(57)【要約】光走査型顕微鏡において、検出モジュール（７）が、共焦点絞りユニット（９）と、共焦点絞りユニット（９）の後ろに配置され、試料放射を部分ビームへとスペクトル分岐する分割ユニットと、検出器（１１）と、部分ビームを空間的に離して検出器（１１）上に結像する結像ユニット（４６）とを含み、共焦点絞りユニット（９）が、ｍ個のスポットによる照明での試料放射用の正確にｍ個の開口部を有する共焦点絞りと、ｎ個のスポットによる照明での試料放射用のｎ個の開口部を有する共焦点絞りとの間で切替え可能であり、分割ユニットが、共焦点絞りユニット（９）から結像ユニット（４６）まで、ｍ個のスポットによる照明での試料放射用の第１のビーム路と、ｎ個のスポットによる照明での試料放射用の第２のビーム路とを有し、分割ユニットが、両方のビーム路の間で切替え可能である。
2015511028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｍ個のスポットによる照明（ｍは１以上の整数）と、ｎ個のスポットによる照明（ｎはｍより大きい整数）との間で切替え可能であり、試料の所定領域内で試料放射を励起する照明モジュール（２）と、
ｍ個またはｎ個の該スポットを前記所定領域内で移動させる偏向ユニット（５）と、
前記試料放射を共焦点でスペクトル分解して検出する検出モジュール（７）とを備えた光走査型顕微鏡であって、
前記検出モジュール（７）は、
共焦点絞りユニット（９）と、
前記共焦点絞りユニット（９）の後ろに配置され、前記試料放射を部分ビームへとスペクトル分岐する分割ユニットと、
検出器（１１）と、
前記部分ビームを空間的に離して前記検出器（１１）上に結像する結像ユニット（４６）とを含み、
前記共焦点絞りユニット（９）が、ｍ個のスポットによる照明での前記試料放射用の正確にｍ個の開口部を有する共焦点絞りと、ｎ個のスポットによる照明での該試料放射用のｎ個の開口部を有する共焦点絞りとの間で切替え可能であり、
前記分割ユニットが、前記共焦点絞りユニット（９）から前記結像ユニット（４６）まで、ｍ個のスポットによる照明での前記試料放射用の第１のビーム路と、ｎ個のスポットによる照明での前記試料放射用の第２のビーム路とを有し、前記分割ユニットが両方のビーム路の間で切替え可能である、光走査型顕微鏡。
【請求項２】
前記共焦点絞りユニット（９）が、ｍ個の開口部とｎ個の開口部の間で切替え可能な共焦点絞り（２９）を含む、請求項１に記載の光走査型顕微鏡。
【請求項３】
前記共焦点絞りユニットが、正確にｍ個の開口部を有する第１の共焦点絞りと、ｎ個の開口部を有する第２の共焦点絞りとを含み、
前記第１の共焦点絞りと前記第２の共焦点絞りの間の切替えが、前記ビーム路の切替えによって行われる、請求項１に記載の光走査型顕微鏡。
【請求項４】
前記ｍ個の開口部のサイズおよび前記ｎ個の開口部のサイズのうちの少なくとも一方が変更可能である、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光走査型顕微鏡。
【請求項５】
同じ検出器（１１）が、ｍ個およびｎ個のスポットによる照明での前記試料放射を検出するように用いられている、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光走査型顕微鏡。
【請求項６】
前記分割ユニットが、ｎ個のスポットによる照明での前記試料放射を、スペクトルおよび位置が互いに直交するように分割する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光走査型顕微鏡。
【請求項７】
前記分割ユニットが、ｎ個のスポットによる照明の際に、異なるスポットが、スペクトル分割されて並んで配置されるように、スポットのスペクトルおよび位置を同じ方向に分割する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光走査型顕微鏡。
【請求項８】
前記分割ユニットが、ｎ個のスポットによる照明の際に、スポットの同じ波長の部分が直接並ぶように、スポットのスペクトルおよび位置を同じ方向に分割する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光走査型顕微鏡。
【請求項９】
前記分割ユニットは、拡大光学系（３８、３９、４０）と、光学結像倍率を変化させることなく、前記部分ビームの互いに対する角度を拡大する光学系ユニット（４３）とを含む、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光走査型顕微鏡。
【請求項１０】
角度を拡大する前記光学系ユニット（４３）が、セグメントに分かれた光学系要素（４３）を含む、請求項９に記載の光走査型顕微鏡。
【請求項１１】
前記分割ユニットは、拡大光学系（３８、３９、４０）と、前記部分ビームの開口数を局所的に大きくする光学系ユニットとを含む、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光走査型顕微鏡。
【請求項１２】
前記分割ユニットは、第１および第２の部分光学系（３８；３９、４０）を備えた拡大光学系（３８、３９、４０）ならびに導波構造を含み、
前記第１の部分光学系（３８）は、両方の部分光学系（３８；３９、４０）の間にある第１のフォーカス面を有し、
前記第２の部分光学系（３９、４０）は、前記第１のフォーカス面から離隔され、かつ両方の部分光学系（３８；３９、４０）の間にある第２のフォーカス面を有し、
前記導波構造は、前記共焦点絞りユニットのｍ個またはｎ個の前記開口部の各々に対して１つの導波体を含み、
前記導波体の入口が該第１のフォーカス面にあり、前記導波体の出口が前記第２のフォーカス面にあり、前記導波体の出口の間隔が、前記導波体の入口の間隔より大きい、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光走査型顕微鏡。
【請求項１３】
前記分割ユニットの前記両方のビーム路の各々に、別個のスペクトル分岐ユニットが配置されている、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の光走査型顕微鏡。
【請求項１４】
ｍ＝１である、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の光走査型顕微鏡。
【請求項１５】
前記偏向ユニット（５）が、前記試料放射をデスキャン試料放射として前記検出モジュール（７）に送る、請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の光走査型顕微鏡。
【請求項１６】
前記共焦点絞りユニット（９）が、ｋ種の異なる数の開口部を有するｋ種の共焦点絞りの間で切替え可能であり、ｋが２より大きい整数である、請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の光走査型顕微鏡。
【請求項１７】
試料放射を励起する試料の所定領域の照明が、ｍ個のスポットによる照明（ｍは１以上の整数）と、ｎ個のスポットによる照明（ｎはｍより大きい整数）との間で切替え可能であり、
照明のためのｍ個またはｎ個の該スポットを前記所定領域内で動かし、
前記試料放射を検出モジュールにより共焦点でスペクトル分解して検出する光走査型顕微鏡検査方法であって、
前記検出モジュールは、
共焦点絞りユニットと、
前記共焦点絞りユニットの後ろに配置され、前記試料放射を部分ビームへとスペクトル分岐する分割ユニットと、
検出器と、
前記部分ビームを空間的に離して前記検出器上に結像する結像ユニットとを含み、
前記共焦点絞りユニットが、ｍ個のスポットによる照明での前記試料放射用の正確にｍ個の開口部を有する共焦点絞りと、ｎ個のスポットによる照明での前記試料放射用のｎ個の開口部を有する共焦点絞りとの間で切り替えられ、
前記分割ユニットが、
前記共焦点絞りユニットから前記結像ユニットまで設けられ、ｍ個のスポットによる照明での前記試料放射用の第１のビーム路と、
前記共焦点絞りユニットから前記結像ユニットまで設けられ、ｎ個のスポットによる照明での前記試料放射用の第２のビーム路との間で切り替えられる、光走査型顕微鏡検査方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
スペクトル検出を伴う光走査型顕微鏡は、例えば、生物試料を非常に高い空間分解能で調査し得るための、生物試料の蛍光顕微鏡検査に用いられる。このような生物試料は、しばしば１種または複数の蛍光色素（または蛍光タンパク質）によって標識されており、例えば、動的効果を調査すべき生きた細胞である。したがって、実験の光毒性を最小限にするため、できるだけ低い励起出力の場合の、一方ではスペクトル感度および他方では画像撮影速度が重要である。それと共に、例えばスペクトル的に高分解のイメージングが望ましいのか、スペクトル分解能を比較的制限した比較的高速のイメージングが望ましいのかは、それぞれ個別の試料および調査目的に左右される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
したがってこれに基づき本発明の課題は、スペクトル検出用の光走査型顕微鏡を、試料調査のための様々な所望の基本条件に容易に適合させ得るようにさらに発展させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００３】
この課題は、ｍ個のスポットによる照明（ｍは１以上の整数）と、ｎ個のスポットによる照明（ｎはｍより大きい整数）との間で切替え可能であり、試料の所定領域内で試料放射を励起する照明モジュールと、ｍ個またはｎ個のスポットを所定領域内で移動させる偏向ユニットと、試料放射を共焦点でスペクトル分解して検出する検出モジュールとを備えた光走査型顕微鏡であって、この検出モジュールが、共焦点絞りユニットと、この共焦点絞りユニットの後ろに配置されており、試料放射を部分ビームへとスペクトル分岐する分割ユニットと、検出器と、部分ビームを空間的に離して検出器上に結像する結像ユニットとを備えており、この共焦点絞りユニットが、ｍ個のスポットによる照明での試料放射用の正確にｍ個の開口部を有する共焦点絞りと、ｎ個のスポットによる照明での試料放射用のｎ個の開口部を有する共焦点絞りとの間で切替え可能であり、分割ユニットが、共焦点絞りユニットから結像ユニットまで、ｍ個のスポットによる照明での試料放射用の第１のビーム路と、ｎ個のスポットによる照明での試料放射用の第２のビーム路とを有しており、分割ユニットが両方のビーム路の間で切替え可能である、光走査型顕微鏡によって解決される。
【０００４】
共焦点絞りユニットを、切替え可能なビーム路を有する分割ユニットと組み合わせることにより、可能な照明の各々に対し、最適に共焦点でスペクトル分解された検出を提供することができる。
【０００５】
共焦点絞りユニットは、ｍ個の開口部とｎ個の開口部の間で切替え可能な共焦点絞りを備えることができる。その代わりに共焦点絞りユニットは、正確にｍ個の開口部を有する第１の共焦点絞りと、ｎ個の開口部を有する第２の共焦点絞りとを備えることができ、この第１の共焦点絞りと第２の共焦点絞りの間の切替えは、ビーム路の切替えによってもたらされる。とりわけ、ｎ個の開口部を有する共焦点絞りが正確にｎ個の開口部を有することができる。
【０００６】
ｍ個の開口部とｎ個の開口部の間で切替え可能であることにより、光走査型顕微鏡のｋ＝２種の異なる動作モードが可能である。ｋ種の異なる並列化段階とも言える。もちろんｋは２より大きくてもよい。その場合、共焦点絞りは、ｋ種の異なる開口部によるｋ種の異なる状態の間で切り替えることができる。さらに照明モジュールは、ｋ種すべての状態に対し、それぞれ対応する数の照明スポットを提供できることが好ましい。
【０００７】
共焦点絞りの開口部は、一方では実際に絞り内の開口部または透明な領域であることができる。他方では共焦点絞りの開口部を反射域によってもたらすことができ、つまり反射域に落ちる光だけが分割ユニットに達する。鏡面反射域は、いわば「反転した」開口部である。ここでは、一般的に開口部と言うが、この開口部の概念には、従来の意味における絞りの開口部または透明な領域も、前述のように共焦点絞りとして作用する反射域も含まれるものとする。
【０００８】
ｍ個および／またはｎ個の開口部は、例えば互いに依存してサイズ調節することができ、とりわけ、ｎ個すべての絞り開口部またはｍ個すべての絞り開口部が常に同じサイズであるように調節することができる。ｍ個およびｎ個の絞り開口部のサイズを互いに独立に調節することができてもよい。
【０００９】
とりわけ、１つまたは複数の共焦点絞りは、ｍ個またはｎ個の開口部のサイズが無段階に調節できるように形成されている。
さらに共焦点絞りユニットを、ｍ個の開口部またはｎ個の開口部の数を変更できるように形成することができる。
【００１０】
さらに、ｍ＝１であることが好ましい。この場合、正確に１個の開口部を有する共焦点絞りは、単焦点絞りと呼ぶこともできる。ｎが１より大きい場合、この絞りは多焦点絞りと呼ぶことができる。ｎ個の開口部を有する共焦点絞りは、少なくとも２個の開口部を有するので、常に多焦点絞りである。
【００１１】
多焦点絞りのｍ個またはｎ個の絞り開口部は１本のライン上に存在することができる。他の配置も可能であり、したがってｍ個またはｎ個の絞り開口部を２次元マトリクスで配置することができる。多焦点絞りの１個の絞り開口部は、試料を１個のスポットで照明する場合の単焦点検出の際の主ビーム軸上に存在することができる。
【００１２】
共焦点絞りユニットは２つの絞り要素を備えることができ、これらの絞り要素は、互いに相対的に変位可能であり、これにより、共焦点絞りのｍ個またはｎ個の開口部が変化し、かつ／または両方の共焦点絞りの間で切り替わる。両方の絞り要素の移動には、弾性ヒンジ、圧電アクチュエータ、および／またはサーボモータを使用することができる。変位をもたらすためのその他の調節手段も可能である。
