DE2434414A1

DE2434414A1 - Strahlabtastvorrichtung zum aufzeichnen einer information auf einem aufzeichnungstraeger

Info

Publication number: DE2434414A1
Application number: DE2434414A
Authority: DE
Inventors: Masaru Noguchi; Shigenori Oosaka; Tsunehiko Takahashi
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1973-07-18
Filing date: 1974-07-17
Publication date: 1975-02-06
Also published as: FR2238209B1; JPS5029048A; FR2238209A1; JPS562682B2

Description

DJPL-ING. A. GRÜNECKER
DR.-ING. H. KINKELDEY

DR.-ING. W. STOCKMAIR, Ae. E. «auf. ιώπ·. op technj
DR. K. SCHUMANN - DlPU-ING. P. JAKOB

PATENTANWÄLTE

8OCO MÖNCHEN 22 MnximilianstraSs 43 Telefon 29 7100 / 29 SIM / 221Ϊ91 Telegramms Monopol MOnchtn Telex 05-28380

. Juli 1974-

P 8364-

MIJI HIOTO FIIÜ CO., LTD.

No. 210, Nakanuma, Minamiashigara-shi, Kanagawa-ken, Japan

Strahlabtastvorrichtung zum Aufzeichnen einer Information auf einem Aufzeichnungsträger

Die Erfindung betrifft eine Strahlabtastvorrichtung zum Abtasten eines Aufzeichnungsträgers mit einem monochromatischen Lichtstrahl, um eine Information auf dem Aufzeichnungsträger aufzuzeichnen. Sie findet bevorzugt An- . Wendung bei Aufzeichnungsträgern mit kleiner Aufzeichnungsfläche, also etwa Mikrofilme. Insbesondere ist die Erfindung auf ein System anwendbar, in dem die Ausgabe eines Computers mit hoher Geschwindigkeit und hoher Auflösung auf einen Mikrofilm aufgezeichnet werden soll.

Es -ist üblich, für eine mit hoher Geschwindigkeit arbeitende Bildaufzeichnungsvorrichtung in einem sogenannten Kommuni— kationssystem, bei dem die Ausgangsinformation eines Computers auf einen Mikrofilm aufgezeichnet wird, einen parallelgerichteten Lichtstrahl, etwa einen gerichteten Laserstrahl

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zu verwenden. Ein Laserstrahl eignet sich besonders zum Aufzeichnen einer Information in einem kleinen Bereich, weil man mit ihm einen stark gebündelten, kleinen Lichtfleck erhält. Dadurch, daß man mit einem konvergierenden Laserstrahl einen kleinen Lichtfleck von außerordentlich hoher Energiedichte erzeugt, ist es zudem möglich, Aufzeichnungsträger mit geringer Empfindlichkeit zu verwenden. Aufgrund dieser Vorzüge, die es ermöglichen, eine Information auf einen Aufzeichnungsträger geringer Empfindlichkeit mit hoher Schreibdichte aufzuzeichnen, hält man in jüngster Zeit die Abtastung mit Laserstrahl für das zweckmäßigste Verfahren zum Aufzeichnen eines Computerausgangs.

Bei einem Abtastsystem mit Laserstrahl wird ein Strahlablenker verwendet, um den Strahl den Aufzeichnungsträger überstreichen zu lassen. Es sind bereits verschiedene Arten von Strahlablenkeinrichtungen in Verwendung, z.B* solche, die einen akusto-optischen oder elektro-optisehen Effekt benützen und solche, die mit einem rotierenden Mehrfacettenspiegel oder mit einem schwingenden Spiegel, wie Galvanometer, arbeiten. Unter diesen Strahlabienkern ist eine mit einem akusto-optischen oder elektro-optischen Effekt arbeitende Einrichtung unzweckmäßig, da sie mit einem hohen Lichtverlust und geringer Auflösung behaftet ist; sie eignet sich jedoch für wahlfreien Zugriff. Der Strahlablenker mit einem schwingenden Spiegel ist unzweckmäßig, da das Bild durch die Geschwindigkeitsschwankungen des abtastenden Lichtflecks beim Abtasten verschiedener Punkte auf den Rastern stark verzerrt wird; andererseits ist die Stromversorgungs schaltung für eine solche Einrichtung einfach und leicht zu handhaben, wenn der Ablenker mit einer Sinusspannung gespeist wird. Wenn der Ablenker mit einer Reckteckspannung gespeist wird, ist es schwierig, hohe Abtastgeschwindigkeiten zu erreichen.

