(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光反射ミラーアクチュエータ（１８、２０、２２、３４、２６）を有するマイクロメカニカルミラーシステム（１４）と、前記ミラーアクチュエータ（１８、２０、２２、２４、２６）を異なる反射位置へと制御して、光偏向を変化させる制御ユニット（３２）と、を備える可変型光偏向装置（１００）において、
前記ミラーシステム（１４）に合わせて体系的に調整される後方反射構造（６０）を設けて、前記ミラーアクチュエータ（１８、２０、２２、２４、２６）の一部分から前記後方反射構造（６０）へと反射された光を、前記ミラーアクチュエータ（１８、２０、２２、２４、２６）の他の部分へと、狙いを定めて反射し返し、
前記ミラーアクチュエータ（１８，２０，２２，２４，２６）が各々、２つの反射位置のみへと制御可能であり、
前記後方反射構造（６０）が、複数の反射素子（４０、４２、４４、４６）と複数の透明な透過素子（４８、５０、５２、５４、５６）を有し、前記透過素子（４８、５０、５２、５４、５６）の少なくとも１つが偏向させるべき光のための光入射領域となり、他の前記透過素子が前記ミラーアクチュエータ（１８、２０、２２、２４、２６）で反射される光のための光射出領域となり、
前記光入射領域に入る光が、前記光反射ミラーアクチュエータ（１８、２０、２２、２４、２６）の前記反射位置に応じて、前記光射出領域の１つへと選択的に偏向可能であることを特徴とする装置（１００）。
【請求項２】
前記２つの反射位置を画定するために、各ミラーアクチュエータ（１８、２０、２２、２４、２６）には２つのストッパが設けられる、請求項１に記載の装置（１００）。
【請求項３】
前記後方反射構造（６０）が固定状態で具現化される、請求項１又は２に記載の装置（１００）。
【請求項４】
前記ミラーアクチュエータ（１８、２０、２２、２４、２６）が、相互に平行に配置される複数のミラー列（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）を形成する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置（１００）。
【請求項５】
それぞれの前記ミラー列（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）に配置された前記ミラーアクチュエータ（１８、２０、２２、２４、２６）が、その反射位置において、前記ミラーシステム（１４）の共通基準面（Ｅ）に関して同じ傾斜角度を有する、請求項４に記載の装置（１００）。
【請求項６】
それぞれの前記ミラー列（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）に配置された前記ミラーアクチュエータ（１８、２０、２２、２４、２６）の各々が、その反射位置において、前記ミラーシステム（１４）の共通基準面（Ｅ）に関して異なる傾斜角度を有する、請求項４に記載の装置（１００）。
【請求項７】
それぞれの前記ミラー列（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）に配置された前記ミラーアクチュエータ（１８、２０、２２、２４、２６）の少なくとも１つが、その反射位置において、前記ミラーシステム（１４）の共通基準面（Ｅ）に関して異なる大きさの傾斜角度を有する、請求項４に記載の装置（１００）。
【請求項８】
前記反射素子（４０、４２、４４、４６）と前記透過素子（４８、５０、５２、５４、５６）が、相互に平行に交互に配置される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置（１００）。
【請求項９】
前記光入射領域が前記光射出領域間の中央に配置される、請求項８に記載の装置（１００）。
【請求項１０】
前記反射素子（４０、４２、４４、４６）と前記透過素子（４８、５０、５２、５４、５６）が、前記ミラーシステム（１４）から離間された平面内に配置され、前記ミラーシステム（１４）に投影した場合に、前記ミラー列（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）に垂直に延びる、請求項８または９に記載の装置（１００）。
【請求項１１】
それぞれの前記ミラー列（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）の中の前記ミラーアクチュエータ（１８、２０、２２、２４、２６）の少なくとも１つが、前記後方反射構造（６０）に投影した場合に、前記透過素子（４８、５０、５２、５４、５６）の１つに向けられる、請求項１０に記載の装置（１００）。