【００１３】
正確にｍ個の開口部を有する共焦点絞りによる検出では、検出器は、直線状に配置された多数の検出要素を備えた検出器、または２次元に配置された多数の検出要素を備えた検出器であることができる。同じことが、ｎ個の開口部を有する共焦点絞りによる検出の際の検出器に当てはまる。とりわけ、正確にｍ個の開口部を有する共焦点絞りによる検出の際およびｎ個の開口部を有する共焦点絞りによる検出の際に同じ検出器を使用することができる。検出器は、とりわけ検出ユニット、多要素からなる検出器、１次元もしくは２次元に配置された検出要素を備えた検出器、マルチアノード光電子増倍管であることができ、または例えば１次元もしくは２次元のアバランシェ・フォトダイオード・アレイであることができる。
【００１４】
さらに、とりわけ第１のビーム路から出ているか第２のビーム路から出ているかに関係なく、同じ結像ユニットが部分ビームを検出器上に結像することができる。したがってこの場合、結像ユニットから検出器まで、部分ビームのための共通ビーム路が存在している。
【００１５】
このために、例えば切替え可能または移動可能なミラー（例えば中空ミラー）を設けることができ、このミラーが、それぞれ第１または第２のビーム路から、共通ビーム路へと方向転換する。さらに、共焦点絞りユニットの後ろに配置されており、第１のビーム路と第２のビーム路の間で切り替える移動可能または切替え可能なミラーを設けることができる。ビーム路を切り替えるためのミラーの代わりに、例えばプリズムのようなその他の適切な光学要素を設けてもよい。これらの要素は、可能であればスペクトル分岐に利用してもよい。
【００１６】
本発明による光走査型顕微鏡では、両方のビーム路の各々に、別個の試料放射スペクトル分岐ユニットを配置することができる。
この別個のユニットは、それぞれ分散プリズム、反射型格子、透過型格子、および／または１つもしくは複数のフィルタを備えることができる。少なくとも１つのフィルタおよび／または少なくとも１つのプリズムにより、一方の方向での前分光を実施し、かつ格子により、もう一方の方向でのさらなる分光を実施してもよい。
【００１７】
このやり方により、複数のスポット（例えばｎ個のスポット）による照明での試料放射を、スペクトルおよび場所が互いに直交するように分光することができ、この場合、その後、２次元検出器上への結像を実施することが好ましい。
【００１８】
複数のスポット（例えばｎ個のスポット）による照明での試料放射を、スポットのスペクトルおよび場所が同じ方向に分割されるように分割することも可能であり、この場合、異なるスポットが、スペクトル分割されて並んで配置される。この場合、検出器は例えばリニアセンサとして構成することができる。
【００１９】
分割は、分散プリズム、反射型格子、透過型格子、および／または１つもしくは複数のフィルタによって実施することができる。
スポット間隔は、予め拡大光学系（例えば望遠鏡光学系）により検出器サイズに適合されているのが好ましい。スポットまたは束が空間的に離れて存在する平面内では、セグメントに分かれた光学系により、光学結像倍率を大きくすることなく、角度拡大を行うことができる。このために例えば、互いに対する角度関係が固定された多数のファセットを備えたミラーを用いることができる。互いに対する角度関係を調整可能な多数のファセットを備えたミラーも調整することができる。セグメントに分かれたミラーのファセットの数は、スポットの数と同じであることが好ましい。
【００２０】
セグメントに分かれたミラーの前の瞳面には、共焦点絞りのところで回折した光成分をブロックする絞りを位置決めすることができる。
セグメントに分かれた光学系は、マイクロレンズからなるマトリクスとして形成することができる。このマイクロレンズはそれぞれ負屈折力を有することができる。マイクロレンズを共焦点絞りの後ろに配置することができ、またはマイクロレンズを望遠鏡光学系の中間像の後ろに位置決めすることができる。とりわけ、間隔は数ミリメートルであり得る。
【００２１】
さらに、セグメントに分かれた光学系を導波構造として形成することができ、その際、各々のスポットまたは束に少なくとも１つの導波体が割り当てられる。導波構造の入口は、好ましくは、望遠鏡光学系の入口レンズの焦点面に位置決めされている。導波構造の出口は、望遠鏡光学系の出口線の焦点面に位置決めすることができる。
【００２２】
導波構造の出口は、互いに対する間隔が入口より大きい。導波構造は、とりわけ光ファイバからなる束として選択することができる。
とりわけ、本発明による光走査型顕微鏡での分割ユニットは、拡大光学系と、部分ビームの開口数を局所的に大きくする光学系ユニットとを備えることができる。このような開口数を局所的に大きくする光学系ユニットは、例えば、個々のレンズがそれぞれ負屈折力を有するマイクロレンズアレイによって実現することができる。マイクロレンズアレイは、共焦点絞りの後ろに配置することができ、または拡大光学系の中間像の後ろに位置決めすることができる。とりわけ、間隔は数ミリメートルであり得る。開口数を局所的に大きくする光学系ユニットにより、検出面でのより小さな焦点が得られ、したがって拡大光学系の拡大率を上げ得ることが有利である。
【００２３】
好ましくは、開口数を局所的に大きくする光学系ユニットは拡大光学系の前に配置されており、したがって部分ビームでは最初に開口数を大きくし、その後、拡大光学系により光学的拡大が行われる。
【００２４】
さらに、分割ユニットは追加的にまたは代替策として、第１および第２の部分光学系を備えた拡大光学系ならびに導波構造を備えることができ、この第１の部分光学系は、両方の部分光学系の間にある第１のフォーカス面を、および第２の部分光学系は、第１のフォーカス面から離隔され、かつ両方の部分光学系の間にある第２のフォーカス面を有しており、導波構造は、共焦点絞りユニットのｍ個またはｎ個の開口部の各々に対して１つの導波体を備えており、この導波体の入口は第１のフォーカス面に、および導波体の出口は第２のフォーカス面にあり、この導波体の出口の間隔は、導波体の入口の間隔より大きい。したがって導波体は、スポットの点像を第１のフォーカス面から第２のフォーカス面へと変位する。
【００２５】
この拡大光学系は、例えば、中間像面を有する望遠鏡光学系をベースとすることで製造され得る。この望遠鏡光学系は２つの部分光学系を備えており、この部分光学系の互いの間隔を広げ、これによりフォーカス面が引き離される。その後、両方の引き離されたフォーカス面の間の間隔を導波体によって橋絡し、この導波体が、点像の前述の互いに対する変位を生成する。導波体は、例えばガラス繊維束として、または導波構造として実現することができる。
【００２６】
スポットのスペクトルおよび場所が同じ方向に分割され、異なるスポットが、スペクトル分割されて並んで配置されるような、複数のスポット（例えばｎ個のスポット）による照明での試料放射のスペクトル分割は、複数のフィルタが多数のスペクトルチャネルを生成し、このスペクトルチャネルが、フィルタの向きに基づき異なるセンサ要素上に結像されることによっても達成することができる。とりわけ、調整可能なエッジフィルタを用いることができる。この種類の分割では、フィルタに対応するスペクトルチャネルが並んでおり、各々のスペクトルチャネル内でそれぞれスポットが並んでいる。
【００２７】
とりわけ、分割ユニットはｎ個のスポットによる照明の際に、スポットの同じ波長の部分が直接並ぶように、スポットのスペクトルおよび場所を同じ方向に分割することができる。
【００２８】
多数のスペクトルチャネルは、スポットごとの部分束をまとめた束の状態でフィルタ構成から出ていく。これらの束は、互いに少なくとも１つのセンサ要素だけ離隔しているように、検出器上で結像されるのが好ましい。各々の束、つまり各々のスペクトルチャネルは、さらなる透過フィルタにより、この透過フィルタの帯域幅内に制限することができる。この透過フィルタは、例えばエッジフィルタまたはバンドパスフィルタであることができる。
【００２９】
これらの束、つまり各々のスペクトルチャネルは、互いに少なくとも１つのセンサ要素だけ離隔しているように、検出器上で結像され得ることが好ましい。
リニア検出器上へのスペクトルチャネルの結像だけでなく、２次元検出器上への結像も可能である。
【００３０】
本発明による光走査型顕微鏡では、偏向ユニットが、試料放射をデスキャン試料放射として検出モジュールに送ることができる。これはとりわけ、照明放射の方向とは反対に走って偏向ユニットに当たる励起された試料放射が、偏向ユニットの後ろでは不動の試料放射として存在するということである。
【００３１】
この光走査型顕微鏡は、とりわけレーザ走査型顕微鏡として形成することができる。この場合、試料の照明にはレーザ放射が用いられる。しかしながら試料の照明にレーザ放射とは違う放射を使用することも可能である。
【００３２】
さらに照明モジュール内にも、切替え可能なｍ個またはｎ個のスポットによる照明を実現するため、共焦点絞りユニットを設けることができる。照明モジュールの共焦点絞りユニットは、とりわけ検出モジュールの共焦点絞りユニットと同じやり方で形成することができる。
【００３３】
さらにこの光走査型顕微鏡は、光走査型顕微鏡の動作に必要な、当業者に既知のさらなるモジュールを備えることができる。
さらに、試料放射を励起するための試料の所定領域の照明が、ｍ個のスポットによる照明（ｍは１以上の整数）と、ｎ個のスポットによる照明（ｎはｍより大きい整数）との間で切替え可能であり、照明のためのｍ個またはｎ個のスポットを所定領域内で動かし、試料放射を検出モジュールにより共焦点でスペクトル分解して検出する光走査型顕微鏡検査方法であって、この検出モジュールが、共焦点絞りユニットと、この共焦点絞りユニットの後ろに配置されており、試料放射を部分ビームへとスペクトル分岐する分割ユニットと、検出器と、部分ビームを空間的に離して検出器上に結像する結像ユニットとを備えており、この共焦点絞りユニットが、ｍ個のスポットによる照明での試料放射用の正確にｍ個の開口部を有する共焦点絞りと、ｎ個のスポットによる照明での試料放射用のｎ個の開口部を有する共焦点絞りとの間で切り替えられ、分割ユニットが、共焦点絞りユニットから結像ユニットまで設けられ、かつｍ個のスポットによる照明での試料放射用の第１のビーム路と、共焦点絞りユニットから結像ユニットまで設けられ、かつｎ個のスポットによる照明での試料放射用の第２のビーム路との間で切り替えられる、光走査型顕微鏡検査方法を提供する。
【００３４】
本発明による光走査型顕微鏡検査方法は、本発明による光走査型顕微鏡と同じやり方でさらに発展させることができる。とりわけ、本発明による光走査型顕微鏡およびその変形形態に関連して説明した方法ステップを有することができる。
【００３５】
上述の、そして以下にさらに解説する特徴は、提示した組合せにおいてだけでなく、他の組合せにおいて、または単独でも、本発明の枠を超えることなく用い得ることは自明である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明による光走査型顕微鏡の第１の実施形態の概略図。
【図２】図１の光走査型顕微鏡の照明モジュール２の概略図。
【図３】図１の共焦点絞りユニット９の共焦点絞りの２つの絞り要素の概略図。
【図４Ａ】単一のピンホールのサイズを変えるための、両方の絞り要素の互いに対する位置を示す図。
【図４Ｂ】単一のピンホールのサイズを変えるための、両方の絞り要素の互いに対する位置を示す図。
【図４Ｃ】単一のピンホールのサイズを変えるための、両方の絞り要素の互いに対する位置を示す図。
【図５Ａ】４個のピンホールのサイズを変えるための、絞り要素の互いに対する位置を示す図。
【図５Ｂ】４個のピンホールのサイズを変えるための、絞り要素の互いに対する位置を示す図。
【図５Ｃ】４個のピンホールのサイズを変えるための、絞り要素の互いに対する位置を示す図。
【図６】さらなる絞り要素を示す図。
【図７】検出器１１の概略図。
【図８】図１の検出モジュール７の概略図。
【図９】図８のセグメントミラー４３の拡大図。
【図１０】図１の検出モジュール７のさらなる１実施形態を示す図。
【図１１】図１０の細部Ａの拡大図。
【図１２】検出器１１のさらなる図。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下では、例えば、本発明の本質をなす特徴も開示している添付の図面に基づいて、本発明をさらに詳しく解説する。
図１に示した実施形態では、とりわけレーザ走査型顕微鏡として形成することができる本発明による光走査型顕微鏡１が、照明放射３を発する照明モジュール２と、照明放射３の少なくとも一部を透過する主スプリッタ４と、偏向ユニット５と、対物レンズ６と、検出モジュール７とを含んでいる。
【００３８】
照明モジュール２は、シングルスポット照明とマルチスポット照明の間で切替え可能であるように構成されている。照明のシングルスポットまたはマルチスポットは、例えば１つまたは２つのガルバノメータミラーを備えた偏向ユニット５により、調査すべき試料８の所定領域内を、概略的に破線で示唆したように動かされる。これに関しては、シングルスポットまたはマルチスポットが所定領域内でスキャン移動を実施しているとも言える。これにより、所定領域をシングルスポットまたはマルチスポットによって走査することができる。それゆえ偏向ユニット５はしばしばスキャナと呼ばれる。
【００３９】