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Aufgrund dieser Überlegungen erscheinen Strahlablenker mit einem rotierenden Mehrfacettenspiegel zum Abtasten von Mikrofilmen mit einem Laserstrahl am besten geeignet. Bei der Herstellung solcher Strahlablenker treten jedoch die folgenden großen Schwierigkeiten, auf:

1· Die Flächen des rotierenden Mehrfacettenspiegels müssen präzis bearbeitet werden, damit zwischen den Flächen die gleichen Winkel entstehen. Fehler in den Winkeln zwischen benachbarten^ Flächen verursachen eine Verschiebung der Easter in der Abtastrichtung.

2. Die Flächen des Mehrfacettenspiegels müssen genau bearbeitet werden, damit sie parallel zueinander sind. Fehler in der Parallelität der Flächen verursachen eine Verschiebung der Raster senkrecht zur Abtastrichtung und eine Unregelmäßigkeit in der East er teilung.

3. Die Flächen des Spiegels müssen genau parallel, zur Rotationsachse der Motorwelle sein, an der der rotierende Spiegel befestigt ist. Abweichungen in der Parallelität zwischen den Spiegelfacetten in der Rotationsachse verursachen eine Verschiebung der Easter senkrecht zur Abtastrichtung.

Die drei aufgezählten Schwierigkeiten beziehen sich auf die Präzision, die im Herstellungsprozeß des rotierenden Mehrfacettenspiegels und bei der Installation des Spiegels am Antriebsmotor erforderlich ist. Um die Bearbeitungs- und Installationsfehler klein zu halten, ist ein höchst' genauer und dementsprechend kostspieliger Fertigungsprozeß notwendig. Es ist deshalb erwünscht, diese Fehler auf andere Weise als durch Verbessern der Herstellungsgenauigkeit zu kompensieren.

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Die oben erwähnten Fehler, die von der ersten Schwierigkeit, die Winkel zwischen benachbarten Flächen des Mehrfacettenspiegels betreffend, herrühren, können verhältnismäßig einfach durch ein elektrisches Verfahren korrigiert werden, das einen Teil des vom Mehrfacettenspiegel herkommenden, abgelenkten Strahles als Synchronism erungssignal zum Steuern eines Videosignals benutzt. Die erstgenannte Schwierigkeit ist daher nicht wichtig. Die von der zweiten· und dritten genannten Schwierigkeit stammenden Fehler lassen sich jedoch nicht einfach korrigieren. Will man beispielsweise die Fehler in der Parallelität der Spiegelflächen mit einem elektrischen "Verfahren korrigieren, so müssen diese Fehler in einem Aufzeichnungsmedium gespeichert werden und der Einfallwinkel des Strahls auf den Mehrfacettenspiegel muß zur Aufhebung der Rasterverschiebung unter Verwendung eines Strahlablenker geändert werden, der von einem Signal dieses Aufzeichnungsmediums gesteuert wird. Dieses elektrische Korrektionsverfahren benötigt einen Speicher oder ein Aufzeichnungsmedium zum Aufzeichnen der Fehler und der Strahlablenkeinrichtung zum Korrigieren des Einfallwinkels des Abtaststrahles, was die Konstruktion der Strahlabtastvorrichtung kompliziert.

Die Erfindung strebt an, eine Strahlabtastvorrichtung zum Aufzeichnen einer Information auf einem Aufzeichnungsträger mit hoher Geschwindigkeit und hoher Auflösung durch Abtasten des Aufzeichnungsträgers mit einem Lichtstrahl zu schaffen. Die Vorrichtung- soll sich zum Aufzeichnen der Information in einem kleinen Bereich, z.B. auf einem Mikrofilm, eignen. Die EasterverSchiebungen durch die oben aufgezählten Fehlerquellen sollen dabei ausgeschaltet werden.

