(57)【要約】一連の走査ステップの際に対象物（１０１）を光学的に走査するためのスキャナ装置（５０）、特に走査型顕微鏡。スキャナ装置は、被駆動移動可能対象物テーブル（４０）、およびキャリッジ・ドライブ（５，６，１０，１１）により対象物テーブル（４０）に平行に移動することができる対物レンズ・キャリッジ（８）上に位置する、フロント対物レンズ（９，１０３）を備えるスキャナ対物レンズ（４，７〜１０）を備える。対象物テーブル（４０）は、一連の走査ステップ中連続的に移動するように駆動することができる。フロント対物レンズ（９，１０３）を含む対物レンズ・キャリッジ（８）は、連続的走査ステップの間に中立の位置に戻るように駆動されている間に、各走査ステップ中に中立位置からフロント対物レンズ（９，１０３）が対象物テーブル（４０）と同期して移動する予備移動ステップのために駆動することができる。対象物（１０１）は、対象物テーブル（４０）の連続移動中に光学的に走査される。
2008511845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スキャナ装置（５０）、特に一連の走査ステップにより対象物（１０１）を光学的に走査するための走査型顕微鏡であって、駆動可能な移動対象物ステージ（４０）と、キャリッジ・ドライブ（５，６，１０，１１）により、前記対象物ステージ（４０）に対して平行に移動することができる対物レンズ・キャリッジ（８）上にフロント対物レンズ（９，１０３）を有するスキャナ対物レンズ（４，７〜１０）とを有し、前記対象物ステージ（４０）を、連続的な移動を行うために前記一連の走査ステップ中に駆動することができ、前記フロント対物レンズ（９，１０３）を含む前記対物レンズ・キャリッジ（８）を、前方移動ステップのための前記各走査ステップ中に駆動することができ、前記対象物ステージ（４０）が連続して移動している間に前記対象物（１０１）を光学的に走査できる状態で、前記フロント対物レンズ（９，１０３）が、最初の位置から、またそれぞれの場合、最初の位置への後方への移動中、連続している走査ステップの間に、前記対象物ステージ（４０）と同期して移動する、スキャナ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のスキャナ装置（５０）において、前記キャリッジ・ドライブ（５，６，１０，１１）が、ピエゾ素子を備える前方への移動デバイス（５，６）を有する、スキャナ装置（５０）。
【請求項３】
請求項１または２に記載のスキャナ装置（５０）において、前記キャリッジ・ドライブ（５，６，１０，１１）が、永久磁石を備える後方への移動デバイス（１０，１１）を有する、スキャナ装置（５０）。
【請求項４】
請求項２に記載のスキャナ装置（５０）において、前記ピエゾ素子が、１００μｍから１ｍｍの範囲内、特に５００μｍの最大行程を有する、スキャナ装置（５０）。
【請求項５】
請求項２または４に記載のスキャナ装置（５０）において、前記ピエゾ素子が、５Ｈｚ〜２００Ｈｚの範囲の周波数、特に２５〜１２０Ｈｚの範囲の周波数で動作することができる、スキャナ装置（５０）。
【請求項６】
請求項１〜５のうちのいずれか１項に記載のスキャナ装置（５０）において、前記フロント対物レンズ（９，１０３）が、前記対象物（１０１）上にレンズ視野（１０２）を有し、前記スキャナ対物レンズ（４，７〜１０）が、前記対象物（１０１）上に対物レンズ視野（１０４）を有し、前記レンズ視野（１０２）が前記対物レンズ視野（１０４）より大きい、スキャナ装置（５０）。
【請求項７】
請求項１〜６のうちのいずれか１項に記載のスキャナ装置（５０）であって、前記スキャナ対物レンズ（４，７〜１０）の焦点を、前記対象物（１０１）の深さプロファイルを記録するために設定することができるように、前記スキャナ対物レンズ（４，７〜１０）をその光軸に沿って調整することができように、前記スキャナ対物レンズ（４，７〜１０）上に取り付けられている追加のピエゾ素子（３）を有するスキャナ装置（５０）。
