JPS598804B2 - 線像形成装置 - Google Patents
線像形成装置Info
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- JPS598804B2 JPS598804B2 JP48143212A JP14321273A JPS598804B2 JP S598804 B2 JPS598804 B2 JP S598804B2 JP 48143212 A JP48143212 A JP 48143212A JP 14321273 A JP14321273 A JP 14321273A JP S598804 B2 JPS598804 B2 JP S598804B2
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- JP
- Japan
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- light
- filter
- line image
- lens
- image forming
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/42—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect
- G02B27/4233—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect having a diffractive element [DOE] contributing to a non-imaging application
- G02B27/4238—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect having a diffractive element [DOE] contributing to a non-imaging application in optical recording or readout devices
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Linear Or Angular Velocity Measurement And Their Indicating Devices (AREA)
- Optical Transform (AREA)
- Optical Head (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
従来、線像を得るためにシリンドリカル・レンズを平行
光束中に挿入し、その後に集光レンズを置き集光レンズ
の焦点面上に線像パターンを得る装置があつた。
光束中に挿入し、その後に集光レンズを置き集光レンズ
の焦点面上に線像パターンを得る装置があつた。
即ち、第1図において平行光束1は例えば負の屈折性を
持つシリンドリカル・レンズ2によりY方向のみ拡散さ
れ、集光レンズ3に到達する。今光束のX方向成分は何
らの拡散も受けていないので集光レンズ3の焦点面Fで
集光する。この時光束のY方向成分はシリンドリカル・
レンズ2により拡散されているので、集光レンズ3の焦
点面Fでは集光せず、シリンドリカルレンズ2と集光レ
ンズ3の合成焦点面F’に集光する。その結果F面とF
’面でそれぞれY方向とX方向に伸びた線像4と5が出
来る。またこの光学系はX方向とY方向の焦点面が異な
るので非点収差を持つた光学系であると云える。簡単に
云えばF面ではX方向に関しては焦点が合つているがY
方向に関しては焦点ボケをしているという事である。本
発明は上述の如き従来の線像形成装置の欠点を除去して
、ボケのない線像を得ると共に、線像の各部分において
強度がほぼ一定となる様な線像を得ることにある。以下
本発明を図面に従いその一実施例について説明するなら
ば、第2図において6はフィルターであり、このフィル
ターは斜線をほどこした光の遮蔽部1と該遮蔽部を切欠
除去して設けた複数個の幅2a、長さ2dの開口部8を
有して成るものであり夫々の開口部はその間隔を変えて
配置して成るものであり、従つて、このフィルターがも
つ空間周波数は変つているものである。
持つシリンドリカル・レンズ2によりY方向のみ拡散さ
れ、集光レンズ3に到達する。今光束のX方向成分は何
らの拡散も受けていないので集光レンズ3の焦点面Fで
集光する。この時光束のY方向成分はシリンドリカル・
レンズ2により拡散されているので、集光レンズ3の焦
点面Fでは集光せず、シリンドリカルレンズ2と集光レ
ンズ3の合成焦点面F’に集光する。その結果F面とF
’面でそれぞれY方向とX方向に伸びた線像4と5が出
来る。またこの光学系はX方向とY方向の焦点面が異な
るので非点収差を持つた光学系であると云える。簡単に
云えばF面ではX方向に関しては焦点が合つているがY
方向に関しては焦点ボケをしているという事である。本
発明は上述の如き従来の線像形成装置の欠点を除去して
、ボケのない線像を得ると共に、線像の各部分において
強度がほぼ一定となる様な線像を得ることにある。以下
本発明を図面に従いその一実施例について説明するなら
ば、第2図において6はフィルターであり、このフィル
ターは斜線をほどこした光の遮蔽部1と該遮蔽部を切欠
除去して設けた複数個の幅2a、長さ2dの開口部8を
有して成るものであり夫々の開口部はその間隔を変えて
配置して成るものであり、従つて、このフィルターがも
つ空間周波数は変つているものである。
このフィルターは必ずしもこの様に光を遮蔽する部分と
透過する部分とからなる振幅型フィルターである必要は
なくこのフィルターを光透過物体で作り、振幅型フィル
ターにおけるスリット開口部と光遮蔽部に位相差をつけ
た所謂位相型フィルターも同様に使用出来るものである
。位相型フィルターを用いると、振幅型フィルターに比
して光量損失が少ないと言う利点を有する。本発明にお
いては第3図Aに示す如く、平行光束9をかかるフィル
ター五に照射し、かかるフィルター旦を通過した光束を
集束レンズ10により集束することにより、集点面11
[F]に於いて鮮明で且っ強度の一様なる線像を得るも
のである。
透過する部分とからなる振幅型フィルターである必要は
なくこのフィルターを光透過物体で作り、振幅型フィル
ターにおけるスリット開口部と光遮蔽部に位相差をつけ
た所謂位相型フィルターも同様に使用出来るものである
。位相型フィルターを用いると、振幅型フィルターに比
して光量損失が少ないと言う利点を有する。本発明にお
いては第3図Aに示す如く、平行光束9をかかるフィル
ター五に照射し、かかるフィルター旦を通過した光束を
集束レンズ10により集束することにより、集点面11
[F]に於いて鮮明で且っ強度の一様なる線像を得るも
のである。
第3図Aに従い更に詳細に説明するならば、平行光束9
がフィルター旦を通過する際、該フィルターに設けたス
リット開口で回折を受けてY方向に拡がる。今説明を容
易にする為、フィルター6の3個所にフィルターの中に
含まれているスリットのうち、最少幅を持つスリツト1
2,13,14があるものとする。勿論その間にはスリ
ツト12,13,14と開口が同じか、より幅の広いス
リツト開口が並んでいるものである。スリツト開口12
を通つた光のうち、回折の影響を受けない光15と回折
の影響を受けて曲つた光16,17の3つの光について
考えてみる。
がフィルター旦を通過する際、該フィルターに設けたス
リット開口で回折を受けてY方向に拡がる。今説明を容
易にする為、フィルター6の3個所にフィルターの中に
含まれているスリットのうち、最少幅を持つスリツト1
2,13,14があるものとする。勿論その間にはスリ
ツト12,13,14と開口が同じか、より幅の広いス
リツト開口が並んでいるものである。スリツト開口12
を通つた光のうち、回折の影響を受けない光15と回折
の影響を受けて曲つた光16,17の3つの光について
考えてみる。
これらの光は集光レンズ10の焦点面Fでは、それぞれ
の光の角度成分が異なるので、Y方向の高さを異にして
F面と交わる。スリツト開口13,14からの光につい
ても全く同様の経過をたどるが、等しい角度成分の光は
、F面で一点に集まる。その後はそれぞれ発散して進み
、F面の後ですべての光が一点に集光するような事はな
い。また、X方向の光(図中の破線)もF面で集光し、
その後発散して進む。それ故集光する面はX.Y成分と
もF面のみである。上記の説明において、便宜土同じ角
度成分を持つた光は同じ点に集光すると説明したが、実
際は有限の広がりを持つ。即ち、回折を受けない光15
,18,19で作る点はB二図に示すようにY方向にl
と云う長さをもち、この長さはレンズ集光面におけ光分
布を示す第4図におけるY方向の長さに等しいものであ
る。回折を受けた光で結ぶ点は第4図における零次の横
にでる高次の回折光と云われるもので、本発明における
、線像の長さを規定するものではない。また、上記の説
明においては、スリツト開口が多数含まれたフイルタ一
