DE4304499A1 - - Google Patents

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DE4304499A1
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Mehdi N Araghi
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf optische Strahlabtaster und Deflektoren sowie auf Systeme, die den Strahl mit hoher Genauigkeit leiten und ohne das Querabtast-Posi­ tionierfehler auftreten, wodurch eine verbesserte repro­ graphische Vorrichtung (Bildschreiber oder Drucker) ge­ schaffen wird, und zwar insbesondere eine reprographische Vorrichtung der Bauart mit interner Trommel.
Die Fortschritte auf dem Gebiet der Bildverarbeitungs- Software und -Hardware haben eine Nachfrage, für graphische und künstlerisch-graphische elektronische Bildsysteme entstehen lassen, die in der Lage sind, hochqualitative Bilder mit hohen Datenraten zu lesen oder zu schreiben. Elektronische Bildschreibsysteme sind in erster Linie erforderlich, um wiederholt kollineare gerade Linien mit guter Pixel-zu-Pixel-Gleichförmigkeit und keinen Pixelausfällen zu erzeugen. Die Bildschreibvorrichtung der Wahl für diese Leistungserfordernisse ist ein Laserabtastsystem mit einem fliegenden Punkt ("flying spot"), da der Strahl auf einen feinen Punkt fokussiert werden kann, um die für mit hoher Auflösung erfolgenden Abbildanwendungsfälle erfor­ derliche hohe Pixeldichte zu erreichen, wobei die Inten­ sität von nur einer einzigen Quelle gesteuert werden muß. Die meisten mit fliegendem Punkt arbeitenden Laserabtast­ systeme basieren entweder auf einem Galvanometer, einem sich drehenden Pentaprisma, einem sich drehendem Polygo­ nalspiegel, einem sich drehenden holographischen opti­ schen Element (Hologon), oder einem akusto-optischen oder elektro-optischen Deflektor.
Drehspiegelstrahldeflektorsysteme erfüllten anfangs die Erfordernisse für graphische Abbildanwendungsfälle nicht, und zwar wegen Facette-zu-Facette-Nichtgleichförmigkeiten und/oder einer Dreh- oder Spin-Wobbelbewegung. Das Problem bei Spiegelfacetten besteht darin, daß sie jeden Fehler verdoppeln, sei es das Deflektor wobbeln, die Facetten-Pyramidalausrichtfehler oder die Facettenoberflächen-Nicht-Flachheit. Somit leidet ein einzelfacettierter Drehspiegelstrahldeflektor, der auch als Monogon oder Monofacette bezeichnet werden kann, an einem Quer- oder Kreuzabtaststrahlfehler infolge von Änderungen des festen Spiegel Wobbelwinkels, und zwar hervorgerufen durch Motorlagerungenauigkeiten und/oder -Vibration. US-Patent 44 75 787 vom 9. Oktober 1984 zeigt, daß der Kreuzstrahlfehler infolge dieser Deflektornachteile in einem "Vor-Objektiv" Deflektorsystem (Abtastlinse folgt Deflektor) eliminiert werden kann, wenn das Licht zwei Reflektionen in dem Deflektorelement erfährt. Das genannte US-Patent ′787 zeigt, daß dieser Reflektionszustand erreicht wird durch Verwendung eines sich drehenden Pentaprismas, eines Pentaspiegels, eines rechtwinkligen Prismas oder eines rechtwinkligen Spiegelmonogons.
Die vom Pentaprisma herkommenden Strahlen behalten ihre Winkelorientierung unabhängig von der Winkeländerung in dem festen Wobbelwinkel des Pentaprismas, da die Strahlen innerhalb des Pentaprismasdeflektors zwei Reflexionen er­ fahren. Diese beiden Reflexionen erfolgen an Reflexions­ oberflächen, die starr miteinander gekoppelt sind und sie erfahren daher die gleiche winkelmäßige Abweichung, da die gesamte Pentaprismaorientierung geändert wird, so daß parallele aus dem Pentaprisma austretende Strahlen durch eine Linse nach dem Deflektor (Ablenkvorrichtung) zu einem einzigen Punkt an der Brennebene der Linse fokussiert werden, wo ein Aufzeichnungs (Drucker)-system koinzident mit der Oberfläche gemacht wird, an der das Aufzeichnungsmedium angeordnet ist.
US-PS 48 53 709 zeigt einen Pentaprismadeflektor in einem Abbildsystem mit einer internen Trommel. Der Pentaprismadeflektor wird in der Post-oder Nach-Objek­ tivbetriebsart (die Fokussierlinse befindet sich vor dem Deflektor) verwendet, und die in die Position der austre­ tenden Strahlen vom Pentaprisma eingeführte versetzte Versetzung infolge der Änderung des Wobbelwinkels des Pentaprismas führt eine entsprechende versetzte Verset­ zung bei der Abtaststrahlposition (Kreuzabtaststrahl­ fehler) an der Bildaufzeichnungsebene ein.
Ein Nachteil des Verfahrens mit dem zwei Reflexionen auf­ weisenden Monogon und Pentaprisma besteht darin, daß jede Spiegeloberfläche der Vorrichtung ungefähr zweimal so flach sein muß, wie die bei einem Monogon mit einer ein­ zigen Reflexionsoberfläche, um die gleiche Wellenfrontge­ nauigkeit zu erreichen. Wenn eine durchschnittliche Wel­ lenfrontgenauigkeit von λ/4 benötigt wird, so muß jede Spiegeloberfläche auf eine Oberflächengenauigkeit von annähernd λ/16 gebracht werden, was teuer ist. Andere Hauptnachteile des Pentaprismadeflektors sind die fol­ genden: die rotationsmäßig nicht symmetrische optische Geometrie und Massengeometrie bilden Probleme in einer Rotationsumgebung, und eine ziemlich große Deflektormasse kann in signifikanter Weise dazu beitragen, dynamische Änderungen beim Deflektorwobbelwinkel hervorzurufen. Die dynamische Änderung des Deflektorwobbelns ist noch immer bedenklich bei dem Pentaprismadeflektor, weil sein "In- Abtastungsstrahlfehler" (jitter = Zittern) direkt proportional ist zur Änderung der In-Abtastungskomponente des Deflektorwobbelns, ob wohl sein Querabtaststrahlfehler im wesentlichen unempfindlich gegenüber dieser Änderung ist.
Die rotationsmäßig nicht symmetrische Geometrie des Pentaprismadeflektors macht es im wesentlichen unmöglich, das dynamische Gleichgewicht in allen Ebenen des Deflek­ tors zu erhalten. Diese Unfähigkeit jede Deflektorebene ins Gleichgewicht zu bringen, macht es sehr schwer, den Deflektor mit hohen Rotationsraten zu betreiben, da die Deflektoranordnung sehr zu Vibrationsproblemen neigt, und zwar als eine Funktion der Änderung der Deflektordrehra­ te. Beispielsweise kann einer Pentaprismadeflektor­ anordnung Masse (eine Befestigungsnabe) zur Anordnung hinzuaddiert werden, um die Anordnung rotationsmäßig massensymmetrischer zu machen, und wobei eine Verbesserung bezüglich der Massensymmetrie auftritt, und zwar bei Vergleich mit dem Pentprisma allein, so bleibt doch eine Restmassenasymmetrie und daher kann kein vollständiges dynamisches Gleichgewicht für jede Deflek­ toranordnungsebene erreicht werden. Darüber hinaus ist mehr Masse vorhanden als der anfängliche Pentaprismade­ flektor, was beträchtlich zur Größe, Komplexität und den Kosten des Deflektormotors beiträgt und so die Drehge­ schwindigkeit des Deflektors begrenzt.
Ein weiteres Problem bei den Spiegeldeflektoren, die bei hoher Drehzahl oder hohen Drehraten verwendet werden, ist die Deflektorelementflächenverformung, die durch die Zen­ trifugalkraft hervorgerufen wird. Dies gilt insbesondere für das Pentaprismadeflektorelement infolge des Vorhan­ denseins der zwei Reflexionsoberflächen und die assy­ metrische Anordnung dieser reflektierenden oder Refle­ xionsoberflächen bezüglich der Deflektordrehachse. Die zweite Reflexionsoberfläche des Pentaprismas ist beson­ ders empfindlich gegenüber der durch die Zentrifugalkraft induzierten Flachheitsverformung, weil sie mit einem re­ lativ großen Abstand von der Drehachse angeordnet ist und nur auf einer Seite getragen wird.
Mehrere andere Variationen des Zwei-Reflexionsdeflektor- Prinzips wurden vorgeschlagen und/oder entwickelt. US-PS 49 34 780 zeigt, daß das Zwei-Reflexionsprinzip mit einem Deflektor erreicht werden kann, der in der Form eines 90°-45°-45°-Prismas geformt ist, und zwar gedreht um eine Achse, die den 90°-Scheitelprismenwinkel schneidet. Mit dieser Deflektorkonfiguration erreicht man eine Massen­ rotationssymetrie und zwei Abtastungen pro Drehung. Un­ glücklicherweise ist diese Deflektorkonfiguration optisch nicht symmetrisch und sieht nicht vor, daß der einfallen­ de Strahl kollinear mit der Deflektordrehachse ist und daher kann diese Konfiguration nicht für Abbildanwen­ dungsfälle mit interner Trommel verwendet werden. Ferner ist ein großes Prismenglied erforderlich bezüglich des optischen Apertur- oder Öffnungserfordernisses und die Konfiguration ist nicht für den Betrieb mit hohen Rota­ tionsraten gut geeignet.
Artikel von G. F. Marshall SPIE Proceedings, Band 1454 Beam Deflection Scanning Technologies (1991), Seite 37 und Laser Focus World, Band 27, Seite 167 (Mai 1991) be­ schreiben, einen Schmetterlingsabtaster, der zwei Reflexionen verwendet, massenrotationssymmetrisch ist und zwei Abtastungen pro Rotation erzeugt. Dieser Deflektor wie das 90°-45°-45°-Prisma ist optisch nicht symmetrisch und der einfallende Strahl ist nicht kollinear mit der Drehachse. Auf diese Weise kann der Schmetterlingsdeflektor nicht für interne Trommelab­ bildsysteme verwendet werden. Er macht auch ein großes Deflektorelement relativ zum optischen Aperturerfordernis notwendig und er ist nicht geeignet für den Betrieb bei hohen Drehraten.
Ein Artikel von L. Beiser in SPIE Proceedings, Band 1454, Seite 33 (1991) beschreibt, was der Verfasser als einen "open-mirror monogon scanner" (Monogon Abtaster mit offe­ nem Spiegel) bezeichnet, der zwei Reflexionen verwendet, um seinen Querabtaststrahlfehler unempfindlich bezüglich des Deflektorwobbelns zu machen. Dieser Deflektor hat we­ der optische noch Massensymmetrie, hat aber den einfal­ lenden Strahl kollinear mit der Deflektordrehachse. Ob­ wohl diese Deflektorkonfiguration eine niedrigere Masse besitzen kann als ein Pentaprismendeflektor für das gleiche optische Öffnungs- oder Aperturerfordernis, lei­ det er unter den meisten Problemen, die die Leistungs­ fähigkeit des Pentaprismadeflektors bei hohen Drehraten­ anwendungsfällen behinderten, d. h. dem Ausgleichs- oder Gleichgewichtsproblemen und der durch die Zentrifugalkraft hervorgerufenen Deflektorelementflachheitverformung, was eine optische Abtaststrahlverformung zur Folge hat.
Die japanische Patent-Veröffentlichung 2-2 26 111 vom 7. September 1990 von Tashiro beschreibt einen zwei Reflektionen verwendenden polarisationsempfindlichen Monofacettenstrahldeflektor (vgl. Fig. 1), der einen Polarisationsstrahlteilerkubus verwendet und ferner eine Viertelwellenlängenverzögerungsplatte 12 und eine hochreflektierende Spiegeloberfläche 14. Der einfallende P-polarisierte Strahl tritt in das Strahldeflektorelement durch seine obere Oberfläche (Oberseite) ein und pflanzt sich zu der polarisationsempfindlichen Strahlenteilerreflektionsoberfläche 16 hin fort, die sandwichartig angeordnet ist zwischen zwei im wesentlichen identischen 45° rechtwinkligen Prismenelementen 18 und 20. Diese polarisa­ tionsempfindlichen Strahlteilerreflexionsoberfläche hat die Eigenschaft, daß bei einer bestimmten Wellenlänge praktisch 100% des P-polarisierten Lichts überträgt, während praktisch 100% des S-polarisierten Lichtes reflektiert wird.
Nach dem Hindurchlaufen durch die polarisationsempfindli­ che Strahlteilerrefletionsoberfläche 16 pflanzt sich der P-polarisierte einfallende Strahl durch die Viertelwellen­ längenplatte 12 zur Spiegeloberfläche 14 fort. Die Vier­ telwellenlängenplatte und die Reflexionsspiegeloberfläche sind senkrecht zu der Einfallsstrahlfortpflanzungsrich­ tung orientiert und daher wird der einfallende Strahl auf sich selbst zurückretroreflektiert. Aus Gründen der Dar­ stellung ist der retroreflektierte Strahl 22 in Fig. 1 so gezeigt, als würde er sich unter einem kleinen Winkel be­ züglich der Einfallsstrahlfortpflanzungsrichtung fort­ pflanzen.
Infolge des Retroreflexionszustandes pflanzt sich der einfallende Strahl in effektiver Weise zweimal durch die Viertelwellenlängenplatte 12 fort, wodurch er die mit einer Halbwellenplatte assoziierte Phasenverzögerung er­ fährt. Wenn die Viertelwellenplatte mit ihrer optischen Achse unter 45° gegenüber der Einfallsstrahlpolarisa­ tionsrichtung orientiert ist, wird der aus der Viertel­ wellenplatte austretende retroreflektierte Strahl ortho­ gonal bezüglich der Einfallsstrahlpolarisationsrichtung (P-in-S aus) wie in Fig. 1 gezeigt polarisiert. Der S- polarisierte retroreflektierte Strahl pflanzt sich zurück zu der polarisationsempfindlichen Strahlteilerreflexions­ oberfläche 16 fort, wo er im wesentlichen total reflek­ tiert wird, und zwar in einer Richtung senkrecht zu der Deflektordrehachse 24 und er tritt aus dem Deflektorele­ ment als der Ausgangsabtastlichtsstrahl aus. In der Be­ schreibung dieser Deflektorkonfiguration von Tashiro tritt der Ausgangsabtaststrahl in eine F-Theta-Abtastlinse ein und wird auf eine flache Bildebene abgebildet.
Während die Polarisationsstrahlteiler und Viertelwellen­ längenretroreflektieranordnung die Tashiro-Vorrichtung in die Lage versetzen, praktisch 100% radiometrische Durch­ trittseffizienz zu erreichen, führt die Anordnung eine Reihe von Leistungsproblemen und Einschränkungen ein, und zwar bezüglich der Abbildsystemanwendungsfälle.
Ein Hauptleistungsproblem der Tashiro-Deflektorkonfigu­ ration besteht darin, daß die polarisationsempfindliche Strahlteilerreflexionsoberfläche und die Viertelwellen­ längenplatte in dieser Deflektoranordnung sehr wellenlän­ genabhängig hinsichtlich ihrer Betriebseigenschaften sind und daher kann der Deflektor nur mit einer monochromati­ schen Lichtquelle verwendet werden. Diese Wellenlängen­ einschränkung verhindert, daß dieser Deflektor für Farb­ bildaufzeichnungsanwendungsfälle verwendet wird, wo Mehr­ fachwellenlängenlichtquellen erforderlich sind, um auf photographischem Farbfilm zu schreiben. Selbst bei Ver­ wendung mit einer monochromatischen Lichtquelle ändert sich die Ausgangsabtaststrahlintensität von diesem De­ flektor als eine Funktion relativer Änderungen des Ein­ fallsstrahlpolarisationszustandes.
Aus der vorstehenden Beschreibung der polarisationsemp­ findlichen Strahlteilerreflektoroberfläche 16 in Fig. 1 ergibt sich, daß P-polarisiertes Licht praktisch 100%ig übertragen wird, während S-polarisiertes Licht praktisch 100%ig reflektiert wird und daher hängt die Abtaststrahl­ intensität sehr stark von dem anfänglichen Einfalls­ strahlpolarisationszustand ab. Auch erzeugt die Polari­ sationsempfindlichkeitseigenschaft des Deflektors eine Ab­ taststrahlintensitätsvariation als eine Funktion des De­ flektordrehwinkels RR, wenn eine linear polarisierte Lichtquelle mit dem Deflektor verwendet wird. Die Bezie­ hung zwischen der Abtaststrahlintensität I und dem De­ flektordrehwinkel ist die folgende:
I = IS sin² RR + IP cos² RR (1)
dabei ist IS die Intensität der S-Polarisationskomponente und IP ist die Intensität der P-Polarisationskomponente des Einfallsstrahls. Bei der Ableitung der Gleichung (1) wurde angenommen, daß die radiometrische Durchsatzeffi­ zienz des Deflektors im wesentlichen 100% für P-polari­ siertes Licht betrug, wenn RR gleich Null, wie dies für die in Fig. 1 gezeigte Deflektorkonfiguration gilt.
Die Gleichung (1) zeigt, daß die Abtaststrahlintensität für die in Fig. 1 gezeigte Deflektorkonfiguration mit cos2 RR abnimmt. Diese Abnahme der Abtaststrahlintensität mit dem Deflektorabtastwinkel ist kein signifikantes Problem für Flach-Feldabbildsysteme, da F-Theta-Abtast­ linsenbetrachtungen normalerweise den Deflektordrehwin­ kel auf ein Maximum von ± 27° begrenzen, daher kann der Intensitätsabfall kompensiert werden, und zwar durch elektronisches Ändern der Modulationsintensität des Ab­ taststrahls als eine Funktion des Abtastwinkels. Diese Abtaststrahlintensitätsabnahme mit dem Abtastwinkel ist jedoch ein signifikantes Problem für Abbildsysteme mit interner Trommel, da die Mehrzahl dieser Systeme Deflektordrehwinkel zwischen ± 85 und ± 135° verwenden.
Tashiro schlägt vor, die Laserlichtquelle mit der De­ flektoranordnung zu drehen, um so das Problem der Ab­ tastrahlabnahme als Funktion des Deflektordrehwinkels zu lösen. Diese Lösung ist jedoch bei den meisten Abbil­ dungsanwendungen nicht praktikabel, insbesondere bei den Anwendungen, die eine hohe Deflektordrehrate erforderlich machen. Zudem macht die Drehung der Laserquelle mit der Deflektoranordnung den Kreuzabtaststrahlfehler der Laser/Deflektoranordnung empfindlich gegenüber Änderungen des Anordnungswobbelwinkels und dadurch wird in effekti­ ver Weise die Abtaststrahlfehlerleistungsfähigkeit besei­ tigt, die man durch zwei Reflexionen innerhalb des De­ flektorelements erreicht hat.
Andere Vorrichtungseigenschaften, die gegen die Verwen­ dung der Tashiro-Deflektorkonfiguration sprechen, und zwar bei internen Trommelabbildanwendungsfällen, sind Probleme, die auftreten bei der Verwendung dieses Deflektors in der "Post-Objektiv" (Nach-Objektiv) Betriebsart und die Senkrechtigkeit des Abtaststrahls bezüglich der Deflektordrehachse. Sowohl die polarisa­ tionsempfindlichen Strahlteilerreflexionsoberfläche als auch die Viertelwellenlängenplatte sind sehr einfalls­ winkelabhängig bezüglich ihrer beabsichtigten Betriebs­ chrakteristika und sind daher beschränkt auf die Ver­ wendung im wesentlichen mit einem kollimierten ein­ fallenden Strahl. Diese Strahlkollimationsbedingung schließt die Verwendung dieses Deflektors in der "Nach- Objektiv"-Betriebsart aus, wodurch der Einbau in Ab­ bildsystemen mit interner Trommel kompliziert wird.
Bei einem internen Trommelabbildsystem ist es erwünscht, daß der Abtaststrahl leicht versetzt gegenüber der Senk­ rechten zur Drehachse ist, so daß das retroreflektierte spekulare (Spiegelsymmetrisch, Spiegelverkehrt) Licht von der Bildoberfläche der internen Trommel nicht zurück längs des einfallenden Strahles läuft und Geisterabtaststrahlen und eine Laserintensitäts­ instabilität hervorruft. Für die Abbildkonfiguration mit interner Trommel sind die Abtastliniengradheit und die Bildpunktgschwindigkeitsgleichförmigkeit unabhängig von dem Winkel, den der Abtaststrahl bezüglich der Deflek­ tordrehachse bildet. Diese Abbildparameter hängen ab von der Genauigkeit der Konzentrizität zwischen der Deflek­ tordrehachse und der Aufzeichnungsoberfläche der internen Trommel. Ein Abweichungswinkel von 50 zwischen dem Ab­ taststrahl und der Bildoberflächennormalen wird oftmals gewählt, weil dies sicherstellt, daß das retroreflek­ tierte spekulare Licht von der Bildoberfläche nicht wie­ der in die Fokussierlinse eintritt, und zwar nicht einmal für den größten bei der Konstruktion berücksichtigten Ab­ taststrahlkonuswinkel. Die Bildauflösung wird dadurch verschlechtert, daß man einen zu großen Abweichungswinkel verwendet zwischen der Bildoberflächennormalen und dem Abtaststrahlhauptstrahl. Diese Verschlechterung tritt deshalb auf, weil der Bildpunkt elliptische Form in der Quer- oder Kreuz- Abtastrichtung erhält, und wegen eines Anstiegs der Bilderweiterung assoziiert mit der Mehrfachreflexion des schrägen Einfallsabtaststrahls innerhalb des Aufzeichnungsmediums.
Alle der zuvor beschriebenen Zwei-Reflexionsdeflektoren besitzen sehr schlechte aerodynamische Formen, die bei hohen Rotationsraten signifikante Luftturbulenzen in den Abtaststrahlpfad einführen. Diese Luftturbulenz kann in signifikanter Weise das Strahlzittern des Systems erhö­ hen und daher wird das Deflektorelement normalerweise von einem aerodynamisch glatten Gehäuse umschlossen, vgl. dazu beispielsweise die US-Patente 46 62 707 und 49 88 193. Zusätzlich zu diesem aerodynamischen Gehäuse werden normalerweise weitere unerwünschte Eigenschaften in das System eingeführt.
Es sei ferner auf US-PS 48 52 956 hingewiesen, wo ein Monofacettendeflektor gezeigt ist, und zwar mit einem ebenen Nicht-Scheiben-Beugungsgitter (nondisc plane diffraction grating = NPDG), wobei hier ein genauer im wesentlichen Nicht-Querabtaststrahlnachfühlfehler vor­ gesehen wird und wobei hier die Verwendung bei einer internen Trommel und Flachfeldabbildanwendungsfällen möglich ist. Diese Gitterfacette leitet den einfallenden Laserstrahl, der sich entlang der Deflektordrehachse fortpflanzt zurück, so daß er aus der Deflektoreinheit austritt, und zwar annähernd senkrecht zur Drehachse. Die Drehung der Deflektoreinheit bewirkt, daß der zurückge­ richtete Strahl vom Deflektor über einen Winkel abtastet, der gleich dem Deflektordrehwinkel ist. Folgend auf die Gitterfacette in Fig. 6 von ′956 ist eine Einzelelement­ linse vorgesehen, welche sich mit der Deflektoreinheit dreht, wodurch die Deflektoreinheit in die Lage versetzt wird, Bilder mit hoher Auflösung auf der Innenoberfläche einer Trommel zu erzeugen. Die stationäre F-Theta-Ab­ tastlinse, die der Deflektoreinheit in Fig. 7 des ′956- Patents folgt, bilden den Abtaststrahl von der Einheit auf einen Abtastpunkt ab, der eine gerade Abtastlinie auf einer flachen Bildoberfläche erzeugt. NPDG-Deflektoren können für die platzgreifenden Pentaprismendeflektoren in vielen Abbildfällen eingesetzt werden. Diese NPDG-De­ flektoren sind wesentlich weniger beeinflußt durch die von der Zentrifugalkraft hervorgerufene optische Strahl­ verformung, als dies für Pentaprismendeflektoren der Fall ist, und zwar deshalb, weil die NPDG-Deflektoren im Durchgangsbetrieb arbeiten. Auch ermöglicht es die optische und Massensymmetrie der NPDG- Einzelgitterdeflektoreinheit leicht mit sehr hohen Drehraten angetrieben zu werden. Die auf Gittern basierenden Deflektoren erfordern jedoch stark monochromatische Lichtquellen, und Laserdioden, wie sie jetzt im Handel verfügbar sind, sind nicht zur Verwendung mit diesen Deflektoren geeignet, und zwar wegen der Wellenlängenverschiebungen, die mit diesen Lasern as­ soziiert sind bei dem "Moden"-Springen.
US-Patent 48 52 956 und C.J. Kramer in "Holographic Deflector for Graphic Arts Systems", Kapital 5, in dem Test "Optical Scanning", G. F. Marshall, Ed., verlegt bei Marcel Dekker Inc., N.Y., (1991) beschreiben Monofa­ cetten-Nichtscheiben-Ebendiffraktions- oder Beugungsgitter (nondisc plane diffraction grating = NPDG) Deflektoren für Anwendungsfälle mit interner Trommel und flacher Feldabbildung. In Tashiro wird ein Zwei- Reflektionsmonofacetten-polarisationsempfindlicher Strahldeflektor beschrieben, der einen Polarisationsstrahlteilerkubus aufweist, eine Viertelwellenlängenverzögerungsplatte und eine hochreflektierende Spiegeloberfläche. Ein einfallender P- polarisierter Strahl tritt in das kubusförmige Strahldeflektorelement durch dessen obere Oberfläche (Oberseite) ein und pflanzt sich zu der polarisations­ empfindlichen Strahlenteilerreflektionsoberfläche fort, die sandwichartig angeordnet ist zwischen zwei im we­ sentlichen identischen 45° rechtwinkligen Prismenele­ menten, die das Kubus- oder Würfeldeflektorelement bilden. Diese polarisationsempfindliche Strahltei­ lerreflexionsoberfläche hat die Eigenschaft, daß sie bei einer bestimmten Wellenlänge optisch 100% des P-polari­ sierten Lichts überträgt, während optisch 100% des S- polarisierten Lichtes reflektiert werden. Der S-pola­ risierte retroreflektierte Strahl pflanzt sich zurück fort zu der polarisationsempfindlichen Strahlteiler­ reflexionsoberfläche, wo er im wesentlichen total re­ flektiert wird, und zwar in einer Richtung senkrecht zu der Deflektordrehachse und er tritt aus dem Deflektor­ element aus als ein S-polarisierter Abtastlichtstrahl.
Einer der Nachteile der NPDG-Deflektorgeometrien und des Tashiro-Würfeldeflektors besteht darin, daß ihre Abtast­ strahlintensität als eine Funktion des Abtaststrahl­ winkels abnimmt, und zwar bei Verwendung mit einem linearpolarisierten einfallenden Laserstrahl. Diese Abtaststrahlintensitätsabnahme mit dem Deflektorab­ tastwinkel ist kein signifikantes Problem für Flachfeld­ abbildungssysteme, da F-Theata-Abtastlinsenbetrachtungen normalerweise den Deflektordrehwinkel auf ein Maximum von ± 27° beschränken und daher kann der Intensitätsabfall kompensiert werden, und zwar durch elektronisches Ändern der Modulationsintensität des Abtaststrahles als Funktion des Abtastwinkels. Dieser Abtaststrahlintensitätabfall mit dem Abtastwinkel ist jedoch ein signifikantes Problem bei Abbildsystemen mit interner Trommel, weil die Mehr­ zahl dieser Systeme Deflektorrotationswinkel von zwischen ± 85 und ± 135° verwenden und weil daher der Inten­ sitätsabfall nicht elektronisch kompensiert werden kann. Die Abtaststrahlintensitätsabhängigkeit vom Abtastwinkel kann bei NPDG-Deflektoren eliminiert werden, und zwar entweder durch einen zufällig oder zirkular polarisierten Lasereinfallsstrahl, der unglücklicherweise, die radio­ metrische Deflektordurchgangseffizienz auf weniger als 50% reduziert. Siehe dazu das obengenannte US-Patent 48 52 956 sowie den Textteil davon.
Bei der polarisationsempfindlichen Strahlteilerreflek­ toroberfläche des Tashiro-Deflektors wird P-polarisiertes Licht praktisch 100% durchgelassen, während S-polari­ siertes Licht praktisch 100% reflektiert wird und daher hängt die Abtaststrahlintensität sehr stark von dem Po­ larisationszustand des anfangs einfallenden Strahles ab.
Auch erzeugt die Polarisationsempfindlichkeitseigenschaft des Deflektors eine Abtaststrahlintensitätsveränderung als eine Funktion des Deflektordrehwinkels RR, wenn eine linear polarisierte Lichtquelle mit dem Deflektor verwen­ det wird. Die Beziehung zwischen der Abtaststrahlintensi­ tät I und dem Deflektordrehwinkel wird in der oben ge­ nannten Gleichung (1) gegeben. Die Gleichung (1) zeigt, daß die Abtaststrahlintensität für den Tashiro-Deflektor mit cos2 RR für den linearpolarisierenden Einfallsstrahl­ zustand abnimmt.
Für NPDG-Strahldeflektoren kann man einen im wesentlichen 100% Beugungswirkungsgrad (Effizienz) für S-polarisier­ tes Licht erhalten, während man nur ungefähr 5% der Beu­ gungseffizienz oder Wirkungsgrad für P-polarisiertes Licht erhält. Vergleiche dazu in dem oben genannten Text das Kapitel des Autors C. J. Kramer auf den Seiten 269-272 und auch das US-Patent 49 73 112 von Kramer. Die Beugungseffizienzempfindlichkeit gegenüber dem Polarisa­ tionszustand reduziert die radiometrische Deflektoref­ fizienz für zufällig und zirkularpolarisierte Lichtan­ wendungsfälle. Diese Diffraktionseffizienzeigenschaft oder Beugungswirkungsgradeigenschaft erzeugt auch eine Abtaststrahlintensitätsveränderung als eine Funktion des Abtastwinkels, wenn eine linearpolarisierte Lichtquelle mit NPDG-Deflektor verwendet wird. Die Beziehung zwischen der gebeugten Strahlintensität I und dem NPDG-Deflektordreh­ winkel RR ist gegeben durch:
I = IS (EP sin² RR + ES cos² RR) + IP (EP cos₂ RR + ES sin² RR) (2)
wobei EP und ES jeweils die Diffraktionseffizienzen für P- und S-polarisiertes Licht sind und IP und IS sind die Intensitäten der P- und S-polarisierten Lichtkomponenten des einfallenden Strahls.
Die Gleichung (2) zeigt, daß die Veränderung der Abtast­ strahlintensität als eine Funktion des Deflektordreh­ winkels für NPDG-Strahldeflektoranordnungen im wesent­ lichen gleich cos2 RR ist, wenn der einfallende Laser­ strahl S-polarisiert ist für RR = 0. Eine gleichförmige Abtaststrahlintensität kann erreicht werden, aber auf Kosten von annähernd 50% der Einfallstrahlleistung. Ein hoher radiometrischer Durchgangswirkungsgrad kann er­ reicht werden, aber auf Kosten einer Verminderung der Abtaststrahlintensität als eine Funktion eines Deflektor­ drehwinkels.
Wie oben beschrieben, schlägt Tashiro vor, die La­ serlichtsquelle mit der Deflektoranordnung zu verdrehen, und zwar als eine Möglichkeit zur Lösung des Problems der Abnahme der Abtastintensität als einer Funktion des De­ flektordrehwinkels. Diese Lösung ist jedoch bei den meisten Abbildanwendungsfällen nicht praktikabel, und zwar insbesondere denjenigen, die eine hohe Deflektor­ rotationsrate benötigen. Zudem macht die Drehung der Laserquelle mit der Deflektoranordnung den Kreuzabtast­ strahlfehler der Laser/Deflektoranordnung empfindlich gegenüber Änderungen des Anordnungswobbelwinkels und daher wird in effektiver Weise die Abtaststrahlfehlerlei­ stungsfähigkeit ausgelöscht, die man erreicht, dadurch daß man zwei Reflexionen innerhalb des Deflektorelements besitzt.
Zusammenfassung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird ein Dualreflektions-Monofacetten- Strahldeflektor vorgesehen, der für mit hoher Auflösung arbeitende Abbildsysteme sowohl der Flachfeld als auch der internen Trommelbauart geeignet ist und der ebenfalls zur Verwendung mit Mehrfachwellenlängenlichtquellen ein­ setzbar ist und zwar zum Farbbildaufzeichnen auf photo­ graphischem Farbfilm. Dieser Deflektor oder Ablenkvorrichtung (auch als ein Abtaster zu bezeichnen) besitzt eine Rotationssymmetrie um seine Drehachse. Die Erfindung sieht einen kubischen oder würfelförmigen Strahldeflektor vor, der einen Quer- oder Kreuzabtaststrahlfehlerleistungsfähigkeit besitzt, der mit dem Pentaprismendeflektor erreicht wird, wobei gleichzeitig eine Abtaststrahlintensität vorgesehen ist, die praktisch unempfindlich ist gegenüber Änderungen des Polarisationszustandes des einfallenden Strahls, ge­ genüber Änderungen der Wellenfrontdivergenz und der Be­ triebswellenlänge. Der erfindungsgemäße Deflektor ist so­ mit zur Verwendung mit Laserdiodenlichtquellen geeignet.
Kurz gesagt, sieht die Erfindung einen Dualreflektion- Nicht-polarisierenden Monofacetten (dual reflection unpolarizing monofacet = DRUM)-Strahldeflektor vor, und zwar entsprechend einem Hauptausführungsbeispiel der Er­ findung. Ein Reflektor innerhalb eines Monogons sieht zwei Reflexionen des intern einfallenden Strahls vor. Obwohl die radiometrische Durchsatzeffizienz des De­ flektors vermindert wird, da einer der reflektierten Strahlen nicht verwendet wird, so ist doch darauf hin­ zuweisen, daß eine hohe radiometrische Durchsatzef­ fizienz nicht von primärer Wichtigkeit bei vielen Laser­ bildaufzeichnungsanwendungsfällen erforderlich ist. Selbst die Laser mit der niedrigsten Leistung besitzen annähernd 10mal mehr Leistung als dies erforderlich ist, um die auf Silberhalogenid basierenden photoempfindlichen Materia­ lien zu belichten, wie sie bei der Mehrzahl der derzei­ tigen Hochauflösungsbildaufzeichnungssystemen verwendet werden. Die überschüssige Laserleistung in diesen Bild­ aufzeichnungssystemen wird nicht in jedem Fall verwendet und wird daran gehindert, auf die Bildebene aufzutreffen, und zwar mittels eines neutralen Dichtefilters, der in dem Laserstrahlpfad angeordnet ist. Das Reduzieren der radiometrischen Durchsatzeffizienz der Deflektoreinheit von annähernd 90 auf 20% würde normalerweise nur eine Änderung des Werts oder die Elimination der energiereduzierenden Neutraldichtefilter erforderlich machen, die bislang in diesen Aufzeichnungssystemen verwendet wurden. Es gibt zwei Reflexionen des Ausgangsstrahls, der zum Aufzeichnen verwendet wird, wodurch eine genaue fehlerfreie Querab­ tastleistungsfähigkeit, die mit einem Pentaprisma er­ reicht wird, und zwar für 360° um die Drehachse herum, wodurch ein idealer Deflektor für interne Trommelanwen­ dungen vorgesehen wird.
Die Erfindung verbessert auch polarisationsempfindliche Deflektoren, und zwar einschließlich sowohl der NPDG- Deflektoren und der Polarisationsstrahlteilerkubusdeflek­ toren um im wesentlichen 100% radiometrische Durchsatz­ effizienz zu erreichen, während man auch eine Abtast­ strahlintensität erhält, die konstant bleibt über den Gesamtbereich von Abtastwinkeln. Die Erfindung sieht daher verbesserte Laserstrahldeflektoren vor.
Erfindungsgemäß werden diese verbesserten Deflektoren dadurch erreicht, daß man einen zirkularpolarisierten einfallenden Strahl verwendet und eine Viertelwellenlän­ genverzögerungsplatte an die Eintrittsöffnung der Deflek­ toranordnung anbringt, so daß sich die Viertelwellenlän­ genplatte mit der Deflektoranordnung dreht. Die ange­ brachte Viertelwellenplatte hat die korrekte Winkel­ orientierung, um den einfallenden zirkularpolarisierten Strahl in einen linearpolarisierten Strahl umzuwandeln, der eine Polarisationsrichtung aufweist, welche die ra­ diometrische Durchsatzeffizienz der Deflektoranordnung maximiert. Die Polarisationsrichtung des umgewandelten linearpolarisierten Strahls bleibt relativ zur Deflek­ toranordnung konstant, und zwar infolge der Verwendung eines zirkularpolarisierten Einfallstrahls und dem Vor­ handensein der Viertelwellenlängenplatte, die mit der Deflektoranordnung rotiert.
Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbei­ spielen an Hand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 einen Schnitt durch die Drehachse eines polari­ sationsempfindlichen Strahldeflektors, wie oben diskutiert;
Fig. 2 eine geschnittene Vorderansicht eines Ausführungs­ beispiels eines Kubusstrahldeflektors der kubi­ schen Dualreflexonsunpolarisations-Monofacetten (dual reflection unpolarizing monofacet = DRUM)- Bauart;
Fig. 3 eine Ansicht ähnlich der Fig. 2, und zwar eines DRUM-Deflektors mit einem Keil zum Vorsehen einer gekippten Reflexionsoberfläche;
Fig. 4 eine Ansicht ähnlich Fig. 3 eines DRUM-Deflektors mit zwei Keilen, von denen einer die Reflexions­ oberfläche vorsieht;
Fig. 5 eine Vorderansicht eines DRUM-Reflektors gemäß Fig. 2 in einem "Prä-Objektiv"-Deflektorsystem;
Fig. 6 eine Vorderansicht eines DRUM-Deflektors wie bei­ spielsweise gemäß Fig. 2 in einem "Post"- oder "Nach" -Objektivdeflektorsystem;
Fig. 7 eine Vorderansicht eines DRUM-Reflektors, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei hier zwei rechtwinklige Prismen vorgesehen sind mit internen Winkeln von 42,5° und 47,5°, die den strahlteilenden Reflektor davon de­ finieren;
Fig. 8 eine Vorderansicht eines Dualreflektionsabtasters, bestehend aus gesonderten Strahlteiler und Spie­ gelelementen;
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht eines Dualreflexion­ skubusstrahlreflektors, wobei zur Gewichtsver­ minderung Ecken entfernt sind,
Fig. 10 eine Vorderansicht ähnlich der Fig. 1, wobei der DRUM-Deflektorkubus sich in einem zylindrischen Gehäuse befindet,
Fig. 11 eine Schnittdraufsicht des Deflektors gemäß Fig. 10, und zwar längs Linie 11-1 in Fig. 10.:
Fig. 12 eine vordere Schnittansicht eines DRUM-Deflektors ähnlich dem Deflektor gemäß Fig. 10, aber mit einem gegengleichgewichtigen Anschluß oder eine Öffnung und einem Fenster;
Fig. 13 einen Schnitt des Deflektors gemäß Fig. 12, und zwar längs Linie 13-13;
Fig. 14 eine Schnittansicht eines DRUM-Reflektors gemäß Fig. 2 in einem transparenten zylindrischen Ge­ häuse;
Fig. 15 einen Schnitt des in Fig. 14 gezeigten Deflektors, und zwar längs Linie 15-15 in Fig. 14;
Fig. 16 bzw. 17 sagittale Schnitt- und Tangentialschnitt­ seitenansichten eines DRUM-Deflektors mit einer zylindrischen nach dem Objektiv angeordneten Linse ("Post-Objektivlinse");
Fig. 18 eine Schnittdraufsicht auf einen zylindrischen DRUM-Deflektor gemäß einem weiteren Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 19 eine Schnittdraufsicht eines halbzylindrischen DRUM-Deflektors gemäß einem weiteren Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 20 eine Schnittvorderansicht eines DRUM-Reflektors, der einen räumlichen oder spatialen Strahlteiler umfaßt und einen Spiegel, um den Abtaststrahl unempfindlich gegenüber dem Deflektorwobbel zu machen;
Fig. 21 eine Schnittvorderansicht eines DRUM-Deflektors,. der geeignet ist zur Anwendung bei einer internen DRUM-Konfiguration und der einen räumlichen Strahlteiler und einen sphärischen Spiegel auf­ weist, um den Abtaststrahl unempfindlich gegenüber Deflektorwobbeln zu machen;
Fig. 22 und 23 schematische Vorder- bzw. Draufsichten, wobei die Draufsicht längs Linie 24-24 in Fig. 22 erfolgt, und zwar von einem Deflektorsystem, welches die Verfolgung des Abtaststrahls ermög­ licht für eine Strahlbewegungsteuerung beim Abtasten;
Fig. 24 eine geschnittene Vorderansicht einer NPDG- Deflektoreinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 25 eine schematische Ansicht eines internen Trom­ melabtastsystems unter Verwendung einer NPDG- Deflektoreinheit ähnlich der in Fig. 24 gezeigten Einheit, welche eine Translation vorsieht längs der Achse einer Innentrommeloberfläche für Abbildanwendungen mit interner oder innerer Trommel;
Fig. 26 eine Schnittvorderansicht einer polarisationsemp­ findlichen Dualreflexionskubusstrahldeflektorein­ heit gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 27 eine Schnittvorderansicht einer polarisationsemp­ findlichen Dualreflexionsdeflektoreinheit ähnlich der Einheit gemäß Fig. 26 eines "Post"- oder "Nach"-Objektivabtastsystems insbesondere geeignet für Abbildanwendungen mit interner Trommel;
Fig. 28 eine Schnittvorderansicht einer polarisationsemp­ findlichen Dualreflexionsdeflektoreinheit gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Der Trommelkubusstrahldeflektor in Fig. 2 besitzt zwei im wesentlichen identische 45°-Rechtwinkelprismenelemente, deren Hypotenusenstirnflächen miteinander verbunden sind, um das kubische Deflektorelement 42 zu bilden. Ein bevorzugtes Material zur Herstellung der rechtwinkligen Prismenelemente 30 und 40 ist ein Glas optischer Quali­ tät, wie beispielsweise BK-7. Glas ist, was sein Gewicht anlangt, sehr starr, extrem stabil und kann ohne weiteres in die Form von hochqualitativen optischen Komponenten gebracht werden. Diese rechtwinkligen Prismenelemente könnten alternativ unter Verwendung von Kunststoffmate­ rialien optischer Qualität hergestellt werden, wie bei­ spielsweise aus Methylmethacrylat. Obwohl Kunststoffe mechanisch und thermisch weniger stabil sind als Glas, und obwohl sie nicht so leicht in optische Komponenten hoher Qualität wie Glas, umgewandelt werden können, ist ihre Dichte (annähernd 1,2 g/cm3) ungefähr die Hälfte derjenigen des BK-7-Glases (mit einer Dichte von annähernd 2,51 g/cm3) als eine erwünschte Eigenschaft für einen Monogonstrahldeflektor ist, der mit hoher Rotationsrate umläuft.
Bevor die rechtwinkligen Prismenelemente miteinander ver­ bunden werden, wird eine partialreflektierende Schicht (Film) 32 einer der Hypotenusenstirnflächen abgeschie­ den. Diese partialreflektierende Schicht kann ein Metall­ überzug sein, ein mehrschichtiger dielektrischer Überzug oder ein Metall-Dielektrikum-Hybridüberzug. Partiell re­ flektierende Metallüberzüge sind verhältnismäßig preis­ wert in der Herstellung, haben aber eine relativ hohe Absorption (von ungefähr 20%). Partiellreflektierende mehrere Schichten aufweisende dielektrische Überzüge haben eine sehr niedrige Absorption, sind aber norma­ lerweise teuerer als der Metallüberzug und sie können recht unterschiedliche Leistungscharakteristika für S- und P-polarisiertes Licht besitzen, wenn nicht die Verwendung auf eine Laserwellenlänge beschränkt wird. Partiellreflektierende Metalldialektrikum-Hybridüberzüge sind normalerweise weniger teurer als mehrschichtige di­ elektrische Überzüge und können im wesentlichen gleiche reflektierte und durchgelassene Teile des einfallenden Lichtes mit nur 10% Absorption vorsehen, wobei sie ziem­ lich kleine Unterschiede hinsichtlich der Leistungsfähig­ keit für S- und P-Polarisationen über einen ausge­ streckten oder ausgedehnten Wellenlängenbereich hinweg besitzen. Auch sind die Metall- und Metall-Dielektrikum- Hybridüberzüge ziemlich unempfindlich gegenüber Änderun­ gen des Winkels des einfallenden Strahls.
Derzeit wird ein eine breite spektrale Bandbreite auf­ weisender Metall- oder Metalldielektrikum-Hybridfilm 32 als optischer Überzug für die Strahlteilerreflektorober­ fläche bevorzugt, und zwar in dem DRUM-Würfelstrahlde­ flektor, und zwar deshalb, weil diese Filme- oder Schichten verglichen mit den Mehrschichtdielektrikum­ überzügen weniger teuer in der Abscheidung sind und noch wichtiger deshalb, weil sie weniger empfindlich sind gegenüber Änderungen des Einfallsstrahlpolarisations­ zustands, der Wellenfrontdivergenz, des Einfallswinkels und der Betriebswellenlänge. Diese Strahlteilerleistungs­ fähigkeitseigenschaften vermindern indirekt die Deflek­ torherstellungskosten, dadurch daß standardisierte De­ flektorgrößen für eine Anzahl unterschiedlicher Abbildan­ wendungsfälle verwendet werden können. Darüber hinaus ist die Unempfindlichkeit der radiometrischen Durchsatzeffi­ zienz des Deflektors gegenüber relativen Änderungen des Einfallsstrahlspolarisationszustandes in den meisten mit hoher Auflösung arbeitenden Abbildsystemen wichtiger, und zwar inbesondere in Systemen mit interner Trommel, als das Maximieren der radiometrischen Durchsatzeffizienz des Deflektors. Es wird davon ausgegangen, daß für die mei­ sten Bildaufzeichnungsanwendungsfälle die Strahlteilerre­ flektoroberfläche im wesentlichen gleiche reflektierte und durchgelassene Teile des einfallenden Strahls vor­ sehen sollte und daß ziemlich kleine Differenzen der Leistungsfähigkeit für die S- und P-Polarisationszustände vorhanden sein sollten.
Vor dem Verbinden der rechtwinkligen Prismenelemente mit­ einander wird ein Hochreflexionsüberzug 34 auf der Ober­ fläche, die die untere Oberfläche (Unterseite) des zusam­ mengebauten Kubusdeflektorelements 42 bilden wird, abge­ schieden, d. h. auf der Oberfläche entgegengesetzt zu der Einfallsstrahloberfläche 36. Diese hochreflektierende Spiegeloberfläche ist vorzugsweise ein Überzug mit brei­ ter spektraler Bandbreite aus Metall, einem mehrschich­ tigen Dielektrikum oder es handelt sich um einen Metall- Dielektrikum-Hybridüberzug. Der Strahl fällt normaler­ weise senkrecht auf die Spiegeloberfläche und daher sind die Reflexionseigenschaften der Spiegeloberfläche im we­ sentlichen unabhängig von den relativen Änderungen des Einfallsstrahlspolarisationszustandes. Für Einzellaser­ linien oder Zeilenabtastanwendungsfälle können nicht­ polarisierende, eine schmale spektrale Bandbreite auf­ weisende Mehrschichtdielektrikumüberzüge sowohl für den Strahlteilerreflektor 32 als auch die hochreflektierenden Spiegel 34 Oberflächen in den DRUM-Kubusstrahldeflektor der Fig. 2 verwendet werden, wodurch die radiometrischen Absorptionsverluste der Deflektoranordnung reduziert wer­ den.
