用于激光扫描器系统的光学布置技术方案

本发明专利技术涉及用于激光扫描器系统的光学布置，其具有较短的总体长度。为此，例如，可以在第一透镜组(62)和第二透镜组(66)之间提供具有负焦距的第三透镜组(64)。

Optical arrangement for a laser scanner system

The invention relates to an optical arrangement for a laser scanner system having a shorter overall length. To this end, for example, a third lens group (64) having a negative focal length can be provided between the first lens set (62) and the second lens set (66).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于激光扫描器系统的光学布置激光扫描显微镜基本上都是光显微镜，其中聚焦激光光束扫描样品。作为示例，能够借助于激光光束进行这种扫描，激光光束在其通过光学布置被聚焦在样品上或样品中的激发点上之前被扫描器镜水平地和/或垂直地偏转。作为示例，然后被检测的样品中的荧光然后能够通过具有激光光束的这种照射来激发。这种激光扫描显微镜(LSM)在显微镜检查中是常见的，并且已经被建立为用于产生高分辨的光学截面的仪器。激光扫描显微镜通常被实现为现有显微镜系统(其可以包括支架)的附件或配件。作为示例，这种系统使用宽视野显微镜的校正的中间图像作为光学界面。在这种布置中，上述扫描器镜布置在与采用的显微镜物镜的出射光瞳共轭的平面中。在具有高孔径的显微镜物镜的情况下，在这种情况下的这种出射光瞳位于物镜的内部。因此，所谓的镜筒透镜或镜筒透镜布置和额外的扫描物镜被用在用于对扫描器镜或任何其他扫描器设备上的显微镜物镜的出射光瞳进行成像的这样的应用中。图1示意性地示出了这种光学布置的结构。这里，10表示激光光束被聚焦到样品上的位置。11表示显微镜物镜，例如高孔径显微镜物镜，并且12表示显微镜物镜11的出射光瞳。13表示所谓的镜筒透镜，14表示中间图像，并且15表示扫描物镜。特别地，镜筒透镜13能够被布置在显微镜的镜筒中。16表示位于到出射光瞳12的共轭平面中的扫描器镜的位置。作为示例，显微镜物镜11能够是具有十倍放大率的物镜，并且出射光瞳12的直径能够为大约10mm。中间图像14的场直径可以是例如约20。作为示例，镜筒透镜13的焦距可以为大约165mm并且扫描物镜15的焦距可以为大约50mm。尽管图1中的显微镜物镜11、镜筒透镜13和扫描物镜15在每种情况下被呈现为专用线，但是这些元件的每个可以包括一个或多个透镜或者包括其他光学元件(例如衍射元件和/或镜)。在许多布置中，以下边界条件适用于这种结构，其可用作具有显微镜物镜11的现有显微镜的附件：i)通常，出射光瞳12和镜筒透镜13之间的距离略小于镜筒透镜的焦距使得光束的上光束边界至少大致平行于轴延伸并且使显微镜的镜筒的内部直径最小化。ii)中间图像14根据镜筒透镜13的焦距与镜筒透镜13间隔开，因为诸如显微镜物镜11的显微镜物镜通常被校正用于在无限远处进行成像。iii)中间图像14和扫描物镜15之间的距离大约等于扫描物镜的焦距，因为被用于成像的激光光束通常从上游光学单元以准直的方式出现。然而，这种边界条件不是强制性。iv)扫描物镜15与扫描器镜16的位置之间的距离同样大约等于扫描物镜的焦距，因为中间图像14中的光瞳方向基本上是远心的。v)扫描物镜15的焦距由所采用的扫描器镜的尺寸预定。特别地，镜筒透镜13与扫描物镜15之间的焦距比形成用于对显微镜物镜11的出射光瞳12上的扫描器镜进行成像的成像尺度。对于紧凑的结构，优选具有大倾斜角范围的小扫描器镜或其他扫描器设备，以缩短扫描物镜15的焦距。在其中激光扫描器系统被实现为现有显微镜支架的附件或配件的应用中，镜筒透镜13的焦距由支架预定，并且通常位于140mm与200mm之间。扫描器镜的最小镜尺寸通常位于2mm和4mm之间。作为其结果，在出射光瞳12和扫描器镜之间的系统的总体长度相对较大，通常在300mm和500mm之间。在图2中再次通过所谓的德拉诺图阐明了这一点。在德拉诺图中，通过光学布置的光束的边缘射线高度y被绘制在图中，其超过每个折射面的主射线高度(例如，在图1中以理想化形式呈现的透镜11、13、15)。图2示出了图1中的用于光学布置的德拉诺图。这里，图1中的元件12至15在图2中同样由12至15表示。该图以顺时针方向循环。方向的变化是由折射元件导致的。起始点和终点(出射光瞳12和扫描器镜16)通过上述边界条件来设定。图2中的线20对应于从出射光瞳(AP)12到镜筒透镜(TL)13的光束路径，线21对应于从镜筒透镜13到中间图像(ZWB)14的光束路径，线22对应于从中间图像14到扫描光学单元(SO)15的光束路径(因为中间图像不是折射元件，所以线22是线21的延续)，并且线23对应于从扫描光学单元15到扫描器镜16的光束路径。系统的总体长度与在所得曲线下的区域成正比，其中，分配给单独的射线的区域通过将对应于各自的元件的点与坐标原点连接来形成。这通过图2中的线24和25来指示。因此，在当前示例中，从出射光瞳12到镜筒透镜13的长度是100mm，从镜筒透镜13到中间图像14的长度是165mm，从中间图像14到扫描物镜15的长度是50mm，并且从扫描光学单元15到扫描器镜16的长度是55mm。然而，这些数值应当仅被理解为示例性的。然而，除了被实现用于现有支架的附件的上述激光扫描器系统之外，例如对于宽视野显微镜，被实现为独立于现有的支架的独立器具的激光扫描显微镜也是可能的。对于这种激光扫描显微镜，将期望获得比上述的用于光学布置的更短的总体长度以便能够实现更紧凑的器具。因此，本专利技术的目的是要提供具有减小的总体长度的用于激光扫描器系统的光学布置。该目的通过根据权利要求1或9所述的光学布置来实现。从属权利要求限定了另外的实施例和包括这种光学布置的激光扫描器系统。根据第一方面，提供了一种用于激光扫描器系统的光学布置，其包括具有正焦距的第一透镜组，用于接收来自扫描器设备的光的具有正焦距的第二透镜组，以及被布置在第一透镜组和第二透镜组之间的具有负焦距的第三透镜组。这里，在本申请的范围内，术语“透镜组”一般表示一个或多个相关联的透镜的布置。相反，在本说明书中，有时简单地为了简化目的而使用术语“透镜”(例如镜筒透镜，负透镜)，其中，这种透镜也可以通过多个单独的透镜的组来实现。在一些实施例中，除了传统透镜或者作为传统透镜的备选，这些透镜组也可以包括其他成像元件(例如，镜或衍射元件)。这里，总体长度的进一步减小能够通过具有负焦距的透镜组的插入来实现。此外，在一开始讨论的停止应用在独立系统中的边界条件中的一些能够在一些实施例中被利用的事实，作为其结果总体长度的缩短能够被实现。光学布置可以被配置为在第二透镜组和第三透镜组之间产生中间图像。这里，中间图像可能够大致位于第二透镜布置和第三透镜布置之间的中间。光学布置还可以包括显微镜物镜，其中，第一透镜组被布置在显微镜物镜和第三透镜组之间。光学布置能够以使得扫描器设备被布置在到显微镜物镜的出射光瞳的共轭平面中的方式来配置。显微镜物镜可以包括在3mm和20mm之间，优选地例如在8mm和12mm之间，例如大约10毫米的出射光瞳。第一透镜组的焦距可以位于25和200mm之间，例如在25至100mm之间。第二透镜组的焦距可以位于5和50mm之间，例如在5至20mm之间。第三透镜组的焦距可以位于-15和-200mm之间，例如在-15至-100mm之间。第一透镜组可以是镜筒透镜。第二透镜组可以是扫描物镜。根据第二方面，提供了一种用于激光扫描器系统的光学布置，其包括：显微镜物镜、具有小于70mm的焦距的第一透镜组，具有小于20mm的焦距的第二透镜组，其中，第一透镜组被布置在显微镜物镜和第二透镜组之间，其中，第二透镜组被配置为接收来自扫描器设备的光，其中，扫描光学单元位于到显微镜物镜的出射光瞳的共轭平面中。光学布置的总体长度可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于激光扫描器系统的光学布置，包括：具有正焦距的第一透镜组(63；81；91)，具有正焦距的第二透镜组(66；84；94)，其用于接收来自扫描器设备(32；85)的光，以及具有负焦距的第三透镜组(64；82；92)，其被布置在所述第一透镜组(63；81；91)和所述第二透镜组(66；84；94)之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.19 DE 102015100695.21.一种用于激光扫描器系统的光学布置，包括：具有正焦距的第一透镜组(63；81；91)，具有正焦距的第二透镜组(66；84；94)，其用于接收来自扫描器设备(32；85)的光，以及具有负焦距的第三透镜组(64；82；92)，其被布置在所述第一透镜组(63；81；91)和所述第二透镜组(66；84；94)之间。2.如权利要求1所述的光学布置，其中，所述光学布置被配置为在所述第二透镜组(66；84；94)和所述第三透镜组(64；82；92)之间产生中间图像(65；83；93)。3.如权利要求2所述的光学布置，其中，所述中间图像(65；83；93)大致位于所述第二透镜布置(66；84；94)和所述第三透镜布置(64；82；92)之间的中间。4.如权利要求1-3中的任一项所述的光学布置，还包括显微镜物镜(61)，其中，所述第一透镜组(63；81；91)被布置在所述显微镜物镜(61)和所述第三透镜组(64；82；92)之间。5.如权利要求1至4中的任一项所述的光学布置，其中，所述光学布置以使得所述扫描器装置(82；85)被布置在所述显微镜物镜的出射光瞳(62；80；90)的共轭平面中的方式被配置。6.如权利要求4或5所述的光学布置，其中，所述显微镜物镜包括在3mm和20mm之间的出射光瞳(62；80；90)。7.如权利要求1至6中的任一项所述的光学布置，其中，所述第一透镜组(63；81；91)的焦距位于25和200mm之间，并且/或者，所述第二透镜组(66；84；94)的焦距位于5和50mm之间，并且/或者，所述第三透镜组(64；82；92)位于-15mm和-200mm之间。8.如权利要求1至7中的任一项所述的光学布置，其中，所述第一透镜组(63；81；91)是镜筒透镜，并且/或者，所述第二透镜组(66；84；94)是扫描...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·诺比斯，拉尔斯克里斯汀·维蒂希，
申请(专利权)人：卡尔蔡司股份公司，卡尔蔡司显微镜有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE