(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射ビーム経路を画定する光学系を含む顕微鏡であって、
前記光学系は、
‐  配光を提供する光源と、
‐  瞳面及び焦点を有する顕微鏡対物レンズと、
‐  前記顕微鏡対物レンズの前記瞳面に共役な共役瞳面を生成するための走査光学系と、
‐  少なくとも２つの可変的に調整可能なビーム偏向ユニットと、
‐  前記の少なくとも２つのビーム偏向ユニットのうちの第１ビーム偏向ユニット及び第２ビーム偏向ユニットの各点を、相互に結像させるための凹面鏡と、
を備え、
前記顕微鏡対物レンズと前記走査光学系との光学的間に第１中間像が位置し、前記第２ビーム偏向ユニットは、前記共役瞳面に配置される、
顕微鏡において、
前記照射ビーム経路が前記凹面鏡で一度だけ反射され、前記凹面鏡に起因する第１歪みと前記第１ビーム偏向ユニット及び第２ビーム偏向ユニットに起因する前記結像の第２歪みとが、少なくとも部分的に相互に補償するように、前記凹面鏡と前記第１ビーム偏向ユニットと前記第２ビーム偏向ユニットとが配置されており、
前記凹面鏡と前記第１ビーム偏向ユニット及び前記第２ビーム偏向ユニットとは、前記第１歪み及び前記第２歪みを補償するために、前記第１ビーム偏向ユニット及び前記第２ビーム偏向ユニットのゼロ位置において、前記第１ビーム偏向ユニット上の前記照射ビーム経路の光軸の平面反射角が凹面鏡での前記光軸の平面反射角の２倍の大きさになるように、配置されており、前記ゼロ位置は、前記第１ビーム偏向ユニットと前記第２ビーム偏向ユニットとが前記光源からの静止照射ビーム経路の光軸を前記顕微鏡対物レンズの光軸に対して同軸に向ける位置である、ことを特徴とする、顕微鏡。
【請求項２】
前記照射ビーム経路内において、前記第１ビーム偏向ユニットと前記第２ビーム偏向ユニットとの光学的間には、凹面鏡は１つだけ配置されている請求項１に記載の顕微鏡。
【請求項３】
前記照射ビーム経路内において、前記第１ビーム偏向ユニットと前記第２ビーム偏向ユニットとの光学的間には、前記凹面鏡のみが配置されている請求項２に記載の顕微鏡。
【請求項４】
前記凹面鏡の曲率半径は、前記凹面鏡と前記第１ビーム偏向ユニットとの間の光路長、及び、前記凹面鏡と第２ビーム偏向ユニットとの間の光路長に対応する、請求項１乃至３いずれか１項記載の顕微鏡。
【請求項５】
前記凹面鏡は球面形状を備える、請求項４記載の顕微鏡。
【請求項６】
前記凹面鏡の曲率中心は、前記第１ビーム偏向ユニットと前記第２ビーム偏向ユニットとの間に位置する、請求項５記載の顕微鏡。
【請求項７】
前記凹面鏡の曲率中心は、前記第１ビーム偏向ユニットへの前記光学系の光軸の入射点と、前記第２ビーム偏向ユニットへの前記光学系の光軸の入射点とを通る円弧上に位置する、請求項６記載の顕微鏡。
【請求項８】
前記凹面鏡の曲率中心は、前記入射点間の前記円弧を二等分する位置にある、請求項７記載の顕微鏡。
【請求項９】
前記光学系は、前記光源と第１ビーム偏向ユニットとの間に、非点収差を補償する光学素子、例えば円筒レンズを備える、請求項１乃至８のいずれか１項記載の顕微鏡。
【請求項１０】
前記走査光学系は、前記第２ビーム偏向ユニットを介して、前記第１中間像を空間的に曲げられた第２中間像に結像し、前記第２中間像は、前記凹面鏡と前記第２ビーム偏向ユニットとの光学的間に位置し、凹面鏡は、前記凹面鏡に前記第１ビーム偏向ユニットから到達し前記第２中間像に集光される光ビームをコリメートするように配置されている、請求項１乃至８のいずれか１項記載の顕微鏡。
【請求項１１】
前記第２中間像は、前記第２ビーム偏向ユニットの周りに同心状に位置する、請求項１０記載の顕微鏡。
【請求項１２】
前記走査光学系は、前記第１中間像からの光ビームをコリメートし、その後、前記第２ビーム偏向ユニットを介して前記凹面鏡に導き、前記凹面鏡は、コリメートされた光ビームを、前記凹面鏡と前記第１ビーム偏向ユニットとの光学的間に位置し、特に前記第２ビーム偏向ユニットの周りに同心状である、第２中間像に集光するように配置されている、請求項１乃至８のいずれか１項記載の顕微鏡。
【請求項１３】
前記照射ビーム経路の光軸が、前記第１ビーム偏向ユニット上への前記光軸の入射方向と前記顕微鏡対物レンズの光軸とにわたる面から外へ出るように偏向可能であるように、前記第１ビーム偏向ユニットが回転可能である、請求項１乃至１２のいずれか１項記載の顕微鏡。
【請求項１４】
前記顕微鏡は、前記照射ビーム経路内へ可逆的に移動可能な第３ビーム偏向ユニットと、可変的に調整可能な第４ビーム偏向ユニットとを有し、
前記照射ビーム経路が、前記照射ビーム経路内にある前記第３ビーム偏向ユニットの位置において、前記第３ビーム偏向ユニットを通って前記第４ビーム偏向ユニットへ向かい、そこから前記第３ビーム偏向ユニットへ戻り、前記凹面鏡を通って前記第２ビーム偏向ユニットへ向かうように経過するように、前記第３ビーム偏向ユニット及び前記第４ビーム偏向ユニットが配置されている、
請求項１乃至１３のいずれか１項記載の顕微鏡。
【請求項１５】
前記光学系が、さらなる共役瞳面を生成するためのリレー光学系をさらに備え、特に、光の、所定の及び／又は可変の瞳分布を生成する手段、又は、フーリエ変換面内において所定の及び／又は可変の視野分布を生成する手段を備える、請求項１乃至１４のいずれか１項記載の顕微鏡。
【請求項１６】
