SE443466B - Apparat for punktvis avsokning av en informationsyta - Google Patents

Description

2 rísagk lgzrngalotsen detektor. Pupillen i detta objektivsyštem år synlnetriskt belägen med avseende på del strålknippet av ordningen noll. Den största avläsbara spatial fre- kvensen för infonnationsstrukturen bestämmes av objektivsystemets uppl 'ósning. I fal- let med avläsning genom reflexion under användning av ett fokuserat avläsningsstrål- knippe kommer i det följande den maximala spatial frekvensen fc att benämnas som 'vanlig gränsfrekvens", vilken ges av sambandet 2 NA/Å , där NA representerar ob- jektivsystemets numeriska öppning och Ä avläsningsstrålknippets våglängd. _l~_'ör avläsning av en' uppteckningsbärare med en speltid av 30 min som roterar med varv/s och vars upprepningsperiod i spårstrukturens radiella riktning är 1,7/um, medan perioden för informationsområdena är av storleksordningen 1 /um, utnyttjas en helium-neonlaser som strålningskälla medÅ = 0,638 lum. Ett objek- tivsystem med NA= 0,4 skall då användas. Ett objektivsystem med sådan jämförelsevis stor numerisk öppning är förhållandevis dyrbart och, vilket är mera betydelsefullt, har jämförelsevis litet skärpedjup, exempel vis 4 lum. I så fall måste stränga krav ställas på det servosystem som användes i avsökningsapparaten för att bibehålla av- sökningsstrålknippet fokuserat på infonnationsytan.

Det är även känt att avläsa en uppteckningsbärare med hjälp av en halvledar- diodlaser, t.ex. en AlGaAs-diodlaser, vilken emitterar strålning med en våglängd av storleksordningen 0,88 lum. Om man med hjälp av en sådan diodlaser skall uppnå samma upplösning som med en helium-neon-laser måste ett objektivsystem med större numerisk öppning, t.ex. NA = 0,55, och därigenom mindre skärpedjup användas.

I sistnämnda fall skulle det vara önskvärt att minska objektivsystemets nume-_ riska öppning med bibehållen upplösning. ' I andra fall där en förhållandevis stor numerisk öppning ej innebär något stör- re problem skulle man vilja öka upplösningen med bibehållande av objektivsystemets numeriska öppning.

Ett uppfyllande av nämnda krav är betydelsefullt inte bara vid avsökning av kodad information som innehålles i en optisk struktur på en uppteckningsbärare, utan generellt av betydelse i de fall då optisk information avsökes punktvi s och omvand- las till en elektrisk signal som skall reproduceras vid annan tidpunkt eller på an- nat ställe. Exempel därpå är faximil anordningar eller anordningar varmed optiska representationer eller dokument omvandlas till televisionssignaler. Ändamålet med uppfinningen är att åstadkomma en avsökningsapparat som uppfyller ett eller båda nämnda krav.

För den skull är apparaten enligt uppfinningen kännetecknad av att observations- objektivsystemets pupill är anbringad asymmetriskt med avseende på ett delstrålknip- _pe av ordningen noll och ett delstrålknippe av första ordningen (b(+l,0); b(-l,0)) av den från informatíonsytan kommande strålningen, vilka strålknippen är överlagrade i detektoranordnïngens plan för att bilda ett interferenssmönster, och att detektor- anordningen innefattar en detektor med liten utsträckning i avsökningsriktningen i förhållande till interferensmönstrets period.

POOR QUALITY a 7903979-8 Förfarandet för informationsavsökningen i apparaten eniigt uppfinningen skiijer sig i två avseenden från det förfarande som användes i apparaten som är beskriven i "S.N:P.T.E. Journai“ voi. 85, sidorna 881-886. I den sistnämnda appraten beiyses observationsobjektivsystemet symmetriskt av deistrâiknippet av ordningen noii och den totaia stråiningsenergin som inkommer i objektivsystemet detekteras. I apparaten eniigt uppfinningen beiyses observationsobjektivsystemet asymmetriskt genom dei- stråiknippet av ordningen noii (D-deistråiknippet) och endast en mindre dei av strâiningsenergin som kommer från informationsytan och inkommer i objektivsystemet detekteras.

Förutom heia 0-deistrâiknippet inkommer även deistråiknippen av första ordning- en (1-deistrâiknippen) i observationsobjektivsystemet i den kända apparaten. I in- gångspupiiien tiii objektivsystemet överiappar deiar av 1-deistrâiknippena 0-dei- strâiknippet. Man utnyttjar därvid effekten att den totaia strâiningsenergin som passerar genom objektivsystemet och detekteras genom detektorn förändras under av- sökningen. Förändringen har sin grund i att fasiäget för 1-deistrâiknippena föränd- ras reiativt 0-deistråiknippets fasiäge. Denna förändring kan detekteras så iänge som 1-deistrâiknippena interfererar med 0-deistråiknippet inom observationsobjektiv- systemets pupiii. Om spatiaifrekvensen för infonnationsstrukturen är så hög att 1-deistrâiknippena faiier just utanför pupiiien och därigenom ej iängre någon inter- ferens erhâiies i pupiiien, så kommer ej iängre den totaia strâiningsenergin som infaiier på detektorn att variera under avsökningen och informationen kan ej iängre aviäsas. Därvid är den "vaniiga gränsfrekvensen" uppnådd.

Uppfinningen grundar sig på iakttageisen av förutom ovannämnda effekt även and- ra effekt erhâiies, nämiigen den att interferensmönstret för ett 1-deistrâiknippe och 0-deistrâiknippet "förfiyttas" under avsökningen, d.v.s. intensitetsfördeiningen i detektorns pian varierar med avseende på tiden. Denna variation kan detekteras medeist en smai detektor med en bredd av storieksordningen en haiv period av inter- ferensmönstret. Ett 1-deisträiknippe och noiia-deistrâiknippet behöver då ej iängre överiappa i observationsobjektivsystemets pupiii utan dessa deistrâiknippen kan pas- sera genom oiika deiar av pupiiien för att sedan kombineras i detektorns pian, i viiket man tiii föijd av avsökningsstråiknippets koherens erhåiier ett interferens- mönster. Det är då möjiigt att förskjuta observationsobjektivsystemet i avböjnings- riktningen för ett av 1-deistråiknippena, så att därigenom även vid spatiaifrekven- ser större än den vaniiga gränsfrekvensen detta deistrâiknippe tiii en dei fortfa- rande faiier inom observationsobjektivsystemets pupiii och kan bringas att interfe- rera med 0-deistrâiknippet.

Om informationsstrukturen utgöres av en strâiningstransmitterande struktur ut- nyttjas ett separat beiysningsobjektivsystem och ett separat observationsobjektiv- system. 7903979-8 4 Företrädesvis utgör informationsstrukturen på en uppteckningsbärare av en strålningsreflekterande struktur. I fallet med en ändamålsenlig infallsvinkel för avsökningsstrålknippet på infonnationsstrukturen är det då också möjligt att använda ett separat belysningsobjektivsystem och ett separat observationsobjektivsystem. Dä kan antingen upplösningen förbättras väsentligt med bibehållen numerisk öppning hos belysningsobjektivsystemet, eller också kan sistnämnda objektivsystems numeriska öppning minskas väsentligt med bibehållen upplösning.

Emellertid är ett föredraget utföringsexempel på en apparat enligt uppfinningen kännetecknat av att belysningsobjektivsystemet och observationsobjektivsystemet utgöres av ett och samma objektivsystem vars optiska axel är anordnad att bilda en spetsig vinkel med nonnalen till informationsplanet.

Fördelen med denna apparat är att den är av enkelt utförande och att det re- flekterade avsökningssträlknippet i stort sett passerar samma optiska element som avsökningsstrålknippet från strâlningskällan, varigenom vibrationer i de optiska elementen i strâlgângen väsentligen ej inverkar på den resulterande signalen.

För att öka signal- brusförhâllandet i den resulterande signalen kan apparaten enligt uppfinningen vidare kännetecknas av att ytterligare detekteror är anordnade på båda sidor om detektorn i avsökningsriktningen. De ytterligare detektorerna är var och en förskjutna relativt den mittersta detektorn och relativt varandra en sträcka lika med ungefär en halv period av interferensmönstret.

Uppfinningen kommer att beskrivas närmare nedan i anslutning till en apparat för avläsning av en rund, skivformad uppteckningsbärare och under hänvisning till ritningarna, där: jjg_l visar en förut känd apparat för avläsning av en uppteck- ningsbärare med en strålningsreflekterande informationsstruktur; fig_§ illustrerar läget av delsträlknippena av olika ordningar relativt observationsobjektivsystemets pupill i apparaten enligt fig 1; fig_§_visar läget av delstrâlknippena av olika ordningar relativt observationsobjektivsystemets pupill i en apparat enligt upp- finningen; figlåillustrerar principen enligt uppfinningen; fig_§ visar en apparat enligt uppfinningen för avläsning av en strâlningstransmitterande infonna- tionsstruktur; och fig 6 och 7 visar ett första och ett andra utföringsexempel på en apparat enligt uppfinningen för avläsning av en strâlningsreflekterande informa- tionsstruktur.

Fig 1 visar en rund skivfonnad uppteckningsbärare 1 i radiellt tvärsnitt. Spå- ren 2 i den reflekterande informationsytan 3, vilka spår innehåller informationsom- råden (ej visade) bildar rät vinkel med ritningens plan. Infonmationstrukturen kan innefatta en amplitudstruktur, varvid informationsområdena har annan reflexions- koefficient än ytan 3 i övrigt. Emellertid kan informationsstrukturen alternativt bestå av en fasstruktur såsom är visat i fig 1, varvid informationsområdena bildas av groparna i ytan 3. 7903979-8 Under avsökning roterar uppteckningsbäraren med hjäïp av en axeï 4 som drives av en rotationsmotor 5. En stråiningskäiia 6, t.ex. en heiium-neoniaser eiïer en haiviedardiodiaser, aistrar ett avsökningsstråiknippe b. En spegei 8 refiekterar detta stråiknippe ti11 ett objektivsystem 9, vilket är schematiskt visat genom en enda ïins. I stråigången för stråiknippet b finns en extra iins 7, viiken tiiiser att objektivsystemets pupi11 fy11es optima1t. På detta sätt aistras en avsöknings- fiäck V av minsta möjïiga stor1ek på infonnationsstrukturen.

Avsökningsstrå1knippet refiekteras genom informationsstrukturen och ti11 föijd av att uppteckningsbäraren roterar moduieras detsamma i överensstänmæise med föijden av informationsområden i ett spår som aviäses. Genom att förfiytta avsökningsfiäcken och uppteckningsbäraren radie11t inbördes med hjäip av förut kända och i samman- hanget ej visade organ kan he1a informationsytan 3 avsökas.

Det moduierade avsökningsstråiknippet passerar återigen objektivsystemet 9 och ref1ekteras av spegein 8. Stråïgången innefattar organ för att separera det modu- 1erade och det omoduierade stråiknippet. Dessa organ kan exempeivis innefatta ett poiarisationskänsiigt uppdeiningsprisma och en X/4-pïatta. För enkeihetens skuii har antagits i fig 1 att nämnda organ består av en haivgenomskiniig spegei 10. Denna spege1 ref1ekterar det moduierade avsökningsstråiknippet ti11 en stråiningskänsiig infonnationsdetektor 11. Utsignaien S1 från denna detektor är moduïerad i över- ensstämme1se med informationen som avsökes och kan tiiiföras en demodu1ator 12 i viïken signa1en behandias och ges iämpiig fonm för återgivning med hjäip av exempe1- vis en TV-apparat 13.

Deien av informationsytan i närheten av aviäsningsfiäcken V uppträder som ett tvâdimensione11t diffraktionsgitter, viiket uppdeiar det infa11ande avsökningsstråi- knippet i ett ej brutet 0-deistrålknippe och 1-de1strå1knippen som undergått bryt- ning samt även deïstråiknippen av högre ordning. 0-deïstråiknippet och deiar av de avböjda deistråiknippena inkommer återigen i objektivsystemet 9. I pianet för objektivsystemets utgångspupiii är centrumpunkterna för de oïika deistråiknippena åtskiïda. Fig 2 visar tiiiståndet i detta pian.

Cirkein 15 med centrum 18 representerar tvärsnittet av 0-deïstråiknippet i detta pïan. Cirkiarna 16 och 17, med centrumpunkterna 19 och 20, representerar tvär- snitten av de tangentieïit avböjda (+1,0) -och (-1,0)-deistrålknippena. X-axein och Y-axeln i fig 2 motsvarar tangentiairiktningen e11er avsökningsriktningen respektive den radieïia riktningen e11er riktningen tvärs avsökningsriktningen i informations- pianet 3. Eftersom endst tangentieiit avböjda stråiknippen är av intresse för den föreiiggande uppfinningen så bortses ifrån de radie11t avböjda deïstråiknippena.

Fig 2 representerar den streckade cirkein 21 objektivsystemets 9 pupi11. 1 det visade iäget i fig 1 uppfyiier 0-deistråiknippet heit och håïïet pupi11en, viiket 7903979-8 s innebär att cirklarna 15 och 21 sammanfaller i realiteten. Endast den del av strål- ningen som kommer från upptecknigsbäraren och faller inom pupillen utnyttjas för informationsavsökning. För avsökningsändamålet utnyttjas fasvariationerna i del- _ strâlknippena av ordningarna (+l,0) och (-1,0) relativt 0-delstrålknippet. I de skuggade områdena i fig 2 överlappar nämnda 1-delstrålknippen 0-delstrålknippet och interferens erhålles. Faslägena för 1-delstrålknippena varierar om avsökningsfläcken förflyttas relativt informationsspåret. Till följd härav kommer intensiteten för den totala strâlningsmängd som passerar genom objektivsystemts utgångspupill att för- ändras. ” När avsökningsfläckens centrum sammanfaller med centrum för ett infonna- tionsomrâde (eller grop) så råder en viss fasskillnad Y'mellan ett 1-delstrâlknippe och 0-delstrålknippet. När avsökningsfläcken förflyttas från ett första område till »ett andra omrâde komer fasläget för (+l,0)-delstrâlknippet att öka med 277 . Därför kan konstateras att vid avsökningsfläckens förflyttning i tangentiell riktning fas- läget för nämnda delstrålknippe relativt 0-delstrålknippet varierar med uit. Här angerhJ en tidsfrekvens som är bestämd genom spatialfrekvensen för informationsom- râdena och av avsökningsfläckens förflyttningshastighet längs ett spår. Fasläget É (+l,0) för (+l,0)-delstrålknippet relativt O-delstrålknippet kan då uttryckas enligt följande 0 (+l,0) =Y+wt.

Intensitetsvariationen till följd av interferensen mellan (+1,0)-delstrålknip- pet och 0-delstrålknippet kan detekteras genom en strålningskänslig detektor 23, vilken är visad genom streckade linjer i fig 2, varvid detektorn är belägen i planet för utgångspupillen eller en avbildning därav. För ett visst bestämt fasdjup hos informationsstrukturen för vilket gäller ?/= Tïradianer, blir intensitetsvariationen över utgångspupillen symmetrisk. Såsom är visat i fig 1 kan då de strålknippesdelar som passerar de två överlappningsomrâdena koncentreras mot en detektor. Den tidsbe- roende utsignalen från detektorn 11 kan då tecknas enligt S1- = Aff) . cosj”. cosWt, där A (öv) avtager med avtagande 7' . För ett visst bestämt fasdjup hos infonnations- strukturen är amplituden A( ï”) cos Hflkonstant. Frekvensen för signalen Si ges då av den momentant avsökta informationen.

Ovan har enbart delstrålknippen av första ordningen behandlats. Det inses att informationsstrukturen kommer att ge upphov till brytning av högre ordning. Strål- 7 7903979-8 ningsenergin i deistrâiknippen av högre ordning är ïåg och brytningsvinkïarna är så stora vid de höga spatiaïfrekvenserna för den här ifrågavarande informationsstruk- turen att endast en mindre dei av deistrâiknippena av högre ordning falier inom objektivssystemets 9 pupiii. För den sku11 kan inverkan av deïstrâïknippen av högre ordning försummas.

Det ovan beskrivna optiska avsökningssystemet har en viss gränsfrekvens fc.

Avståndet d meiian centrum 22 för objektivsystemets 9 pupi11 och centrumpunkterna 19 och 20 för 1-deïsträiknippena bestämmes genom f, där f representerar informa- tionsområdenas spatiaifrekvens 1 avsökningsriktningen. Fig 2 visar tiiiståndet då frekvensen f är något större än haïva gränsfrekvensen fc. Vid en ökning av fre- kvensen f förfïyttas (+1,0)-deistråiknippet åt höger och (-1,0)-deistrâiknippet åt vänster och sträckan d ökar. För ett visst värde på f, benämnt “den vaniiga gräns- frekvensen" fß, kommer cirkïarna 16 och 17 ej ïängre att skära cirkeïn 21 utan endast tangera densamma. 1-deistråiknippena passerar då ej iängre genom objektiv- systemets 9 pupi11 och dessa deistrâiknippen kan ej ïängre bringas att interferera med 0-deïstråiknippet i pupi11en. Informationen på uppteckningsbäraren kan då ej iängre avsökas genom detektering av den totaia stråiningsenergin som passerar genom objektivsystemets pupi11.

För det i fig 1 visade fa11et, där endast ett objektivsystem finns och fungerar som beiysningsobjektiv och som observationsobjektiv, ges den vaniiga gränsfrekvensen av uttrycket fc = 2 N.A./)\ Om, såsom är fa11et med avsökning av en strâiningstransmitterande upptecknings- bärare, ett separat beiysningsobjektiv och ett separat observationsobjektiv är anordnat så ges gränsfrekvensen av sambandet fc = (N.A.v + N.A.w)//\ där NAV och NAW representerar beiysningsobjektivets numeriska öppning respektive observationsobjektivets numeriska öppning.

Eniigt uppfinningen är observationsobjektivsystemet så anbringat att centrum 22 för detta objektivsystems pupiii ej iängre sammanfaiier med centrum 88 för 0-de1- strâiknippet utan istäiiet är förskjutet i riktning mot centrum 19 e11er 20 för endera av 1-deistrâiknippena. Härigenom uppnås att även vid spatiaifrekvenser större än den tidigare nämnda “vaniiga gränsfrekvensen" fc fortfarande en dei av ett 1-deistråiknippe passerar genom observationsobjektivsystemets pupiii. 7903979-8 ps Fig 3 visar tillståndet då pupillen 21 har förskjutits åt höger relativt det i fig 2 visade fallet. Sträckan d mellan centrum 18 för 0-delstrålknippet och cen-_ trumpunkterna 19 och 20 för 1-delstrålknippena och sålunda spatialfrekvensen för informationsomrâdena är väsentligt större än i fallet i fig 2 och skillnaden uppgår till ungefär en faktor 3. Spatialfrekvensen är ungefär 1,5 gånger gränsfrekvensen för systemet enligt fig 1 och 2. Oberoende därav faller en väsentlig del av (+1,0)-delstrålknippet inom observationsobjektivsystemets pupill. I detta fall infaller endast en del av 0-delstrålknippet i nämnda pupill medan (-1,0)-delstrål- knippet faller helt utanför pupillen.

Som framgår av fig 4 är de delar av 0-delstrålknippet b(0,0) och 1-delstrål- knippet b(+1,0) som faller inom observationsobjektivsystemets 25 pupill koncentre- rade på detektorplanet 26. Eftersom avsökningsstrålknippet är koherent kommer nämnda delar av strålningen att interferera i planet 26, varigenom ett intensitetsmönster I alstras, vilket varierar i X-riktningen såsom är visat genom kurvorna 27,28 och 29 i fig 4. Den heldragna kurvan 27 representerar intensitetsvariationen då avsöknings- fläcken är belägen exakt ovanför centrum av ett informationsområde. Om avsöknings- fläcken flyttas bort från detta centrum till ett efterföljande informationsområde kommer intensitetsmönstret för två konsekutiva tidslägen att variera enligt den streck-prickade kurvan 28 respektive den streckade kurvan 29. Under avsökningen kom- mer sålunda intensitetsmönstret att "förflyttas" över detektorplanet. Vid en smal detektor med fast läge, såsom exempelvis detektorn 30 i fig 4, kommer följaktligen den mottagna strålningsintensiteten att variera under avsökningen. Sålunda kommer utsignalen från denna detektor att variera i beroende av den momentant avlästa in- fonnationen.

Bredden av detektorn 30 skall vara liten jämfört med intensitetsmönstrets upp- repningsperiod. Intensitetsmönstrets period bestämmes genom den lokala spatialpe- rioden för de informationselement i infonnationsytan som skall avsökas. För en viss bestämd informationsstruktur i en uppteckningsbärare som skall avsökas eller för andra dokument eller optiska representationer som skall avsökas är spatialfrekven- serna kända. Härigenom kan detektorns 30 bredd anpassas i motsvarighet därtill.

Signalen från detektorn 30 kan tillföras direkt till en demodulator 12 på samma sätt som i fig 1. Signal-brusförhållandet i den avlästa signalen kan förbättras ge nom att två detektorer 31 och 32 anordnas på ömse sidor om detektorn 30 och på ett avstånd lika med ungefär halva perioden av intensitetsmönstret. Utsignalerna från dessa detektorer kan kombineras och subtraheras från signalen från detektorn 30 i en differentialförstärkare 33. Utsignalen från denna förstärkare tillföras i sin tur till ingången hos en demodulator 12.

I apparaten enligt uppfinningen belyses observationsobjektivsystemet under sned 9 7903979-8 vinke1,e11er asymmetriskt, genom 0-deistråiknippet. En parameter s kan införas som ett mått på förskjutningen mätt i p1anet för observationsoßjektivsystemets pu- pi11 av denna pupiiis centrum 22 reiativt centrum 18 för 0-deistråiknippet. Parame- tern s kan definieras som denna förskjutning e normaiiserad med haiva pupiiidiame- tern a, se fig 3. Vid symmetrisk beiysning av pupiiïen eniigt fig 2 gäiier s = 0.

För de i fig. 3 och 4 visade fa11en gä11er s = 1,5.

Gränsfrekvensen f'c för en avsökningsapparat med snedvinkiig bestråining av observationsobjektivsystemet ges av föijande uttryck I N.A.V + N.A. S u fc=---- (l+¶) firs<2.

För s = 1,5 och N.Av = N.A." gäiier att f'c = 3,5 N.A./?\ , d.v.s. 1,75 gånger den "vanliga gränsfrekvensen“ för apparaten eniigt figurerna 1 och 2.

För s = 2 passerar ingen strâining av O-deistrâiknippet genom observations- objektivsystemets pupiii, varigenom ingen interferens kan inträffa meiian 0-de1- strâiknippet och (+1,0)-deistrâiknippet. Om s är ungefär iika med 2 så biir den av detektorn 30 aistrade växeispänningssignaien iiten. I praktiken väijes därför ett s- värde iika med ungefär 1,5.

Fig 5 visar hur uppfinningen kan reaiiseras i en apparat för aviäsning av en strâiningstransmitterande uppteckningsbärare. I denna figur är uppteckningsbäraren representerad genom infonnationsytan 3. Avsökningsstråiknippet från en stråinings- käiia 34 fokuseras på denna yta tiii en avsökningsfiäck V genom beiysningsobjektiv- systemet 35. Bakom infonnationsytan 3 finns ett observationsobjektivsystem 25 vars optiska axei biidar en spetsig vinkei med beiysningsobjektivsystemets 35 axei. I denna figur och figurerna 6 och 7 är de optiska axiarna representerade genom streck-prickade iinjer. Ubservationsobjektivsystemet uppfângar en dei av strâiningen från deistråiknippet b(0,0) och av deistråiknippet b(-1,0) och koncentrerar dessa stråiningskomponenter och detektorns 30 pian där interferens erhâiies.

Fig 6 visar en dei av en apparat eniigt uppfinningen för avsökning av en strâi- ningsrefiekterande informationsyta. Mot bakgrund av det tidigare nämnda torde redo- visningen i denna figur vara sjäivkiar. Stråiningskomponenterna från avsöknings- stråiknippet som refiekterats genom informationsytan, viika komponenter bringats att interferera, är i detta faii spatieiit separerade från stråiningen som emitteras av strâiningskäiian. I motsats ti11 apparaten eniigt fig 1 behövs inga ytteriigare stråiningsuppdeiande organ.

I apparaten eniigt fig 5 och 6 kan observationsobjektivsystemet ha annan numerisk öppning än beiysningsobjektivsystemet. Det förstnämnda objektivsystemet 7903979-8 1° behöver i detta fall endast koncentrera en del av strålningen som kommer från in- formationsytan på detektorns 30 plan. Skärpedjupet för detta objektivsystem kan vara mindre än för belysningsobjektivsystemet, genom vilket en liten avsökningsfläck _ skall bildas på informationsytan. Genom att välja observationsobjektivsystemets nu- meriska öppning större än för belysningsobjektivsystemet kan upplösningen för det optiska avsökningssystemet ökas med bibehållen numerisk öppning hos belysningsobjek- tivsystemet och bibehållet s-värde.

Fig 7 visar en del av en apparat för avsökning av en strålningsreflekterande informationsyta, vilken innefattar endast ett objektivsystem som själv åstadkommer koncentrering av en del av delstrålknippet b(0,0) och av delstrålknippet b(-1,0) på detektorns plan. På liknande sätt som i apparaten enligt fig 1 kan de delar av del- strålknippena b(0,0) och b(-1,0) som passerar genom objektivsystemet 9 separeras från strâlknippet som emitteras av strålningskällan, exempelvis med hjälp av en hal vgenomski nlig spegel .

Anordningen i fig 7 är särskilt lämplig för avläsning med en diodlaser 36 som strålningskälla. Därvid kan man utnyttja den s.k. âterkopplingseffekten, vilken be- skrivits i bl.a. US patentskriften 3941945. Denna återkopplingseffekt innebär att strålning som reflekteras till diodlasern genom informationsytan kan ge upphov till ytterligare strålningsemission från diodlasern under vissa förutsättningar. Strål- ningen som emitteras av diodlasern blir då beroende av intensiteten i den till diod- lasern reflekterade strålningen och sålunda av den momentant avsökta informationen.

Variationen i strålningen som emitteras av diodlasern kan detekteras med en detektor 37 som är belägen bakom diodlasern. Variationen i diodlasern som förorsakas genom den avsökta informationen kan också detekteras genom uppmätning av variationen i diodlaserns elektriska motstånd. Därvid utnyttjas själva diodlasern som infonna- tionsdetektor. Eftersom öppningen genom vilken diodlasern emitterar sin strålning är liten så utgör diodlasern en lämplig detektor för en avsökningsapparat enligt upp- finningen. Eftersom dessutom framvägen för avsökningsstrålknippet är densamma som âtervägen blir diodlasern automatiskt väl inriktad och förekommande vibrationer av de optiska elementen i strålgången kommer ej att påverka detektorsignalen.

Eftersom en avsökningsapparat enligt uppfinningen utnyttjar interferensen mel- lan 0-delstrålknippet och 1-delstrâlknippet är apparaten lämplig för avläsning av djupa och grunda fasstrukturer och amplitudstrukturer.

En uppteckningsbärare med en optisk informationsstruktur som innehåller exem- pelvis ett televisionsprogram är företrädesvis försedd med ett s.k. skyddsskikt.

Detta består av ett strålningstransmitterande skikt av viss tjocklek, vilket säker- ställer att dammpartiklar, repor och liknande stannar kvar på lämpligt avstånd från den optiska informationsstrukturen. Dessa dammpartiklar och liknande kan då ej H 7903979-s väsentiigt påverka av1äsningsstrå1knippet som fokuserats på infofmationsstrukturen.

I det i fig 5 visade fa11et, där beïysningsstrâiknippet infa11er vinkeirätt mot upp- teckningsbäraren innebär ett sådant extra skyddsskikt inga tiiikommande probiem. I fa11et med snedvinkiigt infa11 för beïysningsstråïknippet mot uppteckningsbäraren, t.ex. såsom är visat i fig 6 och 7, kan skyddsskiktet ge upphov tili tiiikommande avvikeiser av typen coma och astigmatism i avsökningsfiäcken. Beiysningsobjektivsy- stemet kan korrigeras med avseende på dessa avvikeïser. Eme11ertid gä11er en sådan korrektion endast för ett visst snedvinkiigt ïäge av objektivsystemet reïativt upp- teckningsbäraren. Man måste då ti11se att detta snedvinkiiga ïäge bibehåïies med stor noggrannhet.

I det föregående har uppfinningen beskrivits mot bakgrund av en optisk avsök- ningsapparat. Det inses emeïïertid att uppfinningen även kan tiiiämpas i ett eïek- tronmikroskop genun den kïara anaiogi som råder me11an avsökning med ett Ijusstråi- knippe och ett e1ektronstrå1knippe. I ett sådant mikroskop kan då exempeïvis upplös- ningen ökas utan anpassning av ingående iinser.

Claims (3)

'7903979-8 |2 Patentkrav _

1. l. Apparat för punktvis avsökning av en informationsyta och speciellt en appa- rat för avläsning av en uppteckningsbärare med en optiskt avläsbar informations- struktur, vilken apparat innefattar en strålningskälla, ett belysningsobjektiv- system för fokusering av det från strålningskâllan emitterade avsökningsstrâl- knippet till en avsökníngsfläck på informatíonsytan, samt ett observationsob- jektivsystem för att koncentrera från informationsytan kommande strålning på planet För en strålningskänslig detektoranordning, k ä n n e t e c k n a d av att observationsobjektivsystemets pupill (Zl) är anbringad asymmetriskt med avseende på ett delstrålknippe av ordningen noll och ett sta ordningen (b(+l,0); b(-l,0)) avden från informationsytan (3) kommande strål- ningen, vilka strålknippen är överlagrade i detektoranordningens (ll; 30,3l,32; delstrålknippe av för- 36,37) plan (26) för att bilda ett interferens-mönster (I), och att detektoran- ordningen innefattar en detektor (llg 30,3l,32; 36,37) med liten utsträckning i avsökningsriktningen (X) i Förhållande till interferensmönstrets period.

2. Apparat enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a d av att belys- ningsobjektivsystemet och observationsobjektivsystemet bildas av ett och sam- ma objektivsystem (9) vars optiska axel bildar spetsig vinkel med normalen till informationsplanet (3) (fïg. 7).

3. Apparat enligt patentkravet l eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att ytterligare detektorer (3l,32) är anordnade torn (30) i avsökningsriktningen (X)I på ömse sidor om den nämnda detek-