DE2756253C2 - Abtastvorrichtung - Google Patents
AbtastvorrichtungInfo
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- DE2756253C2 DE2756253C2 DE19772756253 DE2756253A DE2756253C2 DE 2756253 C2 DE2756253 C2 DE 2756253C2 DE 19772756253 DE19772756253 DE 19772756253 DE 2756253 A DE2756253 A DE 2756253A DE 2756253 C2 DE2756253 C2 DE 2756253C2
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- G06K7/10—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
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Description
Die Erfindung betrifft eine Abtastvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der US-Patentichrift
36 19 033 bekannt. Bei der bekannten Vorrichtung sind am Umfang einer kreisförmigen Scheibe
Hologramme angeordnet, die Beugungsgitter mit parallelen Linien konstanten Abstandes darstellen. Der
die Hologramme tragende Umfangsbereich der Scheibe wird mit einem parallelen Laserstrahlenbündel be-Itrahlt,
an dem die einzelnen Hologramme nacheinander vorbeilaufen und jeweils einen Abtaststrahl
erzeugen. Zur Herstellung der Hologramme werden eine ebene Welle und eine Kugelwelle zur Überlagerung
gebracht, wobei die Ausbreitungsrichtung der ebenen Welle senkrecht zur Hologrammfläche liegt.
Es gibt viele Anwendungsfälle für eine solche Abtastvorrichtung. Die folgende Erläuterung bezieht
lieh auf die Anwendung bei einem Verkaufsstellensy-Item,
dem sogenannten POS (Point-of-sale). Diese Systeme trifft man immer häufiger in Warenmärkten an,
da sie es gestatten, mit Hilfe eines zentralen Computers Art und Anzahl der verkauften Artikel automatisch zu
erfassen, was viele hier nicht im einzelnen zu erläuternde Vorteile bringt Alle Waren sind zu diesem
Zweck mit einem sogenannten Stfichköde-Etikett
»ersehen, dessen Strichkode unter Verwendung Von UPC-Symbolen (Universal product code) ausgebildet
ist Dieser Strichkode enthält erforderliche Informationen, die mit Hilfe der Abtastvorrichtung gelesen und
dem Computer zur Verarbeitung übertragen werden.
Ein Beispiel eines Abtastgerätes für diese Anwendung ist in Fig. 9 der prioritätsälteren deutschen Patentschrift
26 26 062 dargestellt und in dieser erläutert Bei diesem Gerät ist es erwünscht, die Länge der von dem
Abtaststrahl beschriebenen Abtastlinie zu vergrößern, ohne die Länge des Hologramms bzw. die Gesamtlänge
ίο der Hologramme zu erhöhen. Wie später im einzelnen
erläutert werden wird, hat sich herausgestellt daß die gewünschte Verlängerung der Abtastlinie möglich wird,
wenn die Hologramme beim Abtastvorgang mit einer Kugelwelle anstelle einer ebenen Welle bestrahlt
ι; werden. Als nachteilig erweist sich bei dieser Lösung aber, daß der geometrische Ort des Konvergenzpunktes
des Abtaststrahls keine ebene, sondern eine gekrümmte Bildfläche ist Wie ebenfalls später im einzelnen
erläutert werden wird, führt diese gekrümmte Bildfläche zu einer erheblichen Verringerung der Auflösung der
Abtastvorrichtung, was naturgemäß unerwünscht ist und insbesondere bei der Abtastung von Strichkodes
mit Strichen einer Breite in der Größenordnung von 0,3 mm zu Problemen führt
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Abtastvorrichtung der eingangs angegebenen Art zu
schaffen, die bei zufriedenstellender Auflösung und verhältnismäßig ge>inger Hologrammgesamtlänge eine
gioße Abtastlinienlänge erlaubt
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Patentanspruch 1 gelöst Vorteilhafte
Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Zeichnungen
näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine vergrößerte Draufsicht auf ein herkömmliches Strichkodeetikett.
F i g. 2 eine vergrößerte Draufsicht auf ein herkömm-Iiches
Strichkodeetikett und Abta: iiinien, die alle den gesamten Bereich des Strichkodes durchlaufen,
F ι g. 3 eine vergrößerte Draufsicht auf ein herkömmliches
Sirichkodeetikett und Abtastlinien, von denen keine den gesamten Bereich des Strichkodes durchläuft,
F i g. 4 schematisch ein Beispiel eines herkömmlichen zweidimensionalen Abtastmusters mit sich rechtwinklig
kreuzenden Abtastlinien,
F i g. 5A und 5B je eine perspektivische Ansicht eines Hologramms und eines Laserstrahlenbündels, welches
das Hologramm beleuchtet und von diesem abgestrahlt wird,
F i g. 6 eine bildhafte Darstellung einer Lichtabtast
vorrichtung (diese Figur entspricht Fig. 9 der eigenen älteren Patentschrift 26 26 062),
Fig. 7A eine Darstellung der herkömmlichen Methode zur Erzeugung eines Hologramms.
Fig. 7B eine Darstellung einer Methode zur Erzeugung
eines Hologramms, das in einer erfindungsgemäßen Lichnabtastvorrichtung verwendbar ist,
F i g. 8 eine Draufsicht auf ein Hologramm, das mit Hilfe des der F i g. 7A entsprechenden Verfahrens
hergestellt worden ist,
Fig,9 ein optisches Diagramm, das von einem
herkömmlichen Hologramm erzeugt worden ist,
Fig. 10 eine Erläuterung der Krümmung der Bildfläche,
Fig. Il und 12 Darstellungen zur Erläuterung des
Auftretens der Bildfeldkrümmung,
F i g. 13 eine Tabelle verschiedener Formen von Lichtflecken bei unterschiedüchen Beugungswinkeln,
Fig. 14 eine graphische Darstellung der Profile der
Bildfeldkrümmungen,
Fig. 15 eine graphische Darstellung der Profile der
Bildfeldkrümmung bei unterschiedlichen Versetzungswinkeln P,
Fig. 16 eine graphische Darstellung von Kurven, die
verwendbar sind zur Bestimmung des Versetzungswinkels P aus dem Ablenkungsmultiplizierfaktor M und
dem Mittelbeugungswinkel β (χ),
F i g. 17 eine graphische Darstellung einer Verbesserung der in Fig. 15gezeigten Bildfeldkrümmungsprofile
bei unterschiedlichen Versetzungswinkein P,
Fi g. 18 schematisch eine Schnitt- und Vorderansicht
einer bekannten POS-Terminal-Einrichtung,
Fig. 19 schematisch eine Schnitt- und Vorderansicht einer POS-Terminal-Einrichtung, die eine erfindungsgemäße
Lichtabtastvorrichtung aufweist, und
F i g. 20 eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Schritte zur Bestimmung des Versetzungswinkels
aus einem in Fig. !8 gezeigten Drehwinke! Q. gemäß
der Erfindung.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine vergrößerte Draufsicht auf ein Strichkode-Etikett 11, das an einer Außenfläche
eines jeden zu erfassenden Warenstücks (nicht dargestellt) befestigt ist. Der als Beispiel dargestellte
Strichkode dieses Strichkode-Etiketts ist mit 12 bezeichnet. Er ist gewöhnlich auf die Oberfläche des
Strichkode-Etiketts 11 gedruckt. Der Strichkode 12 ist unter Verwendung von UPC-Zeichen ausgebildet und
stellt Daten, wie die Kosten, den Hersteller, die Art und das Herstellungsdatum der jeweiligen Ware, an der das
Strichkode-Etikett 11 angebracht ist, dar. Die dieser Ware zugeordnete Information wird mit Hilfe einer
Lichtabtastvorrichtung in Verbindung mit einem fotoelektrischen Wandler oder Fotosensor (84 in Fi g. 6)
gelesen und durch einen nicht dargestellten Computer verarbeitet. Die Lichtabtastvorrichtung erzeugt ein
kohärentes Lichtstrahlbündel, zum Beispiel ein Laserstrahlbünde' das den Strichkode 12 quer abtastet. Der
Fotosensor empfängt das vom Strichkode 12 reflektierte Lichtstrahlbündel. Die Intensität dieses reflektierten
Lichtstrahlbündels ändert sich in Abhängigkeit von dem jeweiligen Strichkode 12.
Das von der Abtastvorrichtung gelieferte kohärente Lichtstrahlbündel muß den Strichkoie abtasten, indem
es ihn in seiner Gesamtheit kreuzt, wie dies in Fig.2
dargestellt ist. In Fig. 2 stellen die Linien 21a, 21 b und
21c Abtastlinien dar, von denen jede den gesamten Strichkode überquert.
Ist jedoch das Strichkode-Etikett unter bestimmten Winkeln gegenüber dem abtastenden Lichtstrahlbündel
angeordnet, dann kann letzteres nicht den gesamten Strichkode überqueren, wie dies in F i g. 3 für die
Abtastlinien 21a, 21 b und 21c gezeigt ist. Bei einer solchen Abtastung gemäß Fig.3 ist ein fehlerfreies
Lesen aller im Strichkode 12 enthaltenen Information unmöglich. Da es sich bei den Abtastlinien 21a. 21 b und
21c um eindimensionale Abtastungen handelt, kann ein Abtastfehler gemäß Fig.3 nicht ausgeschlossen werden.
Es ist daher erforderlich, zur Vermeidung von Abtastfehlern den Strichkode 12 zweidimensional
abzutasten. Bei einer solchen zweidimensiönalen Abtastung,
wie sie in Fi g. 4 gezeigt ist. ist sichergestellt, daß der Computer die im Strichkode enthaltene Information
fehlerfrei übernimmt, ind zwar selbst dann, wenn das
Strichkode-Etikett eine beliebige Schräglage zur Abtastvorrichtung
besitzt. Fig.4 zeigt ein zweidimensionales
Abtastmuster, das sich senkrecht kreuzende Abtastlinien aufweist.
Das Prinzip der Lichtabtastung, von dem bei der erfindungsgemäßen Abtastvorrichtung Gebrauch gemacht
wird, ist in den Fi g. 5A und 5B gezeigt gemäß F i g. 5A wird ein kohärentes Lichtstrahlbündel, nämlich
ein Laserstrahlbündel 51, auf einen Punkt 52 eines
ίο Hologramms 53 projiziert Das Laserstrahlbündel 51
wird durch das Hologramm 53 so übertragen, daß es eine abzutastende Oberfläche 54 erreicht Wenn das
Hologramm 53 in eine Richtung längs eines Pfeils 55 senkrecht zur Richtung des ortsfesten Laserstrahlbündels
51 verschoben wird, wandert ein Lichtfleck 56 über die Oberfläche 54 in Richtung des Pfeils 57 und erzeugt
eine Abtastlinie 58. Das Hologramm 53 weist ein Beugungsgitter mit einem Raumfrequ^nzgradienten auf,
so daß der Punkt 52 bei der erwähnten Bewegung des Hologramms 53 aasgehend von dessen Mitte zum
Umfangsrand hin auf Bereiche allmäMich immer höher
werdender Raumfrequen? trifft. Di<* Abtastlinie 58
ergibt sich daher als Folge unterschiedlicner Beugungswinkel des Laserstrahlbündels 51 in verschiedenen
2> Bereichen des Hologramms 53. Wird das Hologramm 53
gemäß F i g. 5B abwechselnd in einer Richtung längs des Pfeils Ί5 und einer Richtung längs eines Pfeils 59
verschoben, dann können Lichtflecken 56' und 56" die Oberfläche 54 sowohl in einer horizontalen Richtung
parallel zum Pfeil 57 als auch in einer Vertikalrichtung entsprechend dem Pfeil 50 abtasten. Dabei ergibt sich
eine in Vertikalriclitung längs des Pfeils 50 verschobene Abtastlinie 58.
Fig.6 zeigt eine Lichtabtastvorrichtung und ent-
π spricht Fig. 9 des älteren Patents 26 26 062. Bei der in
Fig. 6 gezeigten Vorrichtung sind erste Hologiamme
61-1, 62-2,..., 61-4 und zweite Hologramme 62-1, 62-2, .... 62-12 in einer als Hologrammträger dienenden
kreisförmigen Scheibe 63 befestigt Diese Hologramme sind längs einer Kreisbahn angeordnet die durch einen
Mittelpunkt 0 definiert ist. Ein Laserstrahlenbündel 64 vor einer Laserstrahlenquelle 77 wird von einem
Spiegel 65 zur Kreisscheibe 63 reflektiert. Das reflektierte Laserstrahlenbündel 64 läuft darin durch
4> eine konvexe Linse 66, um ortsfest einen Pusikt 67 auf
der Kreisscheibe 63 zu beleuchten. W-mn die Kreisscheibe
63 mit Hilfe eines Elektromotors 68 in Richtung eines Pfeils 60 gedreht wird, erzeugt jedes der
Hologramme 61-1, 61-2 ... ein Abtastlaserstrahlenbündel
69, das ein Prisma 70 beleuchtet, während jedes der Hologramme 62-1, 62-2 ... ein Abtastlaserstrahlenbündel
71 erzeugt, das tin Dove-Prisma 72 beleuchtet. Dies deshalb, weils jedes der Hologramme 61-1, 61-2 ...
vorher so ausgelegt worden ist, daß das es durchdrin-
« gcndi. Abtastlaserstrahlenbündel aufgrund von Beugung
auf das Prisma 70 gerichtet werden kann, und weil jedes der Hologramme 62-1,62-2 ... zuvor so ausgelegt
worden ist, daß das es durchdringende Abtastlaserstrahlenbündel aufgrund von Beugung auf das Dove-Prisma
72 gerichtet wird. nas durch das Prisma 70 übertragene Abtastlaserstrahlenbündel 69 bildet eine der entsprechenden
Abtästlinien 73, die in F i g. 6 von links nach rechts verlaufen. Das Abtaststrahlenbündel 71, das
sowohl durch das Dove-Prisma 72 und ein Prisma 74 läuft, bildet eine der entsprechenden Abtastlinien 75, die
in F i g. 6 auf der BrMoberfläche von oben nach unten verlaufen. Es sei bemerkt, daß die Ablenkrichtung des
Abtastlaserstrahlenbündels 71 mit dem Dove-Prisma 72
leicht unter irgendeinem Winkel von 0° bis 360° eingestellt werden kann.
In F i g. 6 kennzeichnet die Bezugsziffer 76 einen Teil einer POS-Terminal-Einrichtung. Die Einrichtung 76
besitzt ein transparentes Fenster 78 zum Abtasten des in
F i g. 1 mit 11 gezeigten Strichkodeetiketts. Wenn ein (in F i g. 6 nicht gezeigter) Artikel über dem Fenster 76
angeordnet wird und wenn das an der Außenfläche des Artikels befestigte Strichkodeetikett dem Fenster 78
gegenüberliegt, tasten die Abtastlaserstrahlenbündel 79 und 80 den (in Fig. 1 mit 12 gekennzeichneten)
Strichkode mit einem Abtastmuster ab, das sich rechtwinklig kreuzt.
Jedes der Abtastlaserstrahlenbündel 79 und 80 wird vom Strichkodeetikett reflektiert. Das reflektierte
Abtastlaserstrahlenbündel 82 wird, falls erforderlich, von einer Kondensorlinse 83 gesammelt, um einen
Fotosensor 84 zu beleuchten, der eine Fotovervielfacherröhre
aufweist. Die Intensität des reflektierten Abtastlaserstrahlenbündels 82 ändert sich entsprechend
dem Strichkode, und die Intensitätsänderungen werden vom Fotosensor 84 in eine Folge elektrischer Impulse
umgewandelt. Diese Folge elektrischer Impulse vom Fotosensor 84 wird von einem Demodulator 85
demoduliert. Die Ausgangssignale werden dann an eine (in F i g. 6 nicht gezeigte) Zentraleinheit (CPU) übertragen.
Fig. 7A zeigt die herkömmliche Methode zur Erzeugung eines Hologramms. Die Bezugsziffer 90
kennzeichnet eine transparente Glasplatte, die mit einer
lichtempfindlichen Schicht beschichtet ist. In der lichtempfindlichen Schicht wird ein Hologramm erzeugt.
Eine (nicht gezeigte) Laserquelle erzeugt ein Laserstrahlenbündel, das mit Hilfe eines (nicht gezeigten)
Halbspiegels in zwei Laserstrahlenbündel 91 und 92 aufgeteilt wird. Das erste Laserstrahlenbündel 91 ist
eine ebene Welle, das heißt, die sogenannte Bezugswelle. Das zweite Laserstrahlenbündel ist eine Kugelwelle.
Infolge der Überlagerung der Laserstrahlenbündel werden auf der lichtempfindlichen Schicht der Platte 90
Interferenzstreifen erzeugt Die Interferenzstreifen bilden ein Hologramm oder sie sogenannten Beugungsgitter.
Das Symbol ΔΘ bezeichnet einen vorbestimmten Richtungswinkel zwischen der ebenen Welle 91 und der
Kugelwelle 92. Das Symbol AQ' bezeichnet einen Schnittwinkel zwischen der Platte 90 und der ebenen
Welle 91. und man beachte, daß der Schnittwinkel ΔΘ'
ein rechter Winkel (90°) ist
F i g. 8 zeigt eine Draufsicht auf ein Hologramm, das mit dem Verfahren gemäß F i g. 7A hergestellt worden
ist. In F i g. 8 entspricht ein Bereich A einer Draufsicht auf ein Hologramm, wie es in F i g. 7A aus der Richtung
eines Pfeils 8 gesehen wird. Gemäß Fig. 8 stellt das Hologramm 93 ein Beugungsgitter in Form einer
Vielzahl konzentrischer Kreise dar. Es sind in Fig.8
jedoch nur 10 konzentrische Kreise gezeigt Dieses Hologramm 93 wird als eine Fresnelzonenplatte
bezeichnet Jedes Hologramm 93 wird in eine Vielzahl von Hologrammstücken 94-1 bis 94-4 zerteilt die auf die
Kreisscheibe 63 (Fig.6) als Hologramme 61-1 bis 61-4
verteilt werden. Jedes Hologramm 93 wird ferner in eine Vielzahl Hologrammstücke 95-1 bis 95-12 zerteilt die
auf der Kreisscheibe 63 (Fig. 6) als Hologramme 62-1
bis 62-12 verteilt werden.
Es wird nun wieder F i g. 6 betrachtet Die Gesamtlänge
der beiden Abtastlinien 73 und 75 ist im allgemeinen beträchtlich lang, beispielsweise etwa 3 m. Folglich
entspricht die Gesamtlänge der einzelnen Hologramme 61-1 bis 61-4 und 62-1 bis 62-12 etwa 3 m. Deshalb ist der
Durchmesser der Kreisscheibe 63 nahezu 1 ml - ml. Als
U /
Folge dieser Maße erhält die POS-Terminal-Einrichtung,
von der ein Teil mit der Bezugsziffer 76 bezeichnet ist, sehr große Abmessungen.
Als nächstes wird anhand der F i g. 9 eine Möglichkeit
zur Verringerung der Gesamtlänge der Hologramme 61-1 bis 614 und 62-1 bis 62-12 (Fig.6) ohne
Verringerung der Gesamtlänge der Abtastlinien 73 und 75 erläutert. Fig.9 ist eine beispielsweise Ansicht, die
eine optische Darstellung zeigt, wie sie sich mittels eines herkömmlichen Hologramms ergibt
In F i g. 9 bewegt sich das Hologramm 93 in einer flachen Ebene 97, die durch Koordinatenachsen X- Y
definiert ist. In einer Brennpunktebene 97', die durch Koordinatenachsen X'- Y'definiert ist, bewegt sich ein
Brennpunkt S' entsprechend der Bewegung des Hologramms 93. Diesen Brennpunkt erhält man durch
Abbilden eines Laserstrahlenbündels 98 durch das Hologramm 93. In einer Bildebene 97", die durch
Koordinatenachsen X"— Y" definiert ist, bewegt sich ein Lichtfleck 5" entsprechend der Bewegung des
Hologramms 93. Die jeweiligen Schnittpunkte der Koordinatenachsen X- Y, X'- Y' und X"- Y" liegen
auf einer Z-Achse.
In F i g. 9 ist die Bewegung des Brennpunktes 5'in der Brennpunktebene 97' proportional zur Bewegung des
Mittelpunktes 0 des Hologramms 93 in der Ebene 97.
Demgemäß sind die Koordinaten (x, y) zur Bestimmung des Mittelpunktes 0 die gleichen wie die Koordinaten
(x\ y'J zur Bestimmung des Brennpunktes 5'. Dagegen
sind die Koordinaten des Lichtpunktes 5" definiert als (Mx, My), wobei die Zahl M größer als 1 ist (M
> 1), da die Bildebene 97" auf der der Ebene 97 abgewandten Seite der Brennpunktebene 97' angeordnet ist. M ist
bekannt als Ablenkmultiplizierfaktor und ist durch folgende Gleichung (1) gegeben:
(D
Dabei ist /der Abstand zwischen den Ebenen 97 und 97" und /"/γ der Abstand zwischen den Ebenen 97 und 97'.
Somit ist der Betrag der Ablenkung des Abtastlichtflecks S" auf das M-fache des Betrags der Ablenkung
des Bewegungsmittelpunktes 0 vergrößert Demgemäß kann in Fig.6 die Länge eines jeden Hologramms
verringert werden, ohne die Länge der entsprechenden Abtastlinie zu verkleinern. Da jedoch in Fig.9 das
Laserstrahlenbündel 98 entsprechend herkömmlicher, bekannter Praxis eine ebene Welle ist kann sich die
Größe des abgebildeten Lichtflecks S" auf der Bildebene 97" vergrößern. Deshalb kann man kein
hohes Auflösungsvermögen beim Lesen eines Strichkodes erhalten. Im Hinblick darauf ist es erforderlich, den
Bildabstand zu erhöhen, um in der Bildebene 97" einen Konvergenzpunkt oder fokussierten Punkt zu erzeugen.
Eine Erhöhung des Bildabstandes kann man erreichen, wenn man ein Laserstrahlenbündel 98 verwendet bei
dem es sich nicht um eine ebene Welle, sondern um eine Kugelwelle handelt Damit kann in der Bildebene 97"
ein Konvergenzpunkt erzeugt werden. In diesem Fall erhält man folgende Gleichung (2):
-L + -L
a I
/h
(2)
Dabei ist a der Abstand zwischen einer Kugelwellenquelle 99 und der Ebene 97 (Dingabstand). Ein Nachteil
ist dabei, daß die durch die Konvergenzpunkte definierte Bildebene in eine gekrümmte Bildfläche
übergeht. Die Krümmungslinie der Bildfläche ist in Fig. 10 dargestellt. Fig. iö zeigt, wie die Krümmung
der Bildfläche zustande kommt. Wenn sich das Hologramm 93 und die Kugelwellenquelie 99 relativ
zueinander bewegen, bilden die Konvergenzpunkte die Krümmungslinie der Bildfläche 100. Der Grund dafür,
daß die Bildfläche nicht eben, sondern gekrümmt wird, ist der, daß die reproduzierende Kugelwelle 98 (F ϊ g. 9)
nicht identisch mit den Laserstrahlen 91 und 92 (Fig. 7A) ist. Generell sollte ein Laserstrahlenbündel,
das als reproduzierende Welle dient, entweder ein Laserstrahlenbündel einer ebenen Welle sein oder ein
Laserstfahlenbündel, das als Bezugswelle dient. Das ebenwellige Laserstrahlenbündel und das Bezugswelienstrnhlenbündel
werden beide zur Erzeugung von
Wenn in Fig. 11, die eine Ansicht zur Beschreibung der Bildflächenkrümmung ist, eine Kugelwelle 121 Und
eine ebene Welle 122 auf ein Aufzeichnungsmedium (in Fig. 11 nicht gezeigt), das auf einer durch die
Koordinaten X— Y definierten Ebene angeordnet ist, aufgestrahlt werden, entsteht eine Interferenz zwischen
den Wellen 121 und 122 auf den X— Y-Koordinaten, und
man erhält ein Beugungsgitter.
In Fig. 12, einer weiteren Darstellung, ist ein Hologramm mit Beugungsgittern zwischen χ+Δχ und
*-d;rin einer durch die Koordinaten X- ^definierten
Eben, angeordnet. Wenn eine Kugelwellenquelle 131 in einer in Fig. 12 gezeigten Position (x.a)angeordnet ist,
werden Reproduktions- oder Wiedergabewinkel an den Punkten χ+Δχ, Afund x—Δχζχιιχ, Obzw. zu —cc. Ferner
werden Beugungswinkel einer Bildwelle 132 an den Punkten χ+Δχ, χ und χ—Δχ zu β (χ+Δχ), β (χ) bzw. ß
(χ—Δχ). β (χ) ist der mittlere Beugungswinkel. Die
Beugungswinkel β (χ+Δχ), β (χ) und β (χ—Δχ) lassen
sich durch die folgende Gleichungsgruppe (3) definie-
β ix + Ax) = sin
jS(-v) = sin"1 [sin ^tan"1 f —
= sin"1 [
L
L
- sin <τ
(3)
ß(x -Ax) = sin1 isinftan ' f \\ + sino-1
Die Bildwelle 132 konvergiert in einem Punkt 133. Der Buchstabe / repräsentiert den Abstand zwischen
der durch die Koordinaten X— Fdefinierten Ebene und einer dazu parallelen Ebene, in welcher der Punkt 133
liegt. Der Abstand /wird Bildabstand genannt Der Wert
des Bildabstandes / kann durch Bezugnahme auf die im Zusammenhang mit den Fig. 11 und 12 und den
Gleichungen (3) beschriebenen Methoden abgeleitet werden und ist durch die folgende Gleichung (4)
definiert:
2atana
tanj8(.v + Ax)- tanj5{.v - Ax)
Dabei ist a der Absland zwischen der Kugelwellenquelie
131 und der durch die Koordinaten X-Y definierten Ebene, und Δχ kann definiert werden als
Δχ — ä tan α.
Wenn in obiger Gleichung (4) der Wert von Δχ ein fester Wert ist und der Wert von χ graduell erhöht wird,
mit anderen Worten, wenn der Beugungswinkel β (χ) graduell vergrößert wird, erhöht sich der Bildabstand /
stark mit der Vergrößerung des Wertes von β (χ). Aufgrund der Ausdehnung des Bildabstandes /entsprechend
der Erhöhung des Wertes von β (χ) wird die
Krümmung des Bildfeldes 100 (Fig. 10) erzeugt. Man beachte, daß die Bildfeldkrümmung nicht erzeugt
werden kann, wenn der Ablenkungsmultiplizierfaktor M (siehe F i g. 9) gleich 1 ist (M= 1).
Wie aus der vorausgehenden Beschreibung hinsichtlich der Bildflächenkrümmung ersichtlich ist, wird der
Bildabstand /mit weiter zunehmendem β (Ά·,)!anger. Der
«ο BSu'**!!.'^.vinke!"''.v^ksnn auchdefiniert \y*»nr»*»n °^c^****
Winkel zwischen der Richtung der Bildwelle und der Normalen auf das Hologramm.
Es wird nun wieder Fi g. 6 betrachtet. Die Beugungswinkel
des Abtastlaserstrahlenbündels 71 sind recht groß im Vergleich zu denen des Abtastlaserstrahlenbündels
69. Folglich ist es unvermeidlich, daß die Abtastlinien 75, die durch das Abtastlaserstrahlenbündel
71 abgetastet werden, eine sich mangelhaft auswirkende Bildflächenkrümmung erzeugen. Die Abmessung des
Lichtflecks, der das Strichkodeetikett abtastet, nimmt daher zu, wie es in Reihe I in F i g. 13 gezeigt ist. Reihe I
zeigt Lichtflecken (weiße Bereiche), die auf dem Strichkodeetikett unter Beugungswinkeln von 16°, 20°,
24°, 28° und 32° des Abtastlaserstrahlenbündels 75 eines jeden der Hologramme 62-1 bis 62-12 abgebildet
worden sind, und zwar gemäß der bekannten Lichtabtastvorrichtung. Es ist einfach zu erkennen, daß die in
Reihe I gezeigten Lichtflecken kein hohes Auflösungsvermögen für das Lesen des Strichkodes aufweisen.
Deshalb kann der Strichkode nicht fehlerfrei gelesen werden.
Fig. 14 zeigt Profile der Krümmungen der Bildflächen.
Auf der Ordinate ist der Bildabstand / in Millimetern aufgetragen, und die Abszisse zeigt den
Beugungswinkel β (x)m Grad. Die Kurven G, Ci, Ci, CU,
Ce und Go sind Profile der Bildflächenkrümmungen, wenn die Ablenkungsmultiplizierfaktoren Λ/die Werte
1,2,3,4,8 bzw. 10 haben. Wenn der Faktor Λ/gleich I ist,
wird keine Krümmung des Abbildungsfeldes erzeugt. In
so diesem Fall ist aber, wie erwähnt, die Gesamtlänge aller
Abtastlinien 73 (F i g. 6) gleich der Gesamtlänge K (F i g. 6) der Hologramme 61-1 bis 61-4 (F i g. 6). Auch ist
die Gesamtlänge aller Abtastlinien 75 gleich der Gesamtlänge K (F i g. 6) der Hologramme 62-1 bis 62-12
(Fig.6).
Wenn die Gesamtlänge der Abtastlinien 73 und 75 gleich 3 m ist, würde sich der Durchmesser der Scheibe
63 (Fig.6) stark erhöhen auf etwa I m. Um den
Durchmesser der Scheibe 63 auf beispielsweise ein Viertel dieses Durchmessers zur verringern, muß der
Ablenkungsmultiplizierfaktor M zu 4 gewählt werden (M=4). Wenn A/gleich 4 ist, erhält man die Kurve &, in
Fig. 14. Wenn im Fall der Kurve G der Beugungswinkel
β (χ) innerhalb eines Bereiches von 0° ± 10° liegt, ist
die Änderung des Wertes d/des Bildabstandes /nicht so
groß. Folglich ist das Auflösungsvermögen eines jeden Abtaststrahlenbündels, das heißt, der Abtastlinien 75
(Fig.6) relativ hoch. Jede der Abtastlinien 73 wird
durch das von den entsprechenden Hologrammen »bgestrahlte Abtastlaserstrahlenbündel 69 (Fig.6) mit
Beugungswinkeln β (χ) innerhalb eines Bereiches von 0°±10° abgetastet. Wenn der Beugungswinkel β (χ)
dagegen in einem Bereich von 20° ± 10° liegt, ist die Änderung Al'des Bildabstandes /extrem groß. Folglich
ist das Auflösungsvermögen einer jeden der Abtastlinien 75 (Fi pi 6) sehr niedrig, Jede der Abtastlinien 75
wird von dem Abtastlaserstrahlenbündel 71 (Fig.6) abgetastet, das von den entsprechenden Hologrammen
mit den Beugungswinkeln jJftyim Bereich von 20° + 10°
abgestrahlt wird.
Es werden nun diejenigen Hologramme beschrieben, die bei der erfindiingsgemäßen Abtastvorrichtung
benutzt werden. Das auf der vorliegenden Erfindung beruhende Hologramm wird durch Beaufschlagung der
lichtempfindlichen Schicht sowohl mit einer ebenen Welle als auch mit einer Kugelwelle hergestellt. Die
Beaufschlagung der lichtempfindlichen Schicht mit der
b l fi b
Fig. 7B beschichtet ist, erzeugt Worden ist, eignet sich
sehr gut zur Frzeugung gleichförmiger Bildabstände bezüglich jeglichem der gegebenen Beugungswinkel β
Die Wirksamkeit des Hologramms, das mit dem in Fig.7B gezeigten Verfahren hergestellt worden ist,
wird anhand Fig. 15 erläutert. Fig. 15 ist eine Darstellung der verschiedenen Profile der Krümmungen
der Abbildungsfelder. Dabei zeigt die Ordinate den
ίο Bildabstand /in Millimetern, und die Abszisse zeigt den
Beugungswinkel β (x)\ft Grad. Es sei bemerkt, daß man,
obwohl diese Darstellung sich nur auf die Kurve Ct in F i g. 14 bezieht, Darstellungen ähnlich der In Fi g. 14 für
die Kurven Ci, C3, Ce und Go in F i g. 14 erhalten kann. In
der Darstellung der Fig. 16 sind die Kurven G,p$, pw,
pi? und pm erhalten worden unter Verwendung von
Hologrammen, die mit dem in Fig.7B gezeigto.ii
Verfahren unter Versetzungswinkeln Pgleich 0°, 5°, \5"
bzw. 20° erzeugt worden sind. Das unter einem
•bellen Welle erfuigt üfiicf einem VGFucsti teil, VOJi Sr VefsciEUngäWirikc! F VOIi 0° SrZGügiG Ho'ogrSiMni ΐ5ΐ
Null verschiedenen Versetzungswinkel F° zwischen
diesen. F i g. 7B zeigt eine Methode zur Erzeugung eines Hologramms, das bei einer erfindungsgemäßen Lichtabiastvorrichtung
verwendet wird. In Fig.7B kennzeichnen
die Bezugsziffern 90, 91 und 92 die gleichen Elemente wie die in F i g. 7 A gezeigten. Der Unterschied
«wischen den Darstellungen der F i g. 7A und 7B besteht darin, daß die transparente Glasplatte 90 das ebenwellige
Laserstrahlenbündel 71 nicht unter einem rechten Winkel (siehe ΔΘ' [ = 90°] in Fig.7A) schneidet,
iondern unter einem vorbestimmten Versetzungswinkel P. Ein Hologramm, das in der (nicht gezeigten)
lichtempfindlichen Schicht, mit der die Platte 90 in ein herkömmliches Hologramm. Folglich ist die in
F i g. 15 als durchgezogene Linie gezeigte Kurve G eine herkömmliche Kurve, die exakt die gleiche wie Kurve
Ct in F i g. 14 ist. Wenn sich in F i g. 15 der BRUgungswinicel
β (χ) innerhalb eines Bereiches von 10° <ß(x)
<30a ändert, das heißt, 20° ±10° (wobei die 20° als Mittelbeugungswinkel definiert sind), erhält man die
kleinste Änderung ΔΙ' des Bildabstandes / durch die
Kurve pis. Die Beugungswinkel β (χ+Δχ), β (χ) und ß
(χ-Δχ)$\ηά durch die folgende Gleichungsgruppe (3)',
die eine Modifikation der obigen Gleichungsgruppe (3) ist, definiert:
ß(x + Ax) = sin ' Jsin/1+ sin ftan ' f Yj - sin<7 ,
β (χ) = sin ' \sinP+ sin (tan ' f-^-l\|
L \ \ fn JJ\
L \ \ fn JJ\
ß(x - Ax) = sin l sinf+ sin /tan'1 ( Yj + sing
Den Bildabstand / erhält man, indem man die Ausdrücke β (χ+Δχ)\ιηά β (χ-Δχ)ϊη der vorausgehenden
Gleichung (4) durch die Ausdrücke β (χ+Δχ)ιιηά β
(χ—Δχ) in der Gleichungsgruppe (3)' ersetzt. Man
trkennt aus der Darstellung leicht, daß der geeignetste Versetzungswinkel P ein Winkel von 15° ist, wenn der
Ablenkungsmultiplizierfaktor M auf 4 und der Mittelbeugungswinkel β (χ) auf 20° gesetzt ist. Wie zuvor
erwähnt, ist die Änderung ΔΙ' (in Fig. 14) des Bildabstandes /extrem groß, und demgemäß beleuchten
das Strichkodeetikett fehlerträchtige Lichtflecken, wie die in Zeile I der F i g. 13 gezeigten. Im Gegensatz dazu
ist bei der vorliegenden Erfindung die Änderung Δ1' (in F i g. 15) des Bildabstandes /sehr klein. Da ein Auftreten
der fehlerträchtigen oder fehlerverursachenden Lichtflecken verhindert ist und kleine Lichtflecke, wie sie in
Zeile II der F i g. 13 gezeigt sind, das Strichkodeetikett
beleuchten, kann man ein beträchtlich hohes Auflösungsvermögen des Abtaststrahlenbündels zum Lesen
des Strichkodes erhalten.
In der Praxis sind sowohl der Ablenkungsmultiplizierfaktor
Mals auch der Beugungswinkel β feines jeden
Hologramms zu Beginn des Entwurfsvorgangs für die Herstellung der POS-Terminal-Einrichtung (Fig.6)
bestimmt. Folglich werden zuerst der Faktor Mund der Winkel β (χ) festgelegt, und der Winkel P kann danach
bestimmt werden. Es ist erleichternd, eine Bezugskurve zur Bestimmung des Winkels P aus den festgelegten M
und β (χ) zu bestimmen. Ein Beispiel einer solchen Bezugskurve ist in Fig. 16 gezeigt In dieser zeigt die
Ordinate den optimalen Versetzungswinkel P in Grad, und die Abszisse gibt den Ablenkungsverstärkungsfaktor
Man. Die Kurven ßis, βττ, βκ, ß\o, ßs und ßn sind bei
Mittelbeugungswinkeln β (χ) von 25°, 20°, 15°, 10°, 5° bzw. 0° aufgetragen. Unter Verwendung der genannten
Bezugskurve kann der optimale Versetzungswinkel P augenblicklich für irgendeinen gewünschten Faktor M
und irgendeinen gewünschten Winkel β (χ) bestimmt werden. Ist beispielsweise der Faktor M auf 4 und der
Winkel β (χ) auf 20° festgelegt, kann der optimale
Winkel P von einem Punkt X auf der Kurve β 20 bestimmt werden. Der Punkt X liefert den optimalen
Versetzungswinkel F, das heißt, 15°. Für M=4 raid β
ft)= 20° führt der Versetzungswinkel 15° zur kleinsten
Ändisung ΔΙ' des Bildabstandes / innerhalb eines
Bereiches 20° + 10° (siehe das zur Kurve p\5 in F i g. 15
gehörige Δ V).
Warum der Versetzungswinkel P für eine Verringerung des Betrages der Änderung /d/des Bildabstandes /
bei irgendeinem Beugungswinkel β (χ) wirksam ist, ist nicht vollständig klar. Dieser Umstand mag jedoch
folgenden Grund haben. Generell erhält man folgende Gleichung:
Dabei ist X der Abstand zwischen dem Hologramm und der Reproduktionswellenquelle, Y ist der Bildabstand,
der durch irgendeine einzige Stelle auf dem Hologramm definiert ist, und /ist die Brennweite, die
durch irgendeine einzige Stelle auf dem Hologramm definiert ist. In obiger Gleichung erhöht sich die
Ve
röße konstant gemacht werden. Beispielsweise handelt er
sich beim Laserstrahlenbündel zur Erzeugung eines Hologramms um den eines Ar-Lasers, dessen Wellenlänge
488 nm beträgt (Äi=488nm). Während die
Wellenlänge des Laserstrahlenbündels zur Erzeugung einer Reproduktionswelle, die voll einem He-Ne-Laser
stammt, 632,8 nm beträgt (A2 = 632.8 nm).
Bei einer POS-Terminal-Einrichtung ist es für eine Bedienungsperson erleichternd, eine Lichtabtastvor·
richtung zu haben, die ein Strichkodeetikett abtasten kann, das entweder am Boden oder an den Seiten von
Artikeln befestigt ist. Deshalb wird das Abtastlaserstrahlenbündel gewöhnlich in einer solchen Richtung
auf Artikel gerichtet, daß es entweder die Seiten oder {lie Böden der Artikel abtasten kann. Fig. 18 zeigt
schematisch eine Schnitt- und Vorderansicht einer bekannten POS-Terminal-Einrichtung. In Fig.'8
strahlt eine Abtastlaserstrahlenbündelquelle 201 ein Abtastlaserstrahlenbündel 202 ab. Die Bezugsziffern 76
Abstandes zwischen der Mitte des Hologramms und irgendeinen, jeweils betrachteten Punkt darauf. Deshalb
vergrößert sich der Bildabstand Y graduell mit der Zunahme des Abstandes zwischen der Mitte des
Hologramms und einem jeden der jeweils darauf betrachteten Punkte. Im Gegensatz zum vorausgehenden
wird bei der vorliegenden Erfindung davon ausgegangen, daß sich die Brennweite / aufgrund des
zuvor erläuterten Versetzungswinkels P mit der Erhöhung des Abstandes zwischen der Mitte des
Hologramms und einem jeden der jeweils darauf betrachteten Punkte nicht ändert. Dadurch ändert sich
auch der Bildabstand Y nicht mit der genannten Erhöhung. Mit anderen Worten: Wenn in obiger
Gleichung /nahezu konstant ist, dann ist auch Y nahezu konstant, da X ein fester Wert ist.
Durch verschiedene Arten von Experimenten hinsichtlich
des Versetzungswinkels P kam die Anmelderin zu folgender Erkenntnis. Die in Fig. 15 gezeigten
Profile können durch geeignete Bestimmung einer besonderen Beziehung zwischen der Wellenlänge λ\ des
zur Erzeugung eines Hologramms verwendeten Laserstrahlenbündels und der Wellenlänge Λ2 des als
Reproduktionswelle verwendeten Laserstrahlenbündels verbessert werden. Solche Verbesserungen der Profile
aufgrund der genannten Erkenntnis werden anhand F i g. 17 erläutert In der Darstellung der F i g. 17 sind die
Kurven G', ps', pm und pn' Verbesserungen der in
Fig. 15 gezeigten Kurven G, p?, pw bzw. pis. Wie ein
Vergleich der Fig. 17 mit der Fig. 15 zeigt, ist der Bereich eines jeden Krümmungsprofils, innerhalb
welchem sich der Bildabstand oder die Bildweite / um einen kleinen Betrag ändert, bezüglich der zugehörigen
Beugungswinkel β (χ) relativ groß, wenn man ihn mit dem entsprechenden Bereich eines jeden Profils der in
F i g. 15 gezeigten Krümmungen vergleicht Die Kurven in der Darstellung der Fig. 15 sind unter Verwendung
eines herkömmlichen Wellenlängenverhältnisses aufgezeichnet, das heißt — = 1. Im Gegensatz dazu sind die
Kurven in Fi g. 17 unter Verwendung eines gegebenen WeUenlängenverhältnisses aufgezeichnet, bei dem
T2TUcIu gleich 1 ist, sondern beispielsweise 1,3. Wenn das
Welienlängenverhältnis~als größer 1 gewählt ist, kann
*i
das Profil des Bildabstandes oder der Bildweite in einem relativ weiten Bereich der Beugungswinkel β (χ)
ufld 75 fg^fac^niii
ρΐηρη *ΤΆίΙ Af*r
richtung bzw. ein transparentes Fenster. Diese Teile 76 und 78 sind ouch in F i g. 6 gezeigt Artikel 203, die je ein
Strichkodeetikett zeigen, werden von der Bedienungsperson von Hand über dem und längs des transparenten
Fensters 78 und in einer durch einen Pfeil 200 angedeuteten Richtung bewegt Das Strichkodeetikett
11 kann an den Seiten der Artikel befestigt sein, wie es in
F i g. 18 gezeigt ist, oder an den Böden der Artikel (nicht gezeigt). Um entweder das an den Seiten der Artikel
befestigte Strichkodeetikett oder das an den Böden der Artikel befestigte Strichkodeetikett abzutasten, wird
das Abtastlaserstrahlenbündel 202 auf einen Spiegel 204 gerichtet. Das reflektierte Abtastlaserstrahlenbündel
202', das gegenüber dem Fenster 78 eine Neigung von etwa 45° aufweist, wird zur Beleuchtung der Artikel 203
verwendet.
In Fig. 18 repräsentieren sowohl die schraffierte Zone B als auch die kreuzschraffierte Zone A den
Bereich, ir dem der Strichkode korrekt gelesen werden
kann. Mit anderen Worten, der Bildabstand des Abtastlaserstrahlenbündels 202 ist auf die Zonen A und
B beschränkt Obwohl es sich bei der Zone B um einen Bereich handelt, in dem der Strichkode effektiv gelesen
werden kann, wird sie jedoch nicht zum Lesen des Strichkodes benutzt, da die Zone B unter dem Γ enster
78 und im Inneren der POS-Terminal-Einrichtung liegt. Wenn die Zone B oberhalb des Fensters 78 und
außerhalb der POS-Terminal-Einrichtung liegen würde, wie die kreuzschraffierte Zone Cin Fig. 19, könnte die
Zone B effektiv zum Lesen des Strichkodes verwendet werden.
Fig. 19 zeigt schematisch eine Schnitt- und Vorderansicht
einer POS-Terminal-Einrichtung, die eine erfindungsgemäße Lichtabtastvorrichtung aufweist In
Fig. 19 strahlt eine Abtastlaserstrahlenquslle 211, welche die erfindungsgemäße Lichtabtastvorrichtung
aufweist, ein Abtastlaserstrahlenbündel 212 ab. Ein reflektiertes Abtastlaserstrahlenbündel 212' erhält man
mit Hilfe des Spiegels 204. Wie diese Figur zeigt ist der Biidabstand auf die Zone C beschränkt, und der
Strichkode kann an jeglicher Stelle innerhalb einer solchen Zone C korrekt gelesen werden. Eine
Zonenänderung von den Zonen A und B (Fig. 18) zur
Zone C(F i g. 19) kann man leicht erreichen, indem man
auf richtige Weise eine der in Fig. 15 oder Fig. 17 gezeigten Kurven wählt und daraus den optimalen
Verseizungswinkei Pbesürnmt. Eine solche Zonenänderung
erreicht man, indem man eine Grenze der Zone, die
in Fig. 18 als Linie 220 (und auch ils Linie 221) dargestellt ist um einen Drehwinkel Q (Fig. 18)
verschiebt Um die Änderung unter den Bedingungen von beispielsweise M=A, β (x)=2Q° und ^=I zu
erreichen, werden die Kurven in Fig.20 benutzt Fig.20 ähnelt der Fig. 15. In Fig.20 wird als erstes
eine gerade vertikale Linie 223 gebildet Die Linie 223 schneidet einen vorbestimmten Beugungswinkel β (χ). In
diesem Fall ist β (χ) auf 20° gesetzt Als zweites werden
durch Punkte, in denen die Kurven pm, p\s, Pia und pi die
vertikale Linie 223 schneiden, Tangenten 224, 225, 226 bzw. 227 gezeichnet Als drittes wird eine Tangente
gewählt deren Tangentenwinkel Q' proportional zum Drehwinkel Q ist Im speziellen Fall ist die Tangente 226
gewählt worden. Bei der Tangente 226 handelt es sich um eine Linie, die durch den Punkt gezeichnet ist, in
welchem die Linie 223 die Kurve pw schneidet Als
Ergebnis kann ein Hologramm erzeugt werden, das die charakteristische Kurve pio aufweist, die zum Erreichen
der Zonenänderung am geeignetsten ist Die Zone C in F i g. 19 kann man erhalten, indem man die Lichtabtastvorrichtung
(2t 1) benutzt, die das Hologramm aufweist, das die charakteristische Kurve pw besitzt und das durch
das in Fig. 7B gezeigte Verfahren erzeugt worden ist
wobei der Versetzungswinkel Pauf 10° eingestellt ist
Wie bereits erwähnt eignet sich die erfindungsgemäße Lichtabtastvorrichtung dazu, beispielsweise ein
POS-System mit einem hohen Auflösungsvermögen für das Lesen des Strichkodes eines Strichkodeetiketts
verfügbar zu machen.
Hierzu 14 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Abtastvorrichtung mit auf einem Träger angeordneten Hologrammen, die durch Überlagerung
einer ebenen Welle und einer Kugelwelle hergestellt sind, bei welcher ein nacheinander auf die
verschiedenen Hologramme auftreffendes Laserstrahlbündel je ein konvergierendes Abtaststrahlbündel
ergibt, dessen Konvergenzpunkt infolge Relativbewegung zwischen auftreffendem Laserstrahlbündel
und Hologrammträger eine Abtastbewegung ausführt, dadurch gekennzeichnet,
daß die Hologramme mit schräg zur ebenen Welle angeordneter Hologrammfläche aufgenommen
sind und daß das auftreffende Laserstrahlbündel eine Kugelwellenfront aufweist
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wellenlänge des auf die Hologramme auftreffenden Laserstrahlbündels gleich oder
größer ist als die Wellenlänge sowohl des einen als auch des anderen der zur Erzeugung der Hologramme
dienenden Laserstrahlbündel.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen
der Hologrammfläche und der ebenen Welle (Versetzungswinkel P)be\ Aufnahme der Hologramme
entsprechend einem Beugungswinkel (ß) so bestimmt ist, daß der geometrische Ort des
Konvergenzpunktes des konvergierenden Abtaststrahlbündels und damit der Bereich, innerhalb
dessen eir. Objekt (203, 11) mit ausreichender Genauigkeit abgetastet werden kam,, in einer durch
ein transparentes Fenster (7d) begrenzten Zone (C)
außerhalb einer die Vorrichtung aufnehmenden Anordnung liegt (Fig. 19).
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