を例に取つて説明したが、要するに、上記の説明でも判
るように、零次光(即ち、回折を受けず真すぐ進む光)
が集光レンズ10に広い範囲で入射すれば良いのである
から(シリンドリカル・レンズを用いた場合、直進する
光は集光レンズの中央部しかない)1コの矩形開口を使
用しても全く同様で光束はX方向もY方向もF面でしか
集光しない。(これは回折を受ける光は開口のエツジの
ごく近傍の光のみに限られるからである)第3図におけ
る焦点面11での光分布は次の様になる。
の光の角度成分が異なるので、Y方向の高さを異にして
F面と交わる。スリツト開口13,14からの光につい
ても全く同様の経過をたどるが、等しい角度成分の光は
、F面で一点に集まる。その後はそれぞれ発散して進み
、F面の後ですべての光が一点に集光するような事はな
い。また、X方向の光(図中の破線)もF面で集光し、
その後発散して進む。それ故集光する面はX.Y成分と
もF面のみである。上記の説明において、便宜土同じ角
度成分を持つた光は同じ点に集光すると説明したが、実
際は有限の広がりを持つ。即ち、回折を受けない光15
,18,19で作る点はB二図に示すようにY方向にl
と云う長さをもち、この長さはレンズ集光面におけ光分
布を示す第4図におけるY方向の長さに等しいものであ
る。回折を受けた光で結ぶ点は第4図における零次の横
にでる高次の回折光と云われるもので、本発明における
、線像の長さを規定するものではない。また、上記の説
明においては、スリツト開口が多数含まれたフイルタ一
を例に取つて説明したが、要するに、上記の説明でも判
るように、零次光(即ち、回折を受けず真すぐ進む光)
が集光レンズ10に広い範囲で入射すれば良いのである
から(シリンドリカル・レンズを用いた場合、直進する
光は集光レンズの中央部しかない)1コの矩形開口を使
用しても全く同様で光束はX方向もY方向もF面でしか
集光しない。(これは回折を受ける光は開口のエツジの
ごく近傍の光のみに限られるからである)第3図におけ
る焦点面11での光分布は次の様になる。
(1)式を計算すると
となる。
上式で用いたSはある開口の中心から他の開口の中心ま
での距離であり、pはsの存在する範囲を示す。今(2
)式において、スリツト開口が充分フイルタ一に含まれ
ているものとすると積分項は一定と考えても良く結果的
に光分布はとなる。
での距離であり、pはsの存在する範囲を示す。今(2
)式において、スリツト開口が充分フイルタ一に含まれ
ているものとすると積分項は一定と考えても良く結果的
に光分布はとなる。
これは開口2aのスリツトが光束中に置かれた場合の光
分布と一致する。またX方向の光分布はである。
分布と一致する。またX方向の光分布はである。
この時の零次の径は(3)と(4)からとなる。即ち、
上記のフイルタ一を用いる事により、X方向とY方向の
N.Aが異なつた矩形の集光レンズを用いたと全く同じ
効果を示し、第4図に示したような線状の光分布を得る
事ができるものである。
上記のフイルタ一を用いる事により、X方向とY方向の
N.Aが異なつた矩形の集光レンズを用いたと全く同じ
効果を示し、第4図に示したような線状の光分布を得る
事ができるものである。
上記のフイルタ一のスリツト開口幅2aを変化させた場
合も上記の効果と似た効果を示すことが判る。
合も上記の効果と似た効果を示すことが判る。
この時の光分布はY方向に関しては(3)式をaについ
て積分すれば良くで表わす事ができる。
て積分すれば良くで表わす事ができる。
(5)式のAはスリツト開口の幅の存在し得る範囲を示
すもので、(5)式の光分布の様子を第5図に示す。
すもので、(5)式の光分布の様子を第5図に示す。
(5)式で示す強度分布は、各スリツト開口による光分
布の重ね合せと考えることができる。
布の重ね合せと考えることができる。
第5図で破線で示したグラフは各スリツト開口による光
分布で、実線で示したグラフが各々を重ね合せたもので
、(5)式で示される光分布である。その広がりは、グ
ラフからも推測できるように最大の広がりを与えるスリ
ツト開口(この場合は、フィルタ一内に含まれているス
リツト開口の最小幅をもつもの)により決まる。この時
のx方向の光分布は(4)式とまつたく同じである。上
に述べたx方向とY方向が異つた矩形の集光レンズにそ
の全域にわたつて平行光束を照射するとその時のレンズ
の焦点面に現われる光分布はSlll(Is.alノ(
?)2で示される。
分布で、実線で示したグラフが各々を重ね合せたもので
、(5)式で示される光分布である。その広がりは、グ
ラフからも推測できるように最大の広がりを与えるスリ
ツト開口(この場合は、フィルタ一内に含まれているス
リツト開口の最小幅をもつもの)により決まる。この時
のx方向の光分布は(4)式とまつたく同じである。上
に述べたx方向とY方向が異つた矩形の集光レンズにそ
の全域にわたつて平行光束を照射するとその時のレンズ
の焦点面に現われる光分布はSlll(Is.alノ(
?)2で示される。
ここで、2aは1−6V
2π
開口径、K−ー、fはレンズの焦点距離、従つλfλ
て零次の径は、1x,.y−?で表わさ
MA,,74l
●――●−1J
れ、第4図に示す如くなり。
上で述べたスリツト開口を設けたときと同様に線像を得
ることが出来るものである。例えば波長4500λの光
を用い、X方向のN.Aを0.95とし、Y方向のN.
Aを0.10とすると、それぞれの方向の零次の径は、
となり、幅0.47μm1長さ4.5μmの線状の光分
布が得られることになる。
ることが出来るものである。例えば波長4500λの光
を用い、X方向のN.Aを0.95とし、Y方向のN.
Aを0.10とすると、それぞれの方向の零次の径は、
となり、幅0.47μm1長さ4.5μmの線状の光分
布が得られることになる。
ノ
以上述べた如く本発明によるならばボケのない強度の一
様な線像を得ることが出来るものであるが、上述の如き
線像形成装置を線像記録装置に適用した場合について更
に詳細に説明する。
様な線像を得ることが出来るものであるが、上述の如き
線像形成装置を線像記録装置に適用した場合について更
に詳細に説明する。
第6図において高輝度光源、例えばレーザー光源20よ
り出たビーム21は、光変調器22により明暗の変調を
受ける。
り出たビーム21は、光変調器22により明暗の変調を
受ける。
ビーム21は、ビームエクスパンダ23で所望の太さに
広げられフイルタ一24により空間的に変調を受けた後
、ミラー25により下方へ向けられ集光レンズ26の焦
点面上に線状の光分布で集光する。27は円板状の記録
材で、常にレンズの焦点面に置かれるようになつており
、モータ28により回転する。
広げられフイルタ一24により空間的に変調を受けた後
、ミラー25により下方へ向けられ集光レンズ26の焦
点面上に線状の光分布で集光する。27は円板状の記録
材で、常にレンズの焦点面に置かれるようになつており
、モータ28により回転する。
またミラー25とレンズ26は、一体化されており、送
りネジ29によりガイド棒30に沿つて記録材の内側へ
と駆動される。その結果、円板記録材27には、線の連
りとして信号が螺線状に記録される。このような記録板
の代表的なものとしては、テレビ信号を記録するビデオ
・デイスクがある。また、この光学系で円周を何等分か
して線像パターンを記録すれば、モーターの回転検出等
に使われているロータリー・エンコーダーも容易に精度
良く作る事ができる。又、線像を上記の例とは別に、円
板の半径方向に垂直に記録することによつて新しい方式
によるロータリー・エンコーダーも作製可能となる。
りネジ29によりガイド棒30に沿つて記録材の内側へ
と駆動される。その結果、円板記録材27には、線の連
りとして信号が螺線状に記録される。このような記録板
の代表的なものとしては、テレビ信号を記録するビデオ
・デイスクがある。また、この光学系で円周を何等分か
して線像パターンを記録すれば、モーターの回転検出等
に使われているロータリー・エンコーダーも容易に精度
良く作る事ができる。又、線像を上記の例とは別に、円
板の半径方向に垂直に記録することによつて新しい方式
によるロータリー・エンコーダーも作製可能となる。
第7図に示すようにスリツト開口の幅が細い方から太い
方へと順序良く並んだフイルタ一31を用い、今第8図
に示すようにこのフイルタ一31を矢印Pの方向へ移動
させながら光変調器でビームをパルスでフイルタ一31
に当て、ミラー25とレンズ26を半径に添つて円板の
内側へ送る。この時に記録されるパターンは、フイルタ
一に含まれているスリツト開口が第7図のように順序正
しく並んでいるので、円板の外側から内側へ行くに従つ
て線が短くなつている。円板をステツプモータで断続的
に回転させ、上記の操作を繰返す事により、円板上に第
8図の如く、扇形状に半径方向に対し垂直な線像群を記
録する事ができる。今このようにして記録した円板37
を第9図に示すようにモーター(図示せず)に取り付け
、その全体または―部に光を透過させ、レンズ32の焦
点面33での光の分布を観測すると、円板に含まれた線
像群のスペクトルが、その線像部の向きと垂直の方向へ
輝線34となつて生じる。今この面に光検出器35を置
き、輝線34が光検出器35を横切る時間を測定する事
により、モーターの回転運動の様子が判る。このような
エンコーダーの長所は輝線は横ブレには不感で、回転運
動にのみ輝線34が回転して光検出器35を横切るので
被検モーターの軸と記録材27の中心との位置出しの精
度はいらない事である。これは輝線34の方向は記録材
27に含まれる線群の向きのみによつて定まるからであ
る。以上、本発明における線像を記録するための手段と
その原理、特徴、ならびに実施例を述べたが、本発明に
おいては、従来線像を記録するために取られていた方式
の欠点である線像のボケを解決し線像の強度を一様とす
るものである。
方へと順序良く並んだフイルタ一31を用い、今第8図
に示すようにこのフイルタ一31を矢印Pの方向へ移動
させながら光変調器でビームをパルスでフイルタ一31
に当て、ミラー25とレンズ26を半径に添つて円板の
内側へ送る。この時に記録されるパターンは、フイルタ
一に含まれているスリツト開口が第7図のように順序正
しく並んでいるので、円板の外側から内側へ行くに従つ
て線が短くなつている。円板をステツプモータで断続的
に回転させ、上記の操作を繰返す事により、円板上に第
8図の如く、扇形状に半径方向に対し垂直な線像群を記
録する事ができる。今このようにして記録した円板37
を第9図に示すようにモーター(図示せず)に取り付け
、その全体または―部に光を透過させ、レンズ32の焦
点面33での光の分布を観測すると、円板に含まれた線
像群のスペクトルが、その線像部の向きと垂直の方向へ
輝線34となつて生じる。今この面に光検出器35を置
き、輝線34が光検出器35を横切る時間を測定する事
により、モーターの回転運動の様子が判る。このような
エンコーダーの長所は輝線は横ブレには不感で、回転運
動にのみ輝線34が回転して光検出器35を横切るので
被検モーターの軸と記録材27の中心との位置出しの精
度はいらない事である。これは輝線34の方向は記録材
27に含まれる線群の向きのみによつて定まるからであ
る。以上、本発明における線像を記録するための手段と
その原理、特徴、ならびに実施例を述べたが、本発明に
おいては、従来線像を記録するために取られていた方式
の欠点である線像のボケを解決し線像の強度を一様とす
るものである。
第1図ABは従来の線像形成装置を示す斜視図、第2図
は本発明に適用するフイルタ一を示す正面図、第3図は
本発明による線像形成装置の説明に供する説明図、第4
図は第5図は光分布を示すグラフ、第6図は本発明によ
る線像形成装置を情報記録装置に適用した実施例を示す
説明図、第7図はフイルタ一の→実施例を示す正面図、
第8図はロータリーエンコーダーの作成を説明する説明
図、第9図は回転運動測定装置の説明図である。
は本発明に適用するフイルタ一を示す正面図、第3図は
本発明による線像形成装置の説明に供する説明図、第4
図は第5図は光分布を示すグラフ、第6図は本発明によ
る線像形成装置を情報記録装置に適用した実施例を示す
説明図、第7図はフイルタ一の→実施例を示す正面図、
第8図はロータリーエンコーダーの作成を説明する説明
図、第9図は回転運動測定装置の説明図である。
Claims (1)
- 1 遮光部と複数の細長い開口部より成る振幅型フィル
ター又は前記振幅型フィルターの機能と同様の機能を備
えた位相型フィルターを照明することにより、前記フィ
ルターで複数の回折光束を発生せしめ、集光光学系によ
り前記複数の回折光束を重畳して集光し、回折角の大き
な方向に伸びた像を形成する事を特徴とする線像形成装
置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP48143212A JPS598804B2 (ja) | 1973-12-19 | 1973-12-19 | 線像形成装置 |
US05/531,877 US4003636A (en) | 1973-12-19 | 1974-12-12 | Linear image forming apparatus |
DE19742460274 DE2460274A1 (de) | 1973-12-19 | 1974-12-19 | Geraet zur ausbildung eines linearen bilds |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP48143212A JPS598804B2 (ja) | 1973-12-19 | 1973-12-19 | 線像形成装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5093447A JPS5093447A (ja) | 1975-07-25 |
JPS598804B2 true JPS598804B2 (ja) | 1984-02-27 |
Family
ID=15333481
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP48143212A Expired JPS598804B2 (ja) | 1973-12-19 | 1973-12-19 | 線像形成装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4003636A (ja) |
JP (1) | JPS598804B2 (ja) |
DE (1) | DE2460274A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0414241Y2 (ja) * | 1984-09-26 | 1992-03-31 |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54153052A (en) * | 1978-05-22 | 1979-12-01 | Nec Corp | Light beam generator |
JPS5594832U (ja) * | 1978-12-26 | 1980-07-01 | ||
JPS5643611A (en) * | 1979-09-18 | 1981-04-22 | Nec Corp | Scanning optical system |
JPS5842756U (ja) * | 1981-09-18 | 1983-03-22 | 日本ビクター株式会社 | 回転検出装置 |
NL8104946A (nl) * | 1981-11-02 | 1983-06-01 | Philips Nv | Inrichting voor het uitlezen en/of inschrijven van een optisch uitleesbare informatiestructuur op een registratiedrager. |
US4806004A (en) * | 1987-07-10 | 1989-02-21 | California Institute Of Technology | Scanning microscopy |
JPS6425265U (ja) * | 1987-08-06 | 1989-02-13 | ||
US5291318A (en) * | 1992-11-02 | 1994-03-01 | Xerox Corporation | Holographic member for a real-time clock in a raster output scanner |
KR100832637B1 (ko) * | 2004-12-02 | 2008-05-27 | 삼성전기주식회사 | 차수 분리 및 다중빔 방식의 광변조기를 이용한 프린팅 장치 |
DE102014117613B4 (de) * | 2014-12-01 | 2018-04-12 | SECOPTA analytics GmbH | Laseranordnung und Verfahren zur Untersuchung eines Objektes |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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FR1243903A (fr) * | 1959-09-09 | 1960-10-21 | Saint Gobain | Filtre et procédé pour l'observation des objets de phase |
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- 1974-12-19 DE DE19742460274 patent/DE2460274A1/de not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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