DE3007794A1 - Optische abtasteinrichtung - Google Patents
Optische abtasteinrichtungInfo
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Description
DR. BERG DIPL.-iNG. STAPF DIPL.-ING. SCHWABE DR. DR. SANDMAIR
PATENTANWÄLTE r.
Postfach 86 02 45-8000 München 86 -1UU/ / Ό Η
Anwaltsakte: 3.0 746 X
Ricoh Company,Ltd. Tokyo / Japan
Optische Abtasteinrichtung
VII/XX/Ktζ
»(0*9)988272 Telegramme: Bankkonten: Hypo-Bank München 4410122850
988273 BERGSTAPFPATENT München (BLZ 70020011) Swin Code: HYPO DE MM
988274 TELEX: - ^a ~ fe / -^ 15/ »5 B«ye£ Vereinsbtnk München 453100(BLZ 70020270)
983310 0524560BEROd OjWVV tlvTO T Postscheck München 65343-808 (BLZ 70010080)
ORIGINAL INSPECTED
Anwaltsakte: 30 746
Beschreibung ,
Die Erfindung betrifft eine optische Abtasteinrichtung, in welcher ein Hologramm-Aufzeichnungsteil gedreht wird, um
einen optischen Lichtpunkt durch Beugung auf der Abtastfläche zu bewegen.
Im allgemeinen wird bei einer optischen Abtasteinrichtung dieser Art ein Hologramm-Aufzeichnungsteil oder ein Drehteil
verwendet, an dessen Umfang eine Anzahl Interferenzstreifen, die durch eine Interferenz zwischen Kugelwellen
oder durch eine Interferenz zwischen einer Kugelwelle und einer ebenen Welle gebildet sind, aufgezeichnet werden. Während
ein Laserstrahl in einer vorbestimmten Richtung auf das Aufzeichnungsteil aufgebracht wird, Wird dieses gedreht, wodurch
ein optischer Punkt auf der Abtastfläche durch eine Hologrammbeugung verschoben wird.
Um mit der optischen Abtasteinrichtung einen optischen Punkt an einer vorbestimmten Stelle in der Hilfsabtastrichtung auf
der Abtastfläche zu schaffen, muß der Einfallswinkel des Laserstrahls bezüglich der Hologrammflächen des Hologramm-Aufzeichnungsteils
immer unverändert beibehalten sein. In diesem Fall ergeben sich durch die Lichtquelle keine Schwierigkeiten,
da sie feststeht. Das Hologramm-Aufzeichnungsteil
83GÖ37/0767
OBlQlNAL INSPECTED
neigt dazu, bezüglich seiner Drehachse zu schwingen, da es in Form eines rotierenden Mechanismus ausgeführt ist. Folglich
kann das Hologramm-Aufzeichnungsteil eine Störung hervorrufen,
durch die der Einfallswinkel des Bestrahlungsstrahls bezüglich der Hologrammfläche abgelenkt wird, wodurch dann die
Lage des optischen Punktes in der Hilfsabtastrichtung verschoben
wird.
Der folgende technische Vorschlag ist in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 15155/1978 beschrieben. Wenn gemäß
diesem Vorschlag die Hologrammfläche um die Einfalls- bzw. Auftreffstelle eines aufgebrachten Strahls geneigt ist, wird
die Bedingung, daß der Winkel des Beugungsstrahls unverändert erhalten bleibt, durch eine Analysis erhalten. Entsprechend
der auf diese Weise erhaltenen Bedingung wird der Winkel des Bestrahlungsstrahls bezüglich der Hologrammfläche gleich
dem Winkel des Beugungsstrahls gemacht, so daß, selbst wenn die Hologrammfläche geneigt ist, der Winkel des reproduzierten
Beugungsstrahls unverändert erhalten bleibt.
Wenn jedoch dieser Vorschlag bei der vorbeschriebenen optischen Abtasteinrichtung angewendet wird, ergeben sich folgende
Schwierigkeiten: In diesem Fall erfolgt die Neigung bzw. Schrägstellung der Hologrammfläche nicht bezüglich der Hologrammoberfläche
selbst.sondern bezüglich der Drehwelle des Hologramm-Aufzeichnungsteils.
