DE2004243A1

DE2004243A1 - Bilderzeugende Einrichtungen

Info

Publication number: DE2004243A1
Application number: DE19702004243
Authority: DE
Inventors: Poole Kenneth Maxwell; Herriott Donald Richard; Alfred Zacharias
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1969-02-04
Filing date: 1970-01-30
Publication date: 1970-08-06
Also published as: JPS515539B1; GB1259588A; CH518598A; DE2004243B2; BE745399A; US3573849A; ES376372A1; IE33965B1; SE364784B; IE33965L; JPS5324791B1; FR2031275A5; NL7001270A; DE2004243C3

Description

WESTERN ELECTRIC COMPAMY Incorporated Herribtt u. a. 25-16-1 "*

New York, N. Y., 10007, VStA

Bilderzeugende Einrichtungen ·

Die Erfindung betrifft Wiedergabeeinrichtungen, insbesondere Einrichtungen zur Erzeugung von Bildern aus Informationen, die in einein Rechner oder einer-ähnlichen Speichereinrichtung gespeichert sind. . m

Die Herstellung von integrierten Halbleiter schaltkreisen erfordert die wiederholte Projektion von Lieht durch verschiedene Masken auf eine Halbleiterscheibe, die mit einer lichtempfindlichen Schicht überzogen ist. Nach jeder Belichtung und geeigneten Entwicklung bildet dann die Schicht selbst eine Maske/ die eine selektive Bearbeitung der Scheibe erlaubt, zum Beispiel durch Ätzen und Diffusion. ^

Das photolithographische Maskenbild kann durch einen Zeichner . vorbereitet und dann photographisch auf eine Größe verkleinert werden, die zur Herstellung der tatsächlichen Maske besser geeignet ist. Wenn die Maskenbilder zunehmend kompliziert und die Toleranzen der Abmessungen enger werden, sind ein

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sorgfältigerer Entwurf der Bilder und eine aufwendigere photographische Verkleinerungseinrichtung erforderlich, um die gewünschte Maske herzustellen.

Da die photolithographischen Masken nur aus lichtdurchlässigen und nichtlichtdurchlässigen Gebieten bestehen, wurde vorgeschlagen, daß das Maskenbild durch digitale Informationen

fe beschrieben wird, das heißt durch einen Zug von gespeicherten,

elektrischen Impulsen oder "bits", die jeweils aufeinanderfolgende Flecke auf einem Maskenbild darstellen, welche entweder lichtdurchlässig oder nichtlichtdurchlässig sind. Zum Beispiel kann ein positiver Impuls oder ein bit "l" einen lichtdurchlässigen Fleck darstellen, während das Nichtvorhandensein eines Impulses oder ein bit "θ" einen nichtlichtdurchlässigen Fleck darstellen kann. Die gespeicherte Information kann dann benutzt

^ werden, irgendeine Art von Faksimile so zu steuern, daß das

gewünschte Maskenbild wiedergegeben wird. Ein anderer Vorteil dieser Lösung besteht darin, daß bei neuen Rechnerverfahren der Rechner selbst die gewünschte Maskenform entwirft wie auch die Information speichert, die die Maske darstellt.

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Wenn einmal die digitale Information gespeichert ist, kann das Bild theoretisch auf verschiedene Weise wiedergegeben werden, z. B. durch Verwenden der Information zur Modulation eines abtastenden Elektronenstrahls·, wie bei der herkömmlichen Ferns ehwiedergabe. Untersuchungen haben jedoch gezeigt, daß derartige herkömmliche Verfahren nicht in der Lage sind, die hohe Auflösung oder Genauigkeit zu liefern, die zur Wieder--

gäbe der außerordentlich feinen Einzelheiten gewisser photo- M

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lithographischer Masken erforderlich sind.

Ziel der Erfindung ist es, Einrichtungen zu schaffen, die in der Lage sind, Bilder mit höher Auflösung wiederzugeben, die durch gespeicherte elektrische Informationen dargestellt sind; insbesondere Einrichtungen zu schaffen, die in der Lage sind, photolithographische Masken bilder zu erzeugen, '-■■■■':■ ■..'■■■ ■ ■■■■ ' ■ ι

-.'■Es:Würde festgestellt, daß ein abtastender Lichtstrahl, insbesondere ein durch einen Laser gebildeter Strahl, durch gespeicherteInformationen moduliert und ausreichend fokusiert werden kann, um eine genaue Wiedergabe mit.verhältnismäßig hoher Auflösung innerhalb einer ausreichend kleinen Zeit zu liefern. Ein sich drehender, vieleckiger Spiegel, der aus einer

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kreisförmigen Anordnung von Spiegelflächen besteht, wird in bekannter Weise verwendet, um den Lichtstrahl zum Abtasten eines lichtempfindlichen Mittels zu veranlassen* Selbstverständlich ist es wichtig* daß die modulierende Information mit der Abtastung des Lichtstrahls synchronisiert ist. Dies ist normalerweise bei der erforderliehen Genauigkeit schwierig, weil der sich drehende Spiegel von einem elektrischen φ Motor angetrieben wird.