【請求項８】
走査装置（５０）、特にフロント対物レンズ（９，１０３）を備えるスキャナ対物レンズ（４，７〜１０）を有する走査型顕微鏡により一連の走査ステップで対象物（１０１）を光学的に走査するための方法であって、前記走査ステップが、前記スキャナ対物レンズ（４，７〜１０）の前記フロント対物レンズ（９，１０３）が、前記各走査ステップ中に最初の位置から前記対象物（１０１）と同期して移動し、各走査ステップの間に前記最初の位置に戻ることにより、前記対象物（１０１）の連続移動中に実行される、方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法において、前記フロント対物レンズ（９，１０３）が、ピエゾ素子により前記走査ステップ中に同時に移動する、方法。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の方法において、前記フロント対物レンズ（９，１０３）が、永久磁石（１０）により前記走査ステップの間に後方に移動する、方法。
【請求項１１】
請求項８〜１０のうちのいずれか１項に記載の方法において、対物レンズ視野（１０４）を有する前記スキャナ対物レンズ（４，７〜１０）および使用するレンズ視野（１０２）を有する前記フロント対物レンズ（９，１０３）が、前記対象物（１０１）上の前記対物レンズ視野（１０４）が、前記対象物（１０１）上の前記レンズ視野（１０２）より大きいようなタイプのものである、方法。
【請求項１２】
請求項８〜１１のうちのいずれか１項に記載の方法において、前記スキャナ対物レンズ（４，７〜１０）上に取り付けられる追加のピエゾ素子（３）が、前記対象物（１０１）と一緒に前記フロント対物レンズ（９，１０３）が移動中に、前記スキャナ対物レンズ（４，７〜１０）の焦点を、前記対象物（１０１）の深さプロファイルを記録するために設定することができるように、前記スキャナ対物レンズ（４，７〜１０）をその光軸に沿って調整することができるように使用される、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物を光学的に走査するためのスキャナ装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
医学、生物物理学、生物学、薬理学、材料管理、および組織学的プレパラートの画像アーカイビングの分野においては、高い処理能力を有し（すなわち、短時間に多数の対象物を光学的に入手することができ）、画像の形で、約１μｍの通常の画像解像度で、例えば、最大２０ｃｍ×２０ｃｍ程度の大きさの広いエリアを入手することができる光学的走査型顕微鏡が必要になる。そのため、さらに、特定の用途のために光学的に走査される対象物の深さプロファイルを生成することも必要になる。
【０００３】
このタイプの走査型顕微鏡は、通常、そのピクセルがＣＭＯＳ技術により集積回路（チップ）の形で生成される画像生成スキャナ型カメラを備えている。このスキャナ型カメラは、顕微鏡の画像面上に配置されている。顕微鏡の対物レンズ・システムにより、例えば、１０倍、２０倍、５０倍、１００倍等のような典型的な顕微鏡検査のためのものである対象物面上の対象物画像を異なる倍率で拡大することができる。
【０００４】
対象物を光学的に走査するために、機械並進ステージがコンピュータ制御の下で水平方向に移動する。この水平方向の移動の２つの基本的方向は、通常「ｘ方向」および「ｙ方向」と呼ばれる。「ｚ方向」の移動、すなわち垂直方向の移動、それ故、顕微鏡の焦点調整は、対物レンズ・システムのコンピュータ制御の直線的案内により確実に行われる。対物レンズ・システムの倍率および仕様により、このタイプの顕微鏡の通常の視野は、約２００μｍ×２００μｍの大きさを有し、スキャナ型カメラの感光画像記録チップ（例えば、ＣＭＯＳチップ）上の画像面上に完全に画像化される。現在では、１Ｍピクセル以上の解像度を有するカラー・カメラが、スキャナ型カメラとして使用されている。
【０００５】
それ故、光学的な走査を受ける１０ｃｍ×１０ｃｍのエリアの場合、スキャナ型カメラは、約２５０，０００の個々の画像を生成する。さらに、この数字に深さプロファイル画像の数を掛ける必要がでてくる場合もある。ステップ・バイ・ステップで記録され、並んで位置している各面の個々の画像を、１つまたは複数の全体像を形成するために、「ソフトウェア縫合」により結合することができる。その後で、全体像を、コンピュータ制御の下で用途に従って自動的に分析することができる。
【０００６】
このように大量のデータの電子的取得、同時画像処理、およびリアルタイムでの画像の記憶はほとんど問題を起こさないし、全体像サイズで約１０〜１００フレーム／秒（ｆｐｓ）で現在行われている。将来の発展によりおそらくこの数値を１０倍にすることができるだろう。１００ｆｐｓの画像処理速度を基準にすると、上記例の１００ｃｍ２のエリアの完全な顕微鏡による画像取得を、約４０分で電子的に行うことができる。顕微鏡により捕捉するエリアの一部だけでよい場合には（例えば、対象物スライドまたは試料マトリクスの配置）、この数字はそれに応じて小さくなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、移動動作を機械的に行おうとすると問題が起きる。何故なら、画像を記録するために、対象物を常に停止位置にもってこなければならないからである。しかし、市販の機械並進ステージの仕組みでは、同時に低速で移動（約２００μｍ）しながら、上記例の１００始動／停止動作／秒により、このような多くの始動動作（加速）および停止動作（減速）を行うことはできない。
【０００８】
短い間隔で行われる始動／停止動作による不可避のかなりの機械的振動のために、走査型顕微鏡の機械的システムはさらに不安定になる。それ故、連続動作中の始動／停止動作の回数は、約１〜３回／秒に制限される。例えば、特定の位置の再配置の場合、対象物スライドの方向へ移動する場合、または試料が複数ある場合のように、必要な変位距離がもっと長くなることは、走査動作の時間バランスの点で望ましくない。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
それ故、本発明は、例えば、走査型顕微鏡で使用するためのスキャナ装置、および対象物を光学的に走査するための方法を提供するためのものである。この装置および方法の場合、１００ｃｍ２程度の大きさの光学的に走査されるエリアを有する対象物は、従来から周知の機械的振動を回避しながら、１００ｆｐｓ以上の画像処理速度で光学的に簡単に走査することができる。
【００１０】
本発明のスキャナ装置は、特に一連の走査ステップにより対象物を光学的に走査するための走査型顕微鏡は、駆動可能な移動対象物ステージ、キャリッジ・ドライブにより対象物ステージに平行に移動することができる対物レンズ・キャリッジ上に位置するフロント対物レンズを有するスキャナ対物レンズを有する。この場合、対象物ステージは、連続的な移動を行うために一連の走査ステップ中に駆動することができ、フロント対物レンズを備える対物レンズ・キャリッジを、前方移動ステップのための各走査ステップ中に駆動することができ、対象物ステージが連続して移動している間に、対象物を光学的に走査できる状態で、フロント対物レンズは、最初の位置から、またそれぞれの場合、最初の位置への後方移動中、連続している走査ステップの間に対象物ステージと同期して移動する。
【００１１】
スキャナ装置により一連の走査ステップ中に対象物を光学的に走査する本発明の方法、特にフロント対物レンズを備えるスキャナ対物レンズを有する走査型顕微鏡の場合には、走査ステップは、スキャナ対物レンズのフロント対物レンズが、各走査ステップ中、最初の位置から対象物と同期して移動するため、また各走査ステップの間に最初の位置に戻るために、対象物の連続移動中に実行される。