Dies wird dadurch erreicht, daß der Mikrofilm mit einem Lichtstrahl in horizontaler Richtung bestrichen wird, wobei

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die Fehler in der Parallelität der Flächen des Mehrfacettenspiegels korrigiert werden. Um die Fehler in der vertikalen Stellung der Raster zu eliminieren, wird der Mikrofilm mit einem Laserstrahl durch ein zylindrisches Linsenelement und eine Hologrammplatte abgetastet.

In der erfindungsgemäßen Strahlabtastvorr'ichtung ist zwischen einem Laser und einem rotierenden Mehrfacettenspiegel eine halbzylindrische Linse vorgesehen, um den Laserstrahl nur in Richtung der Rotationsachse des rotierenden Spiegels, d.i. in der vertikalen Richtung, konvergent zu machen? weiter ist zwischen dem rotierenden Spiegel und einem Aufzeichnungsträger ein Hologramm angeordnet, um den vom Spiegel reflektierten, vertikal divergierenden Strahl zu einem kleinen Lichtfleck auf dem Aufzeichnungsträger zu fokussieren. Der Effekt des Hologramms besteht darin, daß ein auf das Hologramm fallender, vertikal divergenter Lichtstrahl dadurch vertikal konvergent gemacht wird und in horizontaler Richtung parallel auffallende Lichtstrahlen durch das Hologramm zu einem Punkt konvergieren. Durch diese Wirkung des HoIogramms konvergieren die von dem rotierenden Mehrfacettenspiegel auf der gleichen Höhe reflektierten Lichtstrahlen stets zu dem gleichen Punkt, selbst wenn die Richtung des von den Spiegelfacetten reflektierten Strahles aufgrund eines Fehlers in der Parallelität der Flächen abweieht. Die auf der unter 2. und 3. aufgeführten Schwierigkeit beruhenden Fehler werden also durch die Wirkung des Hologramms vollständig kompensiert.

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Nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein von einer Laserquelle erzeugter Laserstrahl durch eine halbzylindrische Linse mit einer horizontalen Achse geschickt und dadurch in vertikaler Richtung konvergent zu einer horizontalen Linie auf einer Fläche eines rotierenden Mehrfacettenspiegels gemacht. Der in vertikaler Richtung konvergente Lichtstrahl wird auf der Spiegelfläche reflektiert und divergiert in vertikaler Richtung. Der in vertikaler Richtung divergierende Lichtstrahl fällt auf ein Hologramm, und der aus den Hologramm austretende Beugungsstrahl erster Ordnung konvergiert zu einem Punkt. Wenn sich der Spiegel um seine Rotationsachse dreht, läuft der Punkt, zu dem der Beugungsstrahl erster Ordnung konvergiert, wiederholt entlang einer Linie mit vorbestimmter .Länge. Das Hologramm bewirkt die Konvergenz des aus ihm austretenden BeugungsStrahls erster Ordnung, wenn es einen vertikal divergierenden Lichtstrahl empfängt. Auf diese Weise konvergiert geder aus bezüglich der vertikalen Richtung derselben Ebene der Spiegelfläche austretende Strahl auf denselben Punkt.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Darin zeigen:

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eine perspektivische Ansicht der Grundkonstruktion des optischen Systems der erfindungsgemäßen Vorrichtung, .

Fig. 2 eine Seitendarstellung des optischen Systems der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung, wobei der Spiegel weggelassen ist,

Fig. 3 eine Aufsicht des optischen Systems der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung, wobei der Drehspiegel weggelassen ist,

Fig. 4- eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung des Herstellungsverfahrens für ein in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendetes Hologramm,

Fig. 5 eine Seitenansicht des Herstellungsprozesses für das Hologramm gemäß Fig. 4-,

Fig. 6 eine Aufsicht des Herstellungsprozesses für das HoIogramm gemäß Fig. 4-, .

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht, die den Effekt des Hologramms bezüglich der Beugungsstrahlen erster Ordnung zeigt,

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht, die den Effekt des Hologramms bezüglich der Beugungsstrahlen erster Ordnung, die in der Erfindung verwendet werden, veranschaulicht,

Fig. 9 eine Seitenansicht, die den Effekt des in der Erfindung verwendeten Hologramms zeigt, bei dem die Beugungsstrahlen erster Ordnung konvergent gemacht werden,

Fig.10 eine Aufsicht, die den Effekt des Hologramms gemäß Fig. 9 zeigt,

Fig.11 eine Seitenansicht, die eine abgeänderte Ausführung des optischen Systems der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt,

Fig.12 eine Aufsicht des in Fig. 11 dargestellten optischen Systems.

Wie aus'Fig. 1 ersichtlich, die das optische System der er-'findungsgemäßen Strahlabtastvorrichtung in einer Ausführungs-. form zeigt, wird ein parallel gerichtetes Strahlenbüschel 2,

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das von einer Lichtquelle 1 ausgeht, etwa einem Laser- . Oszillator, der ein paralleles Strahlenbüschel aussendet, durch eine halb zylindrische Linse 3 mit einer horizontalen Achse in vertikaler Richtung zur Konvergenz gebracht. Das vertikal konvergierende Strahlenbüschel 4 fällt auf die reflektierende Fläche 6 eines rotierenden Mehrfacettenspiegels 5 und bildet dort eine lineare Lichtquelle 7. Da das Strahlenbüschel 2 nur in vertikaler Richtung konvergent ist, hat die auf der reflektierenden Fläche 6 des Spiegels 5 gebildete Lichtquelle 7 die Form einer horizontalen Linie, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist'. Der Mehrf acett enspiegel 5 dreht sich um eine vertikale Achse 8. Während der Spiegeldrehung wird der von der Fläche 6 reflektierte Lichtstrahl 4 von der Position 9* zur Position 9p abgelenkt und tastet dabei ein Hologramm 10 ab, das im Strahlengang des Lichtstrahles 4 nach dessen Reflexion an der Spiegelfläche 6 angeordnet ist. Während der Lichtstrahl 4 von der Position 9/i zur Position 9p abgelenkt wird, tastet der Lichtfleck auf dem Hologramm 10 das Hologramm von der Position 10^ zur Position 10g in horizontaler Richtung, die durch die X-Achse angedeutet ist, ab. Jedesmal, wenn die Fläche 6, an der das Strahlenbüschel 4 konvergiert, im Lauf der Spiegeldrehung wechselt, wiederholt der reflektierte Strahl die Abtastung von der Position 9^ zur Position 9o· *)&^s Hologramm 10 liegt in der X-X-Ebene und der Strahl tastet das Hologramm von der Position 10^ bis zu 10p in Richtung der X-Achse ab, wie oben erwähnt. Die auf der X-Y-Ebene senkrechte Achse ist die Z-Achse, wie in Fig. 1 dargestellt. Wenn der Lichtstrahl auf das Hologramm 10 an den Stellen 10/j und 1O₂ auffällt, entspringen vom Hologramm 10 Beugungsstrahlen nullter Ordnung 11,. und und Beugungsstrahlen erster Ordnung 12. und 12₂· Da das Hologramm 10 in dem weiter unten beschriebenen Verfahren hergestellt ist, konvergieren die Beugungsstrahlen erster Ordnung 12,. und 12o zu Punkten 13/. und 13p· Während der Drehung des

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Spiegels 5 um die Achse 8 bewegt sich also der durch die Konvergenz der Beugungsstrahlen erster Ordnung geformte Lichtfleck von der Position 13,j entlang einer geraden Linie 13 zur Position 132° ^Der Winkel, der zwischen der Z-Achse und der Richtung Z¹, in der die Beugungsstrahlen erster Ordnung laufen, gebildet ist, ist als cc definiert. Der Beugungsstrahl erster Ordnung, der aus dem Hologramm 10 am Schnittpunkt der X und Y-Achse entspringt, läuft in der T-Z-Ebene entlang der Achse Z¹ weiter.

Nunmehr wird anhand der Pig. 2 die Korrektion von Fehlern in der Parallelität der Flächen, die in dem erfindungsgemäßen optischen System durchgeführt wird, beschrieben. Das von dem Laser 1 ausgehende Strahlenbüschel 2 wird durch die halb zylindri s ehe Linse 3 in vertikaler Richtung zur Konvergenz gebracht. Das konvergierende Strahlenbüschel 4- bildet auf der reflektierenden Fläche 6 des rotierenden Mehrfacettenspiegels eine lineare Lichtquelle 7» die in Fig. 2 als ein Punkt dargestellt ist und divergiert von der Lichtquelle 7 aus, wie dies durch 9 dargestellt ist. Das divergente Lichtbüschel 9 fällt auf das Hologramm 10 und läßt den Beugungsstrahl erster Ordnung 12 aus dem Hologramm austreten. Der aus.dem Hologramm 10 austretende Beugungsstrahl erster. Ordnung läuft entlang der Achse Z¹ weiter und konvergiert zu dem Punkt 13·

Wenn die reflektierende Fläche 6 geneigt ist, wie dies durch 6¹ angedeutet ist, wird der Lichtstrahl 9 zu 9' abgelenkt. Der auf das Hologramm 10 fallende abgelenkte Strahl 9' läßt den Beugungsstrahl erster Ordnung 12' zu dem Punkt 13 laufen. Genauer ausgedrückt konvergieren die Beugungsstrahlen erster Ordnung 12 und 12' zu Punkten 13^j und" 13g auf einer Linie 13 in der X-Z'-Ebene, die parallel zur X-Achse verläuft. Auch wann also die Flächen 6 des rotierenden Mehrfacetten-

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spiegeis 5 nicht genau parallel zueinander sind und der divergierende Lichtstrahl 9 von der Fläche 6 abgelenkt wird, wie durch 9¹ angedeutet, während der Spiegel 5 sich dreht, erreichen die vom Hologramm 10 ausgehenden konvergierenden Strahlen 12 und 12' die gleiche Linie 13 und der schließlich auf dem Aufzeichnungsträger erzeugte Lichtfleck zeigt keine Auslenkung in vertikaler Richtung. Folglich ist der Fehler in der Parallelität der Flächen 6 des Mehrfacettenspiegels 5 auf der Bildaufzeichnungsebene vollständig korrigiert. Zu beachten ist, daß das Hologramm 10 eine ausreichende Größe haben muß, um die maximal mögliche Abweichung des divergierenden Lichtstrahls 9 zu überdecken.

Der Verlauf der Lichtstrahlen vom Laser 1 zu der endgültigen konvergierenden Linie 13 wird aus der nun folgenden Beschreibung anhand der Fig. 3 deutlich, die eine Aufsicht des optischen Systems der Erfindung darstellt. Wie man daraus sieht, tastet der von der Fläche 6 reflektierte Lichtstrahl das Hologramm 10 von der Position 10- bis zur Position 10~ ab und die Beugungsstrahlen erster Ordnung 12^ und 12g, die von dem Hologramm 10 an den Positionen 10^ und 10~ entspringen, konvergieren zu den Punkten 13/i und 13o auf der geradlinigen Linie 13» die parallel zur X-Achse ist. Während sich der Mehrfacettenspiegel 5 um seine Rotationsachse 8 dreht, streicht der Lichtfleck wiederholt auf der Linie 13 von 13.-J zu 132»

Anhand der Fig. 4 bis 6 wird nun das Verfahren zur Herstellung des in der erfindungsgemäßen Abtastvorrichtung verwendeten Hologramms 10 beschrieben. Eine sphärische Welle 15» die von einer monochromatischen, punktförmigen Lichtquelle 14 ausgeht, fällt auf ein holographisches Aufzeichnungsmedium 40, das in einer X-Y-Ebene angeordnet ist. Die mittlere Fortbewegungsrichtung der sphärischen Welle 15 sei in die Z-Achse· gelegt. Der Abstand 1 von der punktförmigen Lichtquelle 14 zum holographischen Aifzeichnungsmedium 40 ist