Erfindungsgemäß wird der Lichtstrahl zunächst in zwei Komponenten getrennt, nämlich einem Schreibstrahl, der die gewünschte Information auf dem lichtempfindlichen Mittel aufs ehr eibt,und einem Kodierstrahl, der die Modulation des Schreibstrahls mit der Lage des Schreibstrahls synchronisiert. Beide Strahlen werden auf den sich drehenden, viel- ■' eckigen Spiegel in einer Ebene projiziert, die zur Drehachse

parallel liegt, sodaß sie synchron abtasten. Während der Schreibstrahl auf das lichtempfindliche Mittel gerichtet wird, wird der Kodierstrahl durch eine Codeplatte mit abwechselnd lichtdurchlässigen und nichtlichtdurchlässigen Gebieten reflek_r tiert, die jeweils einen aufeinanderfolgenden Abtastort darstellen. Der Kodierlichtstrahl, der durch die Codeplatte

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geht, wird von einem Photodetektor als Impulszug festgestellt, der als Codesignal zu einer Steuerschaltung übertragen wird, wo jeder Impuls des Codesignals ein entsprechendes Informationsbit zur Modulation des Schreibstrahls abgibt. Als Ergebnis moduliert jedes Informationsbit den Schreibstrahl an einem richtigen Punkt der Abtastungy ohne Rücksicht auf ungewollte Änderungen der Abtastgeschwindigkeit.

Obwohl der Code strahl die Modulation und die Abtastung synchronisiert, wird der Wirkungsgrad der Arbeitsweise vorzugsweise dadurch optimiert, daß die lineare Abtastgeschwindigkeit der Schreib Strahlabtastung auf dem lichtempfindlichen Mittel so gleichmäßig wie irgendmöglich gemacht wird. Da den sich drehenden Spiegel ein herkömmlicher Motor mit einer im wesentlichen konstanten Winkelgeschwindigkeit antreibt, ist die lineare Abtastgeschwindigkeit auf einem ebenen lichtempfindlichen Mittel bei Nichtvorhandensein einer Änderung nicht gleichmäßig. Eine Kompensation dieses Effekts geschieht dadurch, daß eine Ver ζ errang slinse zwischen den sich drehenden Spiegel und das lichtempfindliche Mittel in den Weg des Schreibstrahls eingeschaltet wird. Um die richtige Verzerrung zu erhalten, die eine gleichmäßige, lineare Abtastgeschwindigkeit ergibt, soll

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die Brennweite der Abtast3±nse proportional 0 /tan 0 sein, wobei 0 der Winkel zwischen der optischen Achse der Linse und dem reflektierten Schreibstrahl ist. Die Abtastlinse ergibt ferner eine gleichmäßige Fokusierung des Schreibstrahls auf dem lichtempfindlichen Mittel während der Abtastung.

Die Schreib- und Kodierstrahlen haben zweckmäßigerweise einen kreisförmigen Querschnitt. Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß bei hohen Anforderungen an die Auflösung es oftmals schwierig ist, die Codeplatte ausreichend frei von Fehlern herzustellen, weil die Breiten der nichtlichtdurchlässigen und lichtdurchlässigen Gebiete notwendigerweise klein sind. Jedoch hat man festgestellt, daß die Wirkung derartiger Fehler der Codeplatte im wesentlichen dadurch beseitigt werden können, daß ein bandförmiger Codestrahl verwendet wird und daß die nichtlichtdurchlässigen und lichtdurchlässigen Gebiete die Form von Streifen haben, die parallel zur Ebene des Codestrahls liegen. Hierdurch wird die Auftrefffläche des Codestrahls vergrößert, um die Wirkung der zufälligen Fehler mit kleiner Fläche zu verringern.

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■ ■

Das lichtempfindliche Mittel wird auf einem Tisch angeordnet _Λ der entweder nach jeder Abtastung in eine neue Lage weitei¹-geschaltet wird, oder der stetig bewegt wird. Die Kombination eines genauen Schrittmotors mit einer Führungsschraube hoher Präzision kann eine ausreichend genaue Steuerung aufeinanderfolgender Positionen des Tischs liefern, lh jedem FaE kann jedoch ein Interferometer benutzt werden, um die Tischbewegung zu überwachen und Abweichungen von der gewünschten Position festzustellen. Der Ausgang des Interferometers wird einem Rechner zugeführt, der ein analoges Signal erzeugt, das die Richtung und das Maß der Abweichung anzeigt* Das analoge Signal wird durch ein Galvanometer festgestellt, das eine Brechungsplatte im Weg des Schreibstrahls steuert, um den Schreibstrahl um einen Betrag abzulenken, der ausreicht, die Abweichung des lichtempfindlichen Mittels zu kompensieren. Im Fall des "stetigen Antriebs wird das analoge Signal Vorzugsweise ebenfalls benutzt, um einen langsamen Servomotor zu steuern, der den Tisch antreibt.

Das Maß, mit dem die Flächen des vieleckigen Spiegels genau symmetrisch sind, und das Maß der zulässigen Drehabweichungen des Spiegels hängt ebenfalls von der erforderliehen Auflösung ab.

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Offensichtlich werden bei zunehmend engeren, Toleranzen die Kosten der Herstellung von vieleckigen Spiegelanordnungen und die Anzahl der Ausschußanordnungen unerwünscht vergrößert.

Gemäß der Erfindung wird die Kompliziertheit der Herstellung dadurch verringert, daß anstelle von Spiegelflächen dachförmige ^ Reflektorprismen in der vieleckigen Spiegelanordnung verwendet

werden. Bekanntlich bestehen dachartige Reflektoren aus zwei reflektierenden Oberflächen, die in rechten Winkeln angeordnet sind derart, daß das ankommende Licht von beiden reflektierenden Oberflächen reflektiert wird. Jedes Dachprisma kann getrennt hergestellt werden, sodaß wenn irgendwelche unzulässigen Fehler auftreten, nur ein einziges Reflektorprisma ausgeschieden wird, und nicht die ganze vieleckige Spiegelanordnung. Die verschiedenen Prismen können dann auf der zylindrischen, vieleckigen Spiegelanordnung angebracht werden, wobei gezeigt werden kann, daß die Toleranz der Prismen für eine Fehlausrichtung größer als die Toleranz von ebenen Spiegelflächen ist. Überdies ist die Prismenanordnung in der Lage, größere Abweichungen in Drehrichtung zuzulassen als die vielflächige ebene Spiegelanordnung.

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Sachfolgend wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen besehrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine seheffiaiiscfee Darstellung eines Änsführungsb eispiels dea? Erfiiadung;

Fig. 2 eine graphische Darstellung der auf den

Photodetektor der Fig, 1 -auffallenden Lichtintensität, abhängig von der Zeit;

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Abtastlinse der Fig. 1;

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Teils

einer Codeplatte, die bei der Einrichtung der Fig. 1 verwendet werden kann;

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Interferometer. Servomechanismus-Einheit, die bei der Einrichtung der Fig. 1 verwendet werden kann;

Fig. 6

,_ schematische Darstellungen einer Dachreflektor-Prismenanordnung, die anstelle der ebenen Spiegelflächen der Einrichtung der Fig. 1 verwendet werden kann," - .
und

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Fig. 8 eine graphische Darstellung eines typischen

Teils des digitalen Ausgangs des Rechners der Fig. 1.

Die Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Bildgenerators zur Wiedergabe eines Bildes, das als elektrische Daten durch die Speichereinrichtung 11 auf einem geeigneten 4Ά Mittel wie ein magnetisches Band gespeichert ist. Das zu erzeugende Bild besteht nur aus lichtdurchlässigen und nichtlichtdurchlässigen Gebieten, es kann daher durch digitale Daten dargestellt werden. Zum Beispiel stellt ein positiver Spannungsimpuls oder ein bit "1" einen wiederzugebenden lichtdurchlässigen Fleck dar, während ein bit ¹¹O" oder das Nichtvorhandensein eines Impulses einen nichtlichtdurchlässigen Fleck darstellt. Die Information wird gegebenenfalls auf einer photographischen Platte 12 wiedergegeben, die dem von einem Laser 13 erzeugten Licht ausgesetzt wird. Ein Strahlenspalter 15 teilt das Licht des Lasers in einen Schreibstrahl und einen Kodierstrahl 17, die beide durch eine Abtastlinse auf eine sich drehende vieleckige Anordnung 19 gerichtet werden, die aus einer Vielzahl von Spiegelflächen 20 besteht.

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Eine Steuerschaltung 22 bewirkt periodisch, daß die elektronischen Daten von der Speichereinrichtung 11 zu einem optischen Modulator 23 übertragen werden, wo sie den Sehr eibstrahl 16 . -

intensitätsmodulieren. Da die modulierende Information digital ist, kann sie einfach dazu benutzt werden, den Strahl ein- und auszuschalten. Zum Beispiel kann ein bit "l" bewirken, daß der Schreibstrahl gesperrt wird, während ein bit "θ" zuläßt, daß der Schreibstrahl ohne Hindernis über den Modulator 23 über- Ji

tragen wird. ■

Die sich drehende Spiegelanordnung 19 wird durch einen elektrischen Motor 25 angetrieben, wobei dem Sehreib- und dem Kodier strahl aufeinanderfolgende Spiegelflächen 20 ausgesetzt werden. Da sich jede Spiegelfläche um eine Drehachse dreht, ändert sich der. Reflektionswinkel des Kodier- und des Schreibstrahls konstant, wobei bewirkt wird, daß die reflektierten χ Strahlen um einen vorbestimmten Winkel abgelenkt werden, bis eine: nachfolgende Spiegelfläche den Lichtstrahlen ausgesetzt wird. Der Schreibstrahl 16 wird durch einen Schlitz 26 in einer Maske 27 auf die photographische Platte 12 gerichtet, sodaß sie die photographische Platte periodisch abtastet. Der

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Kodierstrahll 7 wird andererseits durch einen Spiegel 29 aufgefangen, der ihn auf einen Photodetektor 30 richtet.

Ein Schrittmotor 31 bewegt die photographische Platte 12 periodisch relativ zum abtastenden Schreibstrahl 16. Der Motor 31 wird vorteilhafterweise durch ein Signal von der Steuerschaltung 22 in Tätigkeit gesetzt. Das heißt, nachdem diejenige Informationsmenge, die zur Modulation des Lichtstrahls während einer einzigen Abtastung erforderlich ist, durch die Steuerschaltung zum optischen Modulator 23 übertragen ist, wird die Abtastung beendet und ein Signal zum Motor 31 gegeben, das bewirkt, daß eine Führungsschraube 32 so gedreht wird, daß ein Tisch 33, der die photographische Platte 12 trägt, in eine Position weiterbewegt wird, die zur Aufnahme der nachfolgenden Abtastung des Schreibstrahls geeignet ist. Eine geeignete Einrichtung hält die Maske 27 in einer festen Lage, sodaß der Schreib schlitz 26 stets dem Abtaststrahl ausgesetzt ist.