【００１２】
理解していただけると思うが、各走査ステップ中、すなわち、スキャナ対物レンズに光学的に結合しているスキャナ型カメラにより可視対象物の一部の画像を記録中に、移動中の対物レンズに対して対象物が移動した場合、本発明によるスキャナ対物レンズのフロント対物レンズは静止したままである。何故なら、フロント対物レンズを備える対物レンズ・キャリッジは、同じようにまた同期して、すなわち同じ方向に同じ速度で移動する対象物と一緒に移動するからである。
【００１３】
２つの連続走査ステップの間にフロント対物レンズは最初の位置に戻るので、フロント対物レンズは、いつでも同じ位置で連続している各走査ステップをスタートする。
対象物ステージのドライブ、キャリッジ・ドライブ、およびスキャナ型カメラのトリガおよび絞り機構は、対象物ステージによる対象物の前方への移動、キャリッジ・ドライブによる対物レンズ・キャリッジ上のフロント対物レンズの前方および後方への移動、およびトリガおよび絞り機構によるスキャナ型カメラによる画像の記録の相互作用を制御する、例えば、制御コンピュータのような適当な制御手段により駆動される。
【００１４】
本発明の利点は、各走査ステップ中、対象物と一緒のスキャナ対物レンズのフロント対物レンズの移動により、従来から周知の対象物ステージ（通常は、機械並進ステージである）の多数の始動／停止動作を回避することができるという事実により理解することができるだろう。本発明によれば、これにより、従来技術と比較した場合、全スキャナ装置の安定性をかなり改善することができ、それにより画像記録頻度をかなり増大することができる。
【００１５】
本発明のもう１つの利点は、始動／停止動作の回数がかなり少ないために、従来技術のものと比較した場合、対象物ステージを駆動するために使用するモータの磨耗がかなり少ないことである。それ故、この点において、対象物ステージの、それ故、全スキャナ装置の耐用年数が本発明により長くなる。さらに、本発明によれば、対象物ステージのドライブとしては、一定の速度で移動する簡単で、そのため安価なリニア・モータで十分である。
【００１６】
本発明のさらにもう１つの利点は、対象物を光学的に走査するのに必要な時間が従来技術より短いことから理解することができるだろう。何故なら、本発明は、時間がかかる始動／停止動作を必要としないからである。より詳細に説明すると、従来技術と比較した場合、画像記録速度を３０〜１００倍速くすることができる。
【００１７】
好適には、キャリッジ・ドライブは、ピエゾ素子を備える前方移動デバイスを有することが好ましい。前方移動デバイスは、この場合、走査動作中対象物がその最初の位置から最終位置に移動するのと同じ速度で同じ方向に平行に、対物レンズ・キャリッジ上のフロント対物レンズを並進するために使用される。好適には、ピエゾ素子は、１００μｍから１ｍｍの範囲、特に５００μｍの最大行程を有することが好ましい。ピエゾ素子は、また、１０Ｈｚ〜２００Ｈｚの範囲の周波数、特に１００Ｈｚの周波数で動作できることが好ましい。
【００１８】
好適には、キャリッジ・ドライブは、永久磁石を備える後方移動デバイスを有することが好ましい。後方移動デバイスは、この場合、走査ステップの間に対物レンズ・キャリッジ上のフロント対物レンズを、その最終位置からその最初の位置に並進するために使用される。より詳細に説明すると、２つの永久磁石は、後方移動デバイス用の好適な装置として使用される。この目的のために、第１の永久磁石は、スキャナ対物レンズの対物レンズ・キャリッジ上に取り付けられていて、第２の永久磁石は、スキャナ装置の別のホルダ上に取り付けられている。この場合、両方の永久磁石は、その磁極の配置およびそれが発生する磁力のために相互に反発する。
【００１９】