Es ist erwünscht, daß die reflektierende Spiegelschicht 34 eine sehr gute Adhäsion an dem rechtwinkligen Prismen­ element besitzt. Das Kubusdeflektorelement 42 ist an einer Befestigungsnabenanordnung 38 mit einem Kleberbin­ dermaterial, wie beispielsweise ein Epoxyharz, ange­ bracht. Dieses Bindermaterial ist primär sandwichartig angeordnet zwischen der Bodenspiegelreflexionsoberfläche 34 des Kubusdeflektorelements 42 und der Oberseite 38 der Befestigungsnabenanordnung. Die Festigkeit der ferti­ gen Verbindung hängt von der Adhäsionsfestigkeit des Re­ flexionsspiegelfilms 34 am Primen 30 Material ab. Ein Teil des Kleberbindermaterials kann um einen kurzen Ab­ stand über die Seite des Kubusdeflektorelements 42 von dessen Bodenoberfläche oder Unterseite angeordnet sein, wodurch das Verbindungsoberflächengebiet vergrößert wird.
Mit Ausnahme der Einfallsstrahloberfläche 36, der Aus­ gangsabtaststrahloberfläche 44 und der reflektierenden Spiegeloberfläche 34 können alle anderen Außenoberflächen des Kubusdeflektorelements eine feingeschliffene Endbe­ arbeitung besitzen, was bei der Adhäsion des Kleberbin­ dermaterials hilft.
Anti-Reflexionsüberzüge werden verwendet auf den Ein­ fallstrahl- und Ausgangsabtaststrahloberflächen 36, und 44 des Kubusdeflektorelements 42, um sowohl deren Refle­ xionsverluste zu vermindern und um auch Geisterabtast­ strahlen zu reduzieren, die mit spekularem retroreflek­ tiertem Licht von diesen Oberflächen auftreten können. Eine auf Ruß (schwarzem Kohlenstoff) basierende Farbe mit einem Brechungsindex nahe dem des Kubusdeflektorelement­ materials sieht einen Überzug 46 auf der Rückseite (der Oberfläche entgegensetzt zur Austrittsabtaststrahl­ oberfläche) des DRUM-Kubusdeflektorelements 42 vor. Die interne Glasreflexion von einer solchen gemahlten Glas­ oberfläche 46 ist weniger als 0,1%.
Obwohl die Primärfunktion der Befestigungsnabenanordnung 38 darin besteht, das Kubusdeflektorelement starr mit einem Deflektordrehmotor 48 zu kuppeln, so besteht auch eine Funktion auch darin, als endgültiges Ausgleichs- oder Gleichgewichtelement für die Deflektoreinheit zu dienen. Diese Befestigungsnabe kann entweder als ein Metall oder ein Kunststoffteil hergestellt werden. Die Verwendung einer Nabe aus rostfreiem Stahl ähnlich der, die in dem Deflektormotorrotor verwendet wird, sieht eine gute Preßpassung der Nabe auf dem Rotor vor und erleich­ tert die Verwendung von aus rostfreiem Stahl bestehenden Ausgleichsschrauben innerhalb der Nabenanordnung. Es kann auch eine aus Aluminium bestehende Befestigungsnabe ver­ wendet werden. Aluminium ist annähernd dreimal leichter als rostfreier Stahl, was wichtig ist hinsichtlich der mit hoher Geschwindigkeit erfolgenden Deflektorbetriebs­ weise. Der Ausgleich einer Aluminiumnabe/Deflektoranord­ nung kann unter Verwendung von Ausgleichsschrauben aus rostfreiem Stahl oder durch Entfernen von Material aus der Nabenanordnung ausgeführt werden. Ein fasergefülltes Plastikmaterial wird ebenfalls für die Befestigungsnabe verwendet, da dieses Material sowohl fest als auch dauer­ haft ist, obwohl es die Hälfte des Gewichts des Alumi­ niums besitzt. Die Materialentfernung mittels Laser­ ablation ist ein sehr genaues und wirtschaftliches Ver­ fahren für das dynamische Abgleichen der Drehnabenan­ ordnung.
Das Miteinanderverbinden der beiden rechtwinkligen Prismenelemente 30 und 40 zur Bildung des DRUM-Kubus­ strahldeflektors 42 wird vorzugsweise erreicht unter Verwendung eines hochfesten optischen Bindemittels, welches eine niedrige Schrumpfung besitzt und eine gewisse Elastizität der Klebung, die vorsieht, daß die Beanspruchung innerhalb des fertigen Kubusdeflektors minimiert wird. Die Firma Norland Product Inc. in New Brunswick, New Jersey, USA, stellt mit UV-Licht auszuhärtende optische Bindemittel dar, welche die oben erwähnten Bindemitteleigeschaften besitzen. Für optische Präzisionsverbindungen wird das Klebemittel Nordland Type 61 empfohlen. Die Firma Electronic Materials Inc. New Milford, Connecticut, USA, stellt UV-lichtaushärtbare Epoxy-Bindemittel her, die ein niedrigeres Schrumpfen zeigen sollen, als die Klebemittel des Norland Typs.
Als nächstes werden die optischen Abbildeigenschaften des DRUM-Deflektors 42 betrachtet. Der einfallende mittige Strahlungsstrahl verläuft kollinear mit der Deflektor­ drehachse 49 und tritt in das Deflektorelement über seine Oberseite 36 ein, die das Deflektoreintrittsfenster ist. Wenn das Deflektorelement eine Kubusstruktur ist, so ist das Eintrittsfenster auch die Deflektoreintrittsöffnung oder -apertur. Nach dem Eintritt in den Deflektor pflanzt sich der einfallende Strahl zu einem 50%-Strahlteiler fort, der durch die Reflektoroberfläche 32 vorgesehen ist, wodurch der einfallende Strahl in reflektierte und durchgelassene Strahlen aufgeteilt wird. Wenn die Strahl­ teilerreflektoroberfläche 32 eine vernachlässigbare Ab­ sorption besitzt, dann sind annähernd 50% der Einfalls­ strahlenergie in sowohl den reflektierten als auch den übertragenen Strahlen vorhanden.
Der reflektierte Strahl pflanzt sich zu der schwarz an­ gestrichenen Oberfläche 46 des Deflektorelements fort und wird im wesentlichen vollständig absorbiert, während der durchgelassene Strahl sich zu der hochreflektierenden Bodenspiegeloberfläche 34 des Deflektorelements 42 fort­ pflanzt, wo er im wesentlichen total retroreflektiert wird. Dieser retroreflektierte Strahl ist kollinear mit dem Einfallsstrahl und pflanzt sich daher fort zurück zu der 50% Strahlteilerreflektoroberfläche 32, die diesen retroreflektierten Strahl gleichmäßig in reflektierte und übertragene Strahlen teilt. Der reflektierte Teil des re­ troreflektierten Strahls pflanzt sich zum Ausgangsfenster (vordere Oberfläche 44) des Deflektor- oder Ablenkelements 42 fort und tritt aus dem Deflektor als der Ausgangsabtaststrahl auf, während der durchgelassene Teil des retroreflektierten Strahls kollinear von dem einfallen Strahl ist und sich zurück zur Lichtquelle als der durchgelassene retroreflektierte Strahl fortpflanzt.
Der Ausgangsabtaststrahl verläuft senkrecht zu der De­ flektordrehachse 49. Dieser senkrechte Zustand wird des­ halb erreicht, weil der eingeschlossene Winkel zwischen dem Strahlteilerreflektor 32 und der Spiegelreflexions­ oberfläche 34 45° beträgt und weil der einfallende Strahl parallel zu der Deflektordrehachse verläuft. Daß der Aus­ gangsabtaststrahl senkrecht zur Deflektordrehachse ver­ läuft, ist wichtig für Flachfeldanwendungsfälle, da dies eine gerade Abtastlinie sicherstellt. Wenn der Ausgangs­ abtaststrahl in dem Flachfeldsystem einen Winkel RZ be­ züglich der Ebene bildet, die senkrecht zur Deflektor­ drehachse 49 verläuft, so weicht die Abtastlinie von einer geraden Linie ab, und zwar um den Wert Δ Z, was gegeben ist durch:
Δ Z = (X² + Y² - Y) TAN RZ (3)
wobei X die Versetzung des Abtaststrahls gegenüber der Mitte der Bildebene ist und Y die Brennweite der Fokus­ sierlinse für den "Vor-Objektiv"-Deflektorfall ist, oder aber Y ist der Abstand von der Deflektorachse zur Mitte der Bildebene, wenn dem Deflektor keine Linse folgt. Die Geradheit der Abtastlinie in einem internen Trommelab­ tastsystem wird nicht durch den Winkel bestimmt, den der Ausgangsabtaststrahl mit der Deflektordrehachse bildet. Die Geradigkeit der Abtastlinie für diesen Fall wird be­ stimmt durch die Konzentrizität zwischen der Deflektor­ drehachse 49 und der Innentrommelaufzeichnungsoberfläche.
Wenn der Strahlteilerreflektor 32 eine vernachlässigbare Absorption besitzt, dann sind annähernd 25% der anfäng­ lichen Einfallsstrahlenergie in sowohl den Ausgangsab­ tast- und den übertragenen retroreflektierten Strahlen vorhanden. Durch Opfern von 75% oder mehr der Leistung des einfallenden Strahls erreicht die Strahldeflektor­ einheit 42 einen Hauptleistungsfähigkeitsvorteil durch Vorsehen eines rotationsmäßig symmetrischen Dualrefle­ xionsmonofacettenstrahldeflektors, der sowohl einen Kreuz- oder Querabtaststrahlwinkel besitzt, der unemp­ findlich ist gegenüber Änderungen des Deflektorwob­ belwinkels unter einer Abtaststrahlintensität, die praktisch unempfindlich ist gegenüber Änderungen des Einfallsstrahlpolarisationszustands, der Betriebswel­ lenlänge und der Wellenfrontdivergenz.
Eine Überprüfung der Kubusstrahldeflektoranordnung der Fig. 2 zeigt, daß diese mechanisch einfache Deflektor­ anordnung im wesentlichen vollständig rotationssymme­ trisch bezüglich der Deflektordrehachse 49 ist, und daher kann die Anordnung leicht dynamisch ins Gleichgewicht gebracht werden, und zwar für einen breiten Bereich von Betriebsgeschwindigkeiten einschließlich hohen Drehge­ schwindigkeiten oder -raten (beispielsweise ungefähr 20 000 U/min.). Sowohl die Drehsymmetrie als auch die Orientierung der Reflexionsoberflächen 32 und 34 bei dieser Deflektoranordnung 42 vermindern die Empfindlichkeit dieser reflektierenden Oberflächen gegenüber Flachheitsverformung, hervorgerufen durch die Zentrifugalkraft bei hohen Drehraten. Die Reflexionsoberfläche 34 verläuft senkrecht zur Deflektordrehachse und ist daher praktisch invariant gegenüber Änderungen der Reflektoroberflächenflachheit infolge der Wirkung der Zentrifugalkraft. Eine durch Zentrifugalkraft hervorgerufene Flachheitsverformung tritt bei den 50%-Strahlteilerreflektorelement 32 auf, aber diese Flachheitsverformung verschlechtert im we­ sentlichen die optische Qualität der Strahlwellenfront für Drehraten von weniger als 20 000 U/min und optischen Deflektoraperturgrößen von 25 mm oder weniger nicht in­ sofern als die Strahlteilerreflektoroberfläche 32 sand­ wichartig angeordnet ist zwischen im wesentlich eine identische Masse besitzenden Elementen, die auf der Deflektordrehachse 49 zentriert sind. Daher erfährt der größte Teil des wichtigen Mittelteils der Strahlteilober­ fläche 32, der in dem Pfad des Strahls liegt, relativ wenig Differenz-Zentrifugalkraft.
Wie dies der Fall beim Pentaprisma ist, so behalten die Abtaststrahlstrahlen, die aus dem Deflektor 42 austreten, ihre Querabtastwinkelorientierung unabhängig von der Querabtastungswinkeländerung in dem Deflektorwobbelwin­ kel. Wie beim Pentaprismadeflektor können Änderungen des Kreuz- oder Querabtastdeflektorwobbelwinkels eine Verset­ zung oder Versetzungsbewegung in der Querabtastrichtung des Abtaststrahles einführen, der aus der Kubusdeflektor­ anordnung der Fig. 2 austritt. Diese Strahlversetzung oder Versetzungsbewegung hat keinen Einfluß auf die Quer­ abtastfehlerleistungsfähigkeit bei "Vor-Objektiv"-Deflek­ torsystemen und verschlechtert auch nicht die Bildquali­ tät bei "Nach-Objektiv"-Deflektorsystemen für den Normal­ betrieb mit Deflektormotor 48.
Wenn eine Querabtastwinkeländerung um die Mitte des DRUM- Kubusdeflektorelements 42 auftritt, ergibt sich praktisch keine Strahlversetzungsbewegung beim Abtaststrahl, und zwar selbst relativ große Winkeländerung. Wenn eine Quer­ abtastwinkeländerung um einen Punkt herum auftritt, der auf der Deflektordrehachse unmittelbar unterhalb der hochreflektierenden Spiegeloberfläche 34 des DRUM-Kubus­ deflektors 42 angeordnet ist, dann ergibt sich eine ange­ nähert 0,2 µm Versetzungsbewegung in dem Ausgangsabtast­ strahl, und zwar basierend auf einer 25 mm Kubusapertur­ größe und einem drei Bogensekunden Drehwinkel. Drei Bo­ gensekunden ist das Maximum an erwarteter Änderung bei dem Deflektorwobbeln infolge von Fehlern der Deflek­ tormotoranordnung und daher die mit diesen Fehlern asso­ ziierte Strahlversetzung einen vernachlässigbaren Einfluß auf die Qualität von "Nach-Objektiv"-Abtastsystemen be­ sitzen, welche den Kubusdeflektor 42 verwenden.
Die gesamte Drehsymmetrie der Abbildeigenschaften der aus der Deflektoranordnung 42 austretenden Abtaststrahlungs­ strahlen wird dadurch erreicht, daß man den zentralen Einfallstrahlungsstrahl kolinear macht mit der Deflektor­ rotationsachse, dadurch daß man das Deflektorelement auf der Deflektordrehachse zentriert. Unter diesen Bedingungen hält der einfallende Strahl einen konstanten Einfallswin­ kel mit den optischen Oberflächen des Deflektors 42 und daher ist der Abtaststrahlwinkel gleich dem Deflektor­ drehwinkel. Der Deflektordrehwinkel wird durch den De­ flektordreh- oder -spinmotor 48 vorgesehen, der entweder ein Hysteresewechselstrommotor oder ein bürstenloser Gleichstrommotor sein kann, wobei entweder Luftlager oder Kugellager verwendet werden.
Ein fester Deflektorwobbelwinkel trägt weder bei zum Querabtastungsfehler noch zu dem Spurfehler bei der Ab­ tastung für ein Monofacettendeflektorsystem, weil jedwede sich ergebende Veränderung der Abtaststrahlposition die gleiche ist für jede Abtastzeile oder -linie. Ein fester bei der Abtastung auftretender "In-scan"-Deflektorwob­ belwinkel bewirkt eine entsprechende Versetzung des Ab­ taststrahlwinkels für die Deflektorgeometrie, wie in Fig. 2 gezeigt. Dieser Versetzungswinkel bleibt konstant mit der Abtastposition und ist daher ohne weiteres dadurch kompensiert, daß man ein den Beginn der Abtastung detek­ tierendes Signal verwendet, um den Start von Abtastzei­ lenpixeldaten zu synchronisieren, wie dies bei jetzt im Gebrauch befindlichen Bildsätzen der Fall ist.
Ein Änderung der in Abtastung befindlichen Komponente des festen Deflektorwobbelwinkels bewirkt eine gleiche ent­ sprechende Winkeländerung in sowohl dem Deflektorele­ mentdrehwinkel als auch dem Abtaststrahlwinkel. Während daher Änderungen des festen Deflektorwobbelwinkels nur einen vernachlässigbaren Einfluß auf die Abtaststrahl­ verfolgungsfehlerleisungsfähigkeit des DRUM-Kubusde­ flektorsystems 42 haben, können diese Änderungen in signifikanter Weise zu der "In-Abtastung"- Zitterlei­ stungsfähigkeit des Systems beitragen. Somit sollten Änderungen des Deflektorwobbelns, das zu dem "In-Abta­ stung"-Zitterfehler beiträgt, minimiert werden. Dies wird dadurch erreicht, daß man die Vibrationen der Deflektor­ motoranordnung reduziert, was eine Änderung des Deflek­ torwobbelwinkels zur Folge hat. Diese Vibrationsmini­ mierung wird erreicht durch präzises Ausgleichen oder Ingleichgewichtbringen der Deflektormotoranordnung und dadurch, daß man Spiel in der Rotor/Lageranordnung ver­ meidet, die im Motor 48 verwendet wird. Die Verminderung der Masse der Deflektoreinheit trägt in signifikanter Weise zur Minimierung der dynamischen Änderungen des Deflektorwobbelwinkels bei Hochgeschwindigkeitsdreh­ bedingungen bei.
Es sei der Fall betrachtet, wo die restlichen Deflektor­ motorfehler für einen mit Kugellager ausgerüsteten Motor eine Maximaländerung des "In-Abtastung"-Deflektorwob­ belwinkels von ungefähr drei Bogensekunden hervorrufen, was einem "In-Abtastung"-Positionsstrahlfehler für den Deflektor 42 von 1,5 µm entspricht, wenn der Deflektor in einem Abbildsystem mit interner Trommel mit einem Radius von 100 mm verwendet wird. Ein 7,3 µm "In-Abtastung"- Strahlversetzungsfehler wird für eine drei Bogensekun­ denwobbeländerung erreicht, wenn dieser Deflektor in einem Flachfeldabbildsystem verwendet wird, was eine F- Theta-Abtastlinse verwendet, die eine 500 mm Brennweite besitzt.
Der mit dem Deflektormotornachlaufen assoziierte Abtast­ strahlzitterfehler ist normalerweise ein größeres Problem mit monofacettigen Deflektoren als mit ihrem multifacet­ tigen Äquivalent. Dies liegt darin, daß die Mono- oder Einzelfacette üblicherweise eine geringere Rotations­ trägheit besitzt, und zwar infolge eines signifikanten kleinere Deflektordurchmessers. Das Motornachlaufen be­ wirkt eine geringe Variation des "In-Abtastung"-Zitterns, das kompensiert werden kann durch Verwendung einer Takt- oder Clockrate mit variablem Pixel. Der Monofacettde­ flektor 42 kann mit einem Wellencodierer ausgerüstet sein, um die Veränderung der Deflektormotorgeschwindig­ keit assoziiert mit dem Motornachlaufen (motor hunting) zu messen. Die Wellencodierdaten können alleine verwendet werden oder in Verbindung mit einem Startabtastdetektor­ signal, um die Änderung der Pixeltaktrate zu berechnen, die erforderlich ist, um die Motornachfolge oder Verfol­ gungskomponente des "In-Abtastung"-Zittern zu kompensie­ ren.
Die Variation der Abtaststrahlintensität infolge der Än­ derung des Einfallsstrahlspolarisationszustands relativ zum Deflektorelement 42 wird im Deflektorelement 42 mini­ miert durch die Art des optischen Überzugs, wie er für die Strahlteilerdeflektoroberfläche 32 in dem Deflektor verwendet wird, wie dies in der Beschreibung der Deflek­ torherstellungsverfahren bemerkt wurde, und ferner er­ folgt die Minimierung dadurch, daß man den Abtaststrahl zweimal durch die partiellreflektierende Oberfläche 32 sich fortpflanzen läßt. Um den Vorteil des zweimaligen Durchlaufs durch die Strahlteileroberfläche zu veran­ schaulichen sei der folgende beispielhafte Fall betrach­ tet: das Reflektanz/Transmittanzverhältnis der Teiler­ oberfläche ist 0,6/0,4 bzw. 0,4/0,6 für S- und P-polari­ siertes Licht. Die Teileroberfläche 32 besitzt eine ver­ nachlässigbare Absorption. Der Einfallstrahl ist P-pola­ risiert bezüglich des Deflektors, der sich in der Mitte der Abtastposition befindet und die hochreflektierende Spiegeloberfläche im Deflektor besitzt im wesentlichen 100% Reflektivität oder Reflexionsvermögen. Für diese Parameter beträgt die Abtaststrahlintensität 24% der Einfallsstrahlintensität für die Mitte der Abtastungs­ position, und zwar basierend darauf, daß die Strahltei­ leroberfläche 60% des einfallenden P-polarisierten Strahls zum Spiegelreflektor überträgt und 40% des re­ troreflektierten Strahls von dem Spiegelreflektor hin den Ausgangsabtaststrahl retroreflektiert. Wenn der Deflektor um 90° von der Mitte der Abtastposition verdreht wird, so ist die Abtaststrahlintensität noch immer 24% der Ein­ fallsstrahlintensität, und zwar basierend auf der Tatsa­ che, daß die Strahlteileroberfläche 40% des einfallenden S-polarisierten Strahls zu dem Spiegelreflektor überträgt und 60% des retroreflektierten Strahls von dem Spiegel­ reflektor in den Ausgangsabtaststrahl.
Aus diesem Beispiel ist klar, daß das zweimalige Durch­ tretenlassen des Strahls durch die Strahlteileroberfläche mit der Polarisation in Beziehung stehende Differenzen in dem Reflektanz/Transmitanz-Verhältnis der Teileroberflä­ che kompensiert. Für die oben angegebenen Deflektorpara­ meter wird die Ausgangsabtaststrahlintensität stets 24% der Einfallsstrahlintensität sein, und zwar unabhängig von der Einfallsstrahlpolarisation, ob diese linear, zir­ kular oder elliptisch ist. Diese Unabhängigkeit der Ab­ taststrahlintensität bezüglich der Änderungen beim Ein­ fallsstrahlspolarisationszustand verbessert nicht nur die Leistungsfähigkeit des Abtastbildsystems, sondern verein­ facht auch im großen Ausmaße die Konstruktion, die Her­ stellung und die Ausrichtung des Systems.
Fig. 3 zeigt einen DRUM-Kubusstrahldeflektor 50 ähnlich dem Deflektor 42, wo die Fortpflanzung des retroreflek­ tierten Strahls zurück zur Lichtquelle (Laser) hin vermie­ den wird. Der Kollinearzustand zwischen einfallenden und durchgelassenen oder transmittierten, retroreflektierten Strahlen, wie in Fig. 2 gezeigt, kann nicht erwünscht sein, weil dies Geisterabtaststrahlen und Laserintensi­ tätinstabilität verursachen kann.
In dem Deflektor 50 ist ein Metallkeilglied 52 sandwich­ artig angeordnet zwischen dem Boden des Kubusdeflektor­ elements und der Befestigungsnabenanordnung. Dieses Keilglied 52 kippt um das Kubusdeflektorelement, so daß der retroreflektierte Strahl von der Spiegelreflexions­ oberfläche unter einem Winkel bezüglich des einfallenden Strahls verläuft. Der Keilwinkel dieses Gliedes braucht nur im Bereich von 1 zu 2,5° liegen, um zu bewirken, daß der übertragene retroreflektierte Strahl winkelmäßig ge­ trennt ist um 2 bis 5° gegenüber der Einfallsstrahlrich­ tung und wobei dadurch das Entstehen von Geisterabtast­ strahlen und Laserintensitätsinstabilität vermieden wird.