前記第１ビーム偏向ユニットの回転軸は、前記第２ビーム偏向ユニットの回転軸に直交又は少なくともほぼ直交している、請求項１乃至１５のいずれか１項記載の顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照射ビーム経路を画定する照射光学系を備える顕微鏡に関し、前記光学系は、次の部品を備えており、すなわち、（空間的に制限された）配光を提供する光源と、瞳面及び（被写体側（objecktseitigen））焦点を有する顕微鏡対物レンズと、顕微鏡対物レンズの瞳面に共役な瞳面を生成するための走査光学系と、少なくとも２つの（各偏向方向に関して）可変的に調整可能なビーム偏向ユニットと、第１及び第２ビーム偏向ユニットの（少なくとも１つの）各点を、互いの上に（aufeinander）結像させるための凹面鏡とを備え、前記光学系は、配光の少なくとも１つの点及び焦点の各点を、互いの上に結像し、光学的に前記顕微鏡対物レンズと前記走査光学系との間に（平面の又は少なくとも実質的に平面の）第１中間像が位置し、前記第２ビーム偏向ユニットは共役瞳面に配置される、というものである。前記凹面鏡による結像は、さらなる共役瞳面を形成し、そこに前記第１ビーム偏向ユニットが配置される。
【０００２】
本発明において、光は、光学手段によって操作可能な電磁放射線の任意の形態であり、特に赤外線及び紫外線を含む。光源は、配光を提供するためのものであり、特に光導波路及び／又はビーム成形器を含むことができる。さらに、強度変調器を備えることができる。光源の配光は、二次元又は三次元であってもよく、その際、異なる形状を有することができ、例えば、単独の例えば点状若しくは直線状の面積又は、単独の例えば球状もしくは棒状の体積、又は、複数の別個の例えば点状若しくは線状の面積、又は、相応の例えば球形若しくは棒状の体積であってもよい。ビーム偏向ユニットは、スキャナとも呼ばれる。
【背景技術】
【０００３】
顕微鏡で光を走査するためのビーム偏向ユニットの既知の構成の概要は、例えば、T.R.Corle及びG.S.Kinoの”Confocal Scanning Optical Microscopy and Related lmaging Systems(共焦点走査光学顕微鏡及び関連画像システム)”（Academic Press, 1996, p.214）に記載されている。その中で走査光学系は、「走査対物レンズ」（その他の一般的な用語である「走査レンズ」とは異なる）と呼ばれる。これは、ビーム偏向ユニットの位置にコリメートされた共役瞳面を提供する。走査光学系と筒状レンズ（Tubuslinse）の組み合わせは、伝達光学系（Transferoptik）と呼ばれる。
【０００４】
（複数の）偏向ユニットを（それぞれの）共役な対物レンズ瞳内に配置することは、有利には、さらなる共役瞳内における静止ビーム断面を提供することを可能にする。この結果、ＵＳ２００３／２３０７１０Ａ１又はＷＯ２００８／０３７３４６Ａ１のように、高精度の波面の操作が可能となる。さらに、このようにして、光学系でのケラレによる周辺光線の減光は、最小限に抑えられる。
【０００５】
しかしながら、上述の顕微鏡は、共役瞳面を生成するために必要な走査光学系が複雑であり、光の効率が悪いという欠点を有している。なぜなら、高い画像品質を可能にするために、像面湾曲（Bildfeldwoelbung）及び横方向の色収差(Farbquerfehler)のような異なる結像収差（Abbildungsfehler）を補償する必要があるからである。さらに、共役瞳面と走査光学系との間の距離が短いため、偏向ユニットの設置スペースが小さい。
【０００６】
従来技術では、導入部で言及された、２つの円環状凹面鏡を含むタイプの顕微鏡は、例えば、「ＢＩＯ−ＲＡＤ  Ｒａｄｉａｎｃｅ２１００」の名称、及びＷＯ９０／００５７５Ａ１から知られている。その主な欠点は、限定された画質、高い調整感度、及び円環状鏡の製造のための高コストである。偏向ユニットの微小電気機械式駆動装置を備えた対応する構成は、例えば、ＵＳ２０１３／１０７３３８Ａ１から知られている。
【０００７】
ＵＳ２０１０／０２０８３１９Ａｌに記載された構成は、この問題を部分的にしか解決せず、中間焦点が凸面ミラー上にあり、このミラーの収差が直接試料に結像されるという欠点を有する。
【０００８】
上述の両解決法は、２つの凹面鏡又は個々の凹面鏡での二重反射のために、依然として比較的高い光損失を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許出願公開第ＵＳ２００３／２３０７１０号公報
【特許文献２】国際特許出願公開第２００８／０３７３４６号公報
【特許文献３】国際特許出願公開第９０／００５７５号公報
【特許文献４】米国特許出願公開第２０１０／０２０８３１９号公報
【発明の概要】
【００１０】
本発明は、冒頭で述べたタイプの顕微鏡を改善するという課題に基づいており、より高い画質、より容易な調整、及び、より低い光損失を可能にする。さらに、特定の構成においてより低い費用コストが必要とされるべきである。
【００１１】
この課題は、請求項１に記載の特徴を有する顕微鏡によって達成される。有利な構成は、従属請求項に記載されている。
【００１２】
本発明によれば、凹面鏡と、第１ビーム偏向ユニット及び第２ビーム偏向ユニットとは、照射ビーム経路が凹面鏡で１回だけ反射され、その際に凹面鏡によって引き起こされる第１歪み又は収差（Verzeichnung）と、第１及び第２ビーム偏向ユニットに引き起こされる結像の第２歪み又は収差（配光‐焦点）とを、少なくとも部分的に相互に補償するように配置される。
【００１３】
凹面鏡は収色性に作用する。このようにして、より少ない光学的コストで、特に少数の界面で、さらなる共役瞳面を提供することができる。歪みの相互補償は、一つの結像素子のみによって、ほぼ収差なく、ビーム偏向ユニット同士上に共役瞳を結像することを可能にする。このようにして、好適なコストで、光効率よく、かつ、容易な調整で、照射のより高い画質（及び、反対方向に結合された検出ビーム経路においても顕微鏡結像）を達成することができる。追加の補正光学系をほとんど省略することができ、より容易な調整、より少ない光損失が可能になる。さらに、両共役瞳が均等である。これは、両ビーム偏向ユニットが個別に画定可能な角速度で駆動されることができ、その結果、それぞれ所望の像画角(Bildfeldwinkel)が調整可能であることを意味する。すなわち、結像を伴わない構成においてこれまで可能であったような像面の回転（Bildfelddrehung）も実現し続けることができる。
