DE10332193A1

DE10332193A1 - Detection device for use in laser scanning microscope, has optical unit placed in detection beam path downstream of unit e.g. prism, and upstream of deflection device such that components are collimated in one spatial direction

Info

Publication number: DE10332193A1
Application number: DE2003132193
Authority: DE
Inventors: Volker Dr. Seyfried; Bernd Widzgowski
Original assignee: Leica Microsystems Heidelberg GmbH; Leica Microsystems CMS GmbH
Current assignee: Leica Microsystems CMS GmbH
Priority date: 2003-07-15
Filing date: 2003-07-15
Publication date: 2005-02-03

Abstract

The device has a deflection device (5) located in downstream of a unit (2) e.g. prism, providing spectral splitting of light, to deflect an individual spectral components (3, 4) in different deflection directions. An optical unit (7) with a cylindrical lens is placed in a detection beam path downstream of the unit (2) and upstream of the deflection device such that the components are collimated in one spatial direction.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Detektionsvorrichtung, insbesondere zur Verwendung in einem Laser-Scanning-Mikroskop, mit einem in einem Detektionsstrahlengang angeordneten Mittel zur spektralen Aufspaltung eines Detektionslichts in einzelne spektrale Anteile und einer nach dem Mittel zur spektralen Aufspaltung angeordneten Ablenkeinrichtung zur Ablenkung der einzelnen spektralen Anteile in unterschiedliche Ablenkrichtungen auf den einzelnen spektralen Anteilen zugeordnete Detektoren.The The present invention relates to a detection device, in particular for use in a laser scanning microscope, with one in a detection beam path arranged means for the spectral splitting of a detection light into individual spectral components and one after the means for spectral Splitting arranged deflection for the deflection of the individual spectral components in different deflection directions on the individual spectral components associated detectors.

Eine Detektionsvorrichtung der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der US 6 396 053 B1 und auch aus der US 6 459 484 B1 bekannt. Im Konkreten ist aus den genannten Dokumenten ein Spektraldetektor mit Mikroelementen zur Strahlablenkung bekannt. Bei der bekannten, als Spektraldetektor ausgebildeten Detektionsvorrichtung werden unterschiedliche spektrale Anteile räumlich aufgespaltet. In der Ebene der Aufspaltung befindet sich ein Mikroelementarray, mit dessen Hilfe die unterschiedlichen spektralen Anteile willkürlich in verschiedene Richtungen gelenkt und so mit unterschiedlichen Detektoren detektiert werden können.A detection device of the type mentioned is for example from the US Pat. No. 6,396,053 B1 and also from the US 6,459,484 B1 known. Specifically, a spectral detector with microelements for beam deflection is known from the cited documents. In the known, designed as a spectral detector detection device different spectral components are spatially split. In the plane of the splitting there is a microelement array, with the aid of which the different spectral components can be arbitrarily directed in different directions and thus detected with different detectors.

Bei der bekannten Detektionsvorrichtung werden die einzelnen spektralen Anteile mit Hilfe einer Linse in die Ebene der als Mikroelementarray ausgebildeten Ablenkeinrichtung fokussiert. Dies führt dazu, dass nach dem Auftreffen auf dem Mikroelementarray die dort fokussierten Strahlen schnell wieder divergieren oder auseinander laufen. Aufgrund dieser Divergenz lassen sich Strahlen von unterschiedlichen Mikroelementen nur dann sauber trennen, wenn der minimale Ablenkwinkel der einzelnen Mikroelemente größer als diese Divergenz ist. Mit anderen Worten sind relativ große Ablenkwinkel erforderlich, um eine saubere Trennung der Strahlen oder des Lichts von unterschiedlichen Mikroelementen zu gewährleisten. Hierbei ist jedoch problematisch, dass die erforderlichen großen Ablenkwinkel bei den derzeit üblichen Mikroelementarrays zur Strahlablenkung nicht oder nur unter großen Schwierigkeiten realisierbar sind. Letztendlich ist eine saubere Trennung der Strahlen von unterschiedlichen Mikroelementen nahezu unmöglich.at The known detection device, the individual spectral Shares by means of a lens in the plane of the microelement array formed Deflector focused. This causes after the impact on the microelement array, the focused there rays quickly again diverge or diverge. Because of this divergence leave Only then will the beams of different microelements separate cleanly, if the minimum deflection angle of the individual microelements is greater than this divergence is. In other words, relatively large deflection angles are required for a clean separation of the rays or the light of different To ensure microelements. Here, however, is problematic that the required large deflection angle at the currently usual Microelementarrays for beam deflection not or only with great difficulty are feasible. Ultimately, a clean separation of the rays of different microelements almost impossible.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Detektionsvorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, bei der eine sichere Trennung der von der Ablenkeinrichtung abgelenkten einzelnen spektralen Anteile mit konstruktiv einfachen Mitteln ermöglicht ist.Of the The present invention is therefore based on the object, a detection device specify the type mentioned, in the safe separation the deflected by the deflector individual spectral components with structurally simple means is possible.

Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe durch eine Detektionsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Danach ist die Detektionsvorrichtung der eingangs genannten Art derart ausgestaltet und weitergebildet, dass im Detektionsstrahlengang nach dem Mittel zur spektralen Aufspaltung und vor der Ablenkeinrichtung mindestens ein optisches Element derart angeordnet ist, dass zumindest ein spektraler Anteil des auf die Ablenkeinrichtung fallenden Lichts in zumindest einer räumlichen Richtung kollimiert ist.According to the invention above task by a detection device with the features of claim 1. Thereafter, the detection device of the type mentioned designed and refined such that in the detection beam path after the means for spectral splitting and before the deflecting device at least an optical element is arranged such that at least one Spectral component of the light falling on the deflector in at least one spatial Direction is collimated.

In erfindungsgemäßer Weise ist zunächst erkannt worden, dass mit der bekannten Detektionsvorrichtung eine sichere Trennung und Detektion der einzelnen spektralen Anteile nahezu nicht möglich ist. In weiter erfindungsgemäßer Weise ist dann erkannt worden, dass durch die Anordnung mindestens eines optischen Elements für zumindest einen spektralen Anteil im Detektionsstrahlengang nach dem Mittel zur spektralen Aufspaltung und vor der Ablenkeinrichtung die voranstehende Aufgabe auf überraschend einfache Weise gelöst ist. Durch das Kollimieren des mindestens einen spektralen Anteils in zumindest einer räumlichen Richtung wird ein Divergieren des spektralen Anteils nach dem Auftreffen auf die Ablenkeinrichtung vermieden. Dies hat zur Folge, dass eine sichere Trennung spektraler Anteile, die in unterschiedliche Richtungen abgelenkt werden, ermöglicht ist.In according to the invention is first has been recognized that with the known detection device a safe separation and detection of the individual spectral components almost impossible. In a further inventive way has then been recognized that by the arrangement of at least one optical element for at least one spectral component in the detection beam path the means for spectral splitting and before the deflector the above task is surprising solved in a simple way is. By collimating the at least one spectral component in at least one spatial Direction is a divergence of the spectral component after the impact on avoided the deflection. As a result, a secure Separation of spectral components in different directions be distracted, allows is.

Folglich ist mit der erfindungsgemäßen Detektionsvorrichtung eine Dektektionsvorrichtung angegeben, bei der eine sichere Trennung der von der Ablenkeinrichtung abgelenkten einzelnen spektralen Anteile mit konstruktiv einfachen Mitteln ermöglicht ist.consequently is with the detection device according to the invention a detection device specified in which a safe separation the deflected by the deflector individual spectral components with structurally simple means is possible.

Im Konkreten könnte die mittels des mindestens einen optischen Elements durchführbare Kollimierung zumindest entlang einer Ablenkrichtung realisierbar sein. Damit ist gemeint, dass bei Aktivierung der Ablenkeinrichtung – beispielsweise bei Drehen von Mikrospiegeln der Ablenkeinrichtung – jeder beliebige von einem beliebigen Punkt der Ablenkeinrichtung kommende Strahl eine Ebene beschreibt und jeder Schnitt einer der hierdurch beschriebenen Ebenen mit dem von der Ablenkeinrichtung stammenden Lichtbündel im eigentlichen Sinne kollimiert, d.h. parallel ist.in the Concrete could the collimation which can be carried out by means of the at least one optical element be realizable at least along a deflection. In order to is meant that upon activation of the deflector - for example turning micromirrors of the deflector - each one any coming from any point of the deflector Beam describes a plane and each cut one of these described levels with the derived from the deflector light beam collimated in the true sense, i. is parallel.