シングルスポットは、例えば、試料８の所定領域内で点状に合焦された１つのレーザビームであり、このレーザビームは偏向ユニット５により、レーザビームの伝播方向（ｚ方向）を横切る少なくとも１つの方向（ｘ方向および／またはｙ方向）に動かされ、これにより、スキャン移動が達成される。マルチスポットは、例えば、所定領域内で点状に合焦された複数のレーザビームであり、これらのレーザビームは、所定領域内で互いに離隔しており、スキャン移動を生成するため偏向ユニット５によって同時にｘ方向および／またはｙ方向に動かされる。もちろん、シングルスポットおよびマルチスポットは、試料８の所定領域内での点状の合焦に制限されない。例えば線焦点のような他の種類の合焦も可能である。ただし以下の説明では、点状の合焦を前提とする。
【００４０】
シングルスポット照明またはマルチスポット照明により、試料８内で試料放射Ｓ（例えば蛍光放射）が生成され、この試料放射Ｓは照明放射３とは反対に、対物レンズ６を介して偏向ユニット５へ到達し、この偏向ユニット５によってデスキャンされ（偏向ユニット５の後ろでは試料放射Ｓはもう伝播方向を横切って移動しない不動の放射として存在する）、その後、主スプリッタ４で検出モジュール７に向かって方向転換される。
【００４１】
検出モジュール７は、試料放射Ｓの共焦点でスペクトル分解された検出を実施し、このために検出モジュール７は、以下でさらに詳しく説明するように共焦点絞りユニット９と、その後ろに配置された結像光学系１０と、検出器１１とを備えている。もちろん光走査型顕微鏡１は、照明モジュール２が主スプリッタ４を反射において利用し、かつ試料放射Ｓが主スプリッタ４により検出モジュール７へと透過において案内されるように構成されてもよい。最初に図２を参照しながら照明モジュールをより詳しく説明する。
【００４２】
照明モジュールは、レーザ１２と、レーザ１２の後ろに配置された切替えユニット１３と、ビームスプリットユニット１４と、第１の偏光光学ビームスプリッタ１５と、照明モジュール光学系１６とを含んでいる。
【００４３】
レーザ１２から発せられたレーザ放射は切替えユニット１３へと案内され、この切替えユニット１３は、２つの光路の間で切り替えることができる。このために切替えユニット１３は、回転可能に配置された半波長板１７を備えており、この半波長板１７により、レーザ放射の偏光状態を変更することができる。選択された偏光状態に応じ、レーザ放射は第２の偏光光学ビームスプリッタ１８により、ビームスプリットユニット１４に案内されるか、または切替えユニット１３の方向転換ミラー１９へと案内される。
【００４４】
図２では、切替えユニット１３の第１の光路に沿った放射がビームスプリットユニット１４内に案内される場合をより詳しく示しており、ビームスプリットユニット１４は、４つの高反射性ミラー２０〜２３と、一方の側にスプリッタ層を備えており、もう一方の側には反射軽減層を備えた２つの５０：５０スプリッタ２４および２５とを含んでいる。ミラー２０〜２３は、好ましくは反射率９９．５％超の誘電性ミラーであり、これによりビーム路依存性の損失が最小限に低減される。その背景は、部分ビームがビームスプリットユニット１４内で異なる数のミラー面に当たり、したがってミラー２０〜２３は特に高い反射性を有することが好ましく、これにより損失が不均一に加算されることがないということである。ミラー２０〜２３ならびにスプリッタ２４および２５は、４つのビームが１平面内で展開しており、隣接するビームがそれぞれ互いに一定の角度を挟み合うように、ビームスプリットユニット１４内で配置されている。したがってビームは、第１のビームスプリッタ１５の後ろにある瞳面２６で交差し、この瞳面２６は、照明モジュール光学系１６により、偏向ユニット５（またはスキャナ）上に、および対物レンズ６の瞳内に結像される。この場合、照明モジュール光学系１６によって生成された中間像面２７では、１本のラインに沿って並んだ４個のレーザスポットが、互いに一定の間隔で、またほぼ同じ明るさで存在している。
【００４５】
ビームスプリットユニット１４内でのミラー２０〜２３ならびにスプリッタ２４および２５は、部分ビームが共通の１平面内で一定の角度で分岐するように配置することもできる。この場合、後方に延ばされたビームが仮想の瞳内で交差し、この瞳をその後、スキャナ５上に、および対物レンズ６の瞳内に結像しなければならない。この配位は、特に設置スペースの節約になる。
【００４６】
４つの部分ビームに分けるというのは、単なる例として理解するべきである。もちろんより大きな数の部分ビームに分けてもよい。この場合、相応の数のスプリッタ２４、２５およびミラー２０〜２３を設ければよいだけである。１つまたは複数の部分ビームをブロックすることも可能であり、これにより、照明放射としての部分ビームの相応に適切な数が生成される。
【００４７】
その代わりに、半波長板１７が適切な位置にあれば、レーザ１２の放射をビームスプリットユニット１４内に案内し得るのではなく、切替えユニット１３の第２の光路に沿って、方向転換ミラー１９により直接的に第１の偏光光学ビームスプリッタ１５に案内することができる。この場合、中間像面２７内には単一の合焦されたスポットが存在する。
【００４８】
つまり前述の実施形態では、照明モジュール２により、シングルスポット照明の際は単一のレーザスポットを生成することができ、このレーザスポットがスキャナ５により、試料８の表面に沿って案内される。マルチスポット照明では、１本のラインに並んでいる４個のレーザスポットが生成され、これらレーザスポットもまた、スキャナ５により試料８の表面に沿って案内される。
【００４９】
レーザ１２のレーザ放射は、自由放射区間を介し、または光ファイバを介し、切替えユニット１３に案内することができる。切替えユニット１３は、別個の機器、すなわち光走査型顕微鏡１のビーム経路に組み込まれたアセンブリとして、またはレーザ１２の一部として（例えばファイバスイッチまたは内蔵光学スイッチとして）実現することができる。
【００５０】
前述の例示的実施形態では、ビームスプリットおよびビームカップリングは偏光光学ビームスプリッタ１５、１８によって行われ、照明モジュール２の光路、つまり動作モードの選択は半波長板１７によって行われる。ただし他の構成も可能であり、したがって例えば、ビーム路の切替えを、切替え可能なミラー（例えばフラップミラー、ガルボミラー、またはＭＯＥＭＳ＝光マイクロシステム）によって実現することができる。さらに、一方では切替えユニット１３内のビームスプリットのために、他方ではビームカップリングのために様々な作用原理を利用することができ、例えばビーム路を切り替えるための切替え可能なミラーおよびビームカップリングのための偏光光学ビームスプリッタを利用することができる。
【００５１】
つまり、この切替え可能な照明モジュール２により、シングルスポット照明と（ここでは４個のスポットによる）マルチスポット照明の間で切替えが可能である。シングルスポット照明のためにもマルチスポット照明のためにも共焦点検出を実施できるよう、ここで説明されている実施形態での共焦点絞りユニット９は、図３に概略的に示している第１および第２の絞り要素３１、３１’を備えている。絞り要素３１、３１’は、それぞれ１つの長方形の主開口部３２、３２’ならびにそれに隣接する長方形の副開口部３３、３３’、３４、３４’ならびに３５および３５’を有している。
【００５２】
図４Ａ〜図４Ｃの図に概略的に示しているように、絞り要素３１および３１’は、相対して変位可能であり、調整可能な共焦点絞り２９を構成している。図４Ａでは、両方の主開口部３２および３２’が合同に前後しており、これにより辺の長さが約４００μｍのピンホールが提供されている。
【００５３】
両方の絞り要素３１および３１’の図４Ｂに示した位置では、両方の主開口部３２および３２’はもう部分的に覆い合っているにすぎず、したがって提供されているピンホールは、この場合は辺の長さが約２００μｍである。
【００５４】
図４Ｃでは、主開口部３２および３２’がまったく覆い合っておらず、したがってピンホールが閉じている場合を示している。図４Ａ〜図４Ｃから読み取れるように、両方の絞り要素３１および３１’により、シングルスポット照明のためのピンホールを提供することができ、このピンホールのサイズはいわば無段階で調整可能である。これにより、シングルスポット照明用のピンホールを、それぞれの測定課題に対して最適に適合することができる。小さなピンホールでは、優れた空間分解およびスペクトル分解を達成することができる。大きなピンホールは、例えば多光子顕微鏡検査の場合のように、いわゆる光学セクショニングが既に励起側で実現されている場合に利用することができる。また焦点変調顕微鏡検査では、最適なピンホール直径が共焦点顕微鏡検査より大きい可能性があり、一般的にはピンホール直径を照明および用途に応じて調整することができる。
【００５５】
図５Ａ〜図５Ｃでは、マルチスポット照明のための両方の絞り要素３１、３１’の位置を示している。図５Ａに基づく表示では、辺の長さが約２４０μｍの４個のピンホールが提供されている。両方の絞り要素３１および３１’の図５Ｂに示した位置では、４個のピンホールは、辺の長さが約１２０μｍである。図５Ｃに示した位置では、４個すべてのピンホールが閉じられている。ここでもまた、４個のピンホールのサイズをいわば無段階で変更することができ、その際、個々のピンホールは好ましくはそれぞれ同じサイズである。
【００５６】
代替策として、両方の絞り要素３１および３１’を、図４Ａ〜図４Ｃおよび図５Ａ〜図５Ｃに示したように開口部３２〜３５、３２’〜３５’の配列を横切って変位させるだけでなく、開口部３２〜３５、３２’〜３５’の配列方向に、したがって図４Ａ〜図４Ｃおよび図５Ａ〜図５Ｃに基づく表示では下から上に変位させることができる。これにより例えば、４個のピンホールを有する共焦点絞りと３個のピンホールを有する共焦点絞りとの間で共焦点絞り９を切り替えることができ、さらに３個または４個のピンホールのサイズを変えることができる。
【００５７】
ここで説明した実施形態では、共焦点で検出すべき４個のスポットまたは領域が１本のライン上にあり、この４個のうちの１個が、単焦点の顕微鏡検査に利用される光学的な主ビームに対応している。ただしこれは必ずしも必要ではない有利な１形態にすぎない。他の配置も可能である。したがって４個のピンホール（または包括的な場合にはｎ個のピンホール、その際ｎは１より大きい整数である）を、マトリクスで（および１本のラインに沿わずに）配置することができる。その際、１個のピンホールが、シングルスポット照明用のピンホールに対応することができる。その代わりに別個のピンホールをシングルスポット照明用に設けることができる。
【００５８】
両方の絞り要素３１および３１’はこのままで、従来の検出モジュールに、１チャネル共焦点絞りの代わりに配置することができる。その際、一方では主スプリッタ４と他方では両方の絞り要素３１および３１’との間に配置されており、かつ共焦点絞りユニット９の構成要素であるピンホール光学系が、光照射野全体を高い光学品質で伝送することが望ましい。このピンホール光学系はズーム光学系として形成してもよい。これにより、光学的サイズと絞り要素３１、３１’の機械的開口部の組合せから、様々なピンホールサイズを調整することができる。これによりさらに、試料８でのスポット間隔が可変の場合に同一のピンホール絞りアレイを使用可能なシステムを実現することができる。この場合、もう一方の方向でのスポット間隔の変化は、対応するズーム調整により再び補整するか、またはズーム光学系をスキャナ５の直前に配置する。その際、絞り直径を、共焦点特性が維持され続けるように、一緒に変化させることが有利である。
【００５９】
両方の絞り要素３１および３１’は、例えば弾性ヒンジ、圧電アクチュエータ、リニアガイドを備えたサーボモータもしくはステッピングモータ、または別の手段のような、１つまたは複数の適切なアクチュエータによって移動させることができる。
【００６０】
図６には、例としてさらなる絞り要素３１、３１’を示している。２つのこのような要素の互いに対する相応の配置、ならびに図４Ａ〜図４Ｃおよび図５Ａ〜図５Ｃに関連して説明したような変位により、シングルスポット動作およびマルチスポット動作の間で切り替えることができ、同時に、１つまたは複数のピンホールのサイズを調整することができる。図３および図６に基づく前述の絞り要素３１、３１’の異なる形態は、ケイ素ベースの絞りを製造する際の異なるエッチング技術または異なるウエハの利用によって結果として生じる。もちろんその他の材料から類似の幾何形状を有する絞りを製造することができ、例えば薄くした金属フィルムのレーザ切断によって製造することができる。
【００６１】
シングルスポットおよび／またはマルチスポットが、線状に合焦された１つまたは複数のレーザビームとして存在する場合には、もちろん共焦点絞りのピンホール形状を相応に適合させる。
【００６２】
ここで説明したシングルスポット絞りとマルチスポット絞りの間の切替えの原理を、切替え可能な要素によって実現することも可能である。このために、例えば反射性ＭＥＭＳミラー（ＭＥＭＳ＝ｍｉｃｒｏ  ｅｌｅｃｔｒｏ  ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍｓ＝マイクロシステム技術）を実現することができる。この場合、ピンホールは反射性要素によって実現される。したがって本来の意味における開口部が提供されるのではなく、ピンホールとして作用する非常に小さな反射面が提供される。なぜなら１つまたは複数のこの小さな面に当たる光だけが反射され、検出器１１内で分析されるからである。
【００６３】
検出器１１は、ここでは概略的に図７に示しているように、３２個の要素２８を備えたセンサ列（例えばマルチアノード光電子増倍管）として形成されており、シングルスポット照明では、共焦点に検出された試料放射が、検出器１１の３２個すべての要素２８上にスペクトル分岐されるように利用される。４個のスポットによるマルチスポット照明では、スペクトル検出された４個のスポットがスペクトル分岐され、４個の検出されたスポットの１個のスポットの領域Ｋ１〜Ｋ４の各々においてスペクトル分岐されるように並んで配置される。つまり、スペクトル検出のための４個のチャネルＫ１〜Ｋ４の１個に対し、それぞれ、検出器１１の最大８個の要素２８が提供される。
【００６４】
この検出を実施できるよう、検出モジュール７内でビーム路を切り替えることができる。図８には両方のビーム路が記入されており、これに関しマルチスポット照明用のビーム路は実線で、シングルスポット照明用のビーム路は主に破線で記入されている。
【００６５】
検出モジュール７は、既に述べた共焦点絞り２９とピンホール光学系３６、共焦点絞り２９の後ろに配置されたコリメータ３７、望遠鏡光学系を構成する３つのレンズ３８、３９および４０、ビーム経路を折り畳むための２つの方向転換ミラー４１、４２、セグメントミラー４３、直視プリズム４４、中空ミラー４５、検出光学系４６、ならびに検出器１１を含んでいる。
【００６６】
ここで説明される実施形態では、特定波長に対応するスポット信号を、センサ１１のそれぞれ割り当てられた１つの要素２８に当てるためには、検出器１１上へのマルチスポット照明用のピンホールの結像は１８倍の拡大を必要とする。ただし、例えば望遠鏡によって行えるような純粋に光学的な拡大では、検出器１１上での結像ＰＳＦ（ＰＳＦ＝ｐｏｉｎｔ  ｓｐｒｅａｄ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ＝点応答）が、同じ率でスケーリングされる。これは、条件によっては、スペクトルのエッジ急峻度がもう所望のようにはもたらされないという結果を生じさせる。これに対処するため、結像が多段階で実施され、その際、第１の段階は例えば古典的な望遠鏡拡大であり、第２の段階は、純粋に幾何的に、ｎ個の束（ここでは４つの束）の間の角度間隔を、これらの束を互いに独立に偏向することによって調整する。これには、束が空間的に離れて存在している軸方向の位置が適切である。これにより、ｎ個の束の間の角度は変化するが、検出器１１上での結像品質（例えばＰＳＦサイズ、スペクトルのエッジ急峻度などのような）は変化しないことが望ましい。
【００６７】
望遠鏡拡大の第１の段階は、ここでは３つのレンズ３８〜４０によって実施され、その際、レンズ３８の焦点距離は８８ｍｍであり、レンズ３９および４０の焦点距離はそれぞれ３０．７ｍｍである。これにより束は、直径０．５ｍｍおよび間隔１．０ｍｍで、図９に拡大して示したセグメントミラー４３に当たる。セグメントミラー４３は、傾斜角度が１３８’、４３’、−４３’、および−１２３’の４つの反射性セグメントまたはファセット５０、５１、５２、５３を備えている。ファセット５０〜５３によって反射された個々のビーム束は、例えばアミチプリズムとして形成し得る直視プリズム４４を通過し、これにより、束の間の空いている角度間隔がスペクトル情報で満たされ、このスペクトル情報が、中空ミラー４５および検出光学系４６に基づき、検出器上で結像される。つまり、プリズム４４によってスペクトル分岐が実施され、これにより、４個のチャネルＫ１〜Ｋ４の各々に関し、検出器１１の８個の要素２８にそれぞれスペクトル情報が当たり、この４個のチャネルＫ１〜Ｋ４は並んで配置されており、したがって検出器１１の３２個すべての要素２８が検出に利用される。
【００６８】
シングルスポット照明のために、コリメータ３７と方向転換ミラー４１の間のビーム経路に位置決めし得る方向転換ミラー４７が設けられている。この位置は図８に破線で示している。したがって検出された放射はさらなる方向転換ミラー４８へと方向転換され、この方向転換ミラー４８により、所望のスペクトル分割を実施する格子４９へと方向転換される。格子４９により、中空ミラー４５の方向への方向転換が行われ、これによりその後、ここでも検出光学系４６による検出器１１上での結像を行うことができる。
【００６９】
中空ミラー４５は、多焦点および単焦点のビーム路の間で切り替えられるよう、中空ミラー４５の視線方向を調整することができる。
セグメントミラー４３だけでなく、幾何的な角度拡大のための他の手段も可能である。例えば、共焦点絞り２９の数ミリメートル後ろにマイクロレンズアレイを配置することができ、この場合、各々のピンホールに、不屈折力を有する１つのマイクロレンズが割り当てられる。これによりスポットごとに開口数を拡大することができ、したがって検出面ではより小さなスポットプロフィルが生じる。これに関し、マイクロレンズアレイの軸方向の位置は、レンズ口径のできるだけ少ない過放射（共焦点絞りに対してできるだけ小さい間隔）と、開口数の拡大の効果（より大きな間隔、ビームウエストがピンホールの後ろに引っ張られる）との間の折合い点によって決定される。
【００７０】
同様に純粋に幾何的に拡大するよう作用するのが、望遠鏡内の中間像におけるスポットの配置替えである。ここでは望遠鏡（レンズ３８〜４０）が、検出器１１上への共焦点絞りの拡大結像のために提供されており、これに関し、第１のレンズ３８からレンズ３９の間隔が広げられ、これにより、もうこれまでのようにレンズ３８（第１の部分光学系）のフォーカス面が、レンズ３９、４０（第２の部分光学系）のフォーカス面と重なり合わなくなる。その後、ガラス繊維束または導波構造によってこの配置替えを行うことができる。その際の条件は、第２の部分光学系のフォーカス面にあるガラス繊維束または導波構造の繊維の出口が、第１の部分光学系のフォーカス面にあるガラス繊維束または導波構造の入口より大きく離隔していることである。
【００７１】
図８に基づく構造では、例えばセグメントミラー４３のファセット５０〜５３の過放射により、個々のスポットの信号が光学的に互いに混信する可能性がある。これは、例えばピンホールでの回折効果によって引き起こされる可能性があり、または赤く発光する色素の長波のはみ出たスペクトルによって引き起こされる可能性があり、このはみ出たスペクトルは、その場合、既に次のスポットの青のチャネルをも照明している。このスペクトル的に引き起こされる混信は、ビーム経路内にショートパスフィルタ５４を挿入することにより、または既に設けられている光学要素上での相応に適合された反射防止層および鏡面反射層により、最小限にすることができる。ファセット過放射によって引き起こされた混信は、多焦点のビーム経路のうち、すべてのビームが交差する瞳面に、回折されて予定のビーム路から出た光成分をブロックする絞り５５を挿入することにより、最小限にすることができる。
【００７２】
導波構造の使用も、隣接するピンホールからの回折された光が導波されないように、導波材料の選択により、導波のための受光角を選択することによって、回折に基づく混信を抑制することができる。
【００７３】
上で、可能な代替策として説明したようにマルチスポット照明で少なくとも１つの部分ビームをブロックする場合、最も簡単な場合では、重要なセンサ要素２８だけを読み取ることができる。例えば、励起された試料放射が検出器１１の領域Ｋ４内で検出される部分ビームをブロックする場合には、領域Ｋ４のセンサ要素を読み取らず、かつ／または評価しない。
