(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
実質的に相互に垂直な２つの方向においてビームを偏向する光学装置において、
３つのミラー（１，２，３）が設けられており、
当該３つのミラー（１，２，３）のうち第１及び第２のミラー（１，２）は、相互に所定の角度位置の下で回動不能に配属されかつ第１の駆動部によって第１の軸（ｙ軸）を中心に共通に回転可能であり、第３のミラー（３）は第２の駆動部によって第１の軸（ｙ軸）に対して直交する第２の軸（ｘ軸）を中心に単独でかつ第１及び第２のミラー（１，２）の回転とは独立に回転可能であり、
第１のミラー（１）のミラー面と第１の軸（ｙ軸）との間の交角は０°ではない角度であり、
第１及び第２のミラー（１，２）のｙ軸を中心とする共通の回転の際に、ビーム（４）は、単独で回転する第３のミラー（３）の回転軸（ｘ軸）上にある回転点を中心に回転され、
第１及び第２のミラー（１，２）のｙ軸を中心とする共通の回転により、ビーム（４）は、第１の方向（ｘ方向）に偏向され、第３のミラー（３）のｘ軸を中心とする単独での回転により、ビーム（４）は、第１の方向（ｘ方向）に対して直交する第２の方向（ｙ方向又はｚ方向）に偏向されること
を特徴とする光学装置。
【請求項２】
２つの共通に回転するミラー（１，２）−第１と第２のミラー−は、単独で回転する第３のミラー（３）に対しビーム路（４，９）中で前置されている、請求項１記載の装置。
【請求項３】
入射ビーム（４）は、２つの相互に配属されたミラーのうち第１のミラー（１）に、それらの共通の回転軸（５）−ｙ軸−に合致する、請求項２記載の装置。
【請求項４】
２つの相互に配属されたミラー（１，２）は回転可能な取付受部に配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項５】
前記取付受部は、入射ビーム（４）の光軸（５）−ｙ軸−を中心に回転する、請求項４記載の装置。
【請求項６】
２つの相互に配属されたミラー（１，２）は１つのケーシング（６）に配置されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項７】
第２のミラー（２）はケーシング（６）に、当該第２のミラー（２）から発したビーム（９）がｙ軸（４ないし５）およびｘ軸に対して直角に向けられるよう位置固定して位置決めされている、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項８】
ケーシング（６）は、入射ビーム（４）の光軸（５）−ｙ軸−を中心に回転する、請求項６または７記載の装置。
【請求項９】
ケーシング（６）は、入射ビーム（４）に対する入射開口部（７）を有し、
該入射ビーム（４）は、ケーシング（６）の回転軸で、２つの相互に配属されたミラーのうち第１のミラー（１）に当たり、第２のミラー（２）に向かって反射される、請求項６から８までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１０】
ケーシング（６）は切欠部（８）を有しかつ該切欠部に対して少なくとも部分的に開放しており、
単独で回転する第３のミラー（３）はケーシング（６）とは独立して回転可能に切欠部（８）に配置されている、請求項９記載の装置。
【請求項１１】
単独で回転する第３のミラー（３）に入射するビーム（９）は該第３のミラーからケーシング（６）へ戻され、出射開口部（１０）を通ってケーシング（６）から外へ反射される、請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
相互に所定の角度位置で回動不能に配属され、光軸（５）を中心に共通に回転する２つのミラー（１，２）−第１と第２のミラー−と、単独で回転するミラー（３）−第３のミラー−には、別のミラー対が後置されており、
当該別のミラー対は、相互に所定の角度位置で回動不能に配属された２つのミラー（１１，１２）−第４と第５のミラー−を有する、請求項１から１１までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１３】
前記２つの別のミラー（１１，１２）は、前記光軸（５）を中心に回転する取付受部に取り付けられており、ｘ軸を中心に単独で回転する前記ミラー（３）は第２の取付受部と可動に結合されている、請求項１２記載の装置。
【請求項１４】
第１の取付受部は第２の取付受部に配置されており、これと光軸（５）を中心に回転可能に結合されている、請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
２つの相互に配属された前記別のミラー（１１，１２）−第４と第５のミラー−は、光軸（５）−ｙ軸−を中心に回転可能な第２のケーシング（１３）に配置されており、ｘ軸を中心に単独で回転可能な第３のミラー（３）は第２のケーシング（１３）に可動に配置されている、請求項１２記載の装置。
【請求項１６】
第１のケーシング（６）は第２のケーシング（１３）に配置されており、これと光軸（５）を中心に回転可能に結合されている、請求項１５記載の装置。
【請求項１７】
出射ビーム（１４）は、入射ビーム（４）の光軸にある、請求項１から１６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１８】
出射ビーム（１４）は、任意の角度の下で入射ビーム（４）の光軸（５）に対して配向されている、請求項１から１６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１９】
前記ミラー（１，２，３，１１，１２）は平坦に構成されたミラー面を有する、請求項１から１８までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２０】
前記ミラー（１，２，３，１１，１２）は少なくとも僅かに湾曲したミラー面を有する、請求項１から１８までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２１】
ミラー面の湾曲部は結像に使用される、請求項２０記載の装置。
【請求項２２】
駆動部は位置固定して配置されている、請求項１から２１までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２３】
駆動部としてガルバノメータ（１５）が設けられている、請求項１から２２までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２４】
該ガルバノメータは共振型ガルバノメータ（１６）である、請求項２３記載の装置。
【請求項２５】
ｙ軸を中心に回転するミラー（１，２，１１，１２）はガルバノメータ（１５）により、ｘ軸を中心に回転するミラー（３）は共振型ガルバノメータ（１６）により回転駆動される、請求項２３または２４記載の装置。
【請求項２６】
駆動部としてステップモータが設けられている、請求項１から２２までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２７】
前記ミラー（１，２，３，１１，１２）は異なる角度の下、約６０°までの領域で回転可能である、請求項１から２６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２８】
双曲線状歪曲（１７）を、ｙ位置に依存して補正するための手段が設けられている、請求項１から２７までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２９】
双曲線状歪曲（１７）は、ｘ駆動部上での適切なｙ依存性オフセットにより補償可能である、請求項２８記載の装置。
【請求項３０】
双曲線状歪曲（１７）は、ｘ位置信号の評価の際に考慮して補償される、請求項１から２９までのいずれか１項記載の装置。
【請求項３１】
双曲線状歪曲（１７）は、画像デジタル化の後に考慮され補償される、請求項１から３０までのいずれか１項記載の装置。
【請求項３２】
第２の軸（ｘ軸）は、第３のミラー（３）の面に位置する、請求項１から３１までのいずれか１項記載の装置。
【請求項３３】
ビームの回転点が、２つの軸（ｘ軸及びｙ軸）の交点であって第３のミラーの面上に位置するものであるように、前記ミラー（複数）は配置される、請求項１から３２までのいずれか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
本発明は、実質的に相互に垂直な２つの軸においてビームを走査するための光学装置に関し、とりわけ共焦点レーザスキャン顕微鏡に使用するための光学装置であって、それぞれ１つの駆動部により、相互に垂直な軸（ｘ軸とｙ軸）を中心に回転可能な２つのミラーを有する光学装置に関する。