【請求項１２】
前記ミラーシステム（１４）が収容される筐体（１２）と、前記筐体（１２）の上に取り付けられ、その上に前記後方反射構造（６０）が設けられる透明カバー（３４）を特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の装置（１００）。
【請求項１３】
光のスペクトル分散によって入射光束（８４、８６、８８）を生成する分散素子（８０）を設け、その際、前記入射光束（８４、８６、８８）の光束断面が前記スペクトル分散によって長くなり、その断面で前記入射光束（８４、８６、８８）が前記光入射領域から、前記ミラー列（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）に垂直に、前記ミラーシステム（１４）へと入射するものであり、前記ミラー列（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）の各々に前記入射光束（８４、８６、８８）の所定のスペクトル領域が割り当てられていることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の装置（１００）。
【請求項１４】
前記入射光束は波長依存式に発散し、個々の前記ミラーアクチュエータの大きさを相応に調整することで、波長依存式の前記入射光束の拡散が考慮される、請求項１３に記載の装置（１００）。
【請求項１５】
前記ミラー列（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）が複数のグループにグループ分けされ、その各々が、前記入射光束（８４，８６，８８）の偏向により、前記光射出領域の１つから射出する所定のスペクトル組成の射出光束（９０、９２、９４）を生成する、請求項１３または１４に記載の装置（１００）。
【請求項１６】
各々が前記射出光束（９０、９２、９４）の少なくとも１つを感知する複数の検出器（９６、９８、９９）を特徴とする、請求項１５に記載の装置（１００）。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか一項に記載の可変型光偏向装置（１００）を有する光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の光反射ミラーアクチュエータを有するマイクロメカニカルミラーシステムと、ミラーアクチュエータを異なる反射位置へと制御して可変的に光を偏向させることのできる制御ユニットを備える可変型光偏向装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成ビームの光路端において検出光の個々のスペクトル成分を選択的に検出することを可能にする装置が、顕微鏡、特に共焦点顕微鏡にしばしば設けられる。それにはビームスプリッタがよく使用され、これらは光の特定のスペクトル成分を伝送し、他のスペクトル成分を反射する。その結果、たとえば、画像化対象の標本から発せられる蛍光発光を選択的に検出することができる。
【０００３】
選択的な光検出のための代替案として考えられるのは、検出光をまず、分散光学素子、たとえばプリズムに通すことであり、これは検出光を波長依存的に回折させ、それによってスペクトル分散された発散光束を生成する。この光束はその後、複数のミラーカスケードから構成されるミラースライド装置へと供給される。これらのミラーカスケードの各々は、ギャップによって相互に分離された２つのミラー素子で構成される。スペクトル分割された光束の一部はこのギャップを通過し、光束の残りの部分はミラー素子で別のミラーカスケードへと反射され、このカスケードが今度は、特定のスペクトル成分を他の検出器へと方向付ける。
【０００４】
この種のミラースライド装置は、従来技術において主に使用されているビームスプリッタと比較して、検出器へと供給されるべきスペクトル成分を、ミラー素子を推移させることによって単純な方法で変調できるという利点を有する。この種のミラースライド装置の例は、特許文献１と特許文献２に記載されている。
【０００５】
しかしながら、ミラースライド装置には欠点があり、すなわち、検出されるべきスペクトル光成分を希望通りに柔軟に選択できるように、比較的複雑な構成となっている。したがって、ミラー素子をそれぞれの所望の位置に移動させるために、精密に動作するモータが必要となる。その上、ミラー素子の移動には比較的時間がかかる。
【０００６】