Folglich kann der vorstehend angeführten Bedingung nicht genügt werden, und ein Verschieben der Abtast-
^83003770767
'OR!GÜÄ£? INSPECTED
τ-
- y-
3Q07794
teilung des
strahlenlage infolge einer Neigung oder Schrägstellung des
Hologramm-Aufzeichnungsteils kann nicht überall verhindert werden.
Dies wird nachstehend anhand der Fig. 1 erläutert. Hierbei soll ein konisches Hologramm-Aufzeichnungsteil 1 um den
WinkelΑΘ bezüglich dessen Drehachse 2 geneigt sein. In diesem
Fall ist die Hologrammfläche 3 auch unter dem Winkel Δ. θ
geneigt, und gleichzeitig wird eine Stelle 0, an welcher der Hauptstrahl eines Objektlichtes aufgezeichnet wird, (bzw.
werden soll) zu einer Stelle 0* verschoben. Wenn in diesem Fall das Hologramm so eingestellt ist, daßjwie bei dem Vorschlag)
der Einfallswinkel des Bestrahlungsstrahls gleich dem Winkel des Beugungsstrahls ist (d.h. der Einfallswinkel eines
Gegenstandslichtes und der Einfallswinkel eines Bezugslichtes zum Aufzeichnen eines Hologramms sind einander gleich und
bilden auf beiden Seiten eine Senkrechte zu der Belichtungsfläche) dann wird, selbst wenn die Hologrammflache 3 umA®
geneigt ist, der Winkel des durch die Schrägstellung gebeugten Hauptstrahls unverändert gehalten, und folglich sind die
Linie PO und P1O parallel zueinander. Folglich wird der optische
Abtastpunkt von der Stelle P zu der Stelle P1 verschoben.
Wenn, wie aus der vorstehenden Beschreibung zu ersehen ist, das Hologramm-Aufzeichnungsteil bezüglich seiner Drehachse
durch mechanische Erschütterungen u.a. schräg gestellt wird, dann wird der optische Punkt in der Hilfsabtastrichtung ver-
— 7 —
030037/0767
- Y-
schoben, mit dem Ergebnis, daß der Abtastlinienabstand ungleichmäßig
ist.
Die Erfindung soll daher eine optische Abtasteinrichtung schaffen,
in welcher eine Hologramm-Aufzeichnung so durchgeführt wird, daß, selbst wenn das Hologramm-Aufzeichnungsteil bezüglich
seiner Drehwelle geneigt oder schräggestellt ist, der optische Abtastpunkt nicht verschoben oder versetzt wird. Gemäß
der Erfindung ist dies bei einer optischen Abtasteinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die Merkmale im
kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.
Gemäß der Erfindung ist eine optische Abtasteinrichtung ,bei
welcher ein optischer Punkt auf der Abtastfläche durch Drehen eines Hologramm-Aufzeichnungsteils, auf welchem ein Hologramm
aufgezeichnet wird, in der Weise verbessert, daß zum Aufzeichnen eines Hologramms der Einfallwinkel des Hauptstrahls eines
Objektlichts und der Einfallswinkel des Hauptstrahls eines Bezugslichts so festgelegt sind, daß sie einer ganz bestimmten,
im Anspruch 1 angegebenen Bedingung genügen, wodurch dann, selbst wenn das Hologramm-Aufzeichnungsteil schräggestellt
ist, der optische Punkt nicht verschoben wird.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:
630037/0767
Fig.1 zur Erläuterung eine Darstellung, in
welcher die Verschiebung eines optischen Abtastpunktes aufgrund der Neigung
oder Schrägstellung eines Hologramm-Aufzeichnungsteils
in einer herkömmlichen optischen Abtasteinrichtung dargestellt ist;
Fig.2 zur Erläuterung eine Darstellung/ in
welcher die Anordnung einer Ausführungsform einer optischen Abtasteinrichtung
gemäß der Erfindung dargestellt ist, mit welcher ein Hologramm aufgenommen wird;
Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht eines Teils
eines Hologramm-Aufzeichnungsteils;
Fig.4 zur Erläuterung eine Darstellung f in wel
cher die Verschiebung eines optischen Abtastpunktes aufgrund der Schrägstellung
des Hologramm-Aufzeichnungsteils während der optischen Abtastung mit
einer so wie in Fig.2 angeordneten Einrichtung dargestellt ist;
Fig.5 eine Kurvendarstellung, in welcher ver-
830Ö37A0767
schiedene Kennlinien dargestellt sind, welche die Verschiebungen des optischen
Punkts darstellen, wenn das Hologramm-Aufzeichnungsteil
geneigt oder schräggestellt ist.