Bei einer konstruktiv besonders einfachen Ausgestaltung könnte das mindestens eine optische Element durch eine Zylinderoptik gebildet sein. Eine derartige Zylinderoptik könnte in den Detektionsstrahlengang durch Ersetzen der üblicherweise verwendeten Kondensorlinse oder durch eine Anordnung zwischen bzw. vor dieser Kondensorlinse und der Ablenkeinrichtung eingebracht werden. Dabei könnte das mindestens eine optische Element in weiter besonders einfacher Weise eine Zylinderlinse, vorzugsweise eine Zylinderkonvexlinse, aufweisen.In a structurally particularly simple embodiment, the at least one optical element could be formed by a cylinder optics. Such cylinder optics could be introduced into the detection beam path by replacing the conventionally used condenser lens or by an arrangement between and in front of this condenser lens and the deflector. It could be at least one optical element in white ter a cylinder lens, preferably a Zylinderkonvexlinse have.

Alternativ hierzu könnte das mindestens eine optische Element eine sphärische Kondensorlinse und nachfolgend eine konkave Zylinderlinse aufweisen. Grundsätzlich sollte das mindestens eine optische Element oder eine Linsenkombination des mindestens einen optischen Elements im Wesentlichen keine Brechkraft in einer Ablenkrichtung aufweisen. Ansonsten könnten hier störende Divergenzen auftreten, die eine sichere Trennung der spektralen Anteile nach ihrer Ablenkung verhindern.alternative this could be the at least one optical element is a spherical condenser lens and subsequently have a concave cylindrical lens. Basically, that should be at least an optical element or a lens combination of at least an optical element substantially no refractive power in one Have deflection. Otherwise there could be disturbing divergences here occur after a safe separation of the spectral components after prevent their distraction.

Bei dem zuvor genannten mindestens einen optischen Element ist es besonders vorteilhaft, wenn eine Ablenkrichtung senkrecht zu einer Richtung der spektralen Aufspaltung realisiert ist. Hierdurch ist eine besonders sichere Trennung der spektralen Anteile möglich.at The above-mentioned at least one optical element is particular advantageous if a deflection perpendicular to a direction the spectral splitting is realized. This is a special safe separation of the spectral components possible.

Bei einer alternativen Ausgestaltung könnte das mindestens eine optische Element eine vorzugsweise kurzbrennweitige Kollimieroptik aufweisen. Eine derartige Kollimieroptik könnte in besonders wirksamer Weise unmittelbar vor der Ablenkeinrichtung angeordnet sein.at an alternative embodiment, the at least one optical Element have a preferably short focal length collimating optics. A such Kollimieroptik could in a particularly effective manner immediately before the deflection be arranged.

In konstruktiv besonders einfacher Weise könnte die Kollimieroptik eine Einzellinse und vorzugsweise eine Konkav-Zylinderlinse oder eine sphärische Konkav-Linse aufweisen.In structurally particularly simple way, the collimating optics could Single lens and preferably a concave cylindrical lens or a spherical concave lens exhibit.

Die Kollimieroptik könnte in raffinierter Weise ein Mikrolinsenarray aus sphärischen oder zylindrischen Linsen aufweisen. Auch hierdurch ist eine sehr wirksame Kollimierung des mindestens einen spektralen Anteils gewährleistet. Im Konkreten könnten die Linsen Konkav-Linsen sein.The Collimating optics could in a sophisticated way a microlens array of spherical or cylindrical lenses. This, too, is a very effective one Collimation of at least one spectral component guaranteed. In concrete terms, the Lenses be concave lenses.

Alternativ hierzu könnte die Kollimieroptik als Mikroarray angeordnete gekrümmte Spiegel aufweisen, die Konkavlinsen entsprechen. Hinsichtlich der verwendeten optischen Bauteile sind hier keinerlei Beschränkungen vorhanden, so lange die Kollimierung in geeigneter Weise sichergestellt ist.alternative this could be the collimating optics arranged as a microarray curved mirror that correspond to concave lenses. Regarding the used There are no restrictions on optical components so long the collimation is ensured in a suitable manner.