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gleich dem Abstand von der Fläche 6 zum Hologramm'10 in dem Aufzeichnungsverfahren der Fig. 1-3 gemacht. Zugleich ndt der sphärischen Welle 15 fällt ein vertikal konvergie- · ■render Lichtstrahl 16 (mit strichpunktierten Linien darge^- stellt), der in vertikaler Richtung zu einer Linie 13 konvergiert, die im Abstand 1 vom Aufzeichnungsmedium 40 parallel zur X-Achse liegt ₉ auf das Aufzeichnungsmedium 40 in Eichtung einer Achse Z * ₉ die mit der Z-Achse in der Y-Z-Ebene einen Winkel qc bildet, wie in Fig. 5 gezeigt. Der zwischen den Achsen Z und Z¹ eingeschlossene Winkel oC in dem Hologramm-Herstellungsverfahren der Fig. 4· ist gleich dem Winkel oC zwischen den Achsen Z und Z¹ in dem Informationsauf zeichnungsverfahren der Fig. 1. Der konvergierende Lichtstrahl 16 muß vertikal in Eichtung der Y-Achse konvergieren. In Richtung der X-Achse, d. i. horizontal, kann der Strahl konvergieren oder auch nicht. In dem Beispiel der Fig. 4—6 ist der vertikal konvergierende Strahl 16 in horizontaler Richtung nicht konvergent. Auf jeden Fall ist die Konvergenz in horizontaler Richtung entlang der Linie 13 des vertikal konvergierenden Strahls 16 so festgelegt, daß die Länge u der Linie 13 gleich der Länge der endgültigen Raster istj das ist der Abstand vom Punkt 13^ zum Punkt 13₂ in Fig. 3. Die Höhe des Hologramms auf dem Aufzeichnungsmedium 40 ist so bestimmt, daß das Hologramm alle möglichen vertikalen Auslenkungen des Strahles 9 bei der Reflexion an der Fläche 6 des rotierenden Spiegels 5 ausreichend überdeckt.

Dadurch, daß die sphärische Welle 15 und der konvergierende Strahl 16 beide auf das holographische Aufzeichnungsmedium 40 auffallen, wird auf dem Medium 40 ein angestrebtes holographisches Interferenzmuster aufgezeichnet, das ein Hologramm 10 bildet, das in dem optischen Aufzexchnungssystem der Fig. 1-3 zu'verwenden ist. ." .

Der Effekt des in der beschriebenen Weise hergestellten Hologramms 10 wird nun im einzelnen anhand der Fig. 7 und 8 be-

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schrieben. Wenn ein Lichtstrahl 15¹» der eine von einer punktförmigen Lichtquelle 14¹ ausgehende sphärische Welle ist, an der Position 1On auf das Hologramm 10 auf trifft, wie in Fig. 7 dargestellt, entspringt an der Stelle 1On ein Beugungsstrahl erster Ordnung 17· Wenn die punktförmige Lichtquelle 14¹ an einer Stelle angeordnet ist, die der _β Stelle der punktförmigen Lichtquelle 14 in dem Hologramm-Herstellungsverfahren der Fig. 4-6 bezüglich des holographischen Aufzeichnungsmediums 40 entspricht, konvergiert der Beugungsstrahl 17 erster Ordnung zu einer. Linie 13a auf einer Linie 13' * die die gleiche Lage hat wie die Linie 13» die von dem konvergierenden Lichtstrahl 16 in dem Hologramm-Herstellungsverfahren der Pig. 4-6 geformt worden ist. Da das Hologramm 10 unter Verwendung eines Strahles hergestellt ist, der in horizontaler Kichtung nicht konvergiert, ist die Länge w des Linienbildes 13n gleich der Breite des HoIogrammteils 1On.

Wenn die Lichtquelle, die einen auf das Hologramm 10 auffallenden Strahl liefert, in ihrer Form linear ist, wie dies bei in Fig. 8 angedeutet ist, konvergiert der Beugungsstrahl erster Ordnung 20, der von dem Hologramm 10 an dem Teil 1On ausgeht, welcher den vertikal divergierenden Lichtstrahl von der Lichtquelle 18 empfängt, zu einem Punkt 21 in der Mitte des Abschnittes 13n auf der Linie 13·

Fig. 9 zeigt die kombinierte Seitenansicht und Fig. 10 die kombinierte Draufsicht der in den Fig. 7 und 8 dargestellten Anordnungen. In den Fig. 9 und 10 sind der von der punktförmigen Lichtquelle 14' entspringende Strahl 15* und der zur Linie 13n konvergierende Strahl 17 mit durchgehenden Linien dargestelltj der von der linearen Lichtquelle 18 ausgehende Strahl 19 und der zum Punkt 21 konvergierende Strahl 20 der Fig. 8 sind mit strichpunktierten Linien dargestellt. In der Seitenansicht der Fig. 9 überdecken sich die Strahlen

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und 19ί sowie 17 und 20} die Beugungsstrahlen erster Ordnung 17 und 20 konvergieren zur Linie 13 auf der Achse Z¹, wo der erwähnte konvergierende Strahl 16 konvergieren soll. In Fig. ί'Ί sind die Strahlen auf der linken Seite des Hologramms 10 (in Fig. 10 obere Seite) als ihre Projektion auf der X-Z-Ebene dargestellt und auf der rechten Seite (untere Seite in Fig.. 10) als die Projektion auf die X-Z'-Ebene. Wie links vom Hologramm 10 gezeigt, bewirkt die von der punktförmigen Lichtquelle 14' ausgehende sphärische Welle 15' beim Auffallen auf den Teil 1On des Hologramms 10 daß von dem Teil 1On ein Beugungsstrahl erster Ordnung 17 als ein paralleler Strahl ausgeht, der nur in vertikaler Richtung zu einem Linienbild 13n auf der Linie 13 konvergiert« Die Länge der Linie 13n auf der Linie 13 ist daher gleich der Breite des Teils 1On auf dem Hologramm 10. Wenn das Hologramm 10 mit einem parallelen Strahl 19 gespeist wird, der von einer linearen Lichtquelle 18 herkommt und nur vertikal divergiert, konvergiert der Beugungsstrahl in erster Ordnung 20, der am Hologramm 10 entspringt, zu einem Punkt 21, wie dies für Fig. 8 erklärt wurde. Wenn der Winkel, der zwischen dem Einfallwinkel des auf das Hologramm am einen Ende 10n(1) des Teils 1On des Hologramms auffallenden Lichtstrahles 15' und dem Einfallswinkel des Lichtstrahles 19, der am gleichen Ende 10n(i) auffällt, gebildet ist, <fist, ist der von diesem Ende 10n(i) austretende und auf den Punkt 21 fallende Lichtstrahl 20 gegenüber dem Lichtstrahl 17» der von der gleichen Stelle ausgeht und zum Ende der Linie. 13n hin gerichtet ist, um den Winkel Snach innen geneigt. Das gleiche gilt auch für das andere Ende 10n(2) des Teils 1On des Hologramms.

Aus obiger Erläuterung wird verständlich, daß ein solches Hologramm 10, das einen Lichtfleck mit dem Beugungsstrahl, erster Ordnung erzeugt, wenn es vom einen von einer Fläche

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eines rotierenden Mehrfacettenspiegels herkommenden vertikal divergenten Lichtstrahl beleuchtet wird, wie in den Fig. 1 und 3 dargestellt, dadurch hergestellt werden kann, daß auf einem holographischen Aufzeichnungsmedium ein Interferenzmuster einer divergierenden sphärischen Welle, die von einer punktförmigen Lichtquelle ausgeht, und eines vertikal konvergierenden Strahls erzeugt wird, um ein Linienbild hinter dem Aufzeichnungsmedium zu formen, wie in den Fig. 4-6 gezeigt isto

In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung ist die Länge der Linie 13, d.i. des Rasters, gleich der Breite des Hologramms 10, d.i. dessen Länge in horizontaler Richtung. Die Länge der Linie 13 kann durch Einführen einer Linse hinter dem Hologramm 10 verändert werden. Speziell im Fall der Anwendung der erfindungs gemäß en Vorrichtung für ein Mikrofilm-Aufzeichnungssystem wird zweckmäßigerweise hinter dem Hologramm 10 eine Sammellinse angeordnet, um kurze Raster mit einer Länge von 10 mm bis 20 mm zu formen. Das optische System, das eine solche Sammellinse für kurze Raster verwendet, ist in den Fig. 11 und 12 gezeigt. Fig. 11 stellt eine Seitenansicht und Fig. 12 eine Aufsicht eines solchen optischen Systems mit Sammellinse dar« Durch Zwischenschalten der Sammellinse 22 wird das erzielte Raster 23 kürzer als das mit dem optischen System ohne Sammellinse erzeugte Raster, d.i. die Linie 13· Die Länge des Rasters 23 kann durch Veränderung der Brennweite der Sammellinse 22 bequem verändert werden. Wenn das Raster langer gemacht werden soll, wird hinter dem Hologramm 10 eine Zerstreuungslinse eingeschaltet.

Es ist auch möglich, längere oder kürzere Raster .ohne Verwendung einer Linse in dem optischen System zu erzielen. Wenn in dem Hologramm-Herstellungsverfahren der Fig. 4 der

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vertikal konvergierende Lichtstrahl 16, der mit der sphärischen Welle 15 das Interferenzmuster bildet, in der horizontalen Richtung (d.i. in Richtung der X-Achse) konvergent gemacht wird, wird das erzielte Raster kurzer, und wenn der Strahl 15 divergent gemacht wird, wird das Raster langer.

Die obigen Beispiele wurden nur für die Beugungsstrahlen erster Ordnung erklärt, es ist jedoch auch möglich, zur Herstellung der Raster Beugungsstrahlen höherer Ordnung zu verwenden. Venn beispielsweise die'Beugungsstrahlen erster und zweiter Ordnung gleichzeitig verwendet werden," erhält man zwei Raster aufeinmal.

Als Lichtquelle eignet sich für die Erfindung ein Laser am besten. Anstelle einer Laser-Lichtquelle ist es. auch möglich, eine Quecksilberlampe oder Xenonlampe zu verwenden, wenn der von einer solchen lichtstarken Lichtquelle ausgesandte Lichtstrahl mittels eines kleinen Loches und einer Linse parallelgerichtet und durch ein Interferenzfilter gefiltert wird.

Die Erfindung ist auch auf eine Strahlabtastvorrichtung anwendbar, die anstelle des rotierenden Mehrfacettenspiegels einen schwingenden Spiegel benützt. Wenn die Erfindung für eine Vorrichtung mit schwingendem Spiegel, etwa ein Galvanometer, verwendet wird, kann die Abweichung des\on dem Spiegel reflektierten Lichtstrahls, die durch den Fehler in der Parallelität zwischen der Rotationsachse und der reflektierenden Fläche verursacht wird, durch den Effekt des Hologramms gemäß der Erfindung korrigiert werden. Es sei auch darauf hingewiesen, daß die Erfindung nicht nur für Mikrofilm-Aufzeichnungsvorrichtungen sondern auch für verschiedene Arten von Bilddarstellungseinrichtungen, die einen Laserstrahl benützen, brauchbar ist. . ·

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Claims

Patentansprüche

Strahlabtastvo.rrich.tung zum Abtasten eines Aufzeichnungsträgers mit einem monochromatischen Lichtstrahl zum Zweck der Aufzeichnung einer Information auf dem Aufzeichnungsträger , gekennzeichnet durch eine Lichtquelle (1), die ein parallelgerichtetes monochromatisches Lichtstrahlenbüschel (2) erzeugt, einen abtastenden Spiegel (5)? der um eine Achse (8) rotiert oder schwingt und in dem Strahlengang des Lichtstrahlenbüschels (2) angeordnet ist, um dieses zu reflektieren und abzulenken, ein sammelndes optisches Element (3)> das zwischen der Lichtquelle (1) und dem abtastenden Spiegel (5) angeordnet ist und das von der Lichtquelle erzeugte Lichtstrahlenbüschel (2) nur in Richtung der Achse (8) des Spiegels konvergent macht, so daß auf der Fläche (6)des Spiegels (5) eine lineare Lichtquelle (7) entsteht, und .

ein Hologramm (10), das im Strahlengang des von der Fläche (6) des Spiegels (5) reflektierten divergenten Lichtstrahlenbüschels (9) angeordnet und derart ausgebildet ist, daß es das von der Spiegelfläche herkommende Lichtstrahlenbüschel zu einem Lichtfleck konvergieren läßt, der sich auf einer geraden Linie (13) bewegt, wenn das divergente Lichtstrahlenbüschel das Hologramm (10) in einer Richtung überstreicht.
2. "Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß'die Lichtquelle (1) ein Laser ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der abtastende Spiegel ein rotierender Mehrfacettenspiegel (5) ist und daß das sammelnde optische Element eine halbzylindrische Linse (3) ist, deren Achse senkrecht zur Rotationsachse des rotierenden Mehrfacettenspiegels (5) liegt.

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4. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichn e_t, daß hinter dem Hologramm (10) zur Erzielung der gewünschten Rasterlänge eine Linse (22) angeordnet ist, die ausreichend bemessen ist, um die gesamte Fläche des Hologramms zu umfassen (Fig. 11 und 12).
5. Vorrichtung nach Anspruch 4·, dadurch gekennzeichnet , daß die Linse (22) eine Sammellinse ist.

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