Da das Keilwinkelerfordernis relativ klein ist, beein­ flußt das Vorhandensein dieses Keilgliedes und das zuge­ hörige Kippen des Kubusdeflektorelements die dynamische Drehbetriebscharakteristika des kubischen Deflektorele­ ments der Deflektoranordnung für die meisten Anwendungs­ fälle nicht. Das Vorhandensein dieses Keilglieds 52 hat keinen Einfluß auf den Deflektorkreuzabtaststrahlwinkel und führt nur eine Parallelversetzungsbewegung in den Ausgangsabtaststrahl ein, wie dies durch den Einschluß des gestrichelten Ausgangsabtaststrahlungsstrahls 54 dar­ gestellt ist, der der Position des Abtaststrahls ent­ spricht, wenn das Kubusdeflektorelement nicht durch das Keilglied gekippt ist. Selbst ein relativ großer fester Deflektorwobbelwinkel ruft weder ein Querabtast- noch ein Strahlnachfüllfehlerproblem beim Abtasten für ein Mono­ facettendeflektorsystem ein, weil die sich ergebende Ver­ änderung des Abtaststrahlverfolgungs- oder -nachfühlwin­ kels die gleiche ist für jede Abtastzeile oder -linie. Das Keilglied 52 kann auch, wenn gewünscht, entweder aus Kunststoff oder Glasmaterialien hergestellt werden oder der Keilwinkel kann direkt in dein Befestigungsnaben­ element 38 herausgearbeitet sein. Ein hinreichender Keil­ winkel kann dadurch vorgesehen werden, daß man die Schicht des Epoxybindemittels verjüngt, die dazu verwen­ det wird, um das Kubusdeflektorelement an der Befesti­ gungsnabenanordnung 38 zu befestigen oder dort zu verbin­ den. Der Verjüngungswinkel des Bindemittelfilms kann da­ durch eingestellt werden, daß man ein kleines Stück einer Unterlage unter eine Bodenkante des Kubusdeflektorele­ ments während des Verbindungsprozesses legt.
Die Strahldeflektoranordnung 56 gemäß Fig. 4 verwendet ein Glaskeilglied 58, das sandwichartig angeordnet ist zwischen dem Boden des Kubusdeflektorelements 56 und einem Metallkeilglied 60 befestigt an der Oberseite der Befestigungsnabenanordnung 38. Dieses Glaskeilglied 58 ist optisch mit dem Kubusdeflektorelement 50 verbunden, und zwar insbesondere durch ein Bindemittel (Zementmittel). Dieses Glaskeilglied 58 kann aus dem gleichen Material hergestellt werden, welches dazu verwendet wird, um die Prismen des Kubusdeflektorelements 56 herzustellen. Unter diesen Umständen pflanzt sich der einfallende Strahl von dem Kubuselement in das Glaskeilglied fort, ohne im we­ sentlichen irgendeine Änderung in der Fortpflanzungs­ richtung, dem Polarisationszustand oder den Intensitäts­ pegel zu erfahren. Die Unterseite 62 des Glaskeilglieds 58 besitzt darauf abgeschieden einen hochreflektierenden Spiegelüberzug.
Das Glaskeilglied 58 kippt das Kubusdeflektorelement 56 derart zurück, daß dessen Oberseite im wesentlichen senk­ recht zu der Deflektordrehachse 49 verläuft. Wenn die Glas- und Metallkeilglieder aus Materialien hergestellt sind, die ähnliche Dichten besitzen, so erreicht die Deflektoranordnung der Fig. 4 praktisch die totale Rota­ tionsmassensymmetrie bezüglich der Deflektordrehachse. Obwohl das Erreichen der Rotationssymmetrie erwünscht ist, besteht der Hauptgrund für die Anbringung des Glaskeil­ glieds an dem Kubusdeflektorelement darin, den einge­ schlossenen Winkel von 45° zwischen dem Strahlteilerre­ flektor und der Spiegelreflexionsoberfläche zu ändern. Wenn man diesen Einschlußwinkel nicht mit 45° hat, so hat dies zur Folge, daß der Ausgangsabtaststrahl nicht senk­ recht zu der Deflektordrehachse ist, wenn der einfallende Strahl parallel zur Drehachse 49 verläuft. Das Metall­ keilglied 60 kompensiert das Glaskeilglied und bringt den übertragenen retroreflektierten Strahl außer Parallelität mit dem einfallenden Strahl.
Es ist erwünscht, daß der Ausgangsabtaststrahl nicht senkrecht zur Deflektordrehachse für Abbildanwendungs­ fälle mit interner Trommel verläuft, denn das retro­ reflektierte spekulare oder Spiegellicht von der internen Trommelbildoberfläche pflanzt sich nicht zurück entlang des einfallenden Strahls fort und verursacht Geister­ strahlen und Laserintensitätsinstabilität. Spekulares retroreflektiertes Licht von der Bildebene ist ein größeres Problem bei internen Trommelsystemen als bei Flachfeldabbildsystemen, weil der Deflektor in dem Trom­ melsystem konzentrisch zur Aufzeichnungsoberfläche ver­ läuft und daher der Ausgangsabtaststrahl stets senkrecht zu der Aufzeichnungsebene verläuft, wenn der Abtaststrahl senkrecht zu der Deflektordrehachse läuft. Ein 5°-Abwei­ chungswinkel zwischen dem Ausgangsabtaststrahl und der Trommelbildoberflächennormalen kann sicherstellen, daß das retroreflektierte spekulare Licht von der Bildober­ fläche nicht wieder in die Abtastfokussierlinse eintritt, selbst nicht für den größten Abtaststrahlenstrahlkonus­ winkel, für den die Auslegung erfolgt. Wie zuvor erwähnt, wird die Geradheit der Abtastlinie oder -zeile für das Abtastsystem mit interner Trommel durch die Konzentrizi­ tät zwischen der Deflektordre 82716 00070 552 001000280000000200012000285918260500040 0002004304499 00004 82597hachse und der Trommelauf­ zeichnungsoberfläche bestimmt und hängt nicht ab von dem Winkel, der Abtaststrahl mit der Deflektordrehachse bild­ et.
Die winkelmäßige Abweichung des Ausgangsabtaststrahls von einem DRUM-Kubusstrahldeflektor und der Bildoberfläche kann ebenfalls erreicht werden durch optisches Verbinden eines kleinen Scheitelwinkelprismas mit der (oberen) De­ flektoreingangsoberfläche oder der (vorderen) Ausgangs­ fläche, wobei dies aber weniger vorzuziehen ist, da größere Prismenscheitelwinkel erforderlich sind, um den gleichen Strahlabweichungswinkel zu erhalten und ein Teil der Drehmassensymmetrie geht verloren, insbesondere dann, wenn das Prisma auf der Ausgangsdeflektoroberfläche ange­ ordnet ist. Der Keil kann auch direkt in den Prismen her­ gestellt sein, um den nicht-senkrechten Abtaststrahlzustand zu erreichen.
Die hintere, schwarz angestrichene Oberfläche in den De­ flektorelementen 52 und 56 absorbieren praktisch 100% des auf diese Oberfläche einfallenden Lichts und elimi­ nieren dadurch Geisterabtaststrahlen. Reflexionen von dieser hinteren Oberfläche können alternativ minimiert werden durch optisches Polieren und Anordnen eines Anti- Reflexions (AR) optischen Überzugs darauf. Die AR-Über­ züge sind jedoch beträchtlich teuerer als der schwarz gemalte Überzug und der schwarze Farbüberzug besitzt eine signifikant niedrigere Reflexion als die normal im kom­ merziellen Bereich verfügbaren Multischicht AR-Überzüge. Auch wird nur eine Strahlblockierlösung wie die vorge­ schlagene angestrichene Oberfläche für eine Deflektoran­ ordnung arbeiten, die in Abbildsystemen mit interner Trommel verwendet werden, die einen mehr als ungefähr 180° betragenden Abtastwinkel besitzen. Durch die Rück­ seite der Deflektoranordnung übertragenes Licht wird das Aufzeichnungsmedium für Abbildsysteme belichten, die mehr als 180° verwenden.
Gemäß Fig. 5 ist ein DRUM-Kubusstrahldeflektor 42 in ein "Vor-Objektiv"-Flachfeldabbildsystem eingebaut. Ein DRUM- Kubusstrahldeflektor 42 ist gemäß Fig. 6 in ein "Nach- Objektiv"-Innentrommelabbildsystem eingebaut. In diesen Fig. 5 und 6 ist nicht gezeigt, die Systemlichtquelle, die eine einzige monochromatische Laserquelle oder eine Mehrfachwellenlängenquelle sein kann, die im Einfalls­ strahlenexpansions- oder -weiterungs und Kollimieroptik, der Deflektordrehmotor und die flache Bildebene oder die gekrümmte Trommelbildebene, auf die die Ausgangsabtast­ strahlen fokussiert werden.
Das Deflektorelement 42 in Fig. 5 ist gekippt darge­ stellt, so daß der durchgelassene retroreflektierte Strahl nicht parallel zum einfallenden Strahl verläuft. Das Deflektorelement in Fig. 6 ist ebenfalls gekippt, um zu verhindern, daß der durchgelassene retroreflektierte Strahl und der einfallende Strahl parallel verlaufen, ob­ wohl dies so in der Figur dargestellt ist. Die Deflektor­ anordnung 56 der Fig. 4 kann in dem internen Trommelsy­ stem mit nachgeschaltetem Objektiv ("Nach-Objektiv") ge­ mäß Fig. 5 verwendet werden, wodurch das Auftreten von Geisterabtaststrahlproblemen und Laserintensitätsin­ stabilitätsproblemen, die mit dem retroreflektierten Spie­ gel oder Spukularlicht von der Trommelbildebene zusammen­ hängen, minimiert werden.
In Fig. 7 ist ein DRUM-Rechtwinkelstrahldeflektor 64 ge­ zeigt, der zwei im wesentlichen identische rechtwinklige Prismen besitzt, welche eingeschlossene Winkel von 42,5 und 47,5° besitzen und die Rückseite 70 des Deflektorele­ ments wird als die hochreflektierende Spiegeloberfläche verwendet, während die Bodendeflektorelementoberfläche 72 die lichtabsorbierende schwarz gemalte Oberfläche ist. Obwohl das Deflektorelement 64 nicht von kubischer Ge­ stalt ist, ist es doch drehmäßig massensymmetrisch bezüg­ lich der Deflektordrehachse 49, weil das Deflektorelement auf der Drehachse zentriert ist.
Der eingeschlossene Winkel zwischen dem Strahlteiler­ reflektor 74 und der Spiegelreflexionsoberfläche des De­ flektors 64 (d. h. der Anordnung) beträgt nicht 45° und daher ist der Ausgangsabtaststrahl nicht senkrecht zur Deflektordrehachse 49, wenn der einfallende Strahl paral­ lel zur Drehachse 49 ist. Dieser nicht senkrechte Aus­ gangsabtaststrahlzustand ist geeignet für Abbildsysteme mit interner Trommel. Die Konfiguration gemäß Fig. 7 kann wirtschaftlicher sein zum Erreichen des nicht senkrechten Abtaststrahlzustandes, als dies für die Deflektorkonfigu­ ration gemäß Fig. 4 gilt.
Die Abtaststrahlnachführ- oder Trackingeigenschaften des Deflektors 64 sind identisch zu denen, die erreicht wer­ den mit DRUM-Kubusstrahldeflektoren gemäß den Fig. 2 bis 6 und daher kann die hintere Deflektorelementoberfläche in diesen DRUM-Kubusdeflektoranordnungen als die Spiegel­ reflexionsoberfläche dienen, während das Bodendeflektor­ element als die schwarz gemalte Oberfläche dient. Ein po­ tentieller Vorteil der Anordnung der schwarz gemalten Oberfläche am Boden des Deflektorelements besteht darin, daß jedwede Nichtflachheit und/oder Beanspruchung indu­ ziert oder eingeführt in diese Oberfläche durch Befesti­ gen oder Verbinden des Elements mit der Befestigungsna­ benanordnung keinen Effekt auf die optische Wellenfront­ qualität des Abtaststrahls haben würde. Der Nachteil der Verwendung der hinteren Deflektorelementoberfläche als der Spiegelreflexionsoberfläche besteht darin, daß diese Oberfläche Zentrifugalkraft induzierte Flachheitverfor­ mung zeigt, während die untere oder Bodendeflektorele­ mentoberfläche praktisch gegenüber dieser Art von Ver­ formung invariant oder unempfindlich ist.
Fig. 8 zeigt eine DRUM-Strahldeflektoranordnung 76, die aus getrennten Strahlteiler 74 und Spiegel 80 Elementen zusammengesetzt ist, und zwar im Gegensatz zu dem Aufbau aus Prismenelementen. Obwohl die Abtastabbildeigenschaf­ ten dieser Deflektoranordnung 76 im wesentlichen iden­ tisch zu denjenigen der DRUM-Kubusstrahldeflektoren in den Fig. 2-6 ist, ist dieser Deflektor 76 nicht rota­ tionsmäßig so massensymmetrisch wie die Deflektoren 42, 50, 56 und 64 und die Strahlteilerdeflektoroberfläche 78 dieses Deflektors ist weniger empfindlich bezüglich der durch Zentrifugalkraft hervorgerufenen Flachheitsverfor­ mung, als die Strahlteileroberflächen in den DRUM-Kubus­ strahldeflektoren 42, 50, 56 und 64.
Der Deflektor 76 kann leichter sein, als DRUM-Kubus­ strahldeflektoren, die Glasprismendeflektorelemente verwenden, weil das Deflektorgehäuse 82 dieses Deflektors 76 aus einem Kunststoffmaterial anstelle von Metall her­ gestellt sein kann. Eine Kunststoffdeflektorgehäusestruk­ tur kann niedrigere Herstellungskosten besitzen als sie für die DRUM-Glasprismendeflektoren erreichtbar sind. Die Deflektor 76 Konfiguration hat eine aerodynamischere Form als die zuvor beschriebene DRUM-Kubusdeflektoren, inso­ fern als das Gehäuse 82 zylindrisch geformt ist, Fenster 84 und 86 aufweist, um die Öffnungsanschlüsse in dem De­ flektorgehäuse 82 abzudecken.
Ein flaches Eingangsfenster 88 ändert nicht die optischen Abbildeigenschaften der Deflektoranordnung 76. Wenn ein zylindrisch geformtes Deflektorgehäuses 82 verwendet wird, besitzt das Ausgangsfenster 86 ein dem Deflektorge­ häuse entsprechendes zylindrisches Profil. Daher arbeitet dieses Ausgangsfenster als eine negative Minikuszylinder­ linse mit einem konzentrischen Krümmungsmittelpunkt für seine beiden Oberflächen. Die zylindrische Fokussierkraft oder -leistung dieses Ausgangsfensters führt einen Astigmatismus in die Ausgangsabtastwellenfront ein.
Die Größe der zylindrischen Brennweite des Ausgangsfen­ sters ist gegeben durch:
dabei ist n der Brechungsindex des Fenstermaterials, t die Dicke des Fensters und r der Krümmungsradius des Fensters, der der gleiche ist wie der Krümmungsradius für die Deflektorgehäuseaußenoberfläche. Bei der Ableitung der Gleichung (3) wurde angenommen, daß r » t (r wesent­ lich größer als t) und daß Luft als Medium auf beiden Seiten des Fensters ist. Aus der Gleichung (3) ergibt sich, daß das Ausgangsfenster so dünn wie möglich sein sollte, wodurch die Größe des Astigmatismus, die es im Ausgangsabtaststrahl erzeugt, reduziert.
Die Brennkraft des zylindrischen Fensters 86 kann direkt zur Brennkraft der Systemabtastlinse hinzuaddieren. Die kombinierte Brennkraft für diese Linsenelemente kann hin­ sichtlich der Brennweite fc wie folgt ausgedrückt werden:
dabei ist fs entweder die Brennweite der F-Thetaabtast­ linse für ein Flachfeldabbildsystem oder der Bildtrom­ melradius für ein Abbildsystem mit interner Trommel. Der Abtaststrahlastigmatismus für den Fall des zylindrischen Fensters ist gleich der Differenz der Brennweite Δf zwischen fc und fs, was gegeben ist durch:
Aus den Gleichungen (4) und (6) ergibt sich, daß der Abtaststrahlastigmatismus stark abhängt von sowohl der Ausgangsfensterdicke als auch der Systemabtastbrennweite fs. Ein akzeptabler Wert für den Abtaststrahlastigmatis­ mus ist das Δf <5 mm für Abbildsysteme mit niedriger bis mittlerer Auflösung (<600 Punkte/Zoll = dots/inch), daß Δf <2 mm für Systeme mit mittlerer bis hoher Auflö­ sung (<1200 Punkte/Zoll = dots/inch) und daß Δf <1 mm für Abbildsysteme mit hoher bis sehr hoher Auflösung. Ba­ sierend auf diesen Kriterien kann man für ein gegebenes Bildauflösungserfordernis bestimmen, was der Maximalwert von fs als eine Funktion von fw sein kann:
fs = - fwΔf (7)
Bei Ableitung der Gleichung (7) aus der Gleichung (6) wird angenommen, das fw »Δf.
Als ein Beispiel für den Astigmatismus, wie er in den Ausgangsabtaststrahl durch ein zylindrisch geformtes Ausgangsfenster eingeführt wird, sei der Fall betrachtet, wo die Fensterparameter n = 1,52, t = 1 mm und r = 24 mm sind, was ergibt fw ≈ -2000 mm. Dieses Dickenfenster hat zu viel zylindrische Leistung oder Kraft mit Ausnahme für Systeme mit niedriger bis mittlerer Auflösung, die eine Abtastbrennweite fs 100 mm haben. Die Verminderung der Fensterdicke auf 0,2 mm erhöht fw auf ungefähr 10 m, was die Verwendung des Fensters für Abtastsysteme für mitt­ lere bis hohe Auflösung ermöglicht mit fs 140 mm. Die weitere Verminderung der Fensterdicke auf 25 µm erhöht fw um ungefähr 80 m was den Wellenfrontastigmatismus auf ak­ zeptable Werte vermindert, und zwar für Abbildsysteme mit hoher bis sehr hoher Auflösung mit fs 280 mm.
Bei einer Anzahl von Anwendungsfällen kann es vorteilhaft sein zur Erreichung einer besseren Abtaststrahlwellen­ frontqualität in einem gewissen Umfang bei der aerody­ namischen Formgestaltung des Deflektors Opfer zu bringen. Dieser Ausgleich zwischen aerodynamischen und optischen Eigenschaften wird dadurch erreicht, daß man das zylin­ drisch gekrümmte Fenster durch eine sphärische Linse oder ein flaches Fensterelement ersetzt, wie dies im Kapitel 5 der folgenden Literaturstelle erläutert ist: Holographic Deflector for Graphic Arts Systems" in "Optical Scanning" von Ed. By G. F. Marshall und herausgegeben von Marcel Decker, Ing., New York (1991), und zwar ist dies dort für einfacettige nicht-scheibenförmige Hologondeflektoren be­ schrieben. Auch kann mit einem gekrümmten Fenster asso­ ziierte zylindrische Fokussierleistung oder -kraft da­ durch kompensiert werden, daß man ein positives (sammelndes oder konkarves) Zylinderlinsenelement der Deflektoranordnung hinzufügt (vgl. dazu US-PS 46 62 707) oder aber dadurch, daß man in eine der optischen Oberflächen der Deflektoranordnung positive zylindrische Fokussierleistung inkorporiert. Die Inkorporation einer positiven zylindrischen Leistung oder Kraft in das gekrümmte Fensterelement wird im folgenden erläutert.
Mikroskopschlittenabdeckgläser liegen im Bereich zwischen 0,17 und 0,2 mm und sind relativ parallel und haben eine relativ gute optische Qualität und sie können daher als Fenster 84, 86 und 88 in der Deflektoranordnung 76 oder anderen Deflektoranordnungen verwendet werden, die flache und zylindrisch geformte Fenster besitzen. Diese Abdeck­ glasfenster können mit einem Anti-Reflexionsüberzug ver­ sehen sein, um sowohl ihre Reflexionsverluste zu vermin­ dern als auch um die Geisterabtaststrahlen zu reduzieren, die mit dem spiegelnd retroreflektierten Licht von diesen Fensteroberflächen assoziiert sind.
Um den Krümmungsradius des Deflektorgehäuses ohne Brechen zu entsprechen, können die Ausgangsfenster auf den ge­ wünschten Deflektorgehäuseradius dadurch geformt werden, daß man das Fenster auf die Gaserweichungstemperatur er­ hitzt und dies dann sich einer Form mit dem gewünschten Radius anpassen läßt. Die Firma Corning Glass stellt Glasflächenelemente oder Glasplättchen mit Dicken von weniger als 0,1 mm her, die direkt gebogen werden können, um angenommenen Deflektorgehäusegrößen ohne Brechen ange­ paßt zu werden. Für die Ausgangs- und Gegenausgleichs­ fenster in Deflektoranordnungen können auch 25 µm dicke wärmeschrumpfende klare Plastikfilme Verwendung finden. Dieses Plastikfilmmaterial ist nicht nur vorteilhaft hinsichtlich seiner Nicht-Beeinflussung der Ausgangsab­ taststrahlwellenformqualität, sondern auch deshalb, weil das Plastikmaterial es ermöglicht, den Film eng an das zylindrisch geformte Deflektorgehäuse anzupassen, um eine sowohl lichtmäßig als auch aerodynamisch glatte Oberflä­ che vorzusehen. Faltungen in dein Kunststoffilm können von den Austrittsöffnungsgebieten entfernt werden, nachdem der Film an dem Deflektorgehäuse befestigt ist, und zwar dadurch, daß man einen Strom warmer Luft auf den Film leitet, wodurch annehmbare optische Fenster erzeugt wer­ den.
Fig. 9 zeigt ein DRUM-Kubusstrahldeflektorelement 90, das seine Ecken und Kanten derart abgeschrägt besitzt, daß die Kubusoberflächen enger an ein kreisförmiges Apertur- oder Öffnungsprofil angepaßt sind, wodurch nicht erfor­ derliches Material vom Deflektorelement entfernt wird, während dessen aerodynamische Form verbessert wird.
Die Fig. 10 und 11 zeigen eine DRUM-Kubusstrahldeflektor­ anordnung 92, die ein zylindrisch geformtes Gehäuse 94 und eine Befestigungsnabenanordnung 96 aufweist, um das Kubusdeflektorelement 98 zum Schließen, und um dadurch in signifikanter Weise den Abtaststrahlpositionierfehler zu reduzieren, der durch die vom Deflektor hervorgerufene Luftturbulenz in dem Abtaststrahlpfad zustandekommt. Das Deflektorelementumschließungsgehäuse 94 besitzt eine zy­ lindrische Seitenwand 100 mit einer Öffnung 102, durch die der Ausgangsabtaststrahl läuft, ferner ist ein Aus­ gangsfenster 104 vorgesehen, um in aerodynamischer Weise die Seitenwandöffnung abzudichten, und schließlich ist eine obere Platte 106 vorhanden, die in eine Öffnung be­ sitzt, durch welche der einfallende Strahl läuft. Die obere Platte 106 des Deflektorumschließungsgehäuses 94 kontaktiert die obere Oberfläche (Oberseite) des Kubus­ deflektorelements und dichtet die Eintrittsöffnung 108 an ihrem Umfang ab. Die Zylinderseitenwand 100 des Deflek­ torumschließungsgehäuses paßt in einen einen verminderten Durchmeser aufweisenden Stufenteil 110 der Befestigungs­ nabenanordnung und vervollständigt dadurch die Abdichtung des Kubusdeflektorelements innerhalb des Umschließungs­ gehäuses 94.
Das Ausgangsfenster 104 kann entweder eine dünne Glas­ platte sein oder aber ein dünner Kunststoffilm, der dem Zylinderseitenwandaußenradius angepaßt ist, wie dies in Verbindung mit Fig. 8 diskutiert wurde. Die Anbringung des Umschließungsgehäuses an der Befestigungsnabenanor­ dnung kann mittels Schrauben, Band oder Bindemittel er­ folgen. Wie in Fig. 11 gezeigt, kann eine Kitt- oder Verbindungsverbindung 112 verwendet werden, um bei der Befestigung des Deflektorelements innerhalb des Um­ schließungsgehäuses zu helfen. Diese Verkittungsver­ bindung ist nur in den Eckzonen des Kubus verwendet ge­ zeigt, weil diese Anordnung die Menge (Masse) der Kitt­ verbindung minimiert, wobei im wesentlichen die Rota­ tionssymmetrie der Deflektoranordnung bezüglich der De­ flektorrotationsachse aufrechterhalten bleibt. Sie kann das Gehäuse ausfüllen mit Ausnahme des nahe dem Ausgangs­ fenster gelegenen Sektors.