【００１４】
この場合、照射ビーム経路内において、これらの両ビーム偏向ユニットの光学的間に、有利にはただ１つの凹面鏡が配置される。これらの両ビーム偏向ユニットの光学的間に、前記凹面鏡のみが配置されていると（もちろん、他の光学的に作用する面が存在しない）、特に有利である。これらの実施形態では、光学的境界面の数が少ないため、光損失が特に低い。
【００１５】
好ましくは、凹面鏡と第１ビーム偏向ユニット及び第２ビーム偏向ユニットとは、第１及び第２歪みを補償するために、第１及び第２ビーム偏向ユニットのゼロ位置において、第１及び第２ビーム偏向ユニット上の、（光源から来る、静止した、）照射ビーム経路の光学軸の平面反射角が、凹面鏡での光軸の平面反射角の２倍の大きさになるように配置される。両ビーム偏向ユニットは、これらのビーム偏向ユニットが光源から来る静止照射ビーム経路の光軸を顕微鏡対物レンズの光軸に対して同軸に向けるとき、ゼロ位置にある。換言すると、凹面鏡と第１ビーム偏向手段との共通の座標系において、第１ビーム偏向手段の回転軸と凹面鏡の面法線との間の角度は、凹面鏡の主平面上で、又は、（光配向と第１ビーム偏向ユニットとの間の）光学系の光軸上で、９０°＋α／２であり、αは凹面鏡での入射ビームと反射ビームとの間の角度である。この構成は、歪みの特に大幅な相互補償を可能にする。鏡を介した結像と、走査経過を介した結像とによって、相反する兆候を有する略同一の視野歪み（Feldverzeichnungen）を生じるからである。
【００１６】
特に有利には、この場合、凹面鏡の曲率半径（球面凹面鏡の場合その曲率半径）が、凹面鏡と第１ビーム偏向ユニットとの間の光路長、及び、凹面鏡と第２ビーム偏向ユニットとの間の光路長に対応する実施形態である。この構成は、第１ビーム偏向ユニットにおける任意の偏向角度に対する歪みの特に大幅な相互補償及び最小限の結像収差を可能にする。
【００１７】
有利には、凹面鏡は球面形状を有することができ、凹面鏡の曲率中心は、第１ビーム偏向ユニットと第２ビーム偏向ユニットとの間に位置し、特に（第１及び第２ビーム偏向ユニットのゼロ位置における凹面鏡上の光軸の位置によって定義される）凹面鏡の中心入射点の周りの円弧上に位置することができる。この円弧は、特に、前記円弧の中心において、光学系の光軸の第１及び第２ビーム偏向ユニット（そのゼロ位置）上への入射点を通って延在する。球面状の凹面鏡は、特に僅かな費用コストで利用可能である。特定の配置とアラインメントによって、最大の歪み補償が達成される。
【００１８】
凹面鏡上への照射ビーム経路の傾いた入射に基づいて、球面凹面鏡の場合に非点収差が生じる。これを低減又は回避するために、凹面鏡は円環（torische）形状（トーラス形の表面形状）を有することができる。好ましくは、その際凹面鏡は、中間像の曲率半径の２倍より、（入射角の）コサイン分だけ（um einen Faktor Cos(Einfallswinkel)）小さい第１曲率半径と、中間像の曲率半径の２倍より、（入射角の）コサイン分だけ大きい第２曲率半径とを有する。好ましくは、第１曲率半径に属する第１曲率は、第１ビーム偏向ユニットの回転軸と平行な軸周りに延在し、第２曲率半径に属する曲率は、第１曲率に対して直交する。特に凹面鏡が球面形状を有する場合に、光源と第１ビーム偏向ユニットとの間に非点収差を補償するために、例えば円筒レンズの光学部品又は光学系を有する光学系の実施形態は、費用コストがより少ない。
【００１９】
２つの代替実施形態のうちの第１代替実施形態では、走査光学系は、第２ビーム偏向ユニット（その反射表面）を介して第１中間像を、空間的に湾曲した第２中間画像に結像させ、第２中間像は、凹面鏡と第２ビーム偏向ユニットとの光学的間に位置し、凹面鏡は、第１ビーム偏向ユニットから出射して凹面鏡に到達するコリメートされた光ビームを第２中間像に合焦するように配置されている。これにより、ビーム偏向ユニット及び走査光学系のコンパクトな構成が可能になる。凹面鏡を、好ましくは、第１共役瞳から凹面鏡の曲率半径の距離に配置することによって、（湾曲した第２中間像に関して）面角（Feldwinkel）とは無関係に同じ距離で高精度の画像を提供することができる。この場合、走査光学系は像面湾曲補正が不要であり、接眼レンズのように構成される。これにより、顕微鏡全体の費用コストが削減される。
【００２０】
したがって、従来技術とは対照的に、偏向ユニットの（反射面）は、検出ビーム経路のコリメートされた部分にはもはや配置されず、代わりに収束部に配置される。伝達光学系は、第２ビーム偏向ユニットを取り外したときに、第１中間像面の湾曲した実像が生じうるように構成される。中間像の空間的な曲率は、従来のコリメート走査対物レンズに対し著しく単純化された走査光学系を用いて共役瞳面の提供を可能にし、特に像面湾曲の補正なしで、しかも全光学系の同じ結像品質を可能にする。この場合、特に平坦化の目的でこれまで習慣的であった負の焦点距離／屈折力を有する（近接場）レンズ（W. J. Smith: "Modern Lens design", McGraw-Hill, 1992,
Chapter 22, p. 411）を省略することができる。そのような走査光学系は、その光学特性と品質に関して、従来の走査目的より、むしろただ接眼レンズに対応する必要がある。第２中間像の曲率半径は、好ましくは、偏向ユニットと第１中間像の焦点位置との間の距離に対応する。さらに、横方向の色収差の補正は、補償システムの意味の範囲内で走査光学系と筒状レンズとに分割することもでき、これは走査光学系をさらに簡素化することを意味する。顕微鏡は、有利には、走査光学系とチューブレンズが横方向の色収差に関して相互に補償するように、構成されることができる。
【００２１】
この構成は、試料と励起ビームの非線形相互作用において特に有利である。ここで、従来の構成の場合、各瞳における複数のビーム偏向ユニットが相互に結像されておらず、強度に対する試料内の光放射の二次（二光子励起の場合）又は三次（三次調波又は三光子励起の場合）の依存性が、像面照射に問題をもたらす。スキャン対物レンズの上流の複数の偏向ユニットの物理的距離は、横倍率で２次的に増加する軸倍率で対物瞳に結像される。これは、視野依存性（feldabhaengigen）の励起強度を生ずる非定常瞳をもたらす。非線形光学（ＮＬＯ）におけるこれらの問題は、コリメートされていない瞳内にビーム偏向ユニットを配置することによって避けることができる。なぜなら、これによって、複数の偏向ユニットの良好な結像が相互に光効率の良い構成において可能になるからである。典型的には、この場合の蛍光の検出は、ビーム偏向ユニットによって行われるのではなく、いわゆる「ノン・デスキャンド（nicht-descannten）」ビーム経路部分の上流で行われる。なぜなら、この構成は、励起方向であっても検出方向と全く同様に作用し、この場合にも瞳のクリーンな結像が得られるからである。
【００２２】
好適には、第２中間像は、球面状に湾曲しているか、又は、少なくとも実質的に球面状に湾曲しており、特に、走査光学系の単一の焦点距離と２倍の焦点距離の間の曲率半径を有する。好ましくは、中間像の曲率半径は、偏向ユニット（の反射面の中心点）と第２中間像との間の距離と同一である。
【００２３】
好適には、この第１実施形態では、湾曲した第２中間画像は、第２ビーム偏向ユニットの周りに同心円状に位置する。その結果、球面湾曲中間像の場合、第２ビーム偏向ユニットの位置とは無関係に、焦点は、中間像によって形成された球面上に位置する。このようにして、特に走査光学系の一部として像面湾曲を補正するための光学系が不要になる。
【００２４】
有利には、凹面鏡の下流側（変換器側）に平面波面が存在するように、凹面鏡の曲率半径ＲＨは第２中間画像の曲率半径ＲＺＢの２倍の大きさであってもよい。このようにして、第２共役瞳はコリメートされたビーム経路部分内にあり、２つの共役瞳内のビーム直径は同じである。有利には、凹面鏡は、顕微鏡対物レンズの焦点から来る（第２中間像を通る）ビームが凹面鏡の下流で相互に平行に、好ましくは、第１偏向ユニットに入射する光を偏向させることができる平面にも平行に延在し、凹面鏡の中心軸に対して傾くように配置されている。凹面鏡と湾曲した中間像との間の距離Ａは、中間像の半径ＲＨ：ＲＨ＝２・ＲＺＢ＝２・Ａに等しい。従って、湾曲した第２中間像と関連して、光学系の特に高い結像品質が、少ないコスト（Aufwand）で可能である。しかし、凹面鏡の曲率半径ＲＨが中間像半径ＲＺＢの２倍からの偏差Ｄだけずれている場合には、凹面鏡の下流でゼロとは異なる波面曲率も存在し得る。凹面鏡半径ＲＨ＝２・ＲＺＢ＋Ｄに対して、凹面鏡と中間像との間の距離Ａは、Ａ＝ＲＺＢ＋Ｄである。さらに、例えば、１：１に等しくない結像倍率の場合には、第１ビーム偏向ユニット及び第２ビーム偏向ユニットのビーム直径は等しくなくてもよい。
【００２５】
しかし、凹面鏡の曲率半径ＲＨも、中間像の曲率半径ＲＺＢの２倍からずれることがある。曲率半径ＲＨ＝Ａを有する凹面鏡は、例えば中間像から距離Ａ／２において、（ビーム偏向ユニットが中間位置にある場合に）光が光軸上でコリメートされるように配置される。
【００２６】
第２の代替的な実施形態では、走査光学系は、第１中間像からの光ビームをコリメートし、続いて、第２ビーム偏向ユニット（その反射面）を介して凹面鏡に導く。凹面鏡は、コリメートされた光ビームを、特に第２ビーム偏向ユニットの周りの同心状の第２中間像に合焦するように配置されている。第２中間像は、凹面鏡と第１ビーム偏向ユニットとの光学的間に位置する。この実施形態は、従来の走査光学系で本発明による歪み補償を適用することを可能にする。
【００２７】
好ましくは、顕微鏡は、中間像、特に第２中間像、第３中間像若しくはさらなる中間像に、配光を結像するための照射光学系、及び／又は、中間像、特に第２中間像、第３若しくはさらなる中間像を、光電変換器上に結像するための検出光学系を含む。
【００２８】
特に、光学システムは、焦点から来る光が照射ビーム経路から光電子変換器へと切り離されるように、照射ビーム経路及び検出ビーム経路に配置されたビームスプリッタを備えることができる。
【００２９】
好適には、（照射ビーム経路内又は検出ビーム経路内の）光学系は、走査光学系から離れたビーム偏向ユニット側にコリメーション光学系を含むことができる。このようにして、ビームに対するさらなる操作及び最終的な検出が、わずかなコストで可能である。
【００３０】
有利には、第１ビーム偏向ユニットは、照射ビーム経路の光軸が、第１ビーム偏向ユニット上への光軸の入射方向と顕微鏡対物レンズの光軸にまたがる平面の外に偏向可能であるように回転可能である。
【００３１】
本発明はまた、照射ビーム経路に可逆的に移動可能な第３ビーム偏向ユニットと、可変的に調整可能な第４ビーム偏向ユニットとを含み、照射ビーム経路が、照射ビーム経路内にある第３ビーム偏向ユニットの位置において、第３ビーム偏向ユニットを介して第４ビーム偏向ユニットへ向かい、そこから第３ビーム偏向ユニットへと戻り、凹面鏡を介して第２ビーム偏向ユニットへ向かうように、経過するように、第３ビーム偏向ユニットと第４ビーム偏向ユニットとが配置されている。第３ビーム偏向ユニットが照射ビーム経路の外側に配置される場合、照射ビーム経路は、上述のように、第１ビーム偏向ユニット、凹面鏡及び第２ビーム偏向ユニットを介して進む。このようにして、わずかなコストで異なる走査方法の間で切り替えることが可能である。第４ビーム偏向ユニットは、第１ビーム偏向ユニットがガルバノミラーである間、例えば共振発振ミラーであってもよく、その逆であってもよい。これにより、固定細胞、生細胞又は細胞形成及び小動物の研究又はスクリーニングの用途での柔軟な使用が可能になる。ＦＲＡＰのような操作実験では、漂白プロセスの終了後の蛍光信号の高速上昇を測定するために、試料の操作（漂白）から、高い画像リフレッシュレートでのイメージングへ、迅速な切り替えが可能になる。この目的のために、第２ビーム偏向ユニットは、偏向方向に関して可変的に調整可能であり、しかし、その代わりに静的な配向も有することができる。平行移動及び／又は回転移動によって照射ビーム経路内に移動可能であり、そのために対応する駆動部を有することができる。
【００３２】
有利には、凹面鏡及び第２ビーム偏向ユニットが照射ビーム経路に組み込まれる第１の構成だけで、本発明による歪み補償を実現できる。第４ビーム偏向ユニットは、例えば、共振振動（「共鳴スキャナ」）で動作可能な鏡を含むことができ、ガルバノミラーであってもよい。
【００３３】
凹面鏡、特にその反射面は、円環形状（トーラス部の表面形状）を有し、本発明は他の形状も包含する。その結果、斜入射による非点収差を低減することができる。好ましくは、ここで、凹面鏡が、中間像の曲率半径の２倍よりも（入射角の）コサイン分だけ小さい第１曲率半径と、中間像の曲率半径の２倍よりも（入射角の）コサイン分だけ大きい第２曲率半径とを有する。好ましくは、第１曲率半径に属する第１曲率は、第１ビーム偏向ユニットの回転軸に平行な軸の周りに延在し、第２曲率半径に属する曲率は、第１曲率に対して直交する。
【００３４】
走査光学系の一部又は全部が照射ビーム経路の光軸に沿って変位可能な構成が特に好適である。特に、それらは、走査光学系の変位可能な部分又は全体を変位させるための電気駆動装置を含むことができる。これまでは、走査光学系の位置は、一度だけ焦点位置を調整するためのものであり、したがってコリメーションを調整するためにビーム偏向ユニット上に位置決めさて固定されていたが、軸方向変位によって、少ないコストで、第２偏向ユニットに対する共役瞳の位置（距離）を設定することができる。このことから、特に、例えば顕微鏡の対物レンズを交換する際の瞳シフトを補償することが可能である。顕微鏡の対物レンズを交換するとき。ここで、共役瞳の軸上の位置は、第１偏向ユニットと対物瞳との間の結像スケールの２乗で変化する。ここで、中間像面における、したがって対物面における焦点位置は、大きく維持される。
【００３５】
好適には、走査光学系は、その（第１中間像から第２中間像への）結像が、０．８と１．２との間の倍率、特に０．９と１．１との間の倍率、特にちょうど１の倍率を有するように配置される。このようにして、第１中間像の位置が形成され、従って試料側焦点面は、高い精度で一定である。最も好ましくは、焦点が、仮想の対象物から第１中間画像まで（放物線状の焦点位置の経過）を含む走査光学系の１：１結像において維持される。
【００３６】
顕微鏡対物レンズが光軸に沿って移動可能であり、及び／又は、対物レンズ交換器内に配置され、特に、顕微鏡対物レンズを交換するための、及び／又は、顕微鏡対物レンズを移動させるための電気駆動部を備える実施形態が有利である。このれにより、異なる対物レンズの異なる瞳位置への適応性との関係において、変化のない高い結像品質における測定において高いフレキシブル性が実現される。
【００３７】
好適には、第１ビーム偏向ユニット及び／又は第２ビーム偏向ユニットは、ビーム偏向を調整するためのマイクロ電気機械システムを有する。これは、ＵＳ７２９５７２６Ｂ１のように、２つの異なる軸周りの回転性を、特に（走査光学系から来るビームを偏向する）反射表面におけるこれらの軸の（固定式の）交点の位置において、特に検出ビーム経路の光軸上におけるこの交点の配置によって、提供する。ＭＥＭＳベースのスキャナ（MEMS-basierte Scanner）は、顕著に低いミラー質量を有し、従って、所望のように迅速に、高精度で傾斜させることができるという利点を有する。例えば、ビーム偏向ユニットの１つは、ちょうど（genau）１つの回転軸に関してのみ調整可能なＭＥＭＳベースのミラーであってもよく、他のビーム偏向ユニットはガルバノメータースキャナであってもよい。ここで、ガルバノメータースキャナは共振動作させることもできる。
【００３８】
有利には、光源はレーザーである。例えば、それは波長可変レーザーであってもよい。
【００３９】
光学系は、有利には、さらなる（第３）共役瞳面を生成するリレー光学系（relay optics）を含んでもよい。ここに、光の所定の、好ましくは可変の瞳分布を生成するための手段を配置してもよい。これによって、振幅及び／又は位相の変更を顕微鏡対物レンズの瞳面にリレーする（uebertragen）ことができる。代替的に、光学系は、フーリエ変換面内に視野分布（Feldverteilung）を生成する手段を備えていてもよく、フーリエ変換面は、凹面鏡の結像装置と第１及び第２ビーム偏向ユニットを介して、試料に転写可能である。ここで、中間像に関して、走査光学系と筒状光学系との間の補正されていない中間像における公称像視野サイズの約１／３までの大きな値が可能である。このような手段によって、１乃至Ｎ個の別個の光ビーム束だけでなく、像又は励起パターンのような別の１次元又は２次元の配光が試料内に転写されることができる。
【００４０】
好適な実施形態では、例えばＷＯ２００８／０３７３４６Ａｌのように、可変的に調整可能な波面変調器がさらなる（第３）共役瞳面内に配置される。したがって、瞳面内の光スポットは走査プロセスの間に静止しているので、照射ビームの位相操作を行うことができる。波面変調器の手段は、その提供する最大変調スイングの中で、例えば試料側の焦点面の光軸に沿った移動、及び、従って深さへの試料の走査を可能にする。２次元的に可変の第１ビーム偏向ユニットと関連して、これは測定位置の３次元変位が可能になり、したがって試料の３次元走査が可能になる。
【００４１】