Beim Einsatz einer kurzbrennweitigen Kollimieroptik ist wesentlich, dass das Licht zumindest in einer Ablenkrichtung kollimiert wird. Die Ablenkrichtung der Ablenkeinrichtung kann dabei beliebig gewählt werden und muss nicht zwingend senkrecht zur spektralen Aufspaltungsrichtung angeordnet sein.At the Use of a short focal length collimating optics is essential that the light is collimated at least in a deflection direction. The Direction of deflection of the deflector can be chosen arbitrarily and does not necessarily have to be perpendicular to the spectral splitting direction be arranged.

Als Ablenkeinrichtung kann jedes geeignete optische Bauteil verwendet werden. Im Konkreten könnte die Ablenkeinrichtung ein reflektives oder transmittives Mikroelementarray aufweisen. In besonders einfacher Weise könnte das Mikroelementarray ein Mikrospiegelarray sein. In diesem Fall könnte das Mikrospiegelarray als Klappspiegelarray aufgebaut sein.When Deflector can be used any suitable optical component become. In the concrete could the deflector is a reflective or transmissive microelement array exhibit. In a particularly simple manner, the microelement array be a micromirror array. In this case, the micromirror array could be constructed as a folding mirror array.

Im Hinblick auf eine besonders hohe Ausbeute an detektiertem Detektionslicht und im Hinblick auf eine besonders sichere Trennung der einzelnen spektralen Anteile nach ihrer Ablenkung könnte vor der als Mikroelementarray ausgebildeten Ablenkeinrichtung eine Einrichtung angeordnet sein, um zu verhindern, dass Detektionslicht auf Lücken zwischen den einzelnen Mikroelementen des Mikroelementarrays fällt. Detektionslicht, das auf derartige Lücken fällt, geht meist unkontrolliert verloren, ohne dass es detektiert werden kann.in the With regard to a particularly high yield of detected detection light and with regard to a particularly secure separation of the individual spectral Shares after their distraction could in front of the deflector designed as a microelement array Means be arranged to prevent detection light on gaps falls between the individual microelements of the microelement array. Detection light, that falls on such gaps, goes mostly lost uncontrolled, without it being detected.

Im Konkreten könnte eine derartige Einrichtung ein Teleskop aus Mikrolinsenarrays aufweisen. Es sind jedoch auch andere entsprechende Einrichtungen denkbar.in the Concrete could such a device having a telescope of microlens arrays. It However, other corresponding facilities are conceivable.

Die Trennung der abgelenkten spektralen Anteile ist selbstverständlich in unendlich großem Abstand optimal, weshalb man in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung die Unendlichkeit mittels beispielsweise einer nach der Ablenkeinrichtung angeordneten Zylinder- oder sphärischen Linse quasi in die Nähe holt. Durch diese Anordnung lassen sich sowohl beliebig kleine Ablenkwinkel bei der Ablenkeinrichtung als auch beliebig eng zusammenliegende Einzeldetektoren wie beispielsweise CCD-Arrays, Photodiodenarrays, APD-Arrays, Photomultiplyer-Arrays usw. verwenden.The Separation of the deflected spectral components is of course in infinite distance optimal, which is why in a particularly advantageous embodiment the infinity by, for example, one after the deflector arranged cylindrical or spherical Lens almost in the vicinity get. By this arrangement, both arbitrarily small deflection angle can be at the deflection as well as arbitrarily closely spaced individual detectors such as CCD arrays, photodiode arrays, APD arrays, photomultiplier arrays etc. use.

In weiter besonders vorteilhafter Weise und zur Gewährleistung einer besonders sicheren Trennung der spektralen Anteile könnte nach der Ablenkeinrichtung eine Optik zur Astigmatismus-Kompensation, vorzugsweise eine astigmatische Linse oder eine entsprechende Linsenkombination, angeordnet sein. Hierdurch könnte der zuvor eingeführte Astigmatismus wieder kompensiert werden.In further particularly advantageous manner and to ensure a particularly safe separation of the spectral components could be after the deflection device an optic for astigmatism compensation, preferably an astigmatic Lens or a corresponding lens combination, be arranged. This could the previously introduced Astigmatism be compensated again.