Das Umschließungsgehäuse 94 kann entweder beispielsweise durch Werkzeugmaschinen bearbeitet sein oder aber es kann ausgeformt sein als ein einziger Teil, der dann über das Prismendeflektorelement gezogen wird und mit der Befesti­ gungsnabe 96 zusammenpaßt. Dieses einteilige Umschließungsgehäuse kann auch eine Wanddicke besitzen, die ungefähr ein Drittel der in Fig. 11 gezeigten Wanddicke ist, um so jedwedes Ungleichgewicht zu reduzieren, das mit der Umschließungsseitenwandöffnung 102 assoziiert ist, um auf diese Weise die Leistungsfähigkeit der Deflektoranordnung bei Drehung mit hoher Drehzahl zu verbessern.
Die Fig. 12 und 13 zeigen eine DRUM-Kubusdeflektoranord­ nung, die ein Umschließungsgehäuse 120 aufweist, das drehmäßig massensymmetrisch bezüglich der Deflektor­ drehachse 122 ist. Diese Massensymmetrie wird dadurch erreicht, daß man einen zweiten Öffnungsanschluß 124 mit Abdeckfenstern 126 in der Umschließungseitenwand vor­ sieht. Dieser zweite Öffnungsanschluß mit Fenster ist im wesentlichen identisch zu dem Abtaststrahlauslaß oder -anschluß 128 und dem Fenster 130 und ist entgegengesetzt dazu positioniert, wodurch entweder das Fehlen von Masse assoziiert mit dem Ausgangsfenster 130 und dem Anschluß­ fenster 128 gegenausgeglichen wird.
Das Kubusdeflektorelement in den Fig. 12 und 13 weist zwei 45° rechtwinklige Prismenelemente 134 und 136 auf, die im wesentlichen identisch sind mit Ausnahme des Ma­ terials, welches zur Herstellung der Prismenelemente verwendet wird. Das Prismenelement 134 besitzt einen Brechungsindex N1, wohingegen das Prismenelement 136 einen Brechungsindex N2 besitzt, wobei ferner N1 <N2 gilt.
Mit Ausnahme des Brechungsindexunterschieds zwischen den Prismenelementen 134 und 136 sind alle anderen Herstellungsdetails des Kubusdeflektorelements in den Fig. 12 und 13 die gleichen, wie sie für das Kubusde­ flektorelement in Fig. 2 beschrieben wurden. Der einfal­ lende Strahl verläuft parallel zur Deflektordrehachse 122 vor dem Eintreten in die Oberseite des Kubusdeflektorele­ ments 132. Nach dem Eintreten in den Deflektor pflanzt sich der einfallende Strahl zu der partiell reflektieren­ den Oberfläche 138 fort, die den einfallenden Strahl in gleicher Weise in reflektierte und durchgelassene Strah­ len aufteilt. Der reflektierte Strahl pflanzt sich nach hinten fort zur der schwarz angestrichenen Oberfläche 140 des Deflektorelements und wird praktisch total absor­ biert. Wenn der durchgelassene Strahl sich von dem N1- Prismenelement 134 in das N2-Prismenelement 136 fort­ pflanzt, wird der Strahl derart abgelenkt oder gebogen, daß er sich mit einem etwas größeren Winkel bezüglich der Senkrechten der Strahlteileroberfläche 138 fortpflanzt. Diese geringfügige Erhöhung des Strahlfortpflanzungs­ winkels bewirkt, daß der übertragene Strahl unter einem geringen Winkel bezüglich sowohl der Deflektordrehachse 122 als auch der Bodenspiegelreflektionsoberfläche 140 des Deflektorelements 132 verläuft, die senkrecht zur Drehachse verläuft. Der retroreflektierte Strahl von der Bodenspiegelreflexionsoberfläche verläuft in gleicher Weise unter einem Winkel bezüglich der Deflektorrotation. Der Ausgangsabtaststrahl ist daher nicht senkrecht zu der Deflektordrehachse. Der durchgelassene retroreflektierte Strahl wird weiter gegenüber der Parallelen zur Rota­ tionsdrehachse abgelenkt, wenn er sich von dem N2- zu dem N1-Prisma fortpflanzt und dann aus dem Deflektorelement 132 austritt. Wenn diese DRUM-Kubusstrahldeflektoranord­ nung mit Dualbrechungsindex erreicht den nicht senkrech­ ten Abtaststrahlzustand der Fig. 4 und den nicht parallel übertragenen retroreflektierten Strahlzustand der Fig. 3 und 4 ohne daß die Notwendigkeit besteht, zusätzliche Glas- oder Metallkeilglieder vorzusehen.
Die Prismenelementmaterialien können derart ausgewählt werden, daß das DRUM-Kubusstrahldeflektorelement 132 so­ wohl eine Dualbrechungsindexeigenschaft als auch eine Ro­ tationsmassensymmetrie bezüglich der Deflektordrehachse besitzt. Die folgenden beiden Beispiele basieren auf Da­ ten erhalten aus dem Schott Glas Katalog und sie zeigen, daß Materialien für die N1- und N2-Prismen ausgewählt werden können, die relativ große Differenzen hinsichtlich ihrer Brechungsindices haben, während sie im wesentlichen die gleichen Dichten aufweisen: BaLF4 und SFL14 besitzen beide eine Dichte von annähernd 3,17 g/cm2, während ihre entsprechenden Brechungsindeces 1,577 bzw. 1,754 für = 0,5328 µm sind; SK13 und SFL6 haben beide ein Dichte von annähernd 3,37 g/cm3 während ihre entsprechenden Bre­ chungsindices 1,589 und 1,799 für λ = 0,6328 µm sind.
Das Kubusstrahldeflektorelement 132 ist gemäß der Dar­ stellung an einer Befestigungspatrone 142 angebracht, die an der Oberseite der Befestigungsnabenanordnung durch zwei Schrauben 144 angebracht ist. Diese mechanische An­ bringung der Befestigungsplatte kann bevorzugt sein ge­ genüber einer direkten Anbringung des Deflektorelements an der Befestigungsnabenanordnung mit einem Bindemittel, insbesondere da diese Befestigungsplattenanordnung Ein­ stellungen bei der Positionierung des Deflektorelements 132 auf der Befestigungsnabe/Motoranordnung 150 gestat­ tet, was den dynamischen Ausgleich der gesamten Deflektor­ anordnung erleichtert.
Die Befestigungsplatte 142 kann die Nicht-Flachheit und/oder die Beanspruchung eingeführt in die Bodende­ flektorelementoberfläche 140 vermindern, die hier mit dem Verbinden (durch Bindemittel) des Deflektors mit der Be­ festigungsnabenanordnung auftritt. Die Befestigungsplatte 144 kann aus Kunststoff bestehen, kann aber auch aus Me­ tall, Glas oder Keramikmaterialien hergestellt sein.
In den Fig. 14 und 15 ist eine DRUM-Kubusdeflektoranord­ nung 160 gezeigt, die eine total transparente zylindri­ sche "Windschutzscheiben"-Kappe 162 zeigt, welche das Kubusdeflektorelement 164 auf allen Seiten umgibt, mit Ausnahme an der Befestigungsnabenanordnung 166. Da diese transparente Kappe keine Strahlöffnungen (Anschlüsse) be­ nötigt, ist sie total rotationsmassensymmetrisch bezüg­ lich der Deflektordrehachse. Die transparente Um­ schließungsschutzscheibe oder das Gehäuse 162 kann präzi­ sionsgeformt aus Kunststoff mit optischer Qualität sein, wodurch es ermöglicht wird, daß diese Umschließung in Bildanwendungsfällen mit hoher Auflösung eingesetzt wird.
Das transparent zylindrische Windschutzscheibengehäuse 162 kann auch astigmatismuskorrigiert sein, der durch die Ausgangsabtastwellenfront eingeführt wird, und zwar durch die negative zylindrische Fokussierkraft, die mit einem zylindrisch gekrümmten Ausgangsfenster assoziiert wird, wie man dies durch Gleichung (3) berechnen kann. Dies kann dadurch erreicht werden, daß man die transparente Um­ schließung 162 derart auslegt, daß im Gebiet die Um­ schließung, die als Ausgangsfensterapertur dient, der Krümmungsmittelpunkt der Außenumschließungsoberfläche auf der Deflektordrehachse zentriert ist, während der Krüm­ mungsmittelpunkt der inneren Außenumschließungsoberfläche an einem unterschiedlichen Punkt angeordnet ist. Dieser innere Krümmungsmittelpunkt kann auf einer Linie angeord­ net sein, welche für die Mitte der Ausgangsfensterapertur und die Deflektordrehachse halbiert, und zwar an einem Punkt, der größer ist als der Abstand entlang der Linie zu der Deflektordrehachse. Da der Krümmungsmittelpunkt für die innere Umschließungsoberfläche mit dem Abstand von der Drehachsenposition ansteigt, wird die zylindr­ ische Fokussierkraft des Ausgangsfensters fortlaufend von negativen Werten aus nach Null vermindert, um dann fort­ laufend zu größeren positiven Werten hin anzusteigen.
Durch Positionierung des Krümmungsmittelpunktes für die innere Umschließungsoberfläche kann man nicht nur die zy­ lindrische Fokussierkraft, die mit den gekrümmten Aus­ gangsfenstern einhergeht, korrigieren, sondern auch die zylindrische Kraft, die in Deflektorelementen erzeugt wird durch eine Deflektorelementoberflächenverformung hervorgerufen durch die Zentrifugalkraft. Diese Art einer Oberflächenverformung tritt an der vorderen Ausgangsober­ fläche eines DRUM-Kubusdeflektorelements auf und bewirkt, daß diese Oberfläche eine negative zylindrische Linse wird. Diese Art einer Oberflächenverformung tritt an der hinteren Spiegelreflektoroberfläche der Deflektoran­ ordnung gemäß Fig. 7 auf und bewirkt, daß die Oberfläche ein konvexer zylindrischer Spiegel wird. Das transparente zylindrische Umschließungsgehäuse 162 kann derart geformt sein, daß die nicht-symmetrische durch Zentrifugalkraft hervorgerufene Oberflächenflächenverformung in dem Strahlteilerdeflektor in einer DRUM-Deflektoranordnung korrigiert wird, und zwar insbesondere bei sehr hohen Drehzahlen.
In den Fig. 16 und 17 ist eine zylindrisch geformte DRUM- Strahldeflektoranordnung 170 gezeigt, die aus zwei im we­ sentlichen identischen zylindrisch geformten 45° recht­ winkligen Prismen 172 und 174 aufgebaut ist, die eine DRUM-Strahldeflektoranordnung mit aerodynamischen Plat­ tenprisma bilden, ohne eine gesonderte Deflektorum­ schließungsstruktur zu verwenden. Bei diesem Deflektor wird ein kollimierter einfallender Strahl kollinear mit der Deflektordrehachse 176. In der sagitalen (In-Abta­ stung) Ebene ist dieser Strahl durch eine positive Zy­ linderlinse 178 fokussiert, die optisch an die Oberseite des Deflektorelements durch Bindemittel angebracht ist. Diese Zylinderlinse fokussiert den Strahl auf einen er­ sten Bildpunkt, der einen kurzen Abstand gegenüber der unteren schwarz absorbierten Oberfläche 180 des Deflek­ torelements angeordnet ist und die Fokussierung erfolgt ferner an einem zweiten Bildpunkt, der ebenfalls mit einem entsprechenden kurzen Abstand vor der hinteren zylindrischen Spiegelreflexionsoberfläche 182 des Deflek­ torelements angeordnet ist. Die Position des zweiten Bildpunktes wird derart gewählt, daß der retroreflek­ tierte Strahl von der konkaven zylindrischen Spiegelre­ flexionsoberfläche 182 divergierend von einem virtuellen Punktbild erscheint, und zwar angeordnet an der Position des Brennpunktes, der mit der zylindrischen Linsenaus­ gangsoberfläche des Deflektorelements assoziiert ist. Für diese Deflektorsystemabbildparameter wird der Ausgangsab­ taststrahl in der Sagitalebene kollimiert, wie dies in der Draufsicht der Deflektoranordnung 170 Fig. 18 darge­ stellt ist.
Der in den Fig. 17 und 18 gezeigte kollimierte einfallen­ de Strahl in der tangentialen (Querabtast)-Ebene der De­ flektoranordnung wird durch die Zylinderlinse nicht be­ einflußt und pflanzt sich als ein kollimierter Strahl zu der Strahlenteilerdeflektoroberfläche 175 fort, die die­ sen Strahl gleichmäßig in einem reflektierten und einen durchgelassenen Strahl aufteilt. Der durchgelassene Strahl wird praktisch durch die untere schwarze Absorp­ tionsoberfläche 180 des Deflektorelements total absor­ biert, während der reflektierte Strahl sich nach hinten zur Spiegelreflexionsoberfläche 182 des Deflektorelements fortpflanzt. In der Tangentialebene erscheint diese Spie­ gelreflexionsoberfläche als ein flacher Reflektor und da­ her wird das retroreflektierte Tangentialstrahlprofil von der Spiegeloberfläche kollimiert. Annähernd die Hälfte dieses kollimierten Strahls pflanzt sich zu der vorderen Ausgangsoberfläche des Deflektorelements fort, die auch als eine ebene Oberfläche in der Tangentialebene er­ scheint und daher wird der Ausgangsabtaststrahl in dieser Ebene ebenfalls kollimiert. Ein kollimierter einfallender Strahl tritt aus beiden Ebenen von diesem zylindrisch ge­ formten Deflektor als ein kollimierter Strahl aus. Wie in Fig. 19 gezeigt, ist diese Deflektoranordnung rotations­ mäßig massensymmetrisch bezüglich der Deflektorrota­ tionsachse, die Anordnung besitzt eine gute aerodynami­ sche Form und die Spiegelreflexionsoberfläche und die Deflektorausgangsoberfläche sind praktisch invariant be­ züglich der durch die Zentrifugalkraft hervorgerufenen Oberflächenverformung, und zwar infolge ihrer zylindri­ schen Form.
Fig. 19 zeigt eine halbzylindrisch geformte DRUM-Strahl­ deflektoranordnung. Die Fig. 19 ist beispielhaft für die Veränderungsmöglichkeiten hinsichtlich der Form, daß die auf einem Prisma basierende DRUM-Strahldeflektoranordnung einnehmen kann. Sämtliche optischen Oberflächen, die zu dem Ausgangsabtaststrahl in der in Fig. 19 gezeigten De­ flektoranordnung beitragen, sind flach und daher wird ein einfallender kollimierter Strahl als ein kollimierter Abtaststrahl austreten, ohne daß zusätzliche Linsenelemente erforderlich sind.
Fig. 20 zeigt eine DRUM-Strahldeflektoranordnung, die aus einem gesonderten räumlichen (spatialen) Strahlteiler 190 und Spiegel-192-Elementen besteht, ähnlich der De­ flektoranordnung der Fig. 8. Diese Deflektoranordnung unterscheidet sich von der gemäß Fig. 8 und all den anderen zuvor beschriebenen DRUM-Strahldeflektoranord­ nungen dadurch, daß ein räumlicher Strahlenteiler 190 verwendet wird, und zwar anstelle der partialreflektie­ renden Strahlamplitudenteileroberflächen, die in den zuvor beschriebenen DRUM-Strahldeflektoranordnungen verwendet wurden.
Der einfallende Strahl 194 ist kollinerar mit der De­ flektordrehachse 196 und trifft auf eine sphärische Linse 198 auf, die auf der Drehachse vor der Deflektoranordnung zentriert ist. Diese Linse fokussiert den einfallenden Strahl auf einen Bildpunkt auf der Deflektordrehachse der näher an der Reflexionsoberfläche 199 des räumlichen Strahlenteilerelements 190 liegt. Das räumliche Strahl­ teilerdeflektorelement besteht aus einer hochflektie­ renden Spiegeloberfläche 199, die in ihrer Mitte ein kleines Loch 200 besitzt. Dieses Loch ist auf der Deflek­ torrotationsachse angeordnet, wodurch es ermöglicht wird, daß praktisch 100% (einhundert Prozent) des fokussierten einfallenden Strahls durch das Loch laufen. Der durchge­ lassene Strahl von dem Strahlteilerspiegel expandiert schnell in seiner Größe, wenn er sich zu dem flachen Spiegel 192 hin fortpflanzt, der am Boden des umschlosse­ nen Deflektorhohlraums angeordnet ist.
Der retroreflektierte Strahl von dem Bodenspiegelelement 192 setzt die Expansion in seiner Größe fort, während er sich zurück zu dem Strahlteilerspiegel 199 fortpflanzt. Wenn der retroreflektierte Strahl den Teilerspiegel er­ reicht, so ist seine Größe wesentlich größer als die kleine Mittelöffnung 200 in der Teilerspiegeloberfläche und daher wird im wesentlich die gesamte Energie des re­ troreflektierten Strahls durch diesen Teilerspiegel in der Richtung zum Ausgangsabtaststrahl zurückgeleitet. Nach dem Hindurchlaufen durch das Deflektorausgangsfen­ ster 202 fällt der Ausgangsabtaststrahl auf eine F-Theta- Abtastlinse 204, die derart ausgelegt ist, daß sie den divergierenden Abtaststrahl auf eine ein flaches Feld bildende Bildebene fokussiert. Dieser divergierende Ab­ taststrahl scheint von einer gekrümmten Objektebene her­ zukommen, und zwar zentriert auf der Deflektordrehachse 196 und angeordnet an dein angegebenen virtuellen Bild­ punkt 206.
Der eingeschlossene Winkel zwischen dem räumlichen Strahlteilerspiegel 199 und dem Bodenspiegelelement 192 beträgt 45°, wie dies durch den Abtaststrahl angedeutet ist, der senkrecht zu der Deflektordrehachse verläuft. Die Abtaststrahlnachführ- oder Tracking-Eigenschaft für diese Deflektoranordnung ist die gleiche, wie die, die erreicht wird mit den DRUM-Strahldeflektoranordnungen, die Strahlamplitudenteileroberflächen verwenden. Der Hauptvorteil dieser Deflektoranordnung besteht darin, daß man praktisch 100% radiometrische Durchsatzeffizienz oder Wirkungsgrad erreichen kann, während noch immer im wesentlichen Unempfindlichkeit besteht gegenüber Änderun­ gen des Polarisationszustandes des einfallenden Strahls, gegenüber Wellenfrontdivergenz, Einfallswinkel und Be­ triebswellenlänge. Diese Deflektorkonfiguration ist sehr nahe daran, rotationsmassensymmetrisch zu sein und besitzt ein aerodynamisches glattes Profil, wenn das Deflektorge­ häuse zylindrisch geformt ist. Der optische Spiegelüberzug des Strahlteilers 190 kann ein eine breite spektrale Bandbreite aufweisender Metallfilm oder ein Metalldielek­ trikumhybridfilm sein, und zwar für die meisten Abbild­ anwendungsfälle. Solche Spiegelüberzüge sind weniger empfindlich gegenüber Änderungen des Strahlpolarisa­ tionszustandes, der Wellenfrontdivergenz und der Be­ triebswellenlänge, als dies bei gewöhnlichen Mehr­ schichtdielektrikumsspiegeln der Fall ist. Das Mittelloch in dem Teilerspiegel kann dadurch hergestellt werden, daß man eine kleine entfernbare Blockiermaske auf dem Spie­ gelsubstrat anordnet, bevor man den Spiegelreflexions­ überzug abscheidet. Dieses Mittelloch kann im Spiegel­ überzug auch dadurch erzeugt werden, daß man, nachdem dieser Überzug auf dein Spiegelsubstrat abgeschieden wurde, photorestit Ätzverfahren eingesetzt werden. Es kann zweckmäßig sein, bei Anwendungen mit sehr hoher Laserlei­ stung und/oder UV-Laserabbildanwendungen körperlich ein sehr kleines Mittelloch zu erzeugen, und zwar durch so­ wohl den Spiegelüberzug als auch das Spiegelsubstrat, wo­ durch die mögliche Gefahr vermieden wird, die damit in Verbindung steht, daß durch die Laserenergie ein Schwär­ zen (Solarisation) und/oder ein Zertrümmern des Spiegel­ substrats auftritt.
Fig. 21 zeigt eine DRUM-Kubusstrahldeflektoranordnung 230, die eine räumliche Strahlteileroberfläche 232 umfaßt, um praktisch 100% radiometrischen Durchsatzwirkungsgrad zu erzielen. Der einfallende Strahl bei dieser Deflektorkon­ figuration verläuft kollinear mit der Deflektordrehachse 234 und trifft auf eine sphärische Linse 236 zentriert auf der Drehachse vor der Deflektoranordnung 230. Diese Linse fokussiert dem einfallenden Strahl auf einen Bild­ punkt auf der Deflektordrehachse, der unmittelbar vor der Strahlteilerreflexionsoberfläche 232 in dem Kubusdeflektorelement angeordnet ist. Die räumliche Strahlteileroberfläche dieser Deflektoranordnung besteht aus einer transparenten Oberfläche mit einem kleinen Spiegelreflektor 233 angeordnet an ihrer Mitte. Dieser kleine Spiegelreflektor 233 ist auf der Deflektordreh­ achse angeordnet, wodurch es ermöglicht wird, daß prak­ tisch 100% des fokussierten einfallenden Strahls in einer Richtung reflektiert werden, die senkrecht zur De­ flektordrehachse verläuft. Dieser reflektierte Strahl von dem Strahlteilerspiegel expandiert schnell in seiner Größe, während er zum und durch die hintere Deflektor­ elementoberfläche sich fortpflanzt und auf einen dicken zweiten auf der zweiten Oberfläche konkaven sphärischen Spiegel 234 auftrifft, der die Form eines Mangin-Spiegels hat. Dieser Mangin-Spiegel ist in einer Durchtrittsöff­ nung 236 in der Seitenwand der zylindrisch geformten De­ flektorgehäuses angeordnet und ist winkelmäßig derart orientiert, daß der zentrale einfallende Strahl in eine Richtung senkrecht zu der Deflektordrehachse retroreflek­ tiert wird.
Der retroreflektierte Strahl von dem Mangin-Spiegel 234 setzt seine Expansion in Größe fort, während er sich nach hinten zu der Strahlteileroberfläche fortpflanzt. Wenn der retroreflektierte Strahl die Teileroberfläche er­ reicht, ist seine Größe wesentlich größer als der kleine mittige Spiegelreflektor auf der transparenten Teiler­ oberfläche und daher wird im wesentlichen die gesamte retroreflektierte Strahlenergie durch die Teilerober­ fläche 232 übertragen oder durchgelassen. Nach dem Durchgang durch die Ausgangsoberfläche 238 des Kubus­ deflektorelements trifft der retroreflektierte über­ tragene Strahl auf eine einzige sphärische Fokussierlinse 240 auf, die in einer Durchlaßöffnung 242 in der Sei­ tenwand des zylindrisch geformten Deflektorgehäuses ange­ ordnet ist. Diese Fokussierlinse bildet den Ausgangsab­ taststrahl auf einen Punkt ab, der auf einer internen Trommelabbildoberfläche (nicht gezeigt) angeordnet ist. Die optischen Abbildeigenschaften des Mangin-Spiegels 234 sind derart gewählt, daß der fokussierte einfallende Strahl in ein virtuelles Bild 242 abgebildet wird, und zwar angeordnet annähernd zwei Deflektoranordnungs­ durchmesser hinter dem Mangin-Spiegel. Da sich sowohl der Mangin-Spiegel als auch die Fokussierlinse mit der De­ flektoreinheit drehen, werden sie nur auf ihren optischen Achsen benutzt und daher wird die Wellenfrontqualität des optischen Abtaststrahls nur durch die kombinierte sphä­ rische Aberration dieser optischen Elemente bestimmt. Es ist zweckmäßig, die Parameter des Mangin-Spiegels 234 und insbesondere der Fokussierlinse 240 derart zu bestimmen, daß die mit diesen Komponenten zusammenhängenden Aberra­ tionen im wesentlichen gleich und von entgegengesetzten Vorzeichen sind.
Der mittige kleine Spiegelreflektor 233 auf der Strahl­ teileroberfläche 232 kann dadurch erzeugt werden, daß man den reflektierenden Überzug durch eine Kontaktmaske auf einer der Prismenelementoberflächen abscheidet, und zwar vor dem Zusammenverbinden der Prismen 244 und 246 durch ein Bindemittel. Dieser kleine Spiegelreflektor 233 kann dadurch erzeugt werden, daß man einen reflektierenden Überzug auf der Prismenelementoberfläche abscheidet und Photoresistätzverfahren entfernt, um alles mit Ausnahme des erwünschten reflektierenden Films von dieser Oberflä­ che zu entfernen, und zwar vor der durch Bindemittel er­ folgenden Verbindung der Prismenelemente.
In den Fig. 22 und 23 ist ein DRUM-Deflektorsystem ge­ zeigt, das eine Laserwellenlänge k1, verwendet, um Bilder auf einer internen Trommeloberfläche aufzu­ zeichnen, und das eine zweite Laserwellenlänge λ2 verwendet, um die Winkeldrehposition des Deflektorele­ ments 250 zu verfolgen. Dieses System korrigiert bei der Abtastung Strahlzitterfehler, welche direkt proportional sind zur Änderung der "In Abtastung"-Komponente des De­ flektorwobbelns.
Das Wellencodierabfühlen dieses Fehlers ist zur Kompensa­ tion des Motornachlaufs, der mit dem "In Abtastung"- Strahlpositionsfehler zusammenhängt, brauchbar, korri­ giert aber nicht das "In Abtastung"-Zittern, welches mit Änderungen des Deflektorelementwobbelwinkels zusammen­ hängt und üblicherweise wird nicht eine hinreichende Auflösung vorgesehen, und das bei der Abtastung auftre­ tende Zittern zu korrigieren, welches auf Unregelmäßig­ keiten beim Lager und der Lagerbahn zurückzuführen ist, und zwar bei Deflektoreinheiten, die durch Kugellager angeordnet sind. Einige eine hohe Auflösung besitzende Flachfeldlaserabtastsysteme verwenden einen Pixelgit­ tertakt zur dynamischen Messung der Strahlposition beim Abtasten, und zwar an vielen Punkten über das Abtastfeld hinweg (vgl. US-PS 46 95 772) und sehen dadurch eine Kor­ rektur des beim Abtasten auftretenden Zitterfehlers vor, der hervorgerufen wird durch das Motornachlaufen, Ände­ rungen beim Deflektorelementwobbeln, Motorlagerunregel­ mäßigkeiten und dem Abtastlinearitätsfehler, der mit der F-Theta-Abtastlinse zusammenhängt. Der Einbau eines Pi­ xelgittertakt- oder -clocksystems in ein Bildaufzeich­ nungssystem der Flachfeldbauart wird normalerweise da­ durch erreicht, daß man einen zweiten nicht-intensitäts­ modulierten Strahl verwendet, der auf die Strahlabtastfa­ cette einfällt, und zwar mit einem etwas unterschied­ lichen Abtastwinkel bei der Abtastung, und zwar unter­ schiedlich von dem des Bildaufzeichnungsstrahls. Der ab­ gelenkte nicht modulierte Nachführ- oder Verfolgungs­ strahl pflanzt sich durch die F-Theta-Abtastlinse fort, und zwar mit einem Abtastwinkel bei der Abtastung relativ zum Aufzeichnungsstrahl und der Nachführstrahl wird blockiert gegenüber einem Auftreffen auf der Aufzeich­ nungsbildebene durch ein flaches Spiegelelement, das üb­ licherweise mit ungefähr 70% des Abstandes zwischen der Abtastlinse und der Aufzeichnungsebene angeordnet ist. Der nicht-modulierte Nachführ- oder Verfolgungsstrahl wird durch den Blockierspiegel zurückgeleitet, und zwar zu einem flachen Amplitudengitterelement mit einer rela­ tiv niedrigen Auflösung (annähernd zehn Linien oder Zei­ len pro Millimeter), welches an der Brennebene der Ab­ tastlinse angeordnet ist. Nach dem Durchtritt durch das Gitterelement wird der codierte Nachführstrahl zu einem Photodetektor geleitet. Die Signale von dem Photodetektor werden dazu verwendet, um die Aufzeichnungsabtaststrahl­ pixeltaktrate für Strahlpositionsfehler bei der Abtastung zu kompensieren.
Der Einbau eines Pixelgittertaktsystems in ein Bildsystem erhöht die Kompliziertheit und die Kosten des Systems und macht es auch erforderlich, daß zusätzliche optische Kom­ ponenten in der Nähe der Bildaufzeichnungsebene angeord­ net werden. Dieses letztgenannte Erfordernis verbietet die Verwendung des Pixelgittertaktsystems bei Abbildanwen­ dungsfällen mit interner Trommel. Der Einbau eines Pixel­ gittertakt- oder Blocksystems wurde erreicht bei Galvano­ meterdeflektorsystemen unter Verwendung einer zweiseiti­ gen Facette, wobei die Vorderseite dazu verwendet wird, um den Aufzeichnungsstrahl zu tasten oder abzutasten, während der nicht-modulierte Nachführ- oder Verfolgungs­ strahl von der Rückseite der Facette reflektiert oder abgelenkt wird.
Der einfallende Aufzeichnungsstrahl in Fig. 22 besitzt eine Wellenlänge von λ1. Der nicht-modulierte Nachführ­ takt- oder -clockstrahl hat eine Wellenlänge λ2. λ1 kann innerhalb des Bereichs von 0,416 bis 0,68 µm liegen, und zwar für die Aufzeichnung von Bildern auf Silberhalogenid basierenden photoempfindlichen Materilien, wohingegen λ2 größer als 0,8 µm sein kann, um das Risiko der Belichtung des Bildmediums durch den Nachführstrahl zu minimieren. In den Fig. 23 und 24 sind die folgenden Elemente nicht gezeigt: die Aufzeichnungsstrahllaserquelle, die Strahlerweiterungs- und Kollimationsoptikmittel, die vor dem Deflektor angeordnete Fokussierlinse und die Trommelbildaufzeichnungsoberfläche.
Der einfallende Aufzeichnungsstrahl pflanzt sich gemäß Fig. 23 parallel zur Deflektordrehachse fort, und zwar vor und nach der Fortpflanzung durch dichroische Strahl­ kombiniermittel 252. Der einfallende Nachführstrahl wird parallel zur Drehachse 254 reflektiert, und zwar durch dichroische Strahlkombiniermittel 252. Lediglich aus Gründen der Klarheit bei der Darstellung ist ein einziger einfallender Aufzeichnungs- und Nachführstrahlungsstrahl in Fig. 23 dargestellt. Diese einfallenden Strahlen sind beide kollinear zur Deflektordrehachse 254 vor dem Ein­ tritt in den dichroischen Strahlteilerkubusdeflektor 250.
Der dichroische Strahlteiler 257 und die Strahlkombinier­ mittelelemente 252 sind optisch beschichtet, damit sie unterschiedliche Reflexions- und Transmissionseigen­ schaften für unterschiedliche einfallende Wellenlängen besitzen. Die dichroischen Strahlkombiniermittel 252 sind derart beschichtet, daß sie praktisch 100% des einfal­ lenden λ1-Strahls übertragen, während sie praktisch 100% des λ2 Strahls reflektieren. Die dichroische Strahl­ teileroberfläche 257 in dem DRUM-Kubusdeflektorelement 250 ist ebenfalls beschichtet und praktisch 100% des einfallenden λ2-Strahls zu reflektieren, während der einfallende λ1-Strahl gleichmäßig in reflektierte und durchgelassene Strahlen geteilt wird. Diese dichroische Strahlteileroberfläche 254 besitzt erwünschterweise ziem­ lich kleine Unterschiede hinsichtlich der Leistungsfähig­ keit für S- und P-Polarisationen, und zwar für beide ein­ fallenden Strahlwellenlängen, obwohl dieses Erfordernis weniger wichtig bezüglich des k2 Strahls ist.
Die Abtaststrahlabbildeigenschaften des DRUM-De­ flektorelements 250 für den den λ1-Strahl sind we­ sentlich, wie dies zuvor (vgl. Fig. 14 und 15) beschrie­ ben wurde, mit der Ausnahme, daß der reflektierte Strahl von der Teileroberfläche nicht durch eine schwarz gemalte Oberfläche absorbiert wird. Die hintere Oberfläche 158 des Kubusdeflektorelements 250 ist optisch beschichtet, um die Reflektivität dieser Oberfläche für die beiden λ1 und λ2-Strahlen zu minimieren. Die von der dichroischen Strahlteileroberfläche 257 zurückabgelenkten λ1 und λ2- Strahlen treten durch die Rückseite 258 der Ablenk- der Deflektoranordnung aus und werden mit der gleichen Winkelrate oder Geschwindigkeit getastet, die der Ausgangs- λ1-Abtaststrahl erfährt. Sowohl die Kreuz­ abtastungs (cross-scan) als auch die Abtastungs ("in­ scan") Strahlnachführleistungsfähigkeit für diese zurück­ deflektierten oder ablenkten Strahlen sind empfindlich gegenüber Änderungen des Deflektorwobbelwinkels.
Die zurückabgelenkten Abtaststrahlen fallen auf einem sphärischen konkaven Spiegel 264, der diese Strahlen auf einen Photodetektor 260 fokussiert. Ein Wellenlängen­ blockierfilter 262 ist vor dem Photodetektor 260 positio­ niert und stoppt oder hält ab den λ1-Strahl, wohingegen praktisch 100% des λ2-Strahls durchgelassen werden, wodurch das Signal zu Rauschverhältnis des λ2-Strahls verbessert wird. An der vorderen Reflexionsoberfläche des sphärischen konkaven Spiegelelements 264 ist ein transpa­ renter Film oder eine Schicht vorgesehen, die ein Ampli­ tudengitter 266 mit relativ niedriger Auflösung (annä­ hernd zehn Linien pro Millimeter) besitzt.
Durch Einstellen des Abstandes des λ2-Diodenlasers 272 und der Kollimationslinse 270 kann der zurückabgelenkte λ2-Strahl auf die vordere Oberfläche 266 des sphärischen Konkavspiegels 264, wie dies in Fig. 23 gezeigt ist, fo­ kussiert werden. Der Krümmungsmittelpunkt des sphärischen Spiegels 264 ist auf der Deflektordrehachse 254 angeord­ net. Der λ2-Strahl bleibt auf die sphärische Spiegel­ oberfläche 266 fokussiert, während er längs der Spiegel­ oberfläche 266 tastet. Unter diesen Abbildbedingungen wird der zurückabgelenkte λ2-Strahl nach der Reflexion vom sphärischen Spiegel 264 amplitudenmoduliert, und zwar bei einer Frequenz, die direkt proportional ist zum Dreh- oder Rotationswinkel des Deflektorelements 250.
Das gesamte vom sphärischen Spiegel reflektierte Abtast­ licht kann durch den Photodetektor 260 detektiert werden, der eine Größe besitzt, die nur etwas größer ist als der Durchmesser, den der λ2 -Strahl an der Deflektorstrahl­ teileroberfläche 257 besitzt, wenn der Photodetektor an dein Punkt positioniert ist, wo der sphärische Spiegel ein Bild dieser Deflektoroberfläche bildet. Dieser konjugier­ te Bildpunkt ist annähernd mit einen Abstand gleich dem Krümmungsradius des sphärischen Spiegels 264 angeordnet.
Der zurückabgelenkte oder defektierte λ2-Strahl wird auf die Oberfläche des sphärischen Konkavspiegels fokussiert und daher kann dieser Spiegel durch einen zylindrischen konkaven Spiegel ersetzt werden, der den gleichen Krümmungsradius besitzt, wie der sphärische Spiegel ohne dadurch in signifikanter Weise die Abbildeigenschaften des λ2-Strahls zu ändern. Ein Vorteil der Verwendung eines zylindrischen Spiegels besteht darin, daß es leichter ist, daß Film- oder Schichtgitterelement an einer zylindrischen Oberfläche als an einer sphärischen Oberfläche anzubringen. Das Filmgitterelement kann auch auf einem Film durch geformten transparenten Fensterele­ ment angebracht werden, das entweder vor oder hinter dem konkaven Spiegel positioniert ist. Dieses zylindrische Fensterelement kann ebenfalls als ein Wellenlängen­ blockierfilter dienen.
Das Wellenlängenblockierfilter könnte ohne weiteres auf der Rückseite des Ablenk- oder Deflektorelements angeord­ net sein, wenn es aus 1- bis 2Tausendstel Zoll dickem Kunststoffilm besteht, und zwar mit einem innerhalb des Films aufgelösten Farbagens. Solche Farbtransparentfilm­ arten sind kommerziell erhältlich, und zwar für photo­ graphische und bestimmte Beleuchtungsanwendungsfälle und man erhält sie bei der Firma Rosco in Port Chester, New York, USA. Diese Art einer Wellenlängenblockierfilteran­ ordnung könnte auch verwendet werden anstelle der schwarz gemalten Oberfläche bei der Deflektor- oder Ablenkanord­ nung gemäß Fig. 2.
Obwohl der in Fig. 22 gezeigte Photodetektor der flachen Planarbauart für ein Gittertakt- oder clocksystem geeig­ net ist, welches bei einer Flachfeldabbildanwendung ein­ gesetzt wird, so ist doch dieser Detektor weniger geeig­ net für ein Gittertaktsystem, wie es für ein Abbildanwen­ dungsfall mit interner Trommel verwendet wird, da die Trommelsysteme viel größere Abtastwinkel besitzen. Der Einfallslandewinkel des λ2-Strahls auf einer flachen Photodetektoroberfläche ist gleich dem Systemabtastwin­ kel, der ± 90° für ein System mit interner Trommel an­ nähert, wie dies durch das sphärische Spiegelprofil in Fig. 24 dargestellt ist.
Der für eine Abbildanwendung mit interner Trommel ver­ wendete Photodetektor kann eine zylindrisch gekrümmte Lichtdetektoroberfläche besitzen, die dem Abtastort des Takt- oder Clockstrahls an der Photodetektorstelle ent­ spricht. Diese Art einer gekrümmten Photodetektorstruktur kann in einer einzigen PIN-Photodiode mit kontinuierli­ cher Oberfläche oder einer Photovervielfachervorrichtung erreicht werden; oder aber dadurch, daß man eine gekrümm­ te Detektoreinheit konstruiert, und zwar aus individuell unter Winkeln angeordneten Photodetektoren; oder aber die Anordnung kann derart getroffen sein, daß man eine ge­ krümmte durchscheinende Abtastoberfläche vor einem ein­ zigen flachen Photodetektor oder mehreren flachen Photo­ detektoren anordnet. Das Wellenlängenblockierfilter kann auch ein gekrümmtes Profil besitzen, und zwar beim Einbau in ein Gittertaktsystem, verwendet bei einer Abbildan­ wendung mit interner Trommel.
Der Aufzeichnungsabtastwinkel für ein System mit interner Trommel unter Verwendung eines Gittertaktsystems kann auf weniger als 180° begrenzt sein, damit der Takt- oder Clockstrahl jede Aufzeichnungsstrahlposition verfolgen kann. Wenn die vorgeschlagene Gittertaktkonfiguration in einem System mit interner Trommel verwendet wird, so sind der λ2-Diodenlaser und seine Kollimations/Fokussierlinse, die dichroischen Strahlkombiniermittel 252, der sphäri­ sche konkave Spiegel 264 mit angebrachtem Taktgitter 266, der Wellenlängenblockierfilter 262 und das Photodetektor­ element 260 sämtlich an der Gleitanordnung angebracht, die verwendet wird, um die DRUM-Deflektoreinheit 250 und eine (nicht gezeigte) vor dem Deflektor angebrachte Fo­ kussierlinse entlang der Achse der Abbildoberfläche der internen Trommel durch Translation zu bewegen. Keines dieser Deflektorsystemelemente braucht einer Transla­ tionsbewegung unterworfen werden, wenn die Verwendung in einem Abfühlsystem mit flachem Feld erfolgt.
Die in den Fig. 24 und 25 gezeigten NPDG-Deflektorein­ heiten 1000 und 1000′ sind in der Lage im wesentlichen 100% radiometrische Durchsatzeffizienz zu erreichen, wobei auch eine konstante Abtaststrahlintensität über den gesamten Bereich von Abtastwinkeln erreicht wird. Die Einheit 1000 (Fig. 24) gehört zur Bauart der Monofacetten NDPG-Deflektoren, die einzelne Übertragungsgitterfacetten 1200 und 1200′ verwenden, welche unter annähernd 45° ge­ genüber der Deflektordrehachse 1400 orientiert sind. Die­ se Gitterfacette leitet einen einfallenden kollimierten Laserstrahl 16, der entlang der Deflektordrehachse 1400 sich fortpflanzt, der zurück, daß er aus der Deflektor­ einheit austritt, und zwar als Abtaststrahl 1800′ und 1800, nämlich annähernd senkrecht zur Drehachse 1400. Die Drehung der Deflektoreinheit, die insbesondere auch durch einen Motor 2000 (Fig. 27) erfolgen kann, bewirkt, daß der zurückgeleitete Strahl vom Deflektor über eine Ab­ tastwinkel tastet, der gleich ist dem Deflektordrehwin­ kel.
Wie in Fig. 25 gezeigt, ist nachfolgend zum Gitter 1200′ eine Einzelelementlinse 2200 angeordnet, die sich mit der Deflektoreinheit 1000′ dreht, wodurch die Deflektorein­ heit in die Lage versetzt wird, Hochauflösungsbilder auf der Innenoberfläche einer Trommel zu erzeugen. Eine sta­ tionäre F-Theta-Abtastlinse kann auf die Deflektoreinheit 1000′ folgen, um den Abtaststrahl von der Einheit auf einen Abtastpunkt abzubilden, der eine gerade Abtastlinie auf einer flachen Abbildoberfläche erzeugt.
Der abgelenkte oder deflektierte Abtaststrahl in Fig. 25 ist etwas gegenüber der Senkrechten zur Dehachse ver­ setzt, so daß das retroreflektierte Spiegellicht von der internen Trommelabbildoberfläche 2400 nicht längs des einfallenden Strahls sich zurückfortpflanzt und Geister­ strahlen und Laserintensitätsinstabilität hervorruft. Für die Geometrie des NPDG Deflektorsystems der Fig. 25 hat die Abtastbildpunktgröße auf der Abbildoberfläche sowohl konstante Größe als auch konstante Abtastgeschwindigkeit entlang der gesamten Bildoberfläche, da die Bildober­ fläche ein Zylinder ist, dessen Achse kolinear mit der Deflektordrehachse verläuft.
Die Deflektoreinheiten in den Fig. 24 und 25 besitzen eine Viertelwellenlängenplatte 2600 und 2600′, die als das Deflektoreingangsfenster dienen. Der einfallende Strahl 1000 und 1000′ ist zirkularpolarisiert, und zwar unter Verwendung eines Lasers, der einen derartigen zir­ kularpolarisierten Strahl liefert, oder aber mit einer weiteren Viertelwellenlängenplatte, wie dies bekannt ist. Vergleiche dazu beispielsweise US-Patent 47 79 944. Aus Gründen der Darstellung ist nur ein einziger einfallender Strahl in Fig. 24 gezeigt. Vorzugsweise ist der mittige Einfallsstrahlungsstrahl für diese Deflektorgeometrie kollinear mit der Deflektordrehachse, wie dies in Fig. 25 gezeigt ist.
Jede Viertelwellenplatte 2600 und 2600′ in den Fig. 24 und 27 besitzt ihre optische Achse winkelmäßig derart orientiert, daß der einfallende zirkularpolarisierte Strahl in einen S-polarisierten Strahl umgewandelt wird, und zwar bezüglich der Oberfläche des Gitterdeflektorele­ ments 1200 und 1200′. Dieser S-polarisierte Strahl wird im wesentlichen zu 100% durch das Gitterdeflektorelement gebeugt und tritt aus dem Deflektor als ein S-polarisier­ ter Abtaststrahl 1800 und 1800′ aus. Die Abtaststrahlin­ tensität ist konstant als eine Funktion des Deflektor­ drehwinkels für die dargestellten Deflektorfigurationen, weil der Polarisationszustand des umgewandelten linearpo­ larisierten Strahls konstant bleibt bezüglich der Gitter­ deflektorelementoberfläche, und zwar infolge der Verwen­ dung eines zirkularpolarisierten Einfallstrahls 1600 und 1600′ und wegen des Vorhandenseins der Viertelwellenlän­ genplatte 2600 und 2600′, die mit der Deflektoranordnung sich dreht.
Die Fig. 25 veranschaulicht, daß das vorgeschlagene Ver­ fahren zur Verbesserung der Abtastradiometrieeffizienz und Gleichförmigkeit ohne weiteres angewendet werden kann bei Abbildanwendungsfällen mit interner Trommel und wobei durch diese Verwendung in effektiver Weise die radiome­ trische Durchsatzeffizienz von NPDG-Deflektoren, wie sie für Abbildanwendungsfälle mit interner Trommel verwendet werden, verdoppelt wird. Obwohl in den beiden Fig. 24 und 25 dargestellt ist, daß die Viertelwellenlängenplatten 2600 und 2600′ im wesentlichen die gesamte obere Seite der Deflektorgehäuse 2800 und 2800′ abdecken, brauchen doch diese Viertelwellenlängenplatten nur so groß zu sein, wie die Deflektoreingangsöffnung oder -apertur und konnten daher die Form eines zirkularen Fensters in einem Adapter besitzen, der in die Eingangsapertur oder -öffnung vor dein Anschluß eingeschraubt wird und sie können von ähn­ licher Anordnung sein hinsichtlich Fokussierlinse 2200 und dem flachen Ausgang und dein Anschlußfenster, ver­ wendet in den Ausgangsaperturen 32′ des Gehäuses 2800′ des Deflektors 1000′ in Fig. 25. Diese Art einer Schrauban­ ordnung erleichtert auch die Winkelorientierung der opti­ schen Achse der Viertelwellenlängenplatte bezüglich der Einfallsebene des Gitterdeflektorelements 1200 und 1200′.
Die Möglichkeit der Änderung der Winkelorientierung der Viertelwellenlängenplatte gestattet einem nicht nur, die radiometrische Durchsatzeffizienz des NPDG-Deflektors zu maximieren, sondern gestattet auch, die Veränderung der Durchsatzeffizienz zwischen annähernd 0 und 100%. Die Veränderung der Deflektordurchsatzeffizienz ist für viele Abbildanwendungsfälle nützlich, da die in diesen Anwen­ dungsfällen verwendeten Laser das Vielfache der Leistung haben können, welches für die ordnungsgemäße Belichtung der Abbildmedien erforderlich ist. Normalerweise setzt man einen Filter neutraler Dichte ein, um die Laserlei­ stung auf das erwünschte Niveau zu reduzieren, wenn zu viel Laserenergie vorhanden ist. Die Möglichkeit der Einstellung der Deflektordurchsatzeffizienz eliminiert die Notwendigkeit, ein Laserenergiereduzierfilter vorzu­ sehen.
In Fig. 26 ist eine polarisationsempfindliche Strahlre­ flektions-Kubusstrahldeflektoreinheit 4000 gezeigt, die erfindungsgemäß ausgebildet ist, um eine im wesentlichen 100%ige radiometrische Durchsatzeffizienz zu erreichen, wobei auch eine konstante Abtaststrahlintensität über den gesamten Bereich von Abtastwinkeln erreicht wird. Die De­ flektoreinheit 4000 ist eine Kubusstruktur mit einer pola­ risationsempfindlichen Reflexionsoberfläche 4200, die sandwichartig angeordnet ist zwischen zwei im wesentli­ chen identischen 45° Rechtwinkelglasprismen 4400 und 4600, die einen Glaskubusstrahlenteiler 4900 definieren, wie dies von Tashiro erwähnt wird. Die Oberfläche 4200 überträgt Licht einer Polarisation und reflektiert Licht mit einer Polarisation senkrecht dazu. In Fig. 26 ist das Beispiel gezeigt, das praktisch 100% des P-polarisierten Lichts durchgelassen und praktisch 100% des S-polari­ sierten Lichts reflektiert werden.
Nach dem Durchgang durch die polarisationsempfindliche Strahlteilerreflexionsoberfläche 4200 pflanzt sich ein P- polarisiertes Lichtstrahl zu einer Viertelwellenlängen­ platte 4800 fort, und zwar besitzt diese an ihrer Boden­ oberfläche einen hochreflektierenden Spiegelüberzug 5000. Die Viertelwellenlängenplatte 4800 und die Reflexions­ spiegeloberfläche 5000 sind senkrecht zu der Strahlfort­ pflanzungsrichtung orientiert und daher wird der Strahl auf sich selbst zurück retroreflektiert. Aus Gründen der Darstellung ist nur ein einziger Einfallsstrahl in Fig. 26 gezeigt, und der retroreflektierte Strahl in dieser Figur ist dargestellt als sich unter einem kleinen Win­ kel bezüglich der Einfallsstrahlfortpflanzungsrichtung fortpflanzend. Vorzugsweise verläuft der zentrale Ein­ fallsstrahlungsstrahl 5200 für diese Deflektorgeometrie kollinear mit der Deflektordrehachse 54.
Erfindungsgemäß ist eine Viertelwellenlängenplatte 5800 optisch mit der Oberseite 6000 des Deflektorkubus verbun­ den und es wird ein Einfallsstrahl 6200 mit Zirkularpola­ risation verwendet.
Das Viertelwellenlängenplättchen 5800 in Fig. 26 ist mit seiner optischen Achse winkelmäßig derart orientiert, daß es den einfallenden zirkularpolarisierten Strahl 6200 in einem P-polarisierten Strahl 6400 umwandelt, und zwar be­ züglich der polarisationsempfindlichen Strahlteilerrefle­ xionsoberfläche 4200, die sandwichartig angeordnet ist zwischen den zwei im wesentlichen identischen 45° Recht­ winkelprismenelementen 4400 und 4600 des Kubusstrahltei­ lers 4900. Dieser P-polarisierte Strahl wird praktisch zu 100% durch die polarisationsempfindliche Strahlteiler­ oberfläche 4200 übertragen und pflanzt sich zu der Vier­ telwellenlängenplatte 4800 fort, die optisch mit der De­ flektorkubusbodenoberfläche (Unterseite) verbunden ist. Der einfallende Strahl wird in Richtung der Quelle des Einfallsstrahls 6200 zurück retroreflektiert, und zwar durch die Reflexionsspiegeloberfläche 5000, die nahezu senkrecht zur Einfallsstrahlfortpflanzungsrichtung orien­ tiert ist.
Infolge des Retroreflexionszustandes in Fig. 26 pflanzt sich der einfallende Strahl zweimal durch das zweite Viertelwellenlängenplättchen 4800 hindurch fort, wodurch die mit einem Halbwellenlängenplättchen verbundene Pha­ senverzögerung auftritt. Das zweite Viertelwellenlängen­ plättchen 4800 ist bezüglich der optischen Achse unter 45° gegenüber den Einfallsstrahlpolaristionsrichtungen orientiert. Der aus dieser Viertelwellenlängenplatte 4800 austretende retroreflektierte Strahl 66 ist orthogonal polarisiert, und zwar bezüglich der Einfallsstrahlpola­ risationsrichtung und ist, wie dies in Fig. 26 gezeigt, der S-polarisierte Strahl 6600. Der S-polarisierte retro­ reflektierte Strahl 6600 pflanzt sich zurück fort, und zwar zu der polaristionsempfindlichen Reflexionsober­ fläche 4200 des Strahlteilers, wo er im wesentlichen total reflektiert wird, und zwar in einer Richtung senk­ recht zu der Deflektordrehachse, und er tritt aus dem De­ flektorelement als ein S-polarisierter Abtastlichtstrahl 6800 aus. Die Abtaststrahlintensität ist konstant als eine Funktion des Deflektorrotationswinkels für den De­ flektor 4000, da der Polarisationszustand des konver­ tierten oder umgewandelten linearpolarisierten Strahls konstant bleibt bezüglich der polarisationsempfindlichen Strahlteilerreflexionsoberfläche 4200, und zwar infolge der Verwendung eines zirkularpolarisierten Einfalls­ strahls und ferner dadurch, daß die beiden Viertelwel­ lenlängenplättchen 4800 und 5800 sich mit der Deflektor­ anordnung drehen.
Um sicherzustellen, daß die spekularen (d. h. spiegelbild­ lichen, spiegelsymmetrischen) reflektierten Strahlen von den Oberflächen des Kubusdeflektors 4000 nicht parallel sind, zu der Einfallsstrahlrichtung, wird die Elementen­ einheit um ungefähr 2° gekippt, und zwar gegenüber der senkrechten Orientierung bezüglich der Einfallsstrahl­ richtung, wie dies durch die Winkelabweichung zwischen dem Einfallsstrahl 6400 und dem retroreflektierten Strahl 66 von der Bodenspiegeloberfläche 50 dargestellt ist. Das Kippen des Deflektorkubuselements kann erreicht werden, dadurch das man ein schwaches Keilglied (nicht gezeigt) zwischen dem Deflektorelement und ein Deflektorbefesti­ gungsnabenelement anordnet.
Antireflexionsüberzüge können auf den Einfallsstrahl und Ausgangsabtaststrahloberflächen des Kubus und der NPDG- Deflektoreinheit der Fig. 24, 25 und 26, vorgesehen sein, und zwar sowohl um deren Reflexionsverluste zu vermindern und auch um Geisterabtaststrahlen zu vermindern, die mit dem spekularen retroreflektierten Licht von diesen Ober­ flächen verbunden sind. Ein lichtabsorbierender Überzug 7000, wie beispielsweise eine auf gut schwarzem Kohlen­ stoff basierende Farbe mit einem Brechungsindex sehr nahe dem des Kubusdeflektorelementmaterials ist auf der Rück­ oberfläche der Deflektoreinheit in Fig. 26 gezeigt. Ein ähnlicher Überzug 2900 (aus schwarzer Farbe) ist auf der Außenoberfläche des Gegenausgleichsanschluß- oder Öff­ nungsfensters 31 in dem Deflektor 1000 in Fig. 24 und dem Fenster 3100′ in Fig. 25 verwendet. Diese schwarz ange­ malten Oberflächen absorbieren praktisch 100% des Lich­ tes, das auf diese auftrifft und arbeiten daher sowohl als sehr effizienter Antireflexionsüberzug als auch als ein lichtblockierendes Filter. Die Verwendung einer Lichtblockierung, wie er beispielsweise durch diese ge­ malten Oberflächen, ist bei Abtastsystemen mit interner Trommel erwünscht, die einen Bildaufzeichnungswinkel von mehr als 180° besitzen, wie dies in Fig. 25 dargestellt ist.
Die Fig. 27 veranschaulicht einen erfindungsgemäßen De­ flektor oder eine Ablenkvorrichtung 7200, die auch radio­ metrisch effizient ist, polarisationsmäßig empfindlich ist, um eine duale Reflexion vorsieht, und zwar unter Verwendung eines rechtwinkligen soliden Strahls, wobei dieser Deflektor 7200 in der Betriebsart mit nachgeschal­ tetem Objektiv arbeitet, und zwar bezüglich einer Fokus­ sierlinse 7300 für Abbildanwendungsfälle mit interner Trommel, und wobei ferner die Anbringung auf einem Trans­ lationsträger erfolgen kann mit der Drehachse 7400 koa­ xial mit einer internen Trommelabbildoberfläche, wie dies der Fall für die Deflektoranordnung 1000′ gemäß Fig. 25 war. Die Deflektoreinheit 7200 ist eine Anordnung mit einem Gehäuse 7600 bestehend aus einer zylindrischen Sei­ tenwand 7800 auf einer scheibenförmigen Befestigungsnabe 8000. Eine rechtwinklige Dualreflexionsstrahldeflektor­ einheit 8200, wie in Verbindung mit Fig. 26 beschrieben, ist auf einer Befestigungsplatte 8400 auf der Nabe 8000 angeordnet. Da der eingeschlossene Winkel zwischen dem Strahlteilerdeflektor und der Spiegelreflexionsoberfläche in der Deflektoranordnung 7200 nicht 45° beträgt, ist der Ausgangsabtaststrahl nicht senkrecht zur Deflektordreh­ achse, wenn der einfallende Strahl parallel zur Drehachse verläuft. Wie zuvor bemerkt, ist dieser nicht-senkrechte Ausgangsabtaststrahlzustand gut geeignet für Abbildsy­ steme mit interner Trommel, da verhindert wird, daß das retroreflektierte spekulare Licht von der Abbildoberflä­ che der internen Trommel sich zurückfortpflanzt entlang des Einfallsstrahls und Geisterabtaststrahlen und Laser­ intensitätinstabilität hervorruft. Während das Deflektor­ element 8200 keine kubische Gestalt besitzt, ist es ro­ tationsmäßig massensymmetrisch bezüglich der Deflektor­ drehachse 7400.
Obwohl das erste Viertelwellenlängenplättchen 8400 in Fig. 27 so dargestellt ist, als ob es die gesamte Oberseite des Deflektorgehäuses 7600 abdeckt, braucht dieses Viertelwellenlängenplättchen doch nur so groß zu sein, wie die Deflektoreingangsöffnung oder Apertur und es kann daher die Form eines zirkularen Fensters in einem Adapter besitzen, der in die Deflektorgehäuseseitenwand 7800 eingeschraubt ist, und zwar ähnlich in der Anordnung zu der Fokussierlinse und dem flachen Fenster, wie dies in den Ausgangsöffnungen oder -aperturen der Deflektoren in Fig. 25 verwendet wurde. Diese Art einer Schraubanordnung erleichtert, wie oben diskutiert, die Winkelorientierung der optischen Achsen beider Viertelwellenlängenplättchen 8400, 8500 bezüglich der Ebene der Strahlteilerreflexionsoberfläche 9000, wodurch einem gestattet wird, die radiometrische Durchsatzeffizienz des Deflektors zwischen annähernd 0 und 100% einzustellen.
Die Linse 7300 des Betriebssystems gemäß Fig. 27 mit nachgeschaltetem Objetiv sieht einen nicht kollimierten Einfallsstrahl in der Deflektoranordnung 7200 vor. Sowohl die polarisationsempfindliche Strahlteilerreflexionsober­ fläche 90 als auch die Viertelwellenlängenplatten 8400 und 8500 in dieser Deflektoranordnung sind einfallswin­ kelabhängig. Wenn ein konvergierender Strahl durch die Deflektoranordnung fortgepflanzt wird, so nimmt die ra­ diometrische Durchsatzeffizienz des Deflektors als eine Funktion des Anstiegs des Strahlungsstrahlabweichungswin­ kels bezüglich Deflektorrotationsachse ab und daher haben die Strahlungsstrahlwinkel mit größerem Konus des konver­ gierenden Strahls eine niedrigere radiometrische Durch­ satzeffizienz bei Vergleich mit dein Axialstrahl. In der Tat bewirkt diese Änderung der radiometrischen Durchsatz­ effizienz als eine Funktion des Strahlkonuswinkels, daß das Strahlintensitätsprofil des einfallenden Strahls apo­ disiert wird, was das Bildpunktgrößenintensitätsprofil ändert. Da dieser Apodisierungseffekt der gleiche für alle Bildpositionen ist, infolge der Tatsache, daß der einfallende Strahl auf der Deflektordrehachse zentriert ist, und weil ein zirkularpolarisierter Einfallsstrahl verwendet wird, bleibt die Größe und Form dieses Punktes, wo der Abtaststrahl die Bildoberfläche (2400 in Fig. 25) schneidet, der gleiche für alle interessierenden Bildpo­ sitionen. Der Apodisierungseffekt ist klein für konver­ gierende Strahlen mit einer f-Zahl größer als 10, da der maximale Konusstrahlwinkel für diesen Fall kleiner als 3° ist.
Die Viertelwellenlängenplättchen können Flüssigkristall­ verzögerungsplättchen sein. Diese Art einer Verzögerungs­ platte kann bevorzugt sein, da sie mit relativ großen Einfallsstrahlwinkeln arbeitet, wie in einem System mit nachgeschaltetem Objektiv. Flüssigkristalleverzögerungs­ plättchen werden von der Firma Meadowlark Optics in Longmont, Colorado, USA, vertrieben. Alternativ kann der Apodisationseffekt auf die Bildpunktgrößenform dadurch kompensiert werden, daß man die geeignete Aperturprofil­ form auf dem Deflektoreingangsfenster plaziert, so daß sie sich mit dein Deflektor dreht und dadurch den gleichen Effekt für sämtliche Bildpositionen besitzt. Ähnliche Effekte ergeben sich, wenn sich die Wellenlänge von der Laserquelle verschiebt oder ein Wellenlängenbereich ab­ gedeckt wird, und eine Kompensation kann vorgesehen werden durch die Verwendung der Flüssigkristallverzö­ gerungsplättchen für kleine (beispielsweise ± 10 µm) Wellenlängenverschiebungen und achromatisch ausgelegte Verzögerungsplättchen und Strahlteilerpolarisations­ überzüge.
Fig. 28 veranschaulicht eine polarisationsempfindliche Dualreflexions-Kubusstrahldeflektoreinheit 9200, die sich von der Deflektorkonfiguration gemäß Fig. 28 dadurch un­ terscheidet, daß das zweite Viertelwellenlängenplättchen 9400 an der Rückseite 95 des Strahlteilers 9500 ange­ bracht ist und ferner dadurch, daß die Rückseite 96 der Wellenplatte 9400 des Deflektors 9200 als die hochreflek­ tierende Spiegeloberfläche 9660 dient, während die Boden­ oberfläche oder Unterseite 98 des Strahlteilers 9600 die lichtabsorbierende schwarz gemalte Oberfläche ist. Die Abtaststrahlnachführeigenschaften der Deflektoranordnung 9200 gemäß Fig. 30 sind identisch zu den mit der Deflek­ toranordnung 4000 gemäß Fig. 28 erreichten Eigenschaften. Ein Vorteil der Verwendung einer schwarz angemalten Ober­ fläche am Boden des Deflektorelements besteht darin, daß jedwede Nicht-Flachheit und/oder Beanspruchung eingeführt in diese Oberfläche durch Bindemittelbefestigung des Ele­ ments einer der Befestigungsnabenanordnung einen vernach­ lässigbaren Effekt auf die optische Wellenfrontqualität des Abtaststrahls ausübt. Ein Nachteil der hinteren De­ flektorelementoberfläche als Spiegelreflexionsoberfläche besteht darin, daß diese Oberfläche durch die Zentrifu­ galkraft hervorgerufene Flachheitsverformungen zeigen kann, während die untere Deflektorelementoberfläche praktisch invariant gegenüber dieser Art von Verformung ist. Ein weiterer Nachteil der Deflektorkonfiguration gemäß Fig. 28 besteht darin, daß das Ankleben des Vier­ telwellenlängenplättchens 9400 an die Rückseite des Kubus 9600 sowohl den Durchmesser wie auch die Masse der De­ flektoreinheit erhöht, und zwar infolge des erforderli­ chen Gegenausgleichsglasteils 99.
Aus Gründen der Darstellung ist nur ein einziger Ein­ fallsstrahlungsstrahl 10 000 gezeigt. Der zentrale Ein­ fallsstrahlungsstrahl für diese Deflektoranordnung ist zweckmäßigerweise kolinear mit der Deflektordrehachse 10 200. Das Viertelwellenlängenplättchen 10 400 in Fig. 30 ist mit seiner optischen Achse winkelmäßig derart orien­ tiert, daß es den einfallenden zirkularpolarisierten Strahl in einem S-polarisierten Strahl 10 600 bezüglich der polarisationsempfindlichen Strahlteilerreflexions­ oberfläche 108 umwandelt, die sandwichartig angeordnet ist zwischen zwei im wesentlichen identischen 45° Recht­ winkelprismenelementen 11 000 und 11 200, die den Kubus­ strahlteiler 9600 bilden. Dieser S-polarisierte Strahl 10 600 wird praktisch zu 100% durch die polarisationsemp­ findliche Strahlteileroberfläche 10 800 reflektiert und pflanzt sich zu der zweiten Viertelwellenlängenplatte 9400 fort, die optisch an der Rückseite 9500 durch ein Bindemittel angebracht ist. Der hochreflektierende Spie­ geloberflächenüberzug 9600 dieser zweiten Viertelwellen­ längenplatte ist nahezu senkrecht zur Fortpflanzungs­ richtung des reflektierten einfallenden Strahls ange­ ordnet, und daher wird der reflektierte einfallende Strahl auf sich selbst zurück retroreflektiert mit Ausnahme einer kleinen Winkelversetzung 11 600. Diese Winkelverset­ zung wird dadurch erzeugt, daß man die Deflektoranordnung leicht bezüglich der Deflektordrehachse 10 200 kippt. Die­ se Winkelversetzung wird vorgesehen, um die Geisterab­ taststrahlen und Laserintensitätsinstabilitätsprobleme minimiert, die mit den spekular retroreflektierten Strah­ len von den Deflektoroberflächen assoziiert sind.
Infolge des Retroreflexionszustandes gemäß Fig. 28 pflanzt sich der reflektierte einfallende Strahl in effektiver Weise zweimal durch das zweite Viertelwellen­ längenplättchen 9400, wodurch er die mit einem Halbwel­ lenplättchen assoziierte Phasenverzögerung erfährt. Wenn das zweite Viertelwellenlängenplättchen 9400 mit seiner optischen Achse unter 45° gegenüber der Einfallsstrahl­ polaristionsrichtung orientiert ist, so wird der aus die­ sem Viertelwellenlängenplättchen austretende retroreflek­ tierende Strahl orthogonal polarisiert sein, und zwar bezüglich der Einfallsstrahlpolarisationsrichtung. Der P- polarisierte retroreflektierte Strahl 118 pflanzt sich fort, und zwar zurück zu der polarisationsempfindlichen Strahlteilerreflexionsoberfläche, wo er im wesentlichen total durchgelassen wird, und zwar in einer Richtung senkrecht zu der Deflektordrehachse und er tritt aus im Deflektorelement als ein P-polarisierter Abtastlicht­ strahl. Die Abtaststrahlintensität ist konstant als eine Funktion des Deflektordrehwinkels für diese Deflektorkon­ figuration, weil der Polarisationszustand des konver­ tierten oder umgewandelten linearpolarisierten Strahls konstant bleibt, relativ zu der polarisationsempfindli­ chen Strahlteilerreflexionsoberfläche 9600 infolge der Verwendung eines zirkularpolarisierten Einfallsstrahls und des Vorhandenseins der beiden Viertelwellenlängen­ platten 9400 und 10 400, die sich mit der Deflektoranord­ nung verdrehen.
Die obige Beschreibung erläutert, wie man sowohl im we­ sentlichen 100% radiometrische Durchsatzeffizienz und eine konstante Abtaststrahlintensität über den Gesamtb­ ereich der Abtastwinkel mit dem NPDG- und den polarisa­ tionsempfindlichen Dualreflexionsdeflektoren erreicht. Die Erfindung ist auch bei anderen polarisationsempfind­ lichen Strahldeflektorsystemen verwendet. Weitere Abwand­ lungen liegen im Rahmen fachmännischen Könnens.
Aus der vorstehenden Beschreibung erkannt man ferner, daß verbesserte Deflektor- und Abtastelemente beschrieben wurden, die im Rahmen der Erfindung abwandelbar sind.
Zusammenfassend sieht die Erfindung folgendes vor:
Ein Abtaster der Bauart mit dualreflektierender und/oder nichtpolarisierender Monptfacette oder ein Strahldeflektor besitzt eine Hypotenusenstirnfläche und bildet einen Körper, der rechteckig oder zylindrisch sein kann und der in einem Gehäuse enthalten sein kann, der aerodynamische Stabilität vorsieht, wenn der Abtaster mit hoher Drehzahl sich dreht. Die Hypotenusenstirnfläche weist eine partiell reflektierende Oberfläche auf, auf der ein einfallender Strahl kollinear mit der Drehachse auftrifft. Dieser Strahl wird durchgelassen und reflek­ tiert, um Dualstrahlen vorzusehen, von denen der eine durch Lichtabsorptionsmaterial, vorzugsweise ein Überzug, absorbiert wird, und zwar auf einer Oberfläche des Körpers, während der durchgelassene Strahl durch einen Spiegel auf einer weiteren Oberfläche des Körpers retroreflektiert wird, und zwar zurück zu der partiell reflektierenden Oberfläche. Ein Ausgangsstrahl wird durch den retroreflektierten Strahl vorgesehen. Der oben er­ wähnte Deflektor kann Teil eines Systems sein, welches einen Nachführ- oder Verfolgungsstrahl vorsieht, und zwar mit einer Wellenlänge unterschiedlich von der des Ab­ taststrahls, der von der partiell reflektierenden Ober­ fläche reflektiert wird und dann als ein dichroischer Strahlteiler arbeitet.

Claims (63)

1. Ein Abtaster, der einen Lichtstrahl, der darauf ein­ fällt bis zu 360° um eine Drehachse herum abtastet, und zwar über eine flaches Feld oder eine zylin­ drische Abbildoberfläche, worin der Abtaster ange­ ordnet ist, wobei der Abtaster folgendes aufweist: einen um die Achse drehbaren Körper und mit einer partiell reflektierten Oberfläche, auf der der Strahl einfällt und in Dualstrahlen aufgespalten wird, von denen ein erster in eine erste Richtung zu der Abbildoberfläche reflektiert wird, wobei diese erste Richtung quer zur der erwähnten Achse ver­ läuft, wobei ein zweiter der Strahlen dahindurch in einer zweiten Richtung übertragen wird, und zwar im allgemeinen längs der erwähnten Achse und ein Spie­ gel in dem Pfad von einem der ersten und zweiten der Dualstrahlen, welcher den erwähnten einen der Dual­ strahlen retroreflektiert, wobei der retroreflek­ tierte Strahl auf die erwähnte Oberfläche auftrifft und von dort in eine Richtung projiziert wird, die quer zu der Achse verläuft, um einen Ausgangsabtast­ strahl vorzusehen, der die Abbildoberfläche abta­ stet.
2. Ein Abtaster, der einen darauf unter 360° um eine Drehachse auftreffenden Lichtstrahl über ein flaches Feld oder Gebiet bildende oder eine zylindrische Ab­ bildoberfläche tastet, innerhalb von der der Abta­ ster angeordnet ist und wobei der Abtaster folgendes aufweist:
einen um die erwähnte Achse drehbaren Körper und mit einer partiell reflektierenden Oberfläche, auf der der Strahl einfällt und in zwei Dualstrahlen aufge­ spalten wird, wobei ein erster reflektiert und in unterschiedlichen Richtungen übertragen wird, und zwar zu der Abbildoberfläche und ebenfalls transver­ sal zu der erwähnten Achse, wobei ein zweiter der Strahlen rückgeleitet wird, von der Abbildoberfläche und
ein Spiegel quer zum Pfad eines der ersten und zwei­ ten der Dualstrahlen, wobei der Spiegel den erwähn­ ten einen der Dualstrahlen retroreflektiert, wobei der retroreflektierte Strahl auf die partiell re­ flektierende Oberfläche einfällt und von dort in einer Richtung wegprojiziert wird, die quer verläuft zu der erwähnten Achse, um einen Ausgangsabtast­ strahl vorzusehen, der die Abbildoberfläche abtastet.
3. Abtaster nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte Oberfläche einen nicht-polarisierten Strahlteiler vorsieht.
4. Abtaster nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel in dem Pfad des einfallenden Laserstrahls und in der Oberfläche vor­ gesehen sind, um einen räumlichen Strahlteiler vor­ zusehen.