光軸に沿った焦点の変位の代わりに、空間的に分解された調整可能な波面変調器を使用して、１つ又は複数の試料特性の局所的な変動に由来する、位置依存性の結像収差を補償することもできる。この目的のために、顕微鏡はコントロールユニットを備え、コントロールユニットは、試料の少なくとも１つの画像を撮影し、画像に影響を与える試料の少なくとも１つの所定の特性に基づいて、かつ、その画像に基づいて、波面変調器に対する設定値を求めることができる（それに応じて波面変調器を設定する）。特に、コントロールユニットは、その画像に基づいて、試料中の特性の測定分布を求め、測定分布と実際の分布との間の差異が最小化するように、例えば補正計算（Ausgleichsrechnung）を用いて、設定値を求めることができる。
【００４２】
好適には、第１ビーム偏向ユニット（３０Ａ）の回転軸は、第２ビーム偏向ユニット（３０Ｂ）の回転軸に直交又は少なくともほぼ直交する。
【００４３】
顕微鏡は、好適には光走査顕微鏡であり、特に共焦点光走査顕微鏡、又は、光シート顕微鏡（Lichtblattmikroskop）であり、例えば、ＵＳ７７８７１７９に記載されているような顕微鏡である。光走査顕微鏡の場合であっても光シート顕微鏡の場合であっても、検出ビーム経路は、同じ顕微鏡対物レンズを介して、例えば、ビームスプリッタを用いて照射ビーム経路から分離して延在し、又は、分離した検出対物レンズを介して延在する。
【００４４】
本発明は、例示的な実施形態に基づいて以下により詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明によるリレー光学系を有する光走査顕微鏡を示す図である。
【図２】伝達光学系の詳細を示す図である。
【図３】伝達光学系の詳細を示す図である。
【図４】伝達光学系内の角度条件を示す図である。
【図５】凹面鏡の補償されるべき歪みと補償の効果を示す図である。
【図６】伝達光学系のさらなる詳細を示す図である。
【図７】第２共役瞳を有する拡張された伝達光学系を示す図である。
【図８】従来の走査光学系を有する代替の光走査顕微鏡を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
すべての図面において、一致する部分は同じ参照符号が付されている。
【００４７】
図１は、コントロールユニット３４によって制御される光走査顕微鏡１０（「ＬＳＭ」）の概略図である。ＬＳＭ１０は、レーザー２３を有する２つの照射モジュールＬと、走査モジュールＳ（scanning module）と、検出モジュールＤと、顕微鏡対物レンズ２１を有する顕微鏡ユニットＭとが組み立てられたモジュール式組立品である。顕微鏡ユニットＭは、例えば、異なる顕微鏡対物レンズ２１の旋回のための対物レボルバを備える。
【００４８】
レーザー２３の光は、光ファイバー２２及び例えばコリメーション光学系の形態の結合光学系２０を介して走査ユニットＳに入射して一体化される前に、ライトドア（Lichtklappen）２４、及び、例えばＡＯＴＦ（音響光学可変波長フィルター）として構成されている減衰器２５を介して、コントロールユニット３４によって調整される。各レーザー２３は各光ファイバー２２までの光学系との組み合わせで、各光源とみなすことができ、各光源は、該当する光ファイバー２２の端部において共焦点で点状の配光を提供し、照射ビーム経路に沿って試料Ｐに結像される。励起光は、主ビームスプリッタ３３と、弱い円筒光学系４１と、Ｘ方向に可変的に調整可能な第１ビーム偏向ユニット３０Ａと、例えば球面の凹面鏡３６と、Ｙ方向（Ｘ方向に直交する）に可変的に調整可能な第２ビーム偏向ユニット３０Ｂとを介して、光を試料Ｐの測定位置に集束させる顕微鏡対物レンズ２１に到達する。
【００４９】
凹面鏡３６は、２つのビーム偏向ユニット３０Ａ及び３０Ｂを互いの上に結像させる。凹面鏡３６及びビーム偏向ユニット３０Ａ、３０Ｂは、照射ビーム経路が凹面鏡３６で正確に１回反射され、その際に凹面鏡３６によって生じる第１歪み及び第１及び第２ビーム偏向ユニット３０Ａ，３０Ｂによって生じる結像の第２歪みが、相互に補償するように配置される。円筒光学系４１は、凹面ミラー３６上の軸外入射の結果として生じる非点収差を補償する。
【００５０】
試料Ｐによって、後方散乱される励起光及び放出される蛍光は、顕微鏡対物レンズ２１と、チューブレンズ（Tubuslinse）２７と、走査光学系３５を通って、ビーム偏向手段３０Ａ、３０Ｂ及び凹面鏡３６を介し、円筒光学系４１及び主ビームスプリッタ３３を通って、検出モジュールＤに到達する。
【００５１】
顕微鏡対物レンズ２１は、無限遠の後方焦点距離を有し、チューブレンズ２７までコリメートされたビーム経路が存在する。顕微鏡対物レンズ２１内に、その（出射）瞳面ＰＥが位置する。チューブ光学系２７は、走査光学系３５によって第２中間像Ｚｂ２内に結像される、第１中間像Ｚｂ１を生成する。従って、第２ビーム偏向ユニット３０Ｂは検出ビーム経路の収束部分に位置する。その際、瞳面ＰＥに共役な瞳面ＰＥ’が第２ビーム偏向ユニット３０Ｂ上に位置する。第１ビーム偏向ユニット３０Ａは、照射ビーム経路の光軸が、第１ビーム偏向ユニット３０Ａへの光軸の入射方向と顕微鏡対物レンズの光軸とがなす平面から外れるように回転可能である。
【００５２】
その後、凹面鏡３６は、第２中間像Ｚｂ２を無限遠に結像し、主ビームスプリッタ３３において平行ビーム束のみが存在する。代替的の実施形態（ここには図示せず）では、主ビームスプリッタ３３において収束又は発散ビーム束が存在してもよい。走査モジュールＳ内の結合光学系２０及び検出光学系２９は、適切に適合されるべきである。
【００５３】
例えば、走査光学系３５は、駆動手段によって、統一された検出及び照射ビーム経路の光軸に沿って移動可能である。これにより、顕微鏡対物レンズ２１の交換又は軸方向の移動の際に瞳面ＰＥが変化した場合でも、共役瞳面ＰＥ’の位置が、軸方向でビーム偏向ユニット３０上に保たれる。
【００５４】
蛍光検出のために、主ビームスプリッタ３３は、例えば、ダイクロイックビームスプリッタ（「主カラースプリッタ」）として構成されることができ、後方散乱された励起光がレーザー２３の方向に反射し出される（ausgespiegelt）。
【００５５】