Zu diesem Zweck könnte z.B. nach der Ablenkeinrichtung eine Optik zur Divergenz-Kompensation, vorzugsweise eine Zylinderoptik oder eine entsprechende Linsenkombination, angeordnet sein. Hierdurch könnte eine Kompensation der Divergenz des Detektionslichts in der Ebene der spektralen Aufspaltung erfolgen, so dass quasi vollständig kollimierte Strahlen entstehen oder solche, die eine Fokussierung auf einen Punkt hin erlauben, so dass auch kleine Detektoren eingesetzt werden können.To this purpose could e.g. after the deflection an optics for divergence compensation, preferably a cylinder optics or a corresponding lens combination arranged be. This could a compensation of the divergence of the detection light in the plane the spectral splitting occur so that almost completely collimated Rays emerge or those that focus on one Allow point so that even small detectors are used can.

In diesem Zusammenhang könnte in weiter vorteilhafter Weise nach der Ablenkeinrichtung eine vorzugsweise als Zylinderoptik ausgeprägte Fokussier-Optik zur Fokussierung des Lichts auf einen Detektor angeordnet sein. Des Weiteren könnten auch weitere Ablenkspiegel eingesetzt werden.In this connection could in a further advantageous manner after the deflecting a preferably pronounced as cylinder optics Focusing optics arranged to focus the light on a detector be. Furthermore could Also more deflecting mirrors are used.

Je nach Anwendungsfall könnte anstelle einer oder mehrerer der zuvor genannten Linsen entsprechende Spiegelanordnungen oder gekrümmte Spiegel oder Fresnel-Zonenplatten verwendet werden. Hierbei sind keine systembedingten Grenzen gesetzt.ever according to use case could corresponding to one or more of the aforementioned lenses Mirror arrangements or curved mirrors or Fresnel zone plates be used. There are no system-related limits.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung dreier Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigenIt are now different ways to design the teaching of the present invention in an advantageous manner and further education. On the one hand to the claim 1 subordinate claims and on the other hand to the following explanation of three embodiments of the invention with reference to the drawing. Combined with the explanation the preferred embodiments The invention with reference to the drawings are also generally preferred Embodiments and developments of the teaching explained. In show the drawing

1a und 1b in einer perspektivischen Ansicht, schematisch, ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Detektionsvorrichtung mit einer als mindestens ein optisches Element dienenden Zylinderlinse, 1a and 1b 1 is a perspective view, schematically, of a first embodiment of a detection device according to the invention with a cylindrical lens serving as at least one optical element,

2a und 2b in einer perspektivischen Ansicht, schematisch, ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Detektionsvorrichtung mit einer kurzbrennweitigen Kollimieroptik und 2a and 2 B in a perspective view, schematically, a second embodiment of a detection device according to the invention with a short focal length Kollimieroptik and

3a und 3b in einer perspektivischen Ansicht, schematisch, ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Detektionsvorrichtung mit einer kurzbrennweitigen Kollimieroptik. 3a and 3b in a perspective view, schematically, a third embodiment of a detection device according to the invention with a short focal length collimating optics.

Die 1a und 1b zeigen in einer perspektivischen und schematischen Ansicht ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Detektionsvorrichtung, die insbesondere in einem Laser-Scanning-Mikroskop verwendet werden kann. Die Detektionsvorrichtung weist ein in einem Detektionsstrahlengang 1 angeordnetes Mittel 2 zur spektralen Aufspaltung eines Detektionslichts in einzelne spektrale Anteile 3 und 4 und eine nach dem Mittel 2 zur spektralen Aufspaltung angeordnete Ablenkeinrichtung 5 zur Ablenkung der einzelnen spektralen Anteile 3 und 4 in unterschiedliche Ablenkrichtungen auf den einzelnen spektralen Anteilen 3 und 4 zugeordnete Detektoren 6 auf. Das Mittel 2 zur spektralen Aufspaltung ist als Prisma ausgebildet, wobei hier auch eine Ausbildung als Gitter oder Hologramm denkbar ist.The 1a and 1b show in a perspective and schematic view a first embodiment of a detection device according to the invention, which can be used in particular in a laser scanning microscope. The detection device includes a detection beam path 1 arranged means 2 for the spectral splitting of a detection light into individual spectral components 3 and 4 and one after the agent 2 arranged for spectral splitting deflection 5 for the deflection of the individual spectral components 3 and 4 in different directions of deflection on the individual spectral components 3 and 4 associated detectors 6 on. The middle 2 for spectral splitting is formed as a prism, in which case a training as a grid or hologram is conceivable.