特許文献３は、光束のスペクトル成分をプリズムによってスペクトル分散させ、異なる検出器に選択的に供給する光偏向装置を含む走査顕微鏡を開示している。この光偏向装置は、個々に異なる反射位置に移動できる複数のミラーアクチュエータを有するマイクロメカニカルミラーシステムを備える。たとえば、これらのミラーアクチュエータの各々について５か所の反射位置、ひいては５つの異なる偏向角を設定し、光を異なる検出器へと選択的に方向付ける。個々のミラーアクチュエータの各々がとることのできる偏向位置をこのように比較的多く設定するには、それぞれのミラーアクチュエータを正確に制御する必要があり、その結果、このような公知の光偏向装置の技術的な実装は難しい。
【０００７】
従来技術に関して、さらに、いわゆるDigital Light Processing（ＤＬＰ）システムという、たとえばビデオプロジェクタ用の投射技術で使用されているものを参照する。このＤＬＰシステムも同様に、マトリクス状に配置された複数のミラーアクチュエータを有するマイクロメカニカルミラーシステムを備える。しかしながら、これらのミラーアクチュエータの各々について、反射位置はまさに２つしか設定されず、それらの間でミラーアクチュエータは１秒間に最大数千回、前後に移動できる。各ミラーアクチュエータは１つの画像点、すなわち画素となることができ、その輝度は、所定の時間間隔内にそれぞれのミラーアクチュエータが一方またはもう一方の反射位置にある時間全体にわたって調整される。
【０００８】
上記のＤＬＰ技術は、切替時間が短いことから、たとえば共焦点顕微鏡に使用して、検出光を異なる検出器へと偏向させることもまた望ましいであろう。しかしながら、このように短い切替時間を実際に利用するには、反射位置をまさに２つだけ設定するしかなく、それによって最終的に、２つの偏向方向しか得られない。しかしながら、一般的な共焦点式装置では、２方向より多くの方向に光を偏向させることが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】独国特許出願公開第４３ ３０ ３４７ Ａ１号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１００ ３８ ０４９ Ａ１号明細書
【特許文献３】米国特許第６，３９６，０５３ Ｂ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、冒頭に記した種類の光偏向装置をさらに発展させて、単純な技術的手段で、偏向方向の高速かつ正確な切替を可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、特許請求の範囲の請求項１にしたがい、後方反射構造によってこの目的を達成するものであり、これは、ミラーシステムに合わせて体系的に調整され、ミラーアクチュエータの一部分から後方反射構造へと反射された光を、ミラーアクチュエータの他の部分へと、狙いを定めた方法で後方反射させる。
【００１２】
本発明はそれゆえ、マイクロメカニカルミラーシステムに加え、偏向装置内に、ミラーアクチュエータの異なる反射位置に応じて、異なる光偏向路を作ることができ、その結果、本発明による装置による光偏向を希望通りに制御できるような方法で、ミラーシステムに合わせて調整された後方反射構造を提供する。この目的のために、後方反射構造をミラーシステムに関して、ミラーシステムを構成するミラーアクチュエータとの相互作用によって所望の偏向路を提供でき、ミラーアクチュエータを相応に制御することによってそれを自由に選択できるように配置する。それゆえ、ミラーシステムに合わせて後方反射構造を「体系的に調整する」とは、後方反射構造をミラーシステムに関して適当な空間的位置に配置し、それによって異なる反射路を確立できるようにすることを意味する。
【００１３】
本発明による後方反射構造はそれゆえ、ミラーアクチュエータの反射位置に応じて、ミラーアクチュエータと後方反射構造の間でミラーカスケードのように複数回、反射が行われるように実施できる。たとえば、それぞれのミラーアクチュエータについて、第一の反射位置では、後方反射構造によってそこに反射された光を後方反射構造に送り返し、それゆえ、ミラーシステムと後方反射構造によって構成されるユニット内に光を保持し、第二の反射位置では、光を反射してユニットの外へと出すようにすることが考えられる。この原理の応用により、光偏向を広い範囲で変化させることができる。
【００１４】
使用されるマイクロメカニカルミラーシステムは好ましくは、ＤＬＰモジュールであり、これにおいては、ミラーアクチュエータをミリ秒のオーダーの非常に短い切替時間で個別に制御できる。個々のミラーアクチュエータは通常、その縁辺長さが数マイクロメートルまたは数百マイクロメートルの範囲である。それゆえ、この種のマイクロメカニカルミラーシステムにより、空間的および時間的に高い分解能で可変的に光を偏向させることが可能となる。それに加えて、耐用年数が長く、温度変動や大気中水分による影響をほとんど受けない小型のＭＯＥＭ装置としてこれを安価に作製できる。その結果、本発明は正確かつ高速で動作するデジタル光セレクタを提供する。