ここでは基本的に、実質的に垂直な２つの軸でビームを走査するための装置を取り扱い、ここでは光ビームが２つの軸で対物レンズの瞳孔を中心に、またはこれに対して共役の平面で回転されることが重要である。
実際にはすでに種々のｘ−ｙスキャナの実施形態が公知である。刊行物、J.Montagu著：“Two-axis beam steering system,TABS”,Proceedings Reprint,SPIE-The International Society for Optical Engineering,Vol.1920,1993,pp162-173.(Smart Strucures and Materials 1993からの再版：“Active and Adaptive Optical Components and Systems II”,1-4 February 1993,Albuquerque,New Mexico）から種々のスキャナが公知である。
シングルミラー型スキャナでは、軸を中心に回転するミラーが１つだけ設けられており、ここではミラーの回転軸は光軸に相応しない。シングルミラー型スキャナは通常、カルダン懸架されたミラーをｘ方向およびｙ方向の走査のために有する。
成る程、ここではミラーを１つしか使用しないため、複数のミラーによる光損失は最小化される。しかしそのためにｘ−ガルバノメータを常に共に移動しなければならない。すなわち、その質量を加速および減速しなければならない。このためにフレーム速度（Bildrate）が毎秒約１０フレームに制限される。すなわち過度に大きな振動慣性が顕微鏡システムに惹起されるためである。さらに共振型スキャナは、そのために必要な固定据え付けのために使用することはできない。
２ミラー型スキャナでは、所定の角度の下で相互に配置された２つのミラーが設けられている。これらのミラーは相互に直交配置された回転軸を中心に回転する。しかしこのような構成は必ずしも必要ではない。入射するビームはいずれにしろ、ビーム路（光路）中の最後のミラーの回転軸に対して平行に延在する。
さらにいわゆる“パドル”スキャナと“ゴルフクラブ”スキャナが、２ミラー型スキャナの特別な実施形態として公知である。これらのスキャナでは、ビームの回転が仮想（ヴァーチャル）回転点を中心に単に近似的に達成される。このことは基本的に結像誤差に結び付く。
A.F.Slomba:"A laser flying spot scanner for use in automated fluorescence antibody instrumentation",Vol.6,No.3,May-June 1972,pp230-234.によれば同様に、蛍光顕微鏡並びに共焦点顕微鏡での適用の観点からミラー型スキャナが公知である。これについては単に補充的に述べておく。
実質的に相互に直交する２つの軸においてビームを走査するための、前に述べた公知の光学装置には実際には種々の理由から問題がある。特に重要な問題は、結像誤差が非常に大きいことと、さらには駆動部の少なくとも１つを常に共に運動しなければならないことによる問題である。このことはフレーム速度の大きな制限に結び付く。いずれにしろ公知の２ミラー型装置は、ビームの回転を仮想回転点を中心にして近似的にしか達成していない。そのためこの走査の際には、大きな結像誤差が生じる。
本発明の課題は、実質的に相互に直交する２つの軸においてビームを走査するための光学装置を提供するものであり、この光学装置においては重大な結像誤差が回避され、リアルタイム適用、すなわち通常のビデオ速度に対する高いフレーム速度が可能であり、画像がとりわけ共焦点顕微鏡において容易に位置調整ないし調心できるように構成することである。
本発明による、実質的に相互に直交する２つの軸においてビームを走査するための光学装置は、前記課題を請求項１に記載の構成によって解決する。即ち、上記の課題を解決するために、本発明の一視点により、実質的に相互に垂直な２つの方向においてビームを偏向する光学装置が提供される。