Im Hinblick auf eine sichere Trennung der von der Ablenkeinrichtung 5 abgelenkten einzelnen spektralen Anteile 3 und 4 mit konstruktiv einfachen Mitteln ist im Detektionsstrahlengang 1 nach dem Mittel 2 zur spektralen Aufspaltung und vor der Ablenkeinrichtung 5 ein optisches Element 7 für zumindest einen spektralen Anteil 3 und 4 – hier für beide Anteile 3 und 4 – angeordnet.With regard to a safe separation of the deflector 5 deflected individual spectral components 3 and 4 with structurally simple means is in the detection beam path 1 after the agent 2 for the spectral splitting and in front of the deflection device 5 an optical element 7 for at least one spectral component 3 and 4 - here for both shares 3 and 4 - arranged.

Die mittels des optischen Elements 7 durchführbare Kollimierung erfolgt entlang der Ablenkrichtung, d. h. die Strahlen, die in 1b gezeigt sind, verlaufen ohne Divergenz parallel, wohingegen die in 1a gezeigten Strahlen zwar in einer Ebene verlaufen, aber ansonsten divergieren. Das optische Element 7 ist durch eine Zylinderoptik 8 und im Konkreten durch eine Zylinderlinse gebildet.The means of the optical element 7 feasible collimation takes place along the direction of deflection, ie the rays in 1b are shown running parallel without divergence, whereas those in 1a Although shown rays run in one plane, but otherwise diverge. The optical element 7 is through a cylinder look 8th and Concretely formed by a cylindrical lens.

Die 1a und 1b unterscheiden sich lediglich durch die eingezeichneten Lichtstrahlen ab der Zylinderlinse. Die Zylinderlinse beeinflusst den Detektionsstrahl lediglich in Richtung der spektralen Aufspaltung, welche senkrecht zur Ablenkrichtung der Ablenkeinrichtung 5 gewählt ist. Dadurch bleiben die Lichtstrahlen der unterschiedlichen spektralen Anteile senkrecht zur spektralen Aufspaltung parallel und es tritt keine Divergenz in Richtung der Ablenkung der Mikroelemente der als Klappspiegelarray 10 ausgebildeten Ablenkeinrichtung 5 auf. Hierdurch ist gewährleistet, dass in ausreichendem Abstand von der Ablenkeinrichtung 5 stets eine Trennung des von verschiedenen Mikroelementen der Ablenkeinrichtung 5 in unterschiedliche Richtungen abgelenkten Lichts möglich ist und zwar unabhängig davon, wie klein die Ablenkwinkel sind. Die Trennung ist in unendlich großem Abstand optimal, weshalb bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel die Unendlichkeit mittels einer Zylinderlinse 11 quasi in die Nähe geholt ist.The 1a and 1b differ only by the marked light rays from the cylindrical lens. The cylindrical lens influences the detection beam only in the direction of the spectral splitting which is perpendicular to the deflection direction of the deflection device 5 is selected. As a result, the light beams of the different spectral components remain perpendicular to the spectral splitting parallel and there is no divergence in the direction of the deflection of the microelements of the folding mirror array 10 trained deflector 5 on. This ensures that at a sufficient distance from the deflection 5 always a separation of the different microelements of the deflection 5 in different directions deflected light is possible regardless of how small the deflection angle. The separation is optimal at an infinitely large distance, which is why, in the exemplary embodiment shown, the infinity is determined by means of a cylindrical lens 11 almost brought in the vicinity.

Sowohl in den 1a und 1b als auch in sämtlichen folgenden Fig. sind die Richtung der spektralen Aufspaltung und die Ablenkrichtung jeweils durch einen Doppelpfeil gekennzeichnet.Both in the 1a and 1b As well as in all the following figures, the direction of the spectral splitting and the deflection direction are each marked by a double arrow.