【００１５】
後方反射構造は、ミラーアクチュエータから構成されるミラーシステムとの相互作用により、本発明による装置内で複数回、反射させることができるため、装置内に希望通りの複数の偏向路を作るために、ミラーアクチュエータの所定の反射位置はまた、わずかのみ、好ましくはまさに２つのみ設定してもよい。これによって、ミラーアクチュエータの制御を単純化し、さらに光をより精密に偏向することができる。
【００１６】
本発明の原理は、後方反射構造を取り入れた複数の反射を利用して、光偏向路を随意に逆転できることを含んでいる。本発明による装置はそれゆえ、たとえば、空間的に分散された異なる光源から発せられる光を、（１つの）所定の方向に切り替えるために使用できる。同様に、１つの光源から得られる光を異なる方向に切り替えることも考えられる。上記のような２つの偏向原理を複合させた形もまた考えられる。
【００１７】
ミラーアクチュエータは好ましくは、同じ寸法を有する同じ設計の要素である。しかしながら、たとえば、本発明による光偏向システムの前に、光をスペクトル分散させ、それゆえ、これを波長依存式に発散する光束へと変換するプリズムを配置する場合は、異なる寸法とすることもできる。この場合、波長依存式の光束の拡散を考慮に入れるために、個々のミラーアクチュエータの大きさを相応に調整すればよい。
【００１８】
本発明により、高速切替が可能なミラーアクチュエータとこれと対面する後方反射構造を相互作用させることによって、偏向装置を各々の場合の偏向方式に合わせて柔軟に調整できる。たとえば、光をまず、ミラーシステムの中央に当て、次に複数回、反射させることによって２方向に交互に伝送してから、装置の外に出すことが考えられる。同様に、光をまず、ミラーシステムの縁辺に当て、次に所定の方向に伝送することもできる。さらに、方向付けられるべき光を、すべて同じ角度または異なる角度で偏向装置に入射する複数の光ビームから構成することができる。同様に、偏向装置から外に反射される光ビームの射出角度も、同じまたは異なるようにすることができる。
【００１９】
ミラーアクチュエータの各々をまさに２つの反射位置へと制御できる好ましい実施形態では、各ミラーアクチュエータに関して２つのストッパを設けて、２つの反射位置を設定する。その結果、ミラーアクチュエータはそれぞれ、所望の反射位置へと高速かつ正確に切り替えて、所望の光偏向を行うことができる。
【００２０】
後方反射構造は好ましくは、固定構造として実施される。切替可能なミラーアクチュエータと固定された後方反射構造との組み合わせは、所望の光偏向を実現するためにマイクロメカニカルミラーシステムを特に単純に制御する上で有利である。あるいは、後方反射構造はまた、可動要素でも構成できる。特に、後方反射構造用のマイクロメカニカルミラーシステムを設けることも可能である。
【００２１】
好ましい実施形態において、ミラーアクチュエータは相互に平行に配置される複数のミラー列を形成する。これらのミラー列の各々は、たとえば、光の特定のスペクトル成分、または異なる方向から入射した光ビームを、所望の方法で偏向させるために使用できる。
【００２２】
それぞれのミラー列に配置されたミラーアクチュエータは、その反射位置において、たとえばミラーシステムの共通基準面に関して同じ傾斜角度を有する。傾斜角度を同じにすることによって、マイクロメカニカルミラーシステムの構成は単純となる。
【００２３】
しかしながら、あるいは、それぞれのミラー列に配置されるミラーアクチュエータはまた、その反射位置において、ミラーシステムの共通基準面に関して異なる傾斜角度を有していてもよい。その結果、たとえば、光が中央に入射する場合、ミラーシステムと後方反射構造から構成されるユニット内で、実現可能なすべての射出領域が同じ光射出角度を有するように複数回、反射させることが可能となる。
【００２４】
好ましい実施形態において、後方反射構造は複数の反射素子と複数の透明な透過素子を含み、透過素子の少なくとも１つは、偏向させるべき光のための光入射領域となり、他の透過素子は、ミラーアクチュエータで反射された光のための光射出領域となる。光入射領域に入る光は、この点で、光を反射するミラーアクチュエータの反射位置に応じて、光射出領域の１つに選択的に偏向可能である。この実施形態において、反射素子はミラーアクチュエータとの相互作用により、ミラーシステムと後方反射構造から構成されるユニット内で複数回、反射が行われるようにし、透明な透過素子はそのユニットへの光の入射およびそのユニットからの光の射出を可能にする。
【００２５】
反射素子と透過素子は好ましくは、相互に平行に交互に配置される。その場合、反射素子と透過素子はある種の細帯状の後方反射パターンを構成し、これはミラーシステムの形状に合わせて希望通りに調整でき、ミラーシステムでは好ましくは、ミラーアクチュエータが平行なミラー列に配置される。
【００２６】
好ましい実施形態において、光入射領域は光射出領域の間の中央に配置される。この構成は、たとえば、光が中央に入射し、その後装置の中央から縁辺へと偏向されることが望ましい場合に有益である。しかしながら、同様に、光入射領域を装置の縁辺に配置して、その後光の方向をその縁辺から所定の方向へと変えるようにすることも考えられる。
【００２７】
反射素子と透過素子は好ましくは、ミラーシステムから離間された平面に配置され、ミラーシステムに投影した場合に、ミラー列に垂直に延びる。この構成では、後方反射構造を構成する素子とミラー列の形状はそれゆえ、いわば交差するように配置される。これによって、特に単純な方法で後方反射構造をミラーシステムに合わせて体系的に調整し、たとえばスペクトル拡散の結果として発散する光束の偏向に対して、希望通りに複数回、反射させることが可能となる。
【００２８】
好ましくは、それぞれのミラー列のミラーアクチュエータの少なくとも１つは、後方反射構造に投影した場合、透過素子の１つへと方向付けられる。この実施形態において、ミラーアクチュエータの各々を、たとえば光入射領域または光射出領域として機能できる透過素子の１つの下に配置する。これにより、偏向装置への光の垂直入射またはそこからの光の垂直射出が可能となり、その結果、たとえば偏向装置の光源または検出器上への配列が容易となる。
【００２９】
好ましくは、ミラーシステムが収容される筐体と、筐体上に取り付けられ、その上に後方反射構造が設置される透明カバーを設ける。透明カバーは、たとえばガラス板であり、その上に後方反射構造を反射膜として設置する。後方反射構造は好ましくは、カバーの、ミラーシステムに面する下面に配置する。これは、ミラーシステムと後方反射構造の間で、損失を生じさせずに複数回、反射が行われるようにする上で有利である。しかしながら、後方反射はまた、カバーの上面またはカバーの外側に配置してもよい。好ましくは、透明カバーの両面に反射防止膜を設けて、ミラーシステムと後方反射構造の間で不要な複数回の反射が行われないようにする。
【００３０】
特に好ましい実施形態においては分散素子が提供され、これは光のスペクトル分散により入射光束を生成し、その際、その入射光束の光束断面がスペクトル分散によって長くなり、その断面で入射光束が光入射領域からミラー列に垂直にミラーシステムへと入射するようにされ、ミラー列の各々に入射光束の所定のスペクトル領域が割り当てられる。この実施形態は、特に共焦点顕微鏡で有益に使用できるため、これまでそこに使用されていたミラースライド装置に代わって、本発明による偏向装置を使用でき、その結果、光の各種のスペクトル成分を、たとえば異なる検出器へと特に高速かつ正確に偏向させることが可能となる。この点に関して、各ミラー列は、入射光束の所定のスペクトル領域を受け取り、その後これを、他のスペクトル領域とは無関係に、所望の偏向方向に選択的に方向付けることができる。
【００３１】
ミラー列は好ましくは、複数のグループに分けられ、その各々が入射光束の偏向によって所定のスペクトル成分の射出光束を生成し、これが光射出領域の１つから射出する。ミラー列が複数の（不連続のものを含む）グループに分けられ、その個々のグループが各々、特定の方向へと偏向される所定のスペクトル組成の射出光束を生成するという事実により、偏向された光を、そのスペクトル組成に応じて希望通りに異なる検出器へと分散させることができる。特に、これまで使用されていたミラースライド装置とは異なり、個々の検出器に連続的な波長領域を割り当てる必要がなくなる。たとえば、蛍光顕微鏡においては、蛍光バンド全体を１つの検出器に方向付け、それと同時に、その中に含まれる励起波長をそこから「取り除く」ことができる。本発明による偏向装置はさらに、公知のミラースライド装置と比較して、各ミラーアクチュエータに、特定の検出器に割り当てられる波長が変化しても変化しない一定の波長領域が割り当てられるという利点を有する。これに対して、ミラーのペアが電動で移動されるミラースライド装置を用いた場合、個々のモータステップが「不明瞭となる」ことがありえ、それによってスペクトルシフトが起こる。
【００３２】