【００７４】
図１０では、検出モジュール７の１形態が示されており、この形態では、フィルタにより３つの異なるスペクトルチャネルへの分割が行われ、このうち少なくとも２つは、そのスペクトル反射特性およびスペクトル透過特性を調整することができる。これは例えば、互いに独立に変位可能で、フィルタエッジのスペクトル位置が移動するエッジフィルタによって実現することができる。第３のフィルタは、一定のフィルタ機能を有する定置の要素として、場合によっては広帯域ミラーとしても実施することができる。なぜなら第３のフィルタは、スペクトル領域の赤または青の枠外での残りのスペクトル放出だけを反射すればよいからである。
【００７５】
図１０に示した例示的実施形態では、両方の調整可能なフィルタ機能が基体６０上で実現され、これに関しては図１１での図１０の細部Ａの拡大図で最もよく分かるように、一方のフィルタ機能が基体６０の表側６１に、第２のフィルタ機能が裏側６２に施されている。フィルタ基体６０はくさび形の角度を有しており、したがって両方の生成されたスペクトル画像は、最終的に検出器１１の異なるセンサ要素上に結像される。フィルタ基体６０は、例えば、ビーム軸に対して側方で、２つの直交する方向に変位することができる。この場合、表側６１でのフィルタエッジのスペクトル位置の変化は、一方の方向でのフィルタ６０の変位によって変化し、フィルタ裏側６２でのスペクトルのフィルタエッジは、これに直交する方向での変位の際に変化する。定置の第３のフィルタは、図１１では符号６３で表されている。
【００７６】
シングルスポット用のビーム路は、図１０および図１１では記入されていないが、図８に基づく実施形態の場合と同じやり方で形成することができる。
こうして、３つのフィルタ面によって反射された光は、異なる角度で、それぞれ４つの束（これらの束は４個のピンホールに対応する）からなる３つのスペクトル帯Ｂ１、Ｂ２、およびＢ３において、以下のようにフィルタカスケードを出ていく。すなわち後に続く光学系４５、４６が、検出器１１上に、１つのスペクトル帯内で４個のスポット（Ｋ１〜Ｋ４）を１つのセンサ要素２８の安全間隔をあけて結像するように出ていく（つまりこの１つの要素は事情によっては読み取られず、図１２ではハッチングで示している）。したがって、各々のピンホールの試料放射が３つのスペクトル帯Ｂ１〜Ｂ３に分けられており、図１２ではＫ１、Ｋ２、Ｋ３、またはＫ４と称している。スペクトル帯Ｂ１、Ｂ２、およびＢ３の互いの間隔は、少なくとも１つの要素である（図１２ではハッチングで示している）。それゆえ図１２に基づく検出器１１は、３５個のセンサ要素２８を備えている。もちろんスペクトル帯Ｂ１〜Ｂ３の互いの間隔は複数のセンサ要素２８であってよい。好ましいのは、少なくとも４〜５個の要素２８の間隔である。この場合、検出器１１はもちろん対応する数のセンサ要素２８を備えている。したがって、スポット間での、およびスペクトルチャネルＢ１〜Ｂ３の間での、光学的および電子的な混信は事実上あり得ない。
【００７７】
フィルタに基づく実施形態は、もちろん、例えば図７に示しているような３２区画のマルチアノード光電子増倍管１１を利用できるようにも構成することができる。各々のスポットのために、スペクトル帯Ｂ１〜Ｂ３につき１つのセンサ要素だけを割り当てれば、スペクトルチャネルの間の安全間隔も設けることができ、すなわち最少のピクセル化としては、４×（３色）×２（１要素の安全間隔のため）＝２４個のセンサ要素２８である。これには、Ｈａｍａｍａｔｓｕの市販のマルチアノード光電子増倍管（Ｈ７２６０−２００）を用い得るという利点がある。もちろん、残った８個のセンサ要素（３２−２４＝８）をさらに、利用しているセンサ要素２８の間の安全間隔として利用してもよい。
【００７８】
スペクトル帯Ｂ１〜Ｂ３の束が明らかに互いから分離した後のところに、透過フィルタ６４、６５、６６（例えばスペクトル帯Ｂ１〜Ｂ３ごとに１つずつの透過フィルタ６４、６５、６６）を取り付けることができ、これらの透過フィルタのフィルタ特性は、エッジフィルタ（好ましくはショートパスフィルタ）としてか、またはバンドパスフィルタとして設計されている。透過フィルタ６４〜６６は、例えば、図１０に記入しているように中空ミラー４５と検出光学系４６の間の位置に配置することができる。透過フィルタ６４〜６６はさらに、一方では透過フィルタをビーム経路の外に完全に旋回させ得るために、好ましくは基体のエッジを中心に回転可能に（矢印Ｐ１によって示唆した）配置されている。この場合、透過フィルタ６４〜６６は単焦点動作を邪魔しない。他方ではこれにより、それぞれのスペクトル領域の赤のフランク面のスペクトル位置が調整可能になる。これには、とりわけＳｅｍｒｏｃｋ  Ｉｎｃ．社のＶｅｒｓａＣｈｒｏｍｅフィルタの使用が有利である。なぜならこれらのフィルタは、非常に大きな角度範囲にわたってｐ偏光とｓ偏光の間の分割を示さず、したがって蛍光を、両方の偏光方向に対して均一に、高感度で、かつ正確な帯域幅で検出することができるからである。これにより、チャネルフランク面の８０〜１００ｎｍの変位を実現することができる。したがってこの検出チャネルの帯域幅をほぼ無段階に調整することができ、これにより例えば自己蛍光を効率的にブロックすることができる。
【００７９】
フィルタリングの可変性を達成するさらなる可能性は、直線状の蛍光励起ための共焦点顕微鏡の９０％強がそうあるように、光走査型顕微鏡１が、ことに固定波長のレーザを装備している場合に提供される。この場合、そもそも可能なレーザ組合せだけの組合せ方に適合したフィルタエッジの組合せを、表側および裏側６１、６２に施すことができ、これに基づき、可算個のフィルタ組合せが生じる。フィルタ機能は、好ましくはロングパスフィルタとして実施されている。ただしショートパスフィルタも用い得ることが有利である。
【図１】
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【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４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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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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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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