Im Falle eines herkömmlichen Aufbaus, beispielsweise mit einer sphärischen Fokussierlinse oder mit einer Ablenkung in Richtung der spektralen Aufspaltung, würde von jedem Mikroelement ein Lichtkegel in Richtung der Ablenkung ausgehen, so dass eine echte Trennung des von den unterschiedlichen Mikroelementen in verschiedene Richtungen gelenkten Lichts nur bei ausreichend großen Ablenkwinkeln erreicht werden kann.in the Trap of a conventional Structure, for example with a spherical focusing lens or with a distraction in the direction of spectral splitting, would from emit a cone of light in the direction of the deflection of each microelement, allowing a true separation of the different microelements in different directions steered light only when sufficient huge Deflection angles can be achieved.

Sowohl bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel als auch bei den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sind beide gezeigten spektralen Anteile 3 und 4 einer Kollimierung unterzogen. Dies gewährleistet eine besonders sichere Trennung der spektralen Anteile 3 und 4.Both in the embodiment shown here and in the embodiments described below are both spectral components shown 3 and 4 subjected to collimation. This ensures a particularly secure separation of the spectral components 3 and 4 ,

Bei dem in den 1a und 1b gezeigten Ausführungsbeispiels ist wesentlich, dass das optische Element 7 keine Brechkraft in der Richtung der Ablenkung ausübt.In the in the 1a and 1b shown embodiment is essential that the optical element 7 no refractive power in the direction of Distraction exercises.

Eine zweite Möglichkeit der Kollimierung zumindest entlang einer Ablenkrichtung ist in 2 gezeigt. Hier ist dicht vor der Ablenkeinrichtung 5 eine kurzbrennweitige Kollimieroptik 9 angeordnet. Eine ähnliche Ausgestaltung zeigt das Ausführungsbeispiel gemäß den 3a und 3b, wobei die Kollimieroptik 9 in 2 als Konkav-Zylinderlinse und die Kollimieroptik 9 in 3 als sphärische Konkavlinse ausgebildet ist. Die Aufgaben dieser Linsen besteht darin, das Licht zumindest in der Ablenkrichtung zu kollimieren – wie beispielsweise bei einem Galilei-Teleskop –, wobei in diesem Fall die Ablenkrichtung der Mikroelemente beliebig gewählt werden kann und nicht unbedingt senkrecht zur spektralen Aufspaltung liegen muss.A second possibility of collimation at least along a deflection direction is in 2 shown. Here is close to the deflector 5 a short focal length collimating optics 9 arranged. A similar embodiment shows the embodiment according to the 3a and 3b , where the collimating optics 9 in 2 as a concave cylindrical lens and collimating optics 9 in 3 is designed as a spherical concave lens. The tasks of these lenses is to collimate the light at least in the direction of deflection - such as in a Galileo telescope - in which case the direction of deflection of the microelements can be chosen arbitrarily and not necessarily perpendicular to the spectral splitting.

Bei dem in den 2a und 2b gezeigten Ausführungsbeispiel ist nach der Ablenkeinrichtung 5 eine Zylinderlinse 11 angeordnet. Bei dem in den 3a und 3b gezeigten Ausführungsbeispiel ist hingegen eine Fokussieroptik 12 vorgesehen, um die abgelenkten spektralen Anteile auf jeweilige Detektorbereiche zu fokussieren.In the in the 2a and 2 B embodiment shown is after the deflection 5 a cylindrical lens 11 arranged. In the in the 3a and 3b In contrast, the embodiment shown is a focusing optics 12 provided to focus the deflected spectral components on respective detector areas.

Bei den in den 2a und 2b sowie 3a und 3b gezeigten Ausführungsbeispielen ist nach dem Mittel 2 zur spektralen Aufspaltung in herkömmlicher Weise eine Kondensorlinse 13 angeordnet. Die Kollimierung wird hier durch ein zwischen der Kondensorlinse 13 und der Ablenkeinrichtung 5 angeordnetes optisches Element 7 in Form einer kurzbrennweitigen Kollimieroptik 9 gewährleistet. Im Gegensatz hierzu weist das in den 1a und 1b gezeigte Ausführungsbeispiel keine derartige Kondensorlinse 13 mehr auf.In the in the 2a and 2 B such as 3a and 3b shown embodiments is according to the means 2 For spectral splitting in a conventional manner, a condenser lens 13 arranged. The collimation is here by a between the condenser lens 13 and the deflector 5 arranged optical element 7 in the form of a short focal length collimating optics 9 guaranteed. In contrast, this points in the 1a and 1b embodiment shown no such condenser lens 13 more on.