装置は好ましくは、それぞれが射出光束の少なくとも１つを感知する複数の検出器を備える。前述のように、本発明による偏向装置を利用するために、個々の検出器に割り当てられる波長を連続的とする、すなわち単調に上昇または下降するようにする必要がない。特定の検出器が特定の用途、たとえば蛍光寿命顕微鏡または蛍光相関分光法に特に適している場合、および／または特定の方法、たとえばゲーティング方法が使用されている場合、検出器が問題のシステムにどこにあるかに関係なく、それにどのような所望の波長領域でも割り当てることができる。これは、本発明による装置では各波長をそれに最も適した検出器に割り当てられることを意味する。
【００３３】
本発明の別の態様によれば、上記のような種類の可変型の光偏向装置を備える光学装置、特に顕微鏡および特に好ましくは共焦点顕微鏡が提供される。
【００３４】
以下に、図面を参照しながら本発明を例示的実施形態に関して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明による偏向装置の一部である偏向ユニットの側面断面図である。
【図２】偏向ユニットの平面斜視図である。
【図３】本発明による偏向装置の使用方法の一例を説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図１と図２は、それぞれ、側面断面図と平面図において偏向ユニット１０を示す。偏向ユニット１０は、たとえば共焦点顕微鏡において、スペクトル分離された光を異なる検出器へと供給するために使用される装置の一部である。
【００３７】
偏向ユニット１０は筐体１２を有し、その中にマイクロメカニカルミラーシステム１４が収容されている。ミラーシステム１４は、たとえばＤＬＰシステムであり、マトリクス状に配置された複数のミラーアクチュエータで構成されており、そのうち、単に例として、図１では１８ａ〜２６ａの符号が付された５つのアクチュエータが示され、図２では１８ａ〜２６ａ、１８ｂ〜２６ｂ、１８ｃ〜２６ｃの符号が付された１５のアクチュエータが示されている。この点に関して、図１と図２の図は説明用にすぎない点に留意する。実際には、はるかに多くのミラーアクチュエータが設置され、たとえば（用途に応じて）数百個から数千個の範囲のアクチュエータが設けられる。図２の平面斜視図に示されるように、ミラーアクチュエータは相互に平行に配置されたミラー列を形成し、やはり、図２にはそのうちの３列のみが、３０ａ、３０ｂ、３０ｃの符号が付されて示されている。
【００３８】
以下の説明は、ミラーアクチュエータ１８ａ〜２６ａにより形成されるミラー列３０ａに関する。この説明は、残りのミラー列にも当てはまる。
【００３９】
ミラーアクチュエータ１８ａ〜２６ａは各々、ミラーシステム１４の共通基準面Ｅに関して個別に傾斜させることができる。各ミラーアクチュエータ１８ａ〜２６ａには、それぞれのミラーアクチュエータ１８ａ〜２６ａの２つの異なる反射位置を設定する２つのストッパ（図１には示されない）が設けられている。図１においては、２つの反射位置の一方は、各々の場合において、実線で示され、もう一方は破線で示される。図１からさらに明らかなように、ミラーアクチュエータ１８ａ〜２６ａは、そのそれぞれの反射位置において、基準面Ｅに関して異なる傾斜角度を有する。ミラーアクチュエータ１８ａ〜２６ａを制御するための制御ユニット３２が設けられ、このユニットは、個々のミラーアクチュエータ１８ａ〜２６ａの各々に、たとえば静電変位力を加えて、それぞれのミラーアクチュエータ１８ａ〜２６ａを２つの所定の反射位置間で切り替えることができる。
【００４０】
筐体１２を覆うカバーガラス３４は、筐体１２の上面に取り付けられる。カバーガラス３４の、ミラーシステム１４と対面する下面には長い反射素子４０、４２、４４、４６が設けられ、これらは相互に平行に配置され、ミラーシステム１４に投影した場合、ミラー列３０ａ、３０ｂ、３０ｃに垂直に延びる。この例示的実施形態において、反射素子４０、４２、４４、４６は、カバーガラス３４の上に蒸着された反射膜である。反射素子４０、４２、４４、４６の間とカバーガラス３４の縁辺（図２参照）には、反射膜のない領域がある。したがって、図１において４８、５０、５２、５４、５６の符号が付されたこれらの領域は透明であり、以下、透過素子と呼ぶ。図２に示されているように、透過素子４８〜５６もまた、ミラーシステム１４に投影した場合、ミラー列３０ａ、３０ｂ、３０ｃに垂直に延びる。
【００４１】
反射素子４０〜４６と透明素子４８〜５６は後方反射構造を構成し、これは図１において概して６０で示され、偏向ユニット１０の中で、入射光を複数回、反射させることにより、所望の方法で光を偏向するための異なる偏向路を作る役割を果たす。移動可能なミラーアクチュエータ１８ａ〜２６ａとこれらに面する後方反射構造６０との相互作用について、図１を参照しながら以下に説明する。
【００４２】
図１の例において、偏向ユニット１０は、垂直に入射する光を選択的に異なる射出領域へと方向付けるためのものである。この例では、光は入射光束６２として、透過素子５２により構成される中央の長い光入射領域に入ると仮定される。入射光束６２は、とりわけ、ミラーアクチュエータ２２ａに入射し、これはその反射位置に応じて、この光を反射素子４２（図１において左に）または反射素子４４（図１において右に）のいずれかに向ける。反射素子４２または反射素子４４に向けられた光は次に、それぞれミラーアクチュエータ２０ａまたはミラーアクチュエータ２４ａへと反射し返す。すると、それぞれのミラーアクチュエータ２０ａまたは２４ａは、その反射位置に応じて、この光をそれぞれ反射素子４０または４６のいずれかへと、またはそれぞれの透明領域５０または５４へと方向付け、光はこれらの透明領域を通って偏向ユニット１０から出る。上記のような実現可能な２つの射出光は、図１において射出光束６４と６６により示されている。
【００４３】
図１のシステムでは同様にして、別の射出光束６８、７０、７２、７４を、別のミラーアクチュエータ１８ａと２６ａの反射位置に応じて生成することができる。
【００４４】
図１の断面図に示され、ミラーアクチュエータ１８ａ〜２６ａにより構成されるミラー列３０ａはそれゆえ、それに対面する後方反射構造６０との相互作用により、入射光束６２から射出光束６４〜７０の１つを選択的に生成できる。同じことが、図２に示されているミラー列３０ｂと３０ｃについても当てはまる。それゆえ、各ミラー列３０ａ、３０ｂ、３０ｃは、そこに入射する光を、そのミラーアクチュエータの反射位置に応じて、実現可能ないくつかの方向のうちの１つへと選択的に偏向させることができる。
【００４５】
この例示的実施形態では、ミラー列３０ａ、３０ｂ、３０ｃの各々に、入射光の所定の波長域が割り当てられる。その結果、偏向ユニット１０は、波長に応じて異なる方向に光を偏向させることができる。この応用を図３にも示す。
【００４６】
図３は、概して１００の符号が付された偏向装置を概略的に示しており、ここではプリズム８０が偏向ユニットの前に配置されている。プリズム８０は、入射光束８２をスペクトル分散させ、それゆえ、スペクトル分散の結果として光束断面が長くなった発散光束を生成する役割を果たす。図３において、スペクトル分散された光束断面は、３つのサブ光束（細分光束）８４、８６、８８によって示されており、その各々が光束８２のスペクトル成分を表す。
【００４７】
３つのサブ光束８４、８６、８８は偏向ユニット１０に入射し、これによってサブ光束８４、８６、８８は確実に異なる方向へと偏向される。図３の例では、サブ光束８４は射出光束９０に、サブ光束８６は射出光束９２に、サブ光束８８は射出光束９４に変換されるものとする。射出光束９０、９２、９４は各々、偏向ユニット１０によっていくつかの検出器９６、９８、９９のうちの１つへと選択的に供給される。図３の例において、射出光束９０、９２、９４の１つはそれぞれ、検出器９６、９８、９９の１つに入射する。しかしながら、これは例にすぎないと理解するべきである。たとえば、３つの射出光束９０、９２、９４のうちの２つを１つの同じ検出器に向けることも可能である。
【００４８】
図３に示される方法で射出光束９０、９２、９４を生成するために、ミラー列をどのような所望の組み合わせで、それぞれが射出光束９０、９２、９４の１つを生成するグループへとグループ分けしてもよい。この例では、サブ光束８４、８６、８８により構成される入射光束が、スペクトル分散によって水平方向となったその光束断面で、垂直の向きにミラー列に入射するようになされる。
【符号の説明】
【００４９】
１０  偏向ユニット
１２  筐体
１４  ミラーシステム
１８ａ〜２６ａ  ミラーアクチュエータ
１８ｂ〜２６ｂ  ミラーアクチュエータ
１８ｃ〜２６ｃ  ミラーアクチュエータ
３０ａ〜３０ｃ  ミラー列
３２  制御ユニット
３４  カバーガラス
４０、４２、４４、４６  反射素子
４８、５０、５２、５４、５６  透過素子
６０  後方反射構造
６２  入射光束
６３、６６、６８、７０、７２、７４  射出光束
８０  プリズム
８２  光束
８４、８６、８８  サブ光束
９０、９２、９４  射出光束
９６、９８、９９  検出器
１００  偏向装置
【図１】
0006286116.tif 000002
【図２】
0006286116.tif 000003
【図３】
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