前方移動デバイスのピエゾ素子に電圧が供給されるや否や、ピエゾ素子は、その最初の位置から、後方移動デバイスの２つの永久磁石からの磁力とは反対の方向に対物レンズ・キャリッジ、それ故、フロント対物レンズを並進する。対物レンズ・キャリッジ上に位置するフロント対物レンズは、ピエゾ素子が電圧供給源から切り離されると、磁力により再度その最初の位置に並進する。
【００２０】
本発明の好ましい実施形態の場合には、フロント対物レンズは、対象物上にレンズ視野を有し、スキャナ対物レンズは、対象物上に対物レンズ視野を有する。好適には、レンズ視野は、対物レンズ視野より大きいことが好ましい。この場合、対象物上の各視野は、各光学的構成要素の視野によるものである。より詳細に説明すると、フロント対物レンズの直径は、フロント対物レンズの位置のところの対物レンズの視野の直径より大きい。同時に、前方移動ステップ中のスキャナ対物レンズの光軸からのフロント対物レンズのズレは依然として非常に小さいので、スキャナ型カメラの画像記録チップ上の画像面上には、目で見ることができる他の画像生成誤差は発生しない。
【００２１】
本発明によるスキャナ装置のもう１つの好ましい実施形態の場合には、後者は、スキャナ対物レンズの焦点を設定することができるように、またスキャナ対物レンズをその光軸に沿って調整することができるように、スキャナ対物レンズ上に取り付けられている他のピエゾ素子を有する。そのため、対象物の深さプロファイルを記録することができる。焦点のこの設定は、例えば、対象物と一緒にフロント対物レンズがフロント対物レンズの最初の位置から最終位置に移動する際に行うことができる。
【００２２】
好適には、スキャナ型カメラは、ＣＭＯＳ技術により形成される画像記録チップを有することが好ましい。
走査型顕微鏡として使用するスキャナ装置は、特に、画像アーカイビング、生物学、生物物理学、薬理学、材料管理および組織学プレパラートの医学の分野で使用するためのものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図面に本発明の例示としての実施形態を概略示し、以下に詳細に説明する。この場合、同じ参照符号は同じ構成要素を示す。
図１は、本発明の例示としての実施形態による画像記録の原理の略図である。
【００２４】
参照符号１００は、第１の位置に位置していて走査を受ける対象物１０１を示す。この対象物は、矢印Ａの方向に一定の速度で連続的に移動する。対象物１０１は、スキャナ対物レンズを通してスキャナ型カメラ（図示せず）により、ステップ・バイ・ステップで順次記録される複数の同じレンズ視野１０２を有する。この場合、対象物１０１上のレンズ視野１０２の断面積は、対象物１０１上のフロント対物レンズ１０３の視野の断面に対応する。フロント対物レンズ１０３は、スキャナ対物レンズの一部であり、この例示としての実施形態の場合には、約５ｍｍの直径の個々のレンズを有する。スキャナ型カメラは、そのサイズが対物レンズに依存する対象物１０１のその断面をカメラの視野１０４として示すカメラ視野を有する。フロント対物レンズ１０３のレンズ視野１０２（ＦｏＶ）は、左側でカメラの視野１０４と同じ平面上に位置する位置１００内に示す。
【００２５】
スキャナ型カメラによる対象物１０１の画像の記録中、すなわち走査ステップ中、移動対象物１０１の他にフロント対物レンズ１０３も移動する。フロント対物レンズ１０３は、フロント対物レンズ１０３を最高５００μｍ並進することができる矢印Ｂで示すピエゾクリスタルにより、例示としての実施形態により移動する。この場合、フロント対物レンズ１０３は、対象物１０１と同じ速度および同じ方向に同じ距離だけ移動する。すなわち、フロント対物レンズ１０３の移動は、対象物１０１の移動に一致する。フロント対物レンズ１０３の移動と対象物１０１の移動との一致は、例えば、制御コンピュータのような適当な制御手段により行われる。図を見れば分かるように、フロント対物レンズ１０３は、走査ステップ中、対象物１０１に対して「停止状態」にある。すなわちスキャナ型カメラは「静止画像」を記録する。
【００２６】