Zur Vermeidung von Wiederholungen und hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lehre wird auf den allgemeinen Teil der Beschreibung sowie auf die beigefügten Patentansprüche verwiesen.to Avoid repetition and with regard to further advantageous Embodiments and developments of the teaching of the invention will to the general part of the description and to the appended claims.

Schließlich sei hier ausdrücklich festgehalten, dass die voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele lediglich zur Erörterung der erfindungsgemäßen Lehre dienen und diese nicht auf die erörterten Ausführungsbeispiele einschränken.Finally, be here explicitly stated that the embodiments described above for discussion only the teaching of the invention do not serve and these on the discussed embodiments limit.

Claims

Detection device, in particular for use in a laser scanning microscope, with a detector in a detection beam path ( 1 ) ( 2 ) for the spectral splitting of a detection light into individual spectral components ( 3 . 4 ) and one after the middle ( 2 ) arranged for spectral splitting deflection ( 5 ) for deflecting the individual spectral components ( 3 . 4 ) in different deflection directions on the individual spectral components ( 3 . 4 ) associated detectors ( 6 ), characterized in that in the detection beam path ( 1 ) according to the means ( 2 ) for the spectral splitting and before the deflection device ( 5 ) at least one optical element ( 7 ) is arranged such that at least one spectral component ( 3 . 4 ) of the deflector ( 5 ) falling light is collimated in at least one spatial direction.

Detection device according to claim 1, characterized in that the means of the at least one optical element ( 7 ) feasible collimation at least along a deflection is feasible.

Detection device according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one optical element ( 7 ) by a cylindrical look ( 8th ) is formed.

Detection device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the at least one optical element ( 7 ) has a cylindrical lens, preferably a cylindrical convex lens.

Detection device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the at least one optical element ( 7 ) or a lens combination of the at least one optical element ( 7 ) has substantially no refractive power in a deflection direction.

Detection device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the at least one optical element ( 7 ) has a spherical condenser lens and subsequently a concave cylindrical lens.

Detection device according to one of claims 1 to 6, characterized in that a deflection perpendicular to a direction of the spectral splitting is realized.

Detection device according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one optical element ( 7 ) a preferably short focal length collimating optics ( 9 ) having.

Detection device according to claim 8, characterized in that the collimating optics ( 9 ) immediately before the deflection device ( 5 ) is arranged.

Detection device according to claim 8 or 9, characterized in that the collimating optics ( 9 ) comprises a single lens, preferably a concave cylindrical lens or a spherical concave lens.

Detection device according to one of claims 8 to 10, characterized in that the Kollimieroptik a Mikrolinsenarray from spherical or cylindrical lenses.

Detection device according to claim 11, characterized characterized in that the lenses are concave lenses.

Detection device according to one of claims 8 to 12, characterized in that the Kollimieroptik as a microarray arranged curved Having mirrors corresponding to concave lenses.

Detection device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the deflection device ( 5 ) has a reflective or transmissive microelement array, preferably a micromirror array.

Detection device according to claim 14, characterized in that the deflection device ( 5 ) a folding mirror array ( 10 ) having.

Detection device according to claim 14 or 15, characterized in that in front of the microelement array a focusing device is arranged to prevent detection light on gaps between the individual microelements falls.

Detection device according to claim 16, characterized in that the focusing device is a telescope of microlens arrays having.

Detection device according to one of claims 1 to 17, characterized in that after the deflecting a cylindrical lens ( 11 ) or a spherical lens is arranged.

Detection device according to one of claims 1 to 18, characterized in that after the deflection a Optics for astigmatism compensation, preferably an astigmatic Lens or a corresponding lens combination is arranged.

Detection device according to one of claims 1 to 19, characterized in that after the deflecting a Optics for divergence compensation, preferably a cylinder optics or a corresponding lens combination is arranged.

Detection device according to one of claims 1 to 20, characterized in that after the deflecting a focusing optics ( 12 ) for focusing the light on a detector ( 6 ) is arranged.

Detection device according to one of claims 1 to 21, characterized in that instead of the aforementioned lenses corresponding mirror assemblies or curved mirrors or Fresnel zone plates are used.