検出モジュールＤは、検出光学系３８の下流に、例えば、収束レンズと、それぞれ１つの孔絞り又はピンホール３１を有する複数の検出チャネルと、フィルター２８と、光電変換器としての光電子増倍管３２と、を備え、これらはカラースプリッタ２９（副カラースプリッタ）を介して、スペクトル的に分離される。孔絞り３１の代わりに、例えば線状照射の場合にはスリット絞り（図示せず）を用いることができる。検出光学系３８は、そこまでコリメートされていたビーム束を共焦点孔絞り３１上に収束させる。共焦点孔又はスリット絞り３１は、測定位置の焦点体積（Fokusvolumen）に起因しない試料光（Probenlicht）を分別する役割を果たす。従って、光電子増倍管３２は、焦点体積からの光のみを検出し、それにより、光が取り込まれて光電子増倍管３２の各感光層内の検出位置において検出される試料Ｐ内の測定位置を画定する。代替的に、アバランシェダイオード（英語ではavalanche diodes）のような従来技術から公知の他の感光センサを使用することも可能である。
【００５６】
画素ごとに画像を撮影するために、偏向ユニット３０Ａ／Ｂのミラーが所期のように回転されることにより、共焦点で照射され撮影される試料Ｐの測定体積は、偏向ユニット３０Ａ、３０Ｂによって試料Ｐ上を移動することができる。これらの動き、及び、ライトドア２４又は減衰器２５による照射の切り替えは、制御ユニット３４によって直接制御される。光電子増倍管３２からのデータ記録は、同じく制御ユニット３４によって行われる。
【００５７】
ビームスプリッタ３９（「ＮＬＯビームスプリッタ」とも呼ばれる）によって提供される追加の出力に、励起に伴う非線形相互作用後の蛍光を検出するためのモジュールＮ（「ＮＬＯ検出モジュール」）が接続される。ＮＬＯ検出モジュールを、代替的に又は付加的に検出モジュールＤに接続し、測定に使用することもできる。代替的な実施形態（ここには図示せず）では、試料Ｐの反対側にあるＮＬＯ検出モジュールに、代替的に又は付加的に、顕微鏡対物レンズを有する独立したＮＬＯ検出モジュールが配置され、検出に使用されてもよい。
【００５８】
図２には、第１中間像Ｚｂ１を空間的に湾曲された第２中間像Ｚｂ２に結像することで、従来の複雑な走査対物系に代わる走査光学系３５周りのビーム経路が、詳細にはビーム偏向ユニット３０の３つの異なる位置に対して、示されている。走査光学系３５は、例えば、像面湾曲補正がなく、１：１の像倍率を有する。破線によれば、走査光学系は、もし第２ビーム偏向ユニット３０Ｂが取り除かれたとしたら第１中間像面の湾曲した実像（ein reelles gekruemmtes Abbild）が生じるように構成されることが分かる。その代わり、共役瞳ＰＥ’に配置された第２偏向ユニット３０Ｂによって、第２中間像Ｚｂ２が空間的に湾曲される。
【００５９】
図３は、伝達光学系の拡張部分を示し、伝達光学系は走査光学系３５に加えて、凹面鏡３６（ここには図示せず）と、ビーム偏向ユニット３０Ａ（ここには図示せず）及び図２のビーム偏向ユニット３０Ｂと、さらにチューブ光学系２７とを備える。顕微鏡対物レンズ（ここには図示せず）の実際の瞳面ＰＥから第２中間像Ｚｂ２までのビーム経路は、再び、第２偏向ユニット３０Ｂの３つの異なる位置に対して示されている。チューブ光学系２７は、瞳ＰＥから来るコリメートされたビームを、第１中間像Ｚｂ１に集光する。走査光学系３５は、第１中間像Ｚｂ１を、共役瞳ＰＥ’に配置された第２ビーム偏向器３０Ｂを介して、空間的に湾曲した第２中間像Ｚｂ２に結像する。
【００６０】
図４は、ビーム偏向ユニット３０Ａ及び３０Ｂと、走査光学系３５と、凹面鏡３６とを、２つの異なる概略図（図４Ａは斜視図及び図４Ｂは平面図）で示す。凹面鏡は球面形状を有する。その曲率中心は、２つのビーム偏向ユニット３０Ａ及び３０Ｂ（そのゼロ位置）の回転軸上の光軸の２つの入射点を含む、凹面鏡３６の中心入射点Ｑ（主軸の射出点）の周りの円上にある。この場合、曲率中心は、２つの回転軸上の入射点の間の円弧を二等分する。
【００６１】
凹面鏡３６及びビーム偏向ユニット３０Ａ、３０Ｂは、第１ビーム偏向ユニット３０Ａ及び第２ビーム偏向ユニット３０Ｂのゼロ位置において、ビーム偏向ユニット３０Ａ上の照射ビーム経路の光軸ＯＡの平面反射角が、凹面鏡３６での光軸ＯＡの平面反射角の２倍の大きさになるように、配置されている。第１ビーム偏向ユニット３０Ａの回転軸と凹面鏡の面法線との間の角度は、ビーム偏向ユニット３０Ａ及び３０Ｂがゼロ位置にある場合の系の光軸上の凹面鏡の中心入射点において、９０°＋０．５αである。
【００６２】
第２中間像Ｚｂ２は、第２ビーム偏向ユニット３０Ｂの周りに同心状に位置する。さらに、凹面鏡３６の曲率半径は、凹面鏡３６と第１ビーム偏向ユニット３０Ａとの間の光路長、及び、凹面鏡３６と第２ビーム偏向ユニット３０Ｂとの間の光路長に対応する。その結果、凹面鏡３６及び２つのビーム偏向ユニット３０Ａ、３０Ｂの歪みは、可能な限り最大限に補償し合う。
【００６３】
凹面鏡３６の歪み及びその補償は、円環状凹面鏡３６の例示的なケースについて、図５に示される。図５Ａは、凹面鏡の歪み（ｙ方向に平行な線からの十字のずれ）を大きく示し、図５Ｂは、第１ビーム偏向ユニット３０Ａでの反射角度が、凹面鏡３６での反射角の２倍の大きさであるという、本発明によるビーム偏向ユニットの構成に関する残存歪みを示す。
【００６４】
図６は、３つの異なる図（図６Ａ、６Ｂ、６Ｃ）における完全な伝達光学系を示す。伝達ー光学系は、例えば、ＵＳ２０１０／０２０８３１９Ａ１又はＷＯ９０／００７５５Ａ１に記載されている、文献から公知の、ケスラーによるアフォーカルリレー光学系（英語ではafocal relay optics）に代わる。
【００６５】