Im Betrieb werden serienmäßig gespeicherte Daten, die eine Abtastung des photographischen Mittels darstellen, zum optischen Modulator 23 geleitet, wenn der Schreibstrahl 16 eine einzige

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Abtastung beginnt. Nach Beendigung dieser Abtastung wird der Motor 31 betätigt, um die photographische Platte weiterzubewegen, wobei ein neuer Informationszug zum Modulator übertragen wird,- wenn der Schreibstrahl die nachfolgende Abtastung beginnt. Es ist selbstverständlich wichtig, daß die Eingangsmodulationsinformation mit der Abtastung des Schreibstrahls synchronisiert ist, nicht nur um sicherzustellen, daß die Modulation zu Beginn jeder Abtastung anfängt, sondern auch um sicherzustellen, daß jedes Informationsquant oder bit den Schreibstrahl während des richtigen Teils der Schreibstrahlabtastung moduliert. Dies ist notwendig, weil u. a. ungewollte Geschwindigkeitsänderungen der sich drehenden Spiegelanordnung 19 bei einem System hoher Auflösung unzulässig groß werden können.

Der Zweck des Kodier Strahls besteht darin, den richtigen Synchronismus zwischen der Schreibstrahlmodulation und der Schreibstrahlabtastung aufrechtzuerhalten, sodaß jedes Informationsbit den Schreib strahl in genau dem richtigen Zeitpunkt im Verhältnis zur Schreibstrahlabtastung moduliert. Der Kodierstrahl 17 und der Schreibstrahl 16 werden auf den sich drehenden Spiegel 19 in einer Ebene projiziert, die parallel zur Drehachse ■

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des Spiegels liegt derart, daß sie in jedem Augenblick unter einem gemeinsamen Winkel von einer Spiegelfläche reflektiert werden und hierdurch die Abtastung synchron durchführen. Wenn der Schreibstrahl die photographische Platte abtastet, wird der Kodierstrahl vom Spiegel 29 reflektiert, um eine Codeplatte 34 abzutasten, die aus einer Folge von abwechselnd nichtlichtdurchlässigen und lichtdurchlässigen Streifen besteht. Der Kodierstrahl wird dann durch eine Linse 35, die eine Fresnel-Linse sein kann, auf den Photodetektor fokusiert.

Wegen der veränderlichen Übertragung durch die Codeplatte ändert sich die auf den Photodetektor auffallende Lichtintensität mit der Zeit, wie es durch die Kurve 37 der Fig. 2 dargestellt ist. Der Photodetektor gibt ein elektrisches Codesignal zur Steuerschaltung 22, das im wesentlichen die gleiche Form hat A wie das durch die Kurve 37 dargestellte Signal. Die Breite der

nichtlichtdurchlässigen und der lichtdurchlässigen Streifen der Codeplatte 34 ist so eingerichtet, daß sie jeweils einem Ort entsprechen, an dem ein einzelnes bit der Schreibstrahlinformation durch den Abtastschreibstrahl zur photographischen Platte übertragen wird. Dementsprechend ist die Steuerschaltung

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so aufgebaut, daß ein einzelnes^Informationsbit unter dem Einfluß eines einzigen Spannungsimpulses des Photodetektors" zum optischen Modulator 23 gegeben wird.

Diese Funktion wird durch die graphische Darstellung der Fig. 8 erläutert, die den zeitlichen Zusammenhang der Informationsimpulse 38 zu den Kodierimpulsen der Kurve 37 darstellt. Zum Beispiel gibt der erste positive Impuls der Kurve 37 ein bit ¹¹O" zum optischen Modulator, während der nachfolgende negative Impuls ein bit "1" zum Modulator gibt. Wenn somit irgendeine Änderung der Äbtastgeschwindigkeit des Schreibstrahls auftritt, ändert sich die Abtastgeschwindigkeit des Kodierstrahls in gleicher Weise. Damit wird die Kurve 37 der Fig. geändert und die zum Schreib Strahlmodulator übertragene Information bleibt in Synchronismus mit der Schreibstrahlabtastung.

Der Aufbau der Steuerschaltung 22 zur Durchführung der beschriebenen Funktionen liegt innerhalb der Kenntnis eines Fachmannes und wird daher hier im einzelnen nicht beschrieben. Die Schaltung kann typischerweise aus einem Schieberegister bestehen, das einen Informationsimpuls zug enthält, der durch jeden

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Impuls des Kodiersignals weitergeleitet wird, um ein Informationsbit an den Modulator zu geben. Es können geeignete Zähler und eine¹ iRiff er speicher" -Einrichtung verwendet werden, um die Übertragung der Information von der Speichereiarichtung 11 zum Schieberegister zu steuern. Die gespeicherte Information kann ein geeignetes Signal enthalten, das die Beendigung jeder Abtastzeile anzeigt, und das verwendet werden kann, um den Schrittmotor 31 in Tätigkeit zu setzen. Alternativ können geeignete Zähler benutzt werden, um nach dem Ende jeder Abtastung ein Betätigungssignal zu erzeugen. Es kann ein Mehrzweckrechner in einer Weise programmiert werden, die dem Fachmann klar ist, um die obigen Funktionen durchzuführen, wie auch andere Funktionen, z.B. die Fehlerfeststellung und Korrektur, wobei der Rechner eine sichtbare Darstellung liefern kann, nach der die Bilderzeugung überwacht werden kann.

Obwohl der Kodierstrahl die Modulation und die Abtastung synchronisiert, wird vorzugsweise die Wirksamkeit des Betriebs des Systems verbessert, indem die lineare Abtastgeschwindigkeit des Schreib Strahls auf dem lichtempfindlichen Mittel so gleichmäßig wie nur irgend möglich gemacht wird. Bei Nichtvorhandensein der Abtastlinse 18 ist die Abtastgeschwindigkeit des

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Schreib Strahls auf der photographischen Platte 12 nur dann im wesentlichen konstant, wenn die Platte eine gekrümmte Oberfläche hat, deren Krümmungsmittelpünkt auf der Drehachse des Spiegels liegt. Jedoch ist bei einer geeigneten Abtastlinse 18 die lineare Geschwindigkeit des Schreibsträhls auf der photographischen Platte im wesentlichen konstant, auch wenn diese. Platte eben ist. *

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In Fig. 3 bezeichnet 0 den Winkel zwischen der Reflektion des Schreibstrahls 16 und der optischen Achse OA der Linse. Wenn sich die vieleckige Spiegelanordnung 19 in der Richtung dreht, die durch den gebogenen Pfeil angegeben ist, tastet der Schreibstrahl die photographische Platte 12 in der Richtung ab, die durch den geraden Pfeil angegeben ist. Es kann gezeigt ' werden, daß bei konstanter Winkelgeschwindigkeit der Drehung des vieleckigen Spiegels die lineare Geschwindigkeit der Abtastung des Schreibstrahls konstant ist, wenn die Äbtastlinse 18 eine Brennweite P. L. hat,, die sich mit 0 nach der Beziehung

F. L. = k 0 /tan 0 (1)

ändert, wobei k eine Konstante ist. Es können zahlreiche andere Linsenanordnungen, die alle innerhalb der Kenntnis eines Fachmannes liegen, benutzt werden, um die Bedingung der Gleichung (1)

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zu erfüllen.

Die Abtastlinse 18 soll entweder ein Linsensystem oder eine optisch dicke Linse sein. In jedem Fall ist bekanntlich die Brennweite der Linse als Abstand zwischen der Linsenbrennebene und dem hinteren Knotenpunkt der Linse definiert. Eine gleichmäßige Fokusierung kann dadurch sichergestellt werden, daß das optische α System so aufgebaut wird, daß das auf den vieleckigen Spiegel

auftreffende Schreib strahllicht gesammelt wird, und daß die Brennebene der Linse 18 mit der Oberfläche des lichtempfindlichen Mittels 12 zusammenfällt. Unter diesen Bedingungen wird das Schreib strahllicht gleichmäßig auf die ebene Oberfläche des lichtempfindlichen Mittels fokusiert, trotzdem der Abstand zwischen der reflektierenden Spiegelfläche 20 und dem lichtempfindlichen Mittel sich ändert, wenn sich der Spiegel dreht. Die Gleichung (1) besagt, daß der Ort des Knotenpunkts der Linse und nicht die Brennfläche sich als Funktion von Theta ändert.

Die Sammlung des Schreib Strahllichts kann zweckmäßig erweise dadurch durchgeführt werden, daß der Schreibstrahl vor der Reflektion durch die Abtastlinse geleitet wird, wie es in der Zeichnung dargestellt ist, und daß der Schreibstrahl zu einer

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¹¹TaULe" in einer Ebene fokusiert wird, die mit der Brennebene der Abtastlinse zusammenfällt. Das aus der Linse 18 austretende und zum sich drehenden Spiegel geleitete Lacht wird dann gesammelt, wobei die genaue senkrechte Lage .. der reflektierenden Spiegelfläche; verhältnismäßig unwichtig·· ist. Diese Anordnung kann ferner benutzt werden, um Zeichen auf dem lichtempfindlichen Mittel richtig abzubilden. Wenn z. B» der Schreibstrahl so geformt ist, daß der Buchstabe "Aⁿ in einer Ebene abgebildet wird, .die.mit der Brennebene der Linse zusammenfällt, und-ineiner Ebene, die sich durch die Oberfläche des lichtempfindlichen Mittels erstreckt, wird dieser Buchstabe nach der Keflektion auf das lichtempfindliche Mittel in einem. Punkt abgebildet, der nur durch, den Winkel der Spiegelfläche bestimmt ist, und der von der senkrechten Lage der sich drehenden Spiegelfläche unabhängig, ist. ,....· "

In Fig* 1 haben der Schreibstrahl und der Kodier strahl zweckmäßigerweise kreisförmigen Querschnitt. Wenn eine ausreichend hohe Auflösung gefordert wird, ist es jedoch vorteilhaft, eine zylindrische Linse 39 in den Weg des Kodier Strahls 17 einzufügen, um den Kodierstrahl so zu verformen, daß er bandförmig ist.

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A. ·

Diese Anordnung ist nützlich, weil bei zunehmenden Anforderungen an die Auflösung die Breite der Codeplattenstreifen kleiner wird, und weil es wahrscheinlicher wird, daß irgendein Fehler in der Codeplatte ein unrichtiges Ausgangskodiersignal des Photodetektors ergibt.

3h Fig. 4 ist ein Teil der Codeplatte 34 dargestellt, die aus ab-α wechselnd lichtdurchlässigen Gebieten 40 und nichtlichtdurchlässigen Gebieten 41 besteht. Wenn eine geeignete Linse in den Codestrahlweg eingefügt ist, wird der Codestrahl 17 bandförmig, hat einen langgestreckten Querschnitt, wie es dargestellt ist, und tastet die Codeplatte in der durch den Pfeil dargestellten Weise ab. Diese Form des Strahls erhöht die Auftreff-Fläche der Codeplatte und verringert die Wirkung kleinflächiger Fehler. Zum Beispiel kann ein typischer Fehler 42 die gewünschte Lichtübertragung durch die Codeplatte stören, doch ergibt er nicht ein unrichtiges Codeausgangssignal, weil seine Fläche klein im Verhältnis zur Auf tr eff-Fläche des Codestrahls ist. Wenn andererseits der Codestrahl einen kreisförmigen Querschnitt hat, kann der Fehler einen unrichtigen Ausgang ergeben. Der geeignete Aufbau der Linse 39 zur Erzeugung eines bandförmigen Codestrahls liegt im KJenntnisbereich des Fachmannes.

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Fig. 5 zeigt, wie eine Brechungsplatte 45 in die Einrichtung der Fig. 1 eingebaut werden kann, um ungewollte Abweichungen beim Weiterbewegen der photographischen Platte 12 durch den Motor 31 zu kompensieren. Die periodische Weiterbewegung, des Tische 33, der die photographische Platte 12. trägt, wird durch ein Interferometer 46 festgestellt, das in bekannter Weise einen Lichtstrahl 47 von dem sich bewegenden Tisch reflektiert. Das Interferometer erzeugt ein Signal, das die Strecke der Bewegung des Tischs anzeigt, und das zu einer Steuerschaltung 48 übertragen wird, die unter dem Einfluß von Abweichungen eine Spannung erzeugt. Wenn der Tisch die gewünschte Lage überschritten hat, wird eine Spannung mit einer Polarität erzeugt, während eine Spannung der entgegengesetzten Polarität erzeugt wird, wenn er sich nicht genügend weit bewegt hat, wobei die Spannungsamplitude in jedem Fall eine Funktion der Abweichtmg ist. Die. Steuer spannungbetätigt ein Galvanometer 49, das die Brechungsplatte 45 in der einen oder der anderen Richtung bewegt, je nach der Polarität der erhaltenen Spannung. Wenn keine Abweichung vorhanden ist, wird kein Steuersignal erzeugt, die Brechungsplatte wird nicht grdreht und der Schreibstrahl 16 bleibt

unbeeinflußt. Wenn ein Steuersignal erzeugt wird, lenkt die gedrehte Brechungsplatte 45 den Schreib strahl 16 in der einen

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oder der anderen Richtung ab, tun die fehlerhafte Lage der photographischen Platte 12 zu kompensieren.

Interferometer, die in der Lage sind, die beschriebenen Punktionen durchzuführen, sind handelsüblich und werden daher nicht im einzelnen beschrieben. Grundsätzlich interferiert der reflektierte Strahl 47 mit einem Referenz strahl, um ein Inter-

tferenzgebiet jedesmal zu erzeugen, wenn sich die Weglänge des Strahls 47 um eine halbe Wellenlänge ändert. Durch Einfügen • einer Phasenverschiebung zwischen den beiden Strahlen und durch Vergleichen der Phasendifferenzen ist das Interferometer ferner in der Lage, festzustellen und anzuzeigen, ob die Weglänge des Strahls 47 kürzer oder länger geworden ist. Wenn es z.B. erwünscht ist, daß sich der Tisch um sieben Mikrometer nach links bewegt, wird die Weglänge des Strahls 47 um etwa 14 Wellenlängen verringert. Wenn alles in Ordnung ist, stellt das Inter-

ferometer 28 aufeinanderfolgende Interferenzgebiete fest und zählt sie , die ihrerseits von der Steuerschaltung 48 als richtige Zahl festgestellt werden, wobei kein Steuersignal zum Galvanometer übertragen wird. Wenn andererseits 30 Ihterferenzgebiete gezählt werden, wird ein Steuersignal erzeugt und der Schreibstrahl entsprechend abgelenkt. Wenn der Tisch zeitweise um

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seine gevniniscMe iLägfe SiäXvrhägtt isehwiiigt die St IH gleicher Weise* M eine köinßensierenäte Äbfehkung des --■"'■' ^:

Schreäksträhls zu ergeben* EaJi interferönieteiv das von der Pefkto-Elmer Cöinpany als |NFi*liFerooieter^ köminferzieal er*^;

häitllch ist, kann die besÄiefeeiieh Äiktionen dür Anfuhren ν ■"-.' ^r Dies Irrterferoinetef ist so äüigebautj daß \)ier^;3jnpjlSe ©der Zählüngeii je 3tater3ferenizgebiet erzeugt w^

Zählungen je Wellenlänge. ^;

Ein toterferometerzähler del?^ beschriebenen Art ist insbesondere geeignet, eine stetige Bewegung der phptographisßhen Platte zusteuern/ wenn dies gewünscht wird.Γ Der Motor 31 kann ein Schmalband -Servomotor geringer Geschwindigkeit sein, der durch den Ausgang der Steuersehältuiig 48 gesteuert "wird. Zusätzlich zum Antrieb der Breehuhgsplatte 45 stetijeM das Stöuersignal dann' auch'die Geschwindigkeit des Motors 31^ um eine gleichmäiöige, stetige Weiterteewegiaig des Tischs zu ergieben. Die stetige^ und nieütaife sehritt weise -W^lterbewegung der photogfäphischen Platte e^gitet «tee· SehrelföMrahlabtastüng^ die der Hasteraibiastüng des nerkÖMmlteken Pernsehens und der

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Es ist selbstverständlich wichtig, daß die vieleckige Spiegelanordnung mit Präzision hergestellt wird, und daß Exzentrizitäten der Drehung oder ein "Schlagen" vermieden wird, sodaß der Schreibstrahl 16 während jeder Abtastung genau durch den Schreibschlitz 26 projiziert wird. Die Erfahrung hat gezeigt, daß diese Anordnung am besten dadurch hergestellt werden kann, daß alle Spiegelflächen 20 auf einem einzigen Stück aus gegchmol-

f zener Kieselerde angeordnet werden. Eine derartige Technik hat

jedoch den Nachteil, daß die ganze Anordnung unbrauchbar werden kann, wenn nur eine der Spiegelflächen fehlerhaft ist.

