む。光線はアパーチャ開口部３７を通る。アパーチャ開口部は２つのアパーチャ部材３２、３４、特に第１の部材３２の第１のアパーチャ縁部３９及び第２のアパーチャ部材３４の第２のアパーチャ縁部４３により制限される。制限光線４０はアパーチャ開口部３７を超えて延びる。
【００２２】
アパーチャ開口部３７のサイズは、２つのアパーチャ部材を調整することにより変更可能である。特に、位置決め要素（図示せず）を用いて、第１のアパーチャ部材３２は第１の移動方向４４に移動可能であり、第２のアパーチャ部材３４は、ビーム軸４２に垂直する第２の移動方向４６において移動可能である。制限光線４０がアパーチャ開口部３７を通る限り、アパーチャ開口部３７は「開いている」と呼称される。
【００２３】
図３は、アパーチャ開口部３７が閉じた状態のアパーチャ装置２９の第１の実施形態を示す。アパーチャ開口部３７が「閉じて」いることは、この文脈では、制限されるべき光線４１のいかなる部分もアパーチャ開口部３７を通過しないことを意味する。換言すれば、アパーチャ開口部３７が閉じている場合、アパーチャ部材３２、３４は、制限されるべき光線４１の視点から重なるのに十分に互いに向かって移動しており、それにより、光線４１はもはやアパーチャ開口部３７を通過できない。アパーチャ開口部３７が閉じている場合、２つのアパーチャ部材３２、３４は互いに離間されている。これにより、２つのアパーチャ部材３２、３４は互いに近づいて摺動することができ、それにより、アパーチャ開口部３７を任意の小ささにすることができ、アパーチャ開口部３７はわずか数ナノメートルにわたって延びる。製造許容差又は不規則な制御適用により、２つのアパーチャ部材３２、３４がさらに互いに向かって移動する場合であっても、互いに衝突して破損し得る前に隙間が存在する。
【００２４】
図４は、２つのアパーチャ部材３２、３４が回転可能なアパーチャ装置２９の第２の実施形態を示す。このために、第１のアパーチャ部材３２は第２のマウント４７に固定され、第２のアパーチャ部材３４は第１のマウント４５に固定される。２つのマウント４５、４７のそれぞれは、第１の回転軸４９を中心として第１の回転方向４８及び第２の回転軸５１を中心として第２の回転方向５０に回転可能である。アパーチャ部材３２、３４はマウント４５、４７に偏心して取り付けられるため、アパーチャ開口部３７のサイズは、アパーチャ部材３２、３４を回転させることにより変更することができる。アパーチャ開口部３７が開かれると、制限されるべき光線４１は少なくとも部分的にアパーチャ開口部３７を通り、制限光線４０がアパーチャ開口部を超えてさらに伝播する。
【００２５】
図５は、アパーチャ開口部３７が閉状態にあるアパーチャ装置２９の第２の実施形態を示す。この例示的な実施形態でも同様に、２つのアパーチャ部材３２、３４が、ビーム軸４２の軸方向において互いにオフセットされて配置される。この結果、ここでも、アパーチャ部材３２、３４は、互いに衝突せずにアパーチャ開口部３７を任意の小ささにすることができる。閉位置では、光線４１のいかなる部分もアパーチャ開口部３７を通過しない。
【００２６】
図６は、アパーチャ開口部３７が開いた状態のアパーチャ装置２９の第３の実施形態を示す。この実施形態では、第１のアパーチャ部材３２は第２のスイング軸６２を中心としてスイング可能又は旋回可能であり、第２のアパーチャ部材３４は第１のスイング軸６０を中心として回転可能又はスイング可能である。２つのスイング軸６０、６２は、好ましくは、ビーム軸４２に垂直に延びる。２つのアパーチャ部材３２、３４は、アパーチャ開口部３７が開くのに十分に遠くにスイングし、制限されるべき光線４１は少なくとも部分的に、制限光線４０の形態でアパーチャ開口部３７を通過する。
【００２７】
図７は、アパーチャ開口部３７が閉じた状態のアパーチャ装置２９の第３の実施形態を示す。アパーチャ開口部３７が閉じた場合、ここでも、アパーチャ部材３２、３４が互いの近傍にスイングするため、制限されるべき光線４１のいかなる部分もアパーチャ開口部３７を通過しない。２つのアパーチャ部材３２、３４は、アパーチャ縁部３９、４３が制限されるべき光線４２の軸方向において互いからオフセットされて配置され、それにより、製造許容差又はナノメートル領域でアパーチャ開口部３７のサイズを調整する位置決め要素による不規則な制御適用にも拘わらず、アパーチャ開口部３７が閉じられた場合、２つのアパーチャ部材３２、３４が互いに衝突せず、したがって、互いから離間されるように互いに対してスイングする。
【００２８】
本発明は、示される例示的な実施形態に限定されない。例えば、プリズム３４への代替又は追加として、別又はさらなるスペクトル拡散要素を提供することができる。個々の例示的な実施形態をさらに互いに組み合わせることもできる。例えば、２つのアパーチャ部材３２、３４のうちの一方は回転可能又はスイング可能であってもよく、２つのアパーチャ部材３２、３４のうちの他方はビーム軸４２に垂直にシフト可能であってもよい。さらに、２つのアパーチャ部材３２、３４のうちの一方はスイング可能であり、他方は回転可能であってもよい。さらに、アパーチャ装置２９毎に、アパーチャ部材３２、３４の片側が反射性であってもよい。
【００２９】
アパーチャ開口部３７のサイズは、例えば、制御装置に記憶されたソフトウェアプログラムを用いて調整することができる。ソフトウェアは、コンピュータによりインタラクティブに使用することができる。２つの検出器３０、３８又は任意選択的にさらなる検出器を、ソフトウェアを用いて読み出すことができる。これらの検出器に関連付けられたアパーチャ装置２９のアパーチャ開口部３７はさらに、個々に調整することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１０  顕微鏡
１１  分光計
１２  光源
１４  照明光線
１６  主ビームスプリッタ
１８  対物レンズ
２０  試料ステージ
２２  検出光線
２４  プリズム
２６  第１の波長の光線
２８  第２の波長の光線
２９  アパーチャ装置
３０  第１の検出器
３２  第１のアパーチャ部材
３３  第１のアパーチャ部材の反射領域
３４  第２のアパーチャ部材
３５  第２のアパーチャ部材の反射領域
３６  反射光線
３７  アパーチャ開口部
３８  第２の検出器
３９  第１のアパーチャ縁部
４０  制限光線
４１  制限されるべき光線
４２  ビーム軸
４３  第２のアパーチャ縁部
４４  第１の移動方向
４５  第１のマウント
４６  第２の移動方向
４７  第２のマウント
４８  第１の回転方向
４９  第１の回転軸
５０  第２の回転方向
５１  第２の回転軸
６０  第１のスイング軸
６２  第２のスイング軸
【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】
2013535703.tif 000009
【国際調査報告】
2013535703.tif 000010
2013535703.tif 000011
2013535703.tif 000012
2013535703.tif 000013
2013535703.tif 000014
2013535703.tif 000015
2013535703.tif 000016
2013535703.tif 000017
2013535703.tif 000018
2013535703.tif 000019