この光学装置において、３つのミラーが設けられており、当該３つのミラーのうち第１及び第２のミラーは、相互に所定の角度位置の下で回動不能に配属されかつ第１の駆動部によって第１の軸（ｙ軸）を中心に共通に回転可能であり、第３のミラーは第２の駆動部によって第１の軸（ｙ軸）に対して直交する第２の軸（ｘ軸）を中心に単独かつ第１及び第２のミラーの回転とは独立に回転可能であり、第１のミラーのミラー面と第１の軸（ｙ軸）との間の交角は０°ではない角度であり、第１及び第２のミラーのｙ軸を中心とする共通の回転の際に、ビームは、単独で回転する第３のミラーの回転軸（ｘ軸）上にある回転点を中心に回転され、第１及び第２のミラーのｙ軸を中心とする共通の回転により、ビームは、第１の方向（ｘ方向）に偏向され、第３のミラーのｘ軸を中心とする単独での回転により、ビームは、第１の方向（ｘ方向）に対して直交する第２の方向（ｙ方向又はｚ方向）に偏向されることを特徴とする（形態１・基本構成）。これによれば、冒頭に述べた光学装置−２ミラー型スキャナ−は次のように補完される。すなわち、２つのミラーの一方に別のミラーが所定の角度位置で回動不能に配属され、これにより相互に配属されたミラー−第１と第２のミラー−が共にｙ軸を中心に回転し、ここでビーム（光線）は単独で回転する第３のミラーの回転軸（ｘ軸）にある回転点を中心に回転する。
本発明によれば、第３のミラーにより−不可避のミラー欠陥による−さらなる光損失が生じるが、ここで３つのミラー構成体は、カルダン懸架された走査ミラーのように作用し、ビーム回転点が２つの走査方向ｘとｙで１つの点に重なるようになる。そうでなければ、走査過程で補正不能な誤差およびビームのぼけが生じていることとなる。なぜなら、テレセントリックビーム路がもやは存在しないこととなるからである。ここで請求される構成は、僅かなｙ依存性の相対的ラインシフトを次式により形成する。
0003916259.tif 000002
ただし、βは走査角、αはｙスキャナの回転軸と、ｘ走査ミラーに入射するビームとの間のビーム角である。
ライン（行  Zeilen）シフトは、典型的には７°の走査角においてフレーム幅の２％よりも小さい。したがって多くの適用に対して無視できる。しかし必要な場合には、適切なｙ依存性オフセットをｘ駆動部に設けることよりラインシフトを容易に補償することができる。特別な場合には、画像の上方および下方縁部にある偏光が僅かな角度だけ回転されていることに注意して欲しい。例えばカルダン懸架の場合のように１つのミラーではなく、ここでは３つのミラーが使用されるという不利益は、走査速度の要求が高い場合には容易に平衡（バランス）される。すなわちここでは加速しなければならない質量が格段に小さいことにより平衡化（補償）される。いずれにしろここでも、周波数の高い駆動部を使用することができる。なぜなら、この駆動部は本発明の構成では静的に取り付けられているからである。
本発明ではいずれにしろ、結像誤差の最小化が光損失と引き替えに達成される。しかし光損失は多数の適用例において少なくともある程度まではそれほど重要でない。
請求された光学装置の具体的構成に関しては、２つの共通に回転するミラー−第１と第２のミラー−が、単独で回転する第３のミラーにビーム路中で前置される。入射するビームは、２つの相互に配属されたミラーのうち第１のミラーに入射する。すなわち特に有利には、それらの共通の回転軸（ｙ軸）に合致する。
光学装置の具体的構造に関して、２つの相互に配属されたミラーが回転可能な取付受部ないし収容部（Aufnahme）に配置されると有利である。ここで２つのミラーの相互の角度位置およびその間隔は不変である。取付受部全体は、入射ビームの光軸（ｙ軸）を中心に回転可能である。
同じように、２つの相互に配属されたミラーを−単純な取付受部ではなく−ケーシングに配置し、ミラーの保護が得られるようにすると有利である。前に述べた取付受部の構成に相応して、ケーシングも入射ビームの回転軸（ｙ軸）を中心に回転する。
ケーシングはさらに、入射ビームに対する入射開口部を有し、ビームはケーシングの回転軸で、２つの相互に配属されたミラーのうちの第１のミラーに入射し、第２のミラーに向かって反射される。第３のミラーはケーシングの外に回転可能に配置することができる。しかし特に有利な構成の枠内では、ケーシングは切欠部を有し、ケーシングはこの切欠部に対して少なくとも部分的に開放している。単独で回転可能な第３のミラー（ｘ回転軸）はケーシングとは独立に回転可能であり、ケーシングの切欠部内に配置される。