In Fig.2 ist die Anordnung einer Ausführungsform einer optischen
Abtasteinrichtung gemäß der Erfindung dargestellt, welche ein Hologramm auf ein Hologramm-Aufzeichnungsteil aufzeichnet.
In Fig.2 ist ein rotierendes Teil 1 transparent bzw. durchsichtig,
hohl und kegelstumpfförmig ausgebildet und weist eine Drehachse 3 auf. Die Innenseite (oder die Außenseite) des rotierenden
Teils 1 ist mit einem photoempfindlichen Teil 2 versehen. Ein Objektlicht Ln und ein Bezugslicht Ln werden gleichzeitig
in der Weise aufgebracht, daß '.die Hauptstrahlen vorbestimmte
Winkel α' und ß1 bezüglich einer Senkrechten an demselben
Punkt O an der Innenwand des rotierenden Teils 1 bilden, um dadurch eine Hologramm-Aufzeichnung durchzuführen. In diesem
Fall ist das Objektlicht Ln eine Kugelwelle, welche an dem Mittelpunkt
P einer Abtastfläche 4 konvergiert, und das Bezugslicht L ist eine Kugelwelle, welche von einem Punkt Q an der
Drehachse des rotierenden Teils 1 emittiert wird. In Fig.2 sind das Objektlicht Ln und das Bezugslicht Ln nur mit ihren
Hauptstrahlen wiedergegeben.
- 10 -
Ö300S7/0767
In Fig.3 ist eine vergrößerte Darstellung eines Teils des rotierenden
Teils (in Fig.2) wiedergegeben, auf welchem ein Hologramm aufgezeichnet wird. In Fig.3 ist mit n~ der Brechungsindex
in Luft, mit n1 der Brechungsindex des photoempfindlichen
Teils 2, und mit n~ der Brechungsindex -des rotierenden
Teils 1 bezeichnet. Die Brechungswinkel α und β der Hauptstrahlen des Objektlichts L_ und des Bezugslichts LR an
dem photoempfindlichen Teil 2 lassen sich durch die folgenden Gl.'en (1) bzw. (2) darstellen:
-1 n0
α = sin" '( — sin α1) (1)
α = sin" '( — sin α1) (1)
n1
-1 n0
β = sin '(— sin ß1) (2)
β = sin '(— sin ß1) (2)
n1
wobei α1 und ß1 die Einfallswinkel des Objektlichts bzw. des
Bezugslichts an dem photoempfindlichen Teil 2 sind.
Bei der optischen Abtasteinrichtung gemäß der Erfindung wird eine Hologramm-Aufzeichnung bei der vorbeschriebenen Hologramm-Auf
Zeichnungsanordnung auf derselben ümfangsflache des
rotierenden Teils 1 durchgeführt, um dadurch ein Hologramm-Aufzeichnungsteil
oder -medium zu schaffen.
Bei einer optischen Abtastung mit dem auf diese Weise ausgebildeten
Hologramm-Aufzeichnungsteil wird, während das rotierende
Teil durch einen (nicht dargestellten) Antriebsmotor fortlaufend um seine Drehachse 3 gedreht wird, ein reprodu-
0^0037/0767
zierender Strahl B (der nur durch seinen Hauptstrahl wiedergegeben
ist) in derselben Richtung wie die des vorerwähnten Bezugslichts L_, und um die Hologrammstelle O herum aufgebracht
(wobei der Strahl B kleiner als das Lichtbündel des Bezugslichts L0 ist). Folglich wird ein Teil des Objektlichts Ln zum
Zeitpunkt einer Hologramm-Aufzeichnung reproduziert bzw. wiedergegeben,
wodurch ein optischer Punkt P auf der Abtastfläche gebildet ist. Wenn das rotierende Teil 1 gedreht wird, wird
der optische Punkt P ständig auf der Abtastfläche 4 in der Hauptabtastrichtung bewegt.
Es wird nun angenommen, daß, während das rotierende Teil 1 angetrieben
wird, dieses rotierende Teil 1 um einen WinkelAe bezüglich
seiner Drehachse aufgrund der mechanischem Schwingung des rotierenden' Teils 1 oder eines Halterungsfehlers geneigt
bzw. schräggestellt ist. In diesem Fall wird dann die Stelle auf dem Hologramm, an welcher der Strahl B aufgebracht ist, zu
einerm Punkt O" verschoben, mit der Folge, daß der wiedergegebene
optische Punkt von einer Stelle P zu einer Stelle P1 oder
um einen Strecke Ah in der Unterabtastrichtung verschoben
wird. Die Beziehung zwischen den Werten -Δθ und Δ h lautet
dann:
cos α
wobei r der Abstand zwischen der Stelle O,an welcher der
Hauptstrahl des Hologramm-Objektlichts aufgezeichnet wird,
- 12
G3ÖÖ37/0767
007794
und der Drehachse 3 ist und f der Abstand zwischen der Stelle O und der Abtastfläche 4 ist.
Mit der optischen Abtasteinrichtung gemäß der Erfindung kann durch Anwenden der Beziehung (3) eine Hologramm-Aufzeichnung
in der Weise durchgeführt werden, daß, selbst wenn das rotierende Teil 1 um einen Winkel A θ geneigt ist, die Hologramm-Aufzeichnung
kaum beeinflußt wird und die Verschiebung A n
des optischen Punktes null wird.
Damit die Verschiebung Ah immer null wird, sollte, wenn der
Winkel A θ ist, der sich nicht auf Δ θ beziehendeAusdruck in
( ) der Beziehung (3) null sein. Das heißt:
r+f . =
cos α
cos α
Folglich ist dann:
r 2
cosß = cosa(1 + -ψ cos α) (5)
cosß = cosa(1 + -ψ cos α) (5)
Wenn somit der Einfallswinkel α des Hauptstrahls des Objektlichts
L0 und der Einfallswinkel β des Hauptstrahls des Bezugslichts
Lx, während der Hologramm-Aufzeichnung so eingestellt
werden, daß der Bedinung (5) genügt ist, dann kann die Verschiebung des optischen Punktes P auf der Abtastfläche auf
ein Minimum eingestellt werden, selbst wenn das rotierende Teil während der Wiedergabe schräggestellt ist.
- 13 -
630037/0767
ORIGINAL INSPECTED
fit
In der folgenden Tabelle sind die Einfallswinkel der Hauptstrahlen
des Objektlichts L0 und Bezugslichts L angegeben,
welche aus der Gl.(5) mit r 50mm und f = 500mm erhalten werden :
α | 11 | ß |
25,0° | ι 21 | ,26° |
30,0° | ; 29 | ,41° |
35,0° | 35 | ,06° |
40,0° | 42 | ,81° |
45,0° | 47 | ,06° |
50,0° | 53 | ,98° |
55,0° | 59 | ,67° |
60,0° | ,17° | |
Fig.5 zeigt die Verschiebungen des optischen Punktes, wenn
das Hologramm-Aufzeichnungsteil (das rotierende Teil 1) in
der optischen Abtasteinrichtung gemäß der Erfindung schräggestellt ist. Insbesondere stellt die Kurve A eine (Δθ-ah)-Kennlinie
bei α = 45,0° und β = 42,6° in der Hologramm-Aufzeichnungsanordnung.,.für
r=50mm und fi=500mm dar, während die Kurve B eine (Δθ-ah)-Kennlinie bei α = 25,0° und β = 11,26° in
derselben Hologramm-Aufzeichnungsanordnung darstellt. In
Fig.5 gibt ferner die Kennlinie C die Verschiebungen des op-
ÖS0Ö37/0767
tischen Punktes bei α = 45,0° und β = 45,0° wieder, wenn eine
Hologramm-Aufzeichnung mit α = β in herkömmlicher Weise durchgeführt
wird.
Wie aus Fig.5 zu ersehen^ist, derEinfluß der Verschiebung des
optischen Abtastpunktes infolge der Schräg§tellung des Hologramm-Aufzeichnungsteils
in der optischen Abtasteinrichtung gemäß der Erfindung viel geringer als die bei der herkömmlichen
Einrichtung.
Obwohl die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausfürhungsform beschrieben worden ist, ist sie selbstverständlich hierauf
nicht beschränkt. Das heißt, statt des konischen bzw. kegel stumpfförmigen Hologramm-AufZeichnungsteils kann genauso
gut auch ein konkaves oder konvexes Hologramm-Aufzeichnungsteil oder ein scheiben- oder trommeiförmiges Aufzeichnungsteil
verwendet werden. Außerdem kann statt des lichtdurchlässigen Hologramms genauso gut auch ein lichtreflektierendes
Hologramm verwendet werden.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung zu entnehmen ist, wird bei der optischen Abtasteinrichtung gemäß der Erfindung ein
Hologramm-Aufzeichnungsteil verwendet, auf welchem ein Hologramm
aufgezeichnet wird, wobei die Einfallswinkel (bezüglich der Hologramm-Aufzeichnungsfläche) der Hauptstrahlen des
Objekt- und des Bezugslichts der Gl.(5) genügen. Selbst wenn das Hologramm-Aufzeichungsteil aus irgendwelchen Gründen ge-
- 1-5 _
030037/0767
neigt oder schräggestellt ist, während es gedreht wird, wird der optische Abtastpunkt kaum verschoben, so daß
die optische Abtastung mit hoher Genauigkeit durchgeführt wird.
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Leerseite
Claims (7)
- DR. BERG DIPL -ING. STAPF DIPL.-ING. SCHWABE DR. DK. SANDMAIRPATENTANWÄLTE
Postfach 86 02 45-8000 München 86 oQU/ /9hAnwaltsakte: 30 746Patentansprüche1J Optische Abtasteinrichtung, bei welcher, während ein wiederzugebender Lichtstrahl auf die Hologrammflache eines Hologramm-Aufzeichnungsteils aufgebracht wird, an dessen Umfang ständig ein Hologramm aufgezeichnet wird, das Hologramm-Aufzeichnungsteil gedreht wird, um einen auf der Abtastfläche ausgebildeten, optischen Punkt zu verschieben, dadurch gekennzeichnet, daß beim Aufzeichnen eines Hologramms der Einfallswinkel (α) des Hauptstrahls eines Objektlichts {LQ) bezüglich eines photoempfindlichen Teils (2) und der Einfallswinkel (ß) des Hauptstrahls eines Bezugslichts (LR} bezüglich des photoempfindlichen Teils1 INSPECTED - 2 -• (019) M12 72 Telegramme: Bankkonten: Hypo-Btnk Manchen 4410122 850911273 BEROSTAPFPATENT München (BLZ 70020011) Swift Code: HYPO DE MMMU74 TELEX: »λλΛλ« innrtll ***a Vetetasbuik München 453100(BLZ 70020270)913310 0524560 BERO d 030037/0/ β/ Posticheck München 65343-808 (BLZ 70010080)so eingestellt werden, daß sie der folgenden Gleichung genügen, so daß, selbst wenn das Hologramm-Aufzeichnungsteil (1) bezüglich seiner Drehachse (3) geneigt ist, der optische Punkt nicht verschoben wird:cos3 = cosa(1 + §· cos α)wobei r der Abstand zwischen der Drehachse (3) des Hologramm-Auf zeichnungsteils (1) und dessen Hologramm-Fläche ist und f der Abstand zwischen der Abtastfläche (4) und der Hologramm-Fläche ist. - 2. Optische Abtasteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hologramm-Aufzeichnungsteil konisch oder kegelstumpfförmig ist.
- 3. Optische Abtasteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hologramm-Aufzeichnungsteil konkav oder konvex ist.
- 4. Optische Abtasteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hologramm-Aufzeichnungsteil scheibenförmig ist.
- 5. Optische Abtssteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hologramm-Aufzeichnungsteil trommelförmig ist.030037/076?
ORIGINAL INSPECTED - 6. Optische Abtasteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn ze ichnet, daß das Hologramm-Aufzeichnungsteil lichtdurchlässig ist.
- 7. Optische Abtasteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hologramm-Aufzeichnungsteil lichtreflektierend ist.Ö3Ö037/0767
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Legal Events
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---|---|---|---|
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Representative=s name: SCHWABE, H., DIPL.-ING. SANDMAIR, K., DIPL.-CHEM. |
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