Fig. 6 und 7 zeigen eine alternative, vieleckige Spiegelanordnung 50, die aus einer Vielzahl von dachartigen Reflektorprismen 51 besteht. Jedes Prisma besteht aus den reflektierenden Oberflächen 50, die im rechten Winkel angeordnet sind derart, daß ankommendes Licht 16 von beiden Oberflächen reflektiert wird, wie es schema- ^ tisch angegeben ist. Die vieleckige Spiegelanordnung 50 führt

dieselbe Funktion durch wie die Spiegelanordnung 19 der Fig. 1, d. h. sie reflektiert beim Drehen sowohl den Schreibstrahl als auch den Kodierstrahl derart, daß sie linear abtasten.

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Die Anordnung der Fig. 6 und 7 hat jedoch den Vorteil, daß jedes Prisma 51 unabhängig hergestellt werden kann, wobei nur ein einziges Prisma ausgeschieden wird und nicht die ganze vieleckige Spiegelanordnung, wenn ein unzulässiger Fehler auftritt. Die verschiedenen Prismen können dann auf einer gemeinsamen Unterlage 53 angeordnet werden, wobei gezeigt werden kann, daß die Toleranz der Prismen für eine

Fehlausrichtung größer als diejenige ebener Spiegelflächen M

ist. Ferner kann gezeigt werden, daß dfe Prismenanordnung in der Lage ist, größere Drehabweichungen oder ein "Schlagen" in gewissen Richtungen zuzulassen als die vielflächige ebene Spiegelanordnung der Fig. 1. Das Kriterium der Gleichung (1)

ist gültig, wenn dachartige Reflektoren benutzt werden. _Λ '

Die beschriebenen Ausführungen sollen nur Beispiele für die

Erfindung seiriV'Wehh auch die beschriebene, bilder zeugende i

Einrichtung auf digitale Signale anspricht, so kann öie doch auch auf gespeicherte, analoge Signale derart ansprechen, wie sie normalerweise bei der Faksimilewiedergabe benutzt werden.

Die Steuerschaltung 22 der Fig. 1 wird dann so aufgebaut, daß jeder Kodierstrahlimpuls der Kurve 37, die in Fig, 2 dargestellt ist, eine Zunahme des analogen Spannungssignals und nicht

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einen einzelnen Informationsimpuls abgibt. Während der
Kodierstrahl so dargestellt ist, daß er von derselben Spiegelfläche wie der Schreibstrahl reflektiert wird, so kann er doch auch von einem anderen Teil der Spiegelanordnung reflektiert werden. Ein sich drehender Spiegel kann selbstverständlich
anstelle der Brechungsplatte 45 der Fig. 5 verwendet werden.

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Claims

1.] Bilderzeugende Einrichtdngj bestehend aus Mittete Erzeugung eines Schreibstrahls aus Strahlungsenergie, . Mitteln um den Schreibstranl in einer Abtastfolge abzulenken und zu bewirken, daß ein lichtempfindliches Mittel abg.etäsiet^i^d₁,:Ii/ß£feehir_idie.a'ae einer itiformationsspeictier« einrichtung bestehen, um die Intensität des SchreibStrahls während jeder Abtastung des Schreib Strahls mit einem Signalzug zu modulieren, gekennzeichnet durch Mittel (13_>:15) um einen Kbdierstrahl aus Strahlung^energie zu erzeugen, Mittel (19) um den Kodierstrahl in Synchronismus mit dem Schreibstrahl abzulenken und Mittel (30, 22), die auf die Abtastung des Kodierstrahls ansprechen, um die Informationsspeichereinrichtung in Tätigkeit zu setzen, damit bewirkt wird, daß aufeinanderfolgende, gespeicherte Signalwerte den Schreibstrahl modulieren.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkmittel aus einem Teil bestehen, der eich um eine mittlere Achse dreht, und der eine Vielzahl von reflektierenden

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Oberflächen enthält, die sich um die Achse drehen, und ferner bestehend aus

Mitteln, um den Kodier- und den Schreibstrahl auf die sich drehenden, reflektierenden Oberflächen zu projizieren derart, daß die Ablenkung und die Abtastfolge der Schreibund der Kodiermittel im wesentlichen in Synchronismus sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch

eine Kodierplatte, bestehend aus einer Vielzahl von abwechselnd lichtdurchlässigen und nichtlichtdurchlässigen Gebieten, Mittel um den abgelenkten Kodier strahl durch die Codeplatte zu projizieren, derart daß der Kodier strahl die abwechselnd lichtdurchlässigen und nichtlichtdurchlässigen Gebiete abtastet und

die auf den Kodierstrahl ansprechenden Mittel aus einem ^ Photodetektor bestehen, der so eingerichtet ist, daß er

unter dem Einfluß der Lichtimpulsübertragung durch die Codeplatte Codesignale abgibt.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß der auf die Codeplatten auftreffende Kodierstrahl bandförmig

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ist, und

die abwechselnd lichtdurchlässigen und nichtlichtdürchlässigen Gebiete die Form von Streifen haben, die jeweils im wesentlichen parallel zur Ebene des bandförmigen Kodierstrahls liegen. .

5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet/daß der Signalzug, der den Lichtstrahl moduliert, die Form von digitalen Informationsbits hat, wobei jedes bit eines ersten Typs einen Fleck anzeigt, an dem das lichtempfindliche Mittel belichtet werden soll, und jedes bit eines zweiten Typs einen Fleck, an dem das lichtempfindliche Mittel nicht belichtet werden soll, und

die Codesignale jeweils Mittel darstellen, um ein Modulationsbit abzugeben, sodaß die Sehreibstrahlmodulationmit der Kodierstrahlabtastung in Beziehung gesetzt wird.

6. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtempfindliche Mittel im wesentlichen in einer Ebene angeordnet ist, die parallel zur Mittelachse des sich drehenden Teils liegt,

der Teil sich im wesentlichen in einer konstanten Winkel-

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geschwindigkeit dreht,

und Mittel, die bewirken, daß der Schreibstrahl das lichtempfindliche Mittel im wesentlichen mit einer konstanten linearen Geschwindigkeit abtastet, aus einer Abtastlinse bestehen, die zwischen dem sich drehenden Teil und dem lichtempfindlichen Mittel im Weg des Schreibstrahls angeordnet ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennweite F. L. der Abtastlinse im wesentlichen der Beziehung

F. L. = k 0 /tan 0

entspricht, wobei k die Konstante und 0 der Winkel zwischen dem reflektierten Schreibstrahl und der Brennachse der Abtastlixise ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Träger, um das lichtempfindliche Mittel zu tragen, wobei die Mittel, die bewirken, daß der Schreibstrahl das lichtempfindliche Mittel abtastet, Mittel enthalten, um den Träger in Bezug auf den Schreibstrahl zu bewegen.

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9» Einrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet düi?cfa « Mittel* um die Bewegungdes!Trägers zu in^ssen-unä Uni/ ein ICörreictürsighai zii erzeugen, dasein der f^ägerbewegung foil: einei?^ vörgeschriMienen di

und Mittel* um deiiSiin^eibstraM tinter^ deöi E3ü£Lüß Korrektursignals abztilenkenV sodäß ungewollte Bewegutt|en

des Trägers kompensiert werden. . M

10» Einrichtung nach Anspruch 9* dädiircli gekeiinzeichneti daß die Äblenkmittel aus einem optischen Element im Schreibstrahlweg bestehen, um den Schreibstrahl als !Funktion des Auftreffwinkels abzulenken, und aus einer Galvanometer-

ciÄii: einriehtung, um das optisdhe Element unter dem EmflLuß des Korrektursignals zu drehen.

11« Einrichtung iiäch Anspruch 2, dadurch gekeniizeichnet, daß der steh drehende Teil aus einer Vielzahl von dachartigen, -^^ reflektierettdeör Prismen besteht, die an dessen^^ Umfang i^;iarige"ordnet sind/-^; -■-■■-." ■·.-:.- ;..■■"..■■ ^^:--r

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12, Einrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch Mittel, um das lichtempfindliche Mittel im Verhältnis zum Schreibstrahl weiterzubewegen, und Mittel, die aus der Informationsspeichereinrichtung bestehen, um ein Betätigungssignal zu den Weiterbewegungs« mitteln am Ende jeder Abtastung des Schreib Strahls zu übertragen.

13. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel, die bewirken, daß der modulierte Lichtstrahl das lichtempfindliche Mittel abtastet, aus einem sich drehenden Teil bestehen, der eine Vielzahl von reflektierenden Oberflächen aufweist, die sich um eine Mittelachse drehen und nacheinander den Lichtstrahl auffangen und reflektieren, und

Mittel bewirken, daß der Strahl das lichtempfindliche Mittel mit im wesentlichen konstanter, linearer Geschwindigkeit und im wesentlichen konstanter Fokusierung abtastet, bestehend aus einer Abtastlinse zwischen dem sich drehenden Teil und dem lichtempfindlichen Mittel, die eine Brennweite F. L, hat, welche im wesentlichen der Beziehung

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F. L. = k Ό/tan 9

entspricht, wobei k eine Konstante und 0 der Winkel zwischen dem reflektierten Schreib strahl und der optischen Achse der Abtastlinse ist.

14. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel, die bewirken, daß der modulierte Lichtstrahl

das Uchtempfindliche Mittel abtastet, aus einem sich drehen- W

den Teil bestehen, der eine Vielzahl von reflektierenden Oberflächen aufweist, die sich um eine Mittelachse drehen, und die nacheinander den Lichtstrahl auffangen und reflektieren, und der sich drehende Teil aus einer Vielzahl von dachartigen Reflektorprismen besteht,

wobei jedes Prisma aus zwei reflektierenden Oberflächen besteht, die unter einem rechten Winkel angeordnet sind,

wobei die Prismen so angeordnet sind, daß Linien, welche M

die rechten Winkel der Prismen schneiden, im wesentlichen sämtlich die Mittelachse kreuzen.

15. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel bewirken, daß der Strahl das lichtempfindliche Mittel in einer ersten Richtung abtastet, daß Mittel das lichtempfind--

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liehe Mittel in einer zweiten Richtung bewegen, die aus einem Träger für das lichtempfindliche Mittel bestehen, und aus einem Interferometer, der Mittel bildet, um einen Lichtstrahl auf eine reflektierende Oberfläche des Trägers zu richten, um reflektiertes Licht vom Träger zu empfangen und um ein Ausgangs signal zu erzeugen, das die Strecke anzeigt, um die sich der Träger bewegt,

^ ferner aus Mitteln, die auf das Ausgangs signal ansprechen,

um ein Korrektursignal zu erzeugen, das eine Abweichung des Trägers von einer vorbestimmten Normale anzeigt, und schließlich aus Mitteln, um den Schreibstrahl unter dem Einfluß des Korrektursignals abzulenken, sodaß eine ungewollte Bewegung des Trägers kompensiert wird.

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