ケーシング内部に固定配置された２つのミラーのうちの第１のミラーの配置構成に相応して、ビームは第２のミラーによりケーシングの切欠部へ反射され、ビームはそこに配置された、単独で回転可能な第３のミラーに入射する。ここからビームはケーシングの外に向かうか、または再びケーシング内部へ戻り、特別な出射開口部を通ってケーシングから外に導かれる。前に述べた実施形態によれば、ケーシング内部に小型の構造が実現され、第３のミラーはケーシングの切欠部の領域においてケーシング内部でほぼ自由に回転可能に配置される。さらに第３のミラーはケーシングによって少なくとも部分的に覆われるか、またはカバーされ、これにより少なくとも十分に保護される。
さらに別の実施形態の枠内において、相互に所定の角度位置で回動不能に配属され、共に光軸を中心に回転する２つのミラー−第１のミラーと第２のミラー−と、単独で回転するミラー−第３のミラー−に、別のミラー対を後置することができる。ここでこの別のミラー対には、相互に所定の角度位置で回動不能に配属された２つのミラー−第４と第５のミラー−が配属される。最終的に、第４と第５のミラーは、第１と第２のミラーと同じように相互に固定配置されており、それぞれのミラー面の所定の所定の角度位置にある。
２つの別のミラーは、光軸を中心に回転する取付受部に取り付けることができる。これは、最初の２つのミラーの場合と同じようにすることができる。ここで単独でｘ軸を中心に回転する第３のミラーは、第２の取付受部と可動に結合することができる。この第３のミラーは第２の取付受部とは独立してｘ軸を中心に回転することができるが、第２の取付受部と共に共通にｙ軸を中心に旋回可能である。
特に有利な実施形態の枠内において、第１の取付受部は第２の取付受部に配置され、光軸を中心に回転可能にこれと結合される。ここで第１の取付受部が第２の取付受部に依存しないで回転することは、同様にｙ軸ないし光軸に関連する。
すでに説明した３ミラー構成と同じように特に小型に構成する場合、２つの相互に配属された別のミラー−第４と第５のミラー−を光軸（ｙ軸）を中心に回転する第２のケーシングに配置することができる。ここでｘ軸を中心に単独で回転する第３のミラーは第２のケーシングに可動に配置される。第１のケーシングもまた第２のケーシングに配置することができ、光軸（ｙ軸）を中心に回転可能にこれと結合することができる。第１のケーシングの独立した回転可能性はいずれにしろ同じように、光軸ないしｙ軸に関連する。
すでに前に何回も述べたように、取付受部ないしケーシングは、入射ビームの光軸（ｙ軸）で回転する。同じように出射ビームが入射ビームの光軸にあっても良い。しかし出射ビームを入射ビームの光軸に対して所定の角度の下で配向し、例えば出射ビームを入射ビームに対してほぼ直交するように導くことも考えられる。
前に説明した構成のミラーは特に簡単な構成の枠内では、平坦に構成されたミラー面を有する。しかし同じように、ミラーを少なくとも僅かに湾曲したミラー面を有するように構成することも考えられる。ここでミラー面の湾曲部は結像のため、ないし結像誤差の補正のために使用することができる。
本発明の装置の特別な利点は、ミラーないし取付受部またはケーシングの回転運動に対する駆動部をこれらの部材から少なくとも構造的ないし身体的観点から分離されることである。すなわち有利には駆動部は位置固定して配置され、したがって共に運動する必要がない。その点で駆動部として問題なしにガルバノメータ、とりわけ高周波数の共振型ガルバノメータを使用することができ、過度に大きな振動慣性が顕微鏡システムに惹起されることがない。さらにリアルタイム処理を可能とするような高いフレーム速度が達成される。
ガルバノメータを駆動部として使用する枠内で、ｙ軸を中心に回転するミラーがガルバノメータにより、ｘ軸を中心に回転するミラーが高周波数の共振型ガルバノメータにより回転駆動されると有利である。しかし同じように、駆動部としてステップモータないしステッピングモータを設けることも考えられる。
ミラーの回転性は任意に構成することができ、ミラーは約６０°までの領域で回転可能であれば十分である。それ以上の回転性は具体的に選択された実施例に相応して通常は必要ない。
すでに冒頭で述べたように、ここで提案された構成でも双曲線状歪曲が結像の際に発生する。有利にはこの双曲線状歪曲はｙ位置に依存して補正可能である。具体的には双曲線状歪曲は、ｘ駆動部における適切なｙ依存性オフセットにより補償することができ、ここでは偏光が画像の上方縁部と下方縁部で僅かに回転していることに注意すべきである。
双曲線状歪曲を、ｘ位置信号の評価の際に初めて考慮し、補償することもできる。双曲線状歪曲のそのような考慮および補償は例えば画像デジタル化の後に行うことができる。