各走査ステップの終わりに、フロント対物レンズ１０３は、フロント対物レンズ１０３のレンズ視野１０２が右側でカメラの視野１０４と同じ平面上に位置する最終位置（参照符号２００で示す）に位置する。以降の走査ステップがスタートする前に、フロント対物レンズ１０３だけが最初の位置に再度戻る。一方、対象物１０１は、引き続き矢印Ａの方向に移動する。フロント対物レンズ１０３は、適当な装着永久磁石により、例示としての実施形態に従って戻る（この詳細については、以降の図面のところで説明する）。後に戻るフロント対物レンズ１０３は位置３００に示す。１つのレンズ視野１０２（ＦｏＶ）だけ矢印Ａの方向に並進する対象物１０１を除けば、位置３００は位置１００と同じである。
【００２７】
次の走査ステップ中、対象物１０１およびフロント対物レンズ１０３は両方とも、それぞれ矢印ＡまたはＢの方向に再び並進する。次の走査ステップの終わりに、対象物１０１およびフロント対物レンズ１０３は、位置４００に位置しているが、このことは、１つのレンズ視野１０２だけ矢印Ａの方向に対象物１０１が並進することを除けば、位置２００の場合と同じである。次に、フロント対物レンズ１０３は、その最初の位置に再度戻り、その後でシステムは、参照符号５００で示す位置に位置する。対象物１０１が２つのレンズ視野１０２だけ矢印Ａの方向に並進する点を除けば、位置５００は位置１００と同じである。
【００２８】
ここで、走査型顕微鏡として提供した本発明の例示としての実施形態によるスキャナ装置５０について詳細に説明する。
図２は、スキャナ装置５０の断面図である。
【００２９】
スキャナ装置５０は、その上端部に従来のスキャナ型カメラ（図示せず。これ以上詳細に説明しない）が装着されているホルダ１を有する。スキャナ型カメラは正しい位置に固定されているために、対象物が光学的な走査を受ける場合静止したままである。すなわち、対象物はスキャナ型カメラの前を通過する。圧電作動対物レンズ・ホルダ３は、スキャナ型カメラの下のホルダ１の中心に位置していて、その底面にはスキャナ対物レンズ４、７〜１０（図３）が取り付けられている。圧電作動対物レンズ・ホルダ３は、スキャナ対物レンズ４、７〜１０（図３）の焦点を正確に設定するために使用される。すなわち、スキャナ型カメラに対するスキャナ対物レンズ４、７〜１０（図３）の光軸に沿ってのスキャナ対物レンズ４、７〜１０（図３）の位置を調整するために使用される。この例示としての実施形態によれば、使用する圧電作動対物レンズ・ホルダ３は、Ｐｉｆｏｃ社のモデルＰ−７２５．４ＣＤである。
【００３０】
スキャナ対物レンズ４、７〜１０（図３参照）は、圧電作動対物レンズ・ホルダ３に取り付けられていて、スキャナ型カメラのように正しい位置に固定されている対物レンズの上部４、および並進可能な対物レンズの下部７〜１０（図３）を有する。例示としての実施形態によれば、対物レンズの上部４は、ねじ止めすることができる散乱光保護ダイアフラム、取り付けるための２つのミニレール・フライス加工凹部、および締付リングを有する。さらに、対物レンズ上部４は、スキャナ型カメラに光学的に結合している。対物レンズ下部７〜１０は、ミニレール・ガイド７（図３参照）を有する。このミニレール・ガイドは、取付けのために２つのミニレール・フライス加工凹部と係合している。例示としての実施形態による２倍のモデルＭＤＮ−０５−１０−０５は、対物レンズ・キャリッジ８を有し、この対物レンズ・キャリッジは、レンズ案内プレートとも呼ばれ、フロント・レンズ・ホルダのためのねじ込み用のネジ山、永久磁石ホルダ、および圧力板６用のテフロン（登録商標）コーティングしたスライド接触ベアリングを有し、フロント・レンズ・カバー締ネジによりねじ止めすることができるフロント・レンズ・ホルダ９を有し、対物レンズ・キャリッジ８上で永久磁石ホルダと一体になる永久磁石１０を有する。
【００３１】
それぞれの場合、ホルダ１上のスキャナ対物レンズ４、７〜１０（図３参照）の左右に１つの取付ブラケット２、１２が取り付けられる。ピエゾ素子により駆動される並進ステージ５、例示としての実施形態によるＨｅｒａ  Ｐｉｅｚｏステージ・モデルＰ−６２５．１ＣＤ、およびその下に、圧力板６が、右側の取付ブラケット２の底面に取り付けられる。圧力板６は、光学的に走査される、対象物ステージによりすでに並進した対象物の移動方向に平行な左側の取付ブラケット１２の方向に、並進ステージ５により並進する。圧力板６は対物レンズ・キャリッジ８と端接するので、対物レンズ・キャリッジ８は、圧力板６が移動すると同時に同じ方向に移動する。この移動はそれに応じてミニレール・ガイド７により支持される（図３参照）。
【００３２】
左側の取付ブラケット１２の底面上に、調整ガイドが取り付けられていて、このガイドには永久磁石１１が取り付けられている。調整ガイドは、対物レンズ・キャリッジ８上の永久磁石１０に対して、永久磁石スタンプとも呼ぶことができる永久磁石１１を正確に位置決めするために使用される。この場合、２つの永久磁石１０および１１の磁極を確実に正確に配置することが重要である。関連するピエゾクリスタルに電圧が供給されると、圧力板６は、ピエゾ素子（より正確には：圧電素子）により駆動される並進ステージ５により、左側の取付ブラケット１２の方向に対物レンズ・キャリッジ８を並進させるので、ピエゾクリスタルに電圧がかかっていない場合には、対物レンズ・キャリッジ８を最初の位置に戻すために２つの永久磁石１０、１１が磁気的に相互に反発するようにこれらの永久磁石を装着しなければならない。
【００３３】
本発明の場合には、ＡＭＢＩＳシステム（Anti Motion-Blurring Imaging Scanning System）と呼ぶスキャナ装置５０を使用すれば、従来から周知の顕微鏡システムで、機械的始動／停止動作を全く行う必要がない。このことは行程の長い圧電素子を使用することにより確実に行うことができる。この場合、このタイプの圧電素子は、フロント対物レンズおよび対物レンズ・キャリッジ８を備えるほんの数グラムの重量の対物レンズ下部７〜１０を移動することができるだけである。対象物ステージは、フロント対物レンズの下を一定の速度で、ｙ方向に遠ざかる方向、すなわち右側の取付ブラケット２から見た場合、左側の取付ブラケット１２の方向に移動することができる。対象物の部分画像を記録する時間に、すなわち走査ステップ中に、「静止画像」をスキャナ型カメラに対して形成するように、対物レンズ下部７〜１０を、同じ方向に対象物と同じ速度で、フロント対物レンズおよび対物レンズ・キャリッジ８と同期させて移動するような方法で、ピエゾ素子は対象物ステージの移動を補償する。
【００３４】
対象物上で、この例示としての実施形態の基準として、１００ｆｐｓの画像記録速度および２００μｍ×２００μｍの視野を使用した場合には、対象物ステージが２ｃｍ／ｓｅｃの速度で移動した場合、すべての走査ステップを継ぎ目無しで結合することができる。この例示としての実施形態で対物レンズ下部７〜１０を水平方向に並進させるためのピエゾ素子は、最大行程が５００μｍに指定されていて、最高１００Ｈｚの周波数に移行することができる。各用途により異なる、対象物上のレンズ視野の幅に対応する所望の行程が終了すると、フロント対物レンズおよび対物レンズ・キャリッジ８を備える対物レンズ下部７〜１０は、ピエゾ電圧をオフにすることにより、また２つの永久磁石１０、１１の同じ極性を有する磁界の助けによりもとの位置に戻る。この後方への案内プロセスに要する時間は５ミリ秒以下である。
【００３５】
並進ステージ５のピエゾクリスタルの移動は、電子フィードバック・システムを介して対象物ステージのｙ軸の移動と連結している。５００μｍの変位エリア上で（または２ｃｍ／ｓｅｃの上記速度による２５ミリ秒の期間）、「静止画像」の画像はこのように生成される。この時間は、スキャナ型カメラの電子ダイアフラムの開放時間よりかなり長い。移動動作中、走査型顕微鏡のスキャナ装置５０の光軸からのフロント対物レンズのズレは依然として非常に小さいので、スキャナ型カメラ上の画像面上の目で見ることができる追加の画像形成の誤差は起こらない。
【００３６】
上記電子フィードバック・システムは、並進ステージ５のピエゾクリスタルの移動ばかりでなく、対象物ステージのｙ軸の移動の関数としてのスキャナ型カメラのダイアフラムの開度も制御する。市販の制御コンピュータを電子フィードバック・システムとして使用することができる。
【００３７】
全対物レンズ下部７〜１０のｚ方向（すなわち、スキャナ対物レンズ４、７〜１０の光軸に沿った、または対象物の並進面に垂直な方向）への移動は、少なくとも１つのピエゾ素子により同じ方法で行うことができる。同様に、これにより、「静止画像」の段階中、すなわち、走査ステップ中、光学的に走査される対象物の深さプロファイルの記録を同時に記録することができるようになる（または同様にスキャナ装置５０のその後の焦点合せが可能になる）。
【００３８】
図３は、本発明の例示としての実施形態によるスキャナ装置５０の分解斜視図である。図２のところですでに説明した部品についての説明はここでは省略する。
この図のスキャナ装置５０の場合には、取付けのためのミニレール・フライス加工凹部と係合しているミニレール・ガイド７をはっきり見ることができる。上記ミニレール・ガイド７により、対物レンズ・キャリッジ８は、走査する対象物上の対象物ステージに平行に移動している際に、対象物ステージに対して指定の一定の距離に確実に保持される。
【００３９】
図４は、本発明の例示としての実施形態によるスキャナ装置５０の側面図である。図２のところですでに説明した部品についての説明はここでは省略する。
スキャナ装置５０の他に、図４は、また、並進のために対象物ステージ４０上に位置する走査対象の対象物１０１も示す。対象物１０１が対象物ステージ４０により矢印Ａの方向に連続的に並進している間、また各走査ステップ中、ピエゾ素子により駆動される並進ステージ５も矢印Ａの方向にフロント対物レンズを並進する。その場合、並進ステージ５の力は、圧力板６により、最終的に移動するフロント対物レンズが取り付けられる対物レンズ・キャリッジ８に伝えられる。
【００４０】
図５は、最後に、本発明の例示としての実施形態によるスキャナ装置５０により記録した複数の部分画像から合成された対象物のグラフィック表現６０である。
この例示としての実施形態の場合、ドイツスズランの根茎の断面を対象物として使用した。グラフィック表現６０（図５の左の底部参照）のスケールは６５４．３０μｍである。このスキャナ装置５０を使用して、１μｍ〜２μｍの解像度をグラフィック表現６０に対して達成することができる。
【００４１】
スキャナ装置５０で使用しているスキャナ型カメラは、画像読出、画像処理および画像記憶のためにコンピュータと接続しているので、光学的に走査した対象物の図５のグラフィック表現６０の特定のエリアをソフトウェアにより必要に応じて拡大されるような方法で示すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の例示としての実施形態による画像記録の原理の略図。
【図２】本発明の例示としての実施形態によるスキャナ装置の断面図。
【図３】本発明の例示としての実施形態によるスキャナ装置の分解斜視図。
【図４】本発明の例示としての実施形態によるスキャナ装置の側面図。
【図５】本発明の例示としての実施形態によるスキャナ装置により記録した複数の画像から構成した対象物のグラフィック表現。
【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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【国際調査報告】
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