第２ビーム偏向ユニット３０Ｂは、例えば、ＭＥＭＳ駆動装置を備えた単一のミラーであって、相互に直交する２つの固定された軸の周りを回転可能である。これらの２つの回転軸のうちの１つは、ｙ軸に平行である。ミラーの位置固定された回転点は、ミラーの反射表面内の伝達光学系３５の光軸上にある。第１ビーム偏向ユニット３０Ａは、例えば、ガルバノメトリック駆動を備えた単一のミラーであり、すなわち、ｘ−ｚ面になる唯一の回転軸を有する。これは、例えば、共振振動で動作させることができる。あるいは、共役瞳面ＲＥ’及びＰＥ”の両方にガルバノメータービーム偏向ユニットを組み込んでもよく、それらのうちの一方は、試料内の光をｘ方向に、他方はｙ方向に動かすことができる。
【００６６】
付加的な瞳面ＰＥ”は、例えば、第１ビーム偏向ユニット３０Ａと第２ビーム偏向ユニット３０Ｂとの間に光学的に配置された円環状凹面鏡によって提供される。凹面鏡３６の第１曲率中心は、第１ビーム偏向ユニット３０Ａの反射面上の第１共役瞳面ＰＥ’の間隔（凹面鏡と共役瞳ＰＥ’との間の距離Ｒ）内にあり、凹面鏡の曲率は、第２中間像Ｚｂ２の曲率半径の２倍の大きさである。従って、一方では、（同じ距離Ｒでの）第２共役瞳ＰＥ”では、各画角（Feldwinkel）に依存しないで第１共役瞳ＰＥ’の完全な平面結像が存在し、他方では、第２共役瞳ＰＥ”内のビームはコリメートされ、そこで平面波面が存在する。従って、検出ビームルートのさらなる経路においてビームの取り扱いが容易である。代替的な実施形態（図示せず）においては、凹面鏡及び第２中間像の曲率半径は相互に相違し、第２瞳ＰＥ”では非平面波面が存在する。
【００６７】
垂直入射では、凹面鏡３６は、第１共役瞳ＰＥ’をそれ自体の上に結像させるので、凹面鏡は、上述したように、第２ビーム偏向ユニット３０Ｂが作用する平面に垂直に、ｙに平行な軸の周りで凹面鏡の中心入射点を介して回転する。凹面鏡に斜入射することによって非点収差が発生し、これは円環形状によって最大限に補償される。この目的のために、ｙ軸に沿った曲率半径は、第２中間像Ｚｂ２の曲率半径に対して（入射角の）コサイン分だけ減少し、ｘ軸に沿った曲率半径は、第２中間像Ｚｂ２の曲率半径に対してと同じ分だけ増加する。である。ここでは追加の円筒光学系は必要ない。
【００６８】
円環形状の代わりに、凹面鏡３６は、第１及び第２曲率中心において球面形状を有することができ、したがって対応する曲率半径が同一である球形を有することができる。そして、凹面鏡３６への斜入射に起因する非点収差を補償するために、例えば弱い円筒レンズのような円筒光学系４１が、凹面鏡３６に対して走査光学系３５の反対側に配置されることができる。好ましくは、円筒光学系４１は、第１ビーム偏向ユニット３０Ａに対して走査光学系３５の反対側、すなわち、いわゆる「デスキャンされた（descannten）」ビーム経路部分に配置されることができる。凹面鏡３６の曲率中心は、凹面鏡３６の中心入射点を中心とした円弧の中心にあり、第１及び第２ビーム偏向ユニット３０Ａ、３０Ｂへの光軸の入射点をそのゼロ位置に含む。
【００６９】
図７は、図４Ａのやや回転した図に対応し、リレー光学系４２の分だけ拡張された伝達光学系の一部を示す。リレー光学系４２は、第３共役瞳面ＰＥ”’を提供する働きをする。例えば、その中に、可変的に調整可能な波面変調器（図示せず）を配置することができる。
【００７０】
最後に、図８は、図１に示されたものにほぼ対応する光走査顕微鏡１０を示す。しかしながら、代替的実施形態では、伝達光学系が存在する。走査光学系３５は、従来のように像面湾曲補正のもとで、第１中間像Ｚｂ１を無限に結像する。これにより、照射ビーム経路は、第２ビーム偏向ユニット３０Ｂが配置されている第１共役瞳ＰＥ’の領域でコリメートされる。凹面鏡３６は、それを第２中間像Ｚｂ２に集束させ、第２中間像Ｚｂ２は、この実施形態では、凹面鏡３６と第１ビーム偏向ユニット３０Ａとの間にあり、平面である。凹面鏡３６は、図１のように、２つのビーム偏向ユニット３０Ａ及び３０Ｂを互いの上に結像させる。
【００７１】
次に、コリメーション光学系３７は、主ビームスプリッタ３３を介して第２中間画像Ｚｂ２を無限遠に結像させる。
【００７２】
凹面鏡は球面形状を有する。その曲率中心は、凹面鏡３６の中心入射点の周りの円弧の中心にあり、第１及び第２ビーム偏向ユニット３０Ａ及び３０Ｂへの光軸の入射点をそのゼロ位置に含む。
【００７３】
凹面鏡３６及びビーム偏向ユニット３０Ａ、３０Ｂは、第１及び第２ビームのゼロ位置における第１ビーム偏向ユニット３０Ａ上の照射ビーム経路の光軸ＯＡの平面反射角は、凹面鏡３６における光軸OAの平面反射角の２倍の大きさである。さらに、凹面鏡３６の曲率半径は、凹面鏡３６と第１ビーム偏向ユニット３０Ａとの間の光路長、及び、凹面鏡３６と第２ビーム偏向ユニット３０Ｂとの間の光路長に相応する。その結果、凹面鏡３６及び２つのビーム偏向ユニット３０Ａ、３０Ｂの歪みは、可能な限り最大限に相互に補償し合う。
【符号の説明】
【００７４】
１０  光走査型顕微鏡
２０  結合光学系
２１  顕微鏡対物レンズ
２２  光ファイバー
２３  レーザー
２４  ライトドア
２５  減衰器
２６  ファイバーカプラー
２７  チューブレンズ
２８  フィルター
２９  カラースプリッタ
３０Ａ／３０Ｂ／３０Ｃ  第１／第２／第３ビーム偏向部
３１  絞り
３２  光電子増倍管
３３  主ビームスプリッタ
３４  制御ユニット
３５  走査光学系
３６  凹面鏡
３７  コリメーション光学
３８  検出光学系
３９  ＮＬＯビームスプリッタ
４０  ＮＬＯ検出器
４１  円筒光学系
４２  伝達光学系
Ｄ  検出モジュール
Ｌ  照射モジュール
Ｍ  顕微鏡ユニット
Ｎ  ＮＬＯ検出モジュール
Ｐ  試料
ＰＥ（ＰＥ’／ＰＥ’’／ＰＥ’’’）  （共役）瞳面
Ｒ  距離
Ｓ  スキャンモジュール
Ｖ  仮想オブジェクト
Ｚｂ１／２  中間像面
【図１】
0006637976.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８】
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