本発明の思想を有利に構成し、改善するには多数の手段がある。このために一方では、請求項１に従属する請求項を、他方では以下の、図面に基づく本発明の実施例の説明を参照されたい。即ち、以下に本発明の実施の形態を示す。なお、形態２〜３３は従属請求項の対象でもある。
（形態１）  上記基本構成参照。
（形態２）  上記形態１の装置において、２つの共通に回転するミラー−第１と第２のミラー−は、単独で回転する第３のミラーに対しビーム路中で前置されていることが好ましい。
（形態３）  上記形態２の装置において、入射ビームは、２つの相互に配属されたミラーのうち第１のミラーに、それらの共通の回転軸−ｙ軸−に合致することが好ましい。
（形態４）  上記形態１〜３の装置において、２つの相互に配属されたミラーは回転可能な取付受部に配置されていることが好ましい。
（形態５）  上記形態４の装置において、前記取付受部は、入射ビームの光軸−ｙ軸−を中心に回転することが好ましい。
（形態６）  上記形態１〜５の装置において、２つの相互に配属されたミラーは１つのケーシングに配置されていることが好ましい。
（形態７）  上記形態１〜６の装置において、第２のミラーはケーシングに、当該第２のミラーから発したビームがｙ軸およびｘ軸に対して直角に向けられるよう位置固定して位置決めされていることが好ましい。
（形態８）  上記形態６又は７の装置において、ケーシングは、入射ビームの光軸−ｙ軸−を中心に回転することが好ましい。
（形態９）  上記形態６〜８の装置において、ケーシングは、入射ビームに対する入射開口部を有し、該入射ビームは、ケーシングの回転軸で、２つの相互に配属されたミラーのうち第１のミラーに当たり、第２のミラーに向かって反射されることが好ましい。
（形態１０）  上記形態９の装置において、ケーシングは切欠部を有しかつ該切欠部に対して少なくとも部分的に開放しており、単独で回転する第３のミラーはケーシングとは独立して回転可能に切欠部に配置されていることが好ましい。
（形態１１）  上記形態１０の装置において、単独で回転する第３のミラーに入射するビームは該第３のミラーからケーシングへ戻され、出射開口部を通ってケーシングから外へ反射されることが好ましい。
（形態１２）  上記形態１〜１１の装置において、相互に所定の角度位置で回動不能に配属され、光軸を中心に共通に回転する２つのミラー−第１と第２のミラー−と、単独で回転するミラー−第３のミラー−には、別のミラー対が後置されており、当該別のミラー対は、相互に所定の角度位置で回転不能に配属された２つのミラー−第４と第５のミラー−を有することが好ましい。
（形態１３）  上記形態１２の装置において、前記２つの別のミラーは、前記光軸を中心に回転する取付受部に取り付けられており、ｘ軸を中心に単独で回転する前記ミラーは第２の取付受部と可動に結合されていることが好ましい。
（形態１４）  上記形態１３の装置において、第１の取付受部は第２の取付受部に配置されており、これと光軸を中心に回転可能に結合されていることが好ましい。
（形態１５）  上記形態１２の装置において、２つの相互に配属された前記別のミラー−第４と第５のミラー−は、光軸−ｙ軸−を中心に回転可能な第２のケーシングに配置されており、ｘ軸を中心に単独で回転可能な第３のミラーは第２のケーシングに可動に配置されていることが好ましい。
（形態１６）  上記形態１５の装置において、第１のケーシングは第２のケーシングに配置されており、これと光軸を中心に回転可能に結合されていることが好ましい。
（形態１７）  上記形態１〜１６の装置において、出射ビームは、入射ビームの光軸にあることが好ましい。
（形態１８）  上記形態１〜１６の装置において、出射ビームは、任意の角度の下で入射ビームの光軸に対して配向されていることが好ましい。
（形態１９）  上記形態１〜１８の装置において、前記ミラーは平坦に構成されたミラー面を有することが好ましい。
（形態２０）  上記形態１〜１８の装置において、前記ミラーは少なくとも僅かに湾曲したミラー面を有することが好ましい。
（形態２１）  上記形態２０の装置において、ミラー面の湾曲部は結像に使用されることが好ましい。
（形態２２）  上記形態１〜２１の装置において、駆動部は位置固定して配置されていることが好ましい。
（形態２３）  上記形態１〜２２の装置において、駆動部としてガルバノメータが設けられていることが好ましい。
（形態２４）  上記形態２３の装置において、該ガルバノメータは共振型ガルバノメータであることが好ましい。
（形態２５）  上記形態２３又は２４の装置において、ｙ軸を中心に回転するミラーはガルバノメータにより、ｘ軸を中心に回転するミラーは共振型ガルバノメータにより回転駆動されることが好ましい。
（形態２６）  上記形態１〜２２の装置において、駆動部としてステップモータが設けられていることが好ましい。
（形態２７）  上記形態１〜２６の装置において、前記ミラーは異なる角度の下、有利には約６０°までの領域で回転可能であることが好ましい。
（形態２８）  上記形態１〜２７の装置において、双曲線状歪曲を、ｙ位置に依存して補正するための手段が設けられていることが好ましい。
（形態２９）  上記形態２８の装置において、双曲線状歪曲は、ｘ駆動部上での適切なｙ依存性オフセットにより補償可能であることが好ましい。
（形態３０）  上記形態１〜２９の装置において、双曲線状歪曲は、ｘ位置信号の評価の際に考慮して補償されることが好ましい。
（形態３１）  上記形態１〜３０の装置において、双曲線状歪曲は、画像デジタル化の後に考慮され補償されることが好ましい。
（形態３２）  上記形態１〜３１の装置において、第２の軸（ｘ軸）は、第３のミラーの面に位置することが好ましい。
（形態３３）  上記形態１〜３２の装置において、ビームの回転点が、２つの軸（ｘ軸及びｙ軸）の交点であって第３のミラーの面上に位置するものであるように、前記ミラー（複数）は配置されることが好ましい。本発明の有利な実施例の説明に関連して、一般的に有利な構成および改善形態も説明する。
【図面の簡単な説明】
図１は、実質的に相互に垂直な軸においてビームを走査するための、本発明の光学装置の第１実施例を概略的に示し、ここでは全体で３つのミラーが設けられている。
図２は、図１からの構成を示し、ここではミラーが１つのケーシングに配置されている。
図３は、図２からの構成を、ビーム路とミラーの回転運動がわかるように概略的に示している。
図４は、図３の装置により実現された、結像誤差を伴う結像を示す。
図５は、図１の図示に類似する、全体で５つのミラーを有する本発明の構成の別の実施例を示す。
図６は、図１に類似する別の実施例を示す。
［実施例］
図１は、実質的に相互に直交する軸においてビームを走査するための光学装置を示し、この装置は例えば共焦点レーザ走査顕微鏡に使用される。
装置は３つのミラー１〜３を有し、これらのうち２つのミラー１，２が第１の駆動部により第１の軸、すなわちｙ軸を中心に回転され、１つのミラー３が第２の駆動部により第２の軸、すなわち第１の軸（ｙ軸）に対して直交するｘ軸を中心に回転される。
本発明ではミラー１に別のミラー２が所定の角度位置で回動不能に配属されており、これにより相互に配属されたミラー１，２−第１と第２のミラー−は共通にｙ軸５を中心に回転し、その際にビームは単独で回転する第３のミラー３の回転軸（ｘ軸）にある回転点を中心に回転する。
共通に回転する２つのミラー１，２−第１と第２のミラー−は、単独で回転する第３のミラー３にビーム路中で前置されている。ここで入射ビーム４は、共通の回転軸５にある２つの相互に配属されたミラー１，２のうち第１のミラー１に入射する。図１からわかるように、２つの部分ビーム路はミラー１と２の間、およびミラー２と３の間−すなわちビーム９−で、ミラー２への−仮想−入射スリットを基準にしてほぼ対称に延在する。図６からわかるように、このことはケーシング６に位置固定して取り付けられたミラー２を、ビーム９がｙ軸４ないし５に対して垂直に延在するように位置決めしても可能である。
図１，２および３に示された実施例では、２つの相互の配属されたミラー１，２が１つのケーシング６に配置されていることを示している。ケーシング６は、入射ビーム４の光軸５（ｙ軸）を中心に回転する。
図１と図２はさらに、ケーシング６が入射ビーム４に対する入射開口部７を有し、ビーム４はケーシング６の回転軸５で、２つの相互に配属されたミラー１，２のうち第１のミラー１に入射し、第１のミラーから第２のミラー２へ反射されることを示している。
図２によればケーシングは切欠部８を有し、ケーシング６はこの切欠部に対して開放している。単独で回転する第３のミラー３は、ケーシング６から独立してｘ軸を中心に、切欠部８の中を回転可能に配置されている。
単独で回転するミラー３に入射するビーム９は第３のミラー３からケーシング６に戻り、出射開口部１０を通ってケーシング６の外へ結像のために反射される。
図１を参照すると、ミラー１と２はケーシング６と固定的に結合されており、相互に所定の角度位置関係にあることがわかる。ケーシング６自体は光軸５ないしｙ軸を中心に回転する。第３のミラー３は、光軸５に対して直交するよう形成されたｘ軸を中心に回転する。
ｘ軸を中心にしたミラー３の回転によって画像はｘ軸の回りに走査される。光軸５を中心にしたケーシング６の回転により、画像はｙ方向に（ｙ軸の回りに）走査される。ケーシング６を光軸５を中心に、ミラー３をｘ軸を中心に同時に回転することにより、画像が回転する。ここで発生するｙ軸依存性のｘ軸シフトはｙ軸依存性オフセットにより補正される。偏光回転は、スキャナのｙ依存性回転によって補正される。
結像誤差ないし双曲線状歪曲（像の歪曲）１７が図４に示されている。これは図１〜図３の装置を適用した際に発生する。その他の補正手段については、繰り返しを避けるため概説の部分を参照されたい。
図５は、実質的に相互に直交する２つの軸においてビームを走査するための本発明の光学装置の別の実施例を示し、ここでは相互に所定の角度位置関係で回動不能に配属された２つのミラー１，２−第１と第２のミラー−と、単独で回転するミラー３−第３のミラー−に、別のミラー対が後置されている。この別のミラー対は、相互に所定の角度位置関係で回動不能に配属されたミラー１１，１２、すなわち第４と第５のミラーを有する。
２つの別のミラー１１，１２は、光軸５（ｙ軸）を中心に回転可能な第２のケーシング１３に配置されている。ここでｘ軸を中心に単独で回転可能な第３のミラー３は第２のケーシング１３に可動に配置されている。図５はさらに、第１のケーシング６が第２のケーシング１３内に配置されており、これと共に光軸５を中心に回転可能に結合されていることを示している。出射ビーム１４は入射ビーム４の光軸５上にあるが、出射ビームは光軸に対し、必要に応じて任意の角度が実現できる。
図５を参照すると、ミラー１と２は（第１の）ケーシング６に対し固定結合されており、相互に所定の角度位置関係の下にあることがわかる。ミラー１１，１２は第２のケーシング１３に対し固定結合されている。ｘ軸を中心に回転する第３のミラー３は、ｘ軸を中心に回転可能であるように第２のケーシング１３と結合されている。第１のケーシング６は、第２のケーシング１３内に光軸５を中心に回転するよう配置されており、ここでケーシング６はケーシング１３と結合されている。第２のケーシング１３は光軸５を中心に回転可能であり、ｘ軸を中心にしたミラー３の回転は光軸５に対して直交し、これによりｘ方向の（ｘ軸の回りの）走査が行われる。
第１のケーシング６が光軸５を中心に回転することにより、ｙ方向の（ｙ軸の回りの）走査が行われる。第２のケーシング１３が光軸５を中心に回転することにより、画像は画像中心の回りに回転する。走査角をｘ方向およびｙ方向で小さくすることにより画像がズームされる。
ここで使用されるミラー１，２，１１と１２のミラー面は平坦に構成されている。湾曲に構成する手段、およびこれに関連する利点については明細書の概説部分を参照されたい。
駆動部としてここではガルバノメータが設けられており、ｙ軸を中心にした駆動にはガルバノメータ１５が、ｘ軸を中心にした駆動には共振型ガルバノメータ１６が使用される。他の駆動部も同じように使用可能である。
最後に、ここに説明した実施例は請求された技術思想を理解するためのものであり、実施例への制限ではないことを強調しておく。
参照符号リスト
１  第１のミラー
２  第２のミラー
３  第３のミラー（ｘ軸を中心に回転可能）
４  入射ビーム
５  回転軸、光軸（ｙ軸）
６  第１のケーシング
７  ケーシング（６）への入射開口部
８  ケーシング（６）の切欠部
９  第３のミラー（３）へ当たるビーム
１０  ケーシング（６）の出射開口部
１１  第４のミラー
１２  第５のミラー
１３  第２のケーシング
１４  出射ビーム（ケーシング（１３）からの）
１５  ガルバノメータ（ｙ軸）
１６  共振型ガルバノメータ（ｘ軸）
１７  双曲線状（像）歪曲
ｘ  ｘ軸
α  ｘ軸を中心にした走査角
β  ｙ軸を中心にした走査角
【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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