5. Abtaster nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dualstrahlen einen ersten Strahl oder einen zweiten Strahl aufweisen,
wobei der erste Strahl auf den Spiegel auftrifft und von diesem retroreflektiert wird, und wobei der zweite Strahl davon nicht retroreflektiert wird, und
wobei ferner Mittel vorgesehen sind, um den zweiten Strahl zu absorbieren.
6. Abtaster nach einem oder mehreren der Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 5, wobei der zweite Strahl der durchgelassene Strahl der Dualstrahlen ist, und durch die Absorptionsmittel absorbiert wird und wobei die erwähnte zweite Richtung die Richtung ist, in der der zweite Strahl übertragen wird, wobei die zweite Richtung im allgemeinen entlang der er­ wähnten Achse verläuft.
7. Abtaster nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der zweite Strahl der reflektierte Strahl der Dualstrahlen ist, und absorbiert wird durch die Absorptionsmittel, wobei die zweite Rich­ tung quer zu der erwähnten Achse verläuft.
8. Abtaster nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der retroreflektierte Strahl ferner aufgeteilt wird in den erwähnten Aus­ gangsabtaststrahl und einen dritten Strahl in der Richtung entgegengesetzt zu dem einfallenden Strahl und wobei Mittel vorgesehen sind, um den dritten Strahl außer Kollinearität mit dem erwähnten Ein­ fallsstrahl zu kippen.
9. Abtaster nach Anspruch 8, dadurch kennzeichnet, daß die Kippmittel Teile des Körpers aufweisen, und zwar auf entgegengesetzten Seiten der Oberfläche, die un­ terschiedliche Brechungsindeces besitzt.
10. Abtaster nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, daß die Kippmittel vorsehen, daß der Körper identische rechtwinklige Prismen aufweist mit Oberflächen ent­ lang deren Hypotenusen, die die partiell reflek­ tierte Oberfläche definieren, und wobei die Prismen Innenwinkel mit Hypotenusenoberflächen aufweisen, die kleiner und größer als 45° sind, wobei die Pris­ men derart angeordnet sind, daß der Innenwinkel eines der Prismen kleiner ist als 45° benachbart zum Innenwinkel des anderen der Prismen liegt, der größer ist als 45°.
11. Abtaster nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kippmittel vorsehen, daß der Spiegel zu einer reflektierenden Oberfläche in einer nicht senkrech­ ten Beziehung mit dem Einfallsstrahl aufweist.
12. Abtaster nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegeloberfläche mit einem spitzen Winkel bezüglich einer Ebene gekippt ist, die senkrecht zu der Drehachse verläuft.
13. Abtaster nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper ein Kubus ist mit entgegengesetzt liegenden Seiten, wobei auf die eine der Einfalls­ strahl auftrifft, während der Spiegel benachbart zu der anderen der entgegengesetzt liegenden Seiten an­ geordnet ist, und wobei ein transparentes keilför­ miges Glied angeordnet ist zwischen der erwähnten anderen der entgegengesetzt liegenden Seiten und dem Spiegel und einen Innenwinkel besitzt, der gleich ist dem spitzen Winkel, wobei der Keil eine Oberflä­ che besitzt, die senkrecht gegenüber der Drehachse verläuft, gegen welche die andere der entgegenge­ setzten liegenden Seiten angeordnet ist.
14. Abtaster nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der einfallende Strahl kollinear mit der Drehachse verläuft und daß eine Fokussie­ rlinse in dem Pfad des einfallenden Strahls zum Kör­ per vorgesehen ist, um einen Deflektor oder Ablenk­ system der Bauart mit nachgeordnetem Objektiv vorzu­ sehen.
15. Abtaster nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Einfallsstrahl kollinear mit der Drehachse verläuft und daß eine F-Theta-Abtast­ linse in dem Pfad des Ausgangsstrahls vorgesehen ist, um ein Deflektorsystem der Bauart mit vorge­ schaltetem Objektiv vorzusehen.
16. Abtaster nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper zwei identische rechtwinklige Prismen aufweist, deren Hypotenusen­ oberflächen in Kontakt stehen um einen Kubus zu definieren, wobei die erwähnte partiell reflektie­ rende Oberfläche an den erwähnten Hypotenusen­ oberflächen vorgesehen ist.
17. Abtaster nach Anspruch 16 dadurch gekennzeichnet, daß der Kubus erste und zweite Oberflächen besitzt, die durch die Drehachse geschnitten werden und ent­ gegengesetzt zu der Hypotenuse liegende Oberflä­ chen, wobei ferner der Kubus dritte und vierte Oberflächen im ganzen parallel zur Drehachse auf­ weist, wobei der einfallende Strahl auf die erwähnte erste Oberfläche auftrifft und der Ausgangsabtast­ strahl die vierte Oberfläche schneidet, wobei eine der zweiten und dritten Oberflächen reflektiert und die andere für Licht absorbierend ist.
18. Abtaster nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Kubus flache Abschnitte an den Ecken des­ selben aufweist, wo die ersten, dritten, vierten und zweiten, dritten und vierten Oberflächen sich schneiden.
19. Abtaster, insbesondere System nach einem oder mehre­ ren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ferner fol­ gendes vorgesehen ist:
ein um die erwähnte Drehachse drehbares Gehäuse mit einer Eingangsseite, durch die der erwähnte Ein­ fallsstrahl eintritt, wobei der Körper eine Platte ist, die darauf die erwähnte partiell reflektierte Oberfläche besitzt, wobei die Platte in dem Gehäuse angeordnet ist, wobei die erwähnte Oberfläche unter einem Winkel von 45° gegenüber der Drehachse läuft, wobei ein Ausgangsfenster in dem Gehäuse zu der erwähnten Oberfläche hinweist durch welches der Ausgangsabtaststrahl läuft,
ein Spiegel, und
ein lichtabsorbierendes Glied, wobei entweder der Spiegel oder das lichtabsorbierende Glied in dem Gehäuse angeordnet sind und auf der entgegengesetzt liegenden Seite der Platte von der Eingangsseite, wobei ferner das andere Teil, d. h. entweder der Spiegel oder das Glied in dem Gehäuse angeordnet sind und auf der entgegengesetzt liegenden Seite der Platte von dem Fenster.
20. Abtaster nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 2, wobei fol­ gendes vorgesehen ist:
eine Nabe, auf der der Körper angeordnet ist,
eine zylindrische Wand auf der Nabe um den Körper herum, wobei die Wand eine Öffnung für den Ausgangsstrahl besitzt, wobei schließlich ein Ausgangsfenster an der Wand über der Öffnung vorgesehen ist.
21. Abtaster nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Fenster ein transparentes Kunststoff-Flä­ chenelement ist, welches entsprechend dem Fenster geformt ist.
22. Abtaster nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoff-Flächenelement auf die Wand um das Fenster herum durch Wärme aufgeschrumpft ist.
23. Abtaster nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper ein Kubus ist, und zwar quer zur Drehach­ se auf ersten und zweiten entgegengesetzt liegenden Seiten davon, wobei der Einfallsstrahl auf der er­ sten der entgegengesetzt liegenden Seite auftrifft und der Spiegel auf der anderen der entgegengesetzt liegenden Seiten angeordnet ist, und zwar entgegen der Nabe, wobei eine zylindrische Wand auf der Nabe sich um den Kubus herum erstreckt, wobei schließlich der Kubus Ecken besitzt, die im allgemeinen parallel zur Drehachse verlaufen, und zwar verbunden mit der Seitenwand auf der Innenseite davon.
24. Abtaster nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper ein Kubus ist, daß eine Befestigungs­ platte, an der der Kubus angebracht ist, auf einer Seite davon angeordnet ist, und zwar entgegengesetzt zu der Seite, auf der der Einfallsstrahl auftrifft, und wobei schließlich Mittel vorgesehen sind, um die Befestigungsplatte in einstellbarer Weise an der Nabe zu befestigen.
25. Abtaster nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Nabe vorgesehen ist, auf der der Körper angebracht ist, wobei ferner eine im allgemeinen zylindrische napfförmige transparente Schale oder ein Mantel mit der Nabe den Körper um­ fassend vorgesehen ist, wobei die Schale eine Linse definiert, zum Kompensieren der statisch und dyna­ misch hervorgerufenen Abbildkraft in dem Abtaster.
26. Abtaster nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, wo­ bei folgendes vorgesehen ist: der Körper ist ein Zy­ linder kollinear mit der Drehachse, der Zylinder wird definiert durch ein Paar von Prismen mit Hy­ potenusenoberflächen, die aufeinander zuweisen, wo­ bei mindestens eine der Oberflächen die erwähnte partiell reflektierende Oberfläche bildet, der ein­ fallende Strahl fällt auf das eine Ende des Zylin­ ders ein, lichtabsorbierendes Material ist in der Nähe zu einem Ende des Zylinders angeordnet, und zwar entgegengesetzt zu dem erwähnten einen Ende, der Spiegel ist auf einer ersten Wandzone des Zy­ linders vorgesehen die zu der erwähnten Oberfläche auf einer Seite davon hinweist, um den erwähnten Strahl durch die Oberfläche zu einer zweiten Wand­ zone entgegengesetzt zu der ersten Wandzone zu re­ troreflektieren, und eine zylindrische Linse mit einer Kraft oder Leistung in einer Richtung im all­ gemeinen senkrecht zu dem Ausgangsstrahl, und zwar angeordnet in dem Pfad des Einfallsstrahls, wobei die zylindrische Linse einen Brennpunkt innerhalb des Zylinders nahe der ersten Wandzone besitzt.
27. Abtaster nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der Körper ein Zylinder ist mit seiner Achse kollinear mit der Drehachse verlaufend, wobei der Zylinderkörper entgegengesetzt liegende Enden aufweist, wobei auf eines von diesen der einfallende Strahl auftrifft, und wobei in der Nähe des anderen der Spiegel angeordnet ist, wobei der Zylinder entgegengesetzt liegende Wandzonen oder -regionen besitzt, wobei von einer der Ausgangs­ strahl wegprojiziert wird, und wobei auf der anderen das lichtabsorbierende Material angeordnet ist, wobei schließlich die eine Wandzone in eine Ebene parallel zur Achse des Zylinders flach ist.
28. Abtaster nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der räumliche Strahlteiler Mittel vorsieht, die eine Platte aufweisen, welche die er­ wähnte Oberfläche darauf besitzt und gekippt ist bezüglich der Drehachse, wobei die Oberfläche re­ flektierend ist und auf den Spiegel hinweist, und wobei schließlich die erwähnte Oberfläche eine klare oder durchsichtige Öffnung oder Apertur darinnen entlang der erwähnten Achse aufweist, und wobei fer­ ner eine Linse den einfallenden Strahl in der Nähe der Apertur oder Öffnung derart fokussiert, daß der Strahl beim Hindurchlaufen durch die Apertur oder Öffnung und der Reflexion von dem Spiegel divergiert und reflektiert wird durch die reflektierende Oberfläche als der Ausgangsstrahl.
29. Abtaster nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umschließung oder Umhüllung vorgesehen ist, die die erwähnte Platte darinnen aufweist, wobei die Linse hinreichend Kraft besitzt, um ein virtuelles Bild für den erwähnten Strahl vorzusehen, der auf einen Punkt außerhalb der Umschließung fokussiert ist, wenn er von der reflektierten Oberfläche in einer Richtung entgegensetzt zu dem Ausgangsstrahl projiziert ist.
30. Abtaster nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der räumliche Strahlteiler Mit­ tel vorsieht, die eine Region oder Zone aufweisen, und zwar in der erwähnten Oberfläche geschnitten durch die erwähnte Drehachse, die reflektierend ist und ein Einfallstrahl zu dem Spiegel hin reflektiert, wobei mindestens ein Teil der erwähnten Oberfläche um die Zone oder Region herum optisch durchlässig ist, wobei ferner eine Linse in dein Pfad des Einfallsstrahls angeordnet ist mit einer Brennweite oder einem Brennpunkt in der Nähe der erwähnten Zone, wobei schließlich der Strahl von der Zone zu dem Spiegel reflektiert und durch den Spiegel retroreflektiert wird, und zwar durch den erwähnten durchlässigen Teil der erwähnten Oberfläche, so daß der erwähnte Ausgangsstrahl gebildet wird.
31. Abtaster nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiegel konkav ist um eine optische Achse quer zu Drehachse durch die erwähnte Zone und eine entsprechende Kraft aufweist.
32. Abtaster nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß der konkave Spiegel ein Mangin-Spiegel ist.
33. Abtaster nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fokussierlinse längs der optischen Achse des Spiegels angeordnet ist, durch die der Ausgangs­ strahl läuft.
34. Abtaster nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umschließung für den Körper vorgesehen ist, die Fenster drinnen aufweist und zwar entgegenge­ setzt jeweils entlang der optischen Achse, wobei eines der Fenster zu der erwähnten Zone hinweist und den Spiegel enthält, während das andere der Fenster die Fokussierlinse enthält.
35. Abtastsystem zum Vorsehen eines ersten Abtaststrahls einer ersten Wellenlänge und eines zweiten Strahls und einer zweiten Wellenlänge unterschiedlich von der ersten Wellenlänge, welcher den Abtaststrahl verfolgt (tracks), wenn er eine Abbildoberfläche abtastet, um ein Signal des "in scan"-Nachführ- oder Verfolgungsfehlerssystems vorzusehen, wobei das System eine Ablenkvorrichtung oder ein Deflektor aufweist, der um eine Achse drehbar ist und einen dichroischen Strahlteiler aufweist, der einen übertragenen Strahl der ersten Wellenlänge vorsieht, wobei ferner ein Spiegel in dem Pfad des übertragenen Strahls vorgesehen ist, der den übertragenen Strahl zu dem Strahlteiler hin retroreflektiert, wo der übertragene Strahl transversal zur Drehachse des ersten Abtaststrahls reflektiert wird, und wobei ferner dichroische Strahlkombiniermittel im Lichtpfad der ersten und zweiten Wellenlängen vorgesehen sind, welche das kombinierte Licht der ersten und zweiten Wellenlän­ gen zu dem Strahlteiler leiten, wo die erwähnte zweite Wellenlänge als der zweite Strahl in einer Richtung reflektiert wird, entgegengesetzt zu dem Abtaststrahl, und wobei schließlich Mittel vorgese­ hen sind, die auf Licht der erwähnten zweiten Wel­ lenlänge von dein zweiten Strahl ansprechen, um das erwähne Signal vorzusehen.
36. Abtastsystem nach Anspruch 35, wobei ferner ein Ab­ taster nach Anspruch 1 vorgesehen ist, der einen di­ chroischen Strahlteiler an der erwähnten partiell reflektierenden Oberfläche desselben vorsieht, und wobei der erwähnte Spiegel als der erwähnte Spiegel im Pfad eines der erwähnten Dualstrahlen davon vor­ gesehen ist.
37. Abtastsystem nach Anspruch 35, wobei die Signalvor­ sehmittel einen zweiten Spiegel aufweisen mit einer gekrümmten Oberfläche zentriert an der Rotations­ achse und wobei ein Nachführ- oder Verfolgungstakt oder -clock auf der erwähnten Kurvenoberfläche oder gekrümmten Oberfläche vorgesehen ist, wobei der zweite Spiegel und ein Photodetektor sukzessiv in dem Pfad des Verfolgungsstrahls angeordnet sind.
38. System nach Anspruch 37, wobei ferner Mittel vor­ gesehen sind, um Licht der ersten Wellenlänge zu blockieren, welches auf den Photodetektor auftrifft.
39. Ein Abtaster, der einen Lichtstrahl tastet, der da­ rauf einfällt, und zwar um eine Drehachse über eine Abbildoberfläche hinweg, und zwar in Form eines fla­ chen Feldes oder von zylindrischer Form, wobei der Abtaster drinnen angeordnet ist und folgendes auf­ weist: einen um die erwähnte Achse drehbaren Körper und mit einer partiell reflektierenden Oberfläche, auf der der Strahl einfällt und aufgespalten wird in zwei Dualstrahlen, von denen ein erster reflektiert und ein zweiter dahindurch übertragen wird, wobei diese Strahlen sich in unterschiedlich gerichteten Pfaden erstrecken, wobei einer der Pfade im ganzen längs der Wellenachse verläuft und der andere der Pfade quer zu der Achse verläuft, ein Spiegel quer zum Pfad eines der erwähnten Dual­ strahlen, wobei der Spiegel in einen der Dualstrah­ len retroreflektierend und zwar zu der partiell re­ flektierenden Oberfläche hin, wobei der retroreflek­ tierte Strahl auf die erwähnte partiell reflektie­ rende Oberfläche auftrifft und von dort in einer Richtung projiziert wird, die quer verläuft zu der erwähnten Achse, um einen Ausgangsabtaststrahl vor­ zusehen, der die Abbildoberfläche abtastet.
40. Abtaster nach einem oder mehreren vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der erste Strahl längs des erwähn­ ten Pfades im allgemeinen längs der erwähnten Achse übertragen wird, und daß der erwähnte zweite Strahl längs des Pfades quer zu der erwähnten Achse reflek­ tiert wird, wobei einer der ersten und zweiten Strahlen der erwähnte erste Strahl ist.
41. Abtaster nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß ein Element aus lichtabsorbierendem Material benachbart zu dein Körper im Pfad des zweiten Strahls vorgesehen ist.
42. Abtaster nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Strahl entlang des erwähnten Pfades reflektiert wird, und zwar quer zu der erwähnten Achse, und wobei der erwähnte zweite Strahl längs des Pfades im allgemeinen längs der erwähnten Achse übertragen wird, wobei einer der ersten und zweiten Strahlen der erste Strahl ist.
43. Abtaster nach Anspruch 42, wobei ein Element aus lichtabsorbierendem Material benachbart zu dem Kör­ per in dem Pfad des zweiten Strahls angeordnet ist.
44. Ein Abtaster, der einen Lichtstrahl tastet, der da­ rauf unter 360° einfällt, und zwar um eine Drehachse über eine Flachfeld- oder eine zylindrische Abbild­ oberfläche, wobei der Abtaster folgendes aufweist: eine um die oben erwähnte Achse drehbaren Körper und mit einer partiell reflektierenden Oberfläche, die einen räumlichen Strahlteiler definiert, der den einfallenden Strahl entweder durchläßt oder reflek­ tiert, und zwar längs eines Pfades entweder trans­ versal oder im allgemeinen entlang der erwähnten Achse, wobei ein Spiegel, der zu dem Pfad des Strahls verläuft, der den erwähnten Strahl re­ troreflektiert, und zwar zu der partiell reflek­ tierenden Oberfläche hin, wo der erwähnte Strahl entweder reflektiert oder durchgelassen wird, und zwar in einer Richtung zu der Abbildoberfläche hin in einer Richtung und quer zu der erwähnten Achse, um einen Ausgangsabtaststrahl vorzusehen, der die erwähnte Abbildoberfläche abtastet.
45. Abtaster nach Anspruch 44, wobei die Oberfläche erste und zweite Teile aufweist, die reflektiv bzw. trans­ missiv sind, wobei der erste Teil den erwähnten zweiten Teil umgibt und wobei der einfallende Strahl auf den zweiten Teil auffällt, und wobei ferner der Pfad des erwähnten Strahls im allgemeinen längs der erwähnten Achse verläuft, und wobei die Majorität des retroreflektierten Strahls auf den erwähnten ersten Teil auftrifft und zu der Abbildoberfläche reflektiert wird.
46. Abtaster nach Anspruch 44, wobei die erwähnte Ober­ fläche erste und zweite Teile aufweist, die durch­ lässig bzw. reflektierend sind, wobei der erste Teil den zweiten Teil umgibt, und wobei der einfallende Strahl auf den zweiten Teil auftrifft, und wobei der erwähnte Pfad des erwähnten Strahls quer zu der er­ wähnten Achse verläuft und wobei die Majorität des retroreflektierten Strahls auf den ersten Teil auf­ trifft und dahindurch zu der Abbildoberfläche über­ tragen wird.
47. Ein optischer Strahlabtaster zum Vorsehen eines Ab­ taststrahls, der sich über eine Strahlaufnahmeober­ fläche bewegt und einen einfallenden optischen Strahl aufnimmt, der zirkular polarisiert ist und sich längs einer Drehachse des Abtasters fort­ pflanzt, und wobei folgendes vorgesehen ist: um die erwähnte Achse drehbare Mittel zum Umwandeln des zirkularpolarisierten einfallenden Strahls in einen linearpolarisierten ersten Strahl mit einer Polari­ sationsrichtung quer zu der erwähnten Achse und der sich um die erwähnte Achse dreht, und Strahlablenk­ mittel mit einer polarisationsempfindlichen Ablenk­ oberfläche, auf die der Strahl auftrifft und wobei diese Ablenkoberfläche um die erwähnte Achse drehbar ist mit den Umwandlungsmitteln, um einen linear po­ larisierten Strahl vorzusehen, der auf die Aufnahme­ oberfläche als der Abtaststrahl auftrifft, wobei die Polarisationsrichtung und die Ablenkoberfläche in einer solchen Winkelbeziehung angeordnet sind, daß die Radiomitteldurchsatzeffizienz des Abtasters ma­ ximiert wird.
48. Abtaster nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß die Polarisationsrichtung eine von zwei ortho­ gonalpolarisierten Richtungen ist.
49. Abtaster nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, daß die polarisierten Richtungen annähernd orthogo­ nal zu der Drehachse verlaufen.
50. Abtaster nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß der zirkularpolarisierte Strahl optische Energie mit einer bestimmten Wellenlänge aufweist, und daß die Umwandlungsmittel ein Viertelwellenlängenverzö­ gerer bei der erwähnten Wellenlänge sind.
51. Abtaster nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlablenkmittel eine Eintrittsöffnung aufweisen, durch die der linearpolarisierte erste Strahl läuft, wobei die Verzögerungsmittel eine Wellenplatte in einer optischen Achse sind, wobei diese Platte ferner mechanisch mit den Ablenkmitteln verbunden ist und quer zu der Eintrittsöffnung ange­ ordnet ist.
52. Abtaster nach Anspruch 51, wobei die optische Achse der Platte winkelmäßig bezüglich des einfallenden Strahls derart orientiert ist, daß sie den einfal­ lenden Strahl in den linearpolarisierten Strahl umwandelt.
53. Abtaster nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß die Viertelwellenlängenplatte eine Flüssigkri­ stallvorrichtung ist.
54. Abtaster nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fokussierlinse vorgesehen ist, und zwar entlang der Drehachse in dem Pfad des zirkularpolarisierten Einfallsstrahls, wobei die Viertelwellenlängenplatte zwischen der erwähnten Linse und dem Deflektions- oder Anlenkmitteln derart angeordnet ist, daß die Viertelwellenlängenplatte und die Ablenkmittel einer Beziehung der Linse angeordnet sind, die als "Nach- Objektiv"-Beziehung angesprochen werden kann.
55. Abtaster nach Anspruch 48, wobei die beiden Polarisa­ tionsrichtungen die P- und S-Richtungen sind, und zwar bezüglich der Ablenkoberfläche.
56. Abtaster nach Anspruch 48, wobei die Ablenkmittel vorgesehen werden durch einen NPDG-Deflektor oder Ablenker mit einem Gitter, welches die polarisa­ tionsempfindliche Ablenkoberfläche vorsieht, welche eine der P- und S-Richtungen mit radiometrischer Effizienz von ungefähr 90% oder mehr beugt, um den Abtaststrahl vorzusehen.
57. Abtaster nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkmittel ein Strahltei­ ler sind, der die erwähnte polarisationsempfindli­ chen Ablenkoberfläche besitzt, die unterschiedlich orthogonal polarisierte Richtungen reflektiert bzw. durchläßt.
58. Abtaster nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 57, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkmittel Mittel aufwei­ sen, auf die die übertragenen und reflektierten po­ larisierten Richtungen auftreffen für die Retrore­ flexion der erwähnten einen Richtung zurück zu der polarisationsempfindlichen Oberfläche und zur Um­ wandlung der Polarisation desselben in eine Polari­ sation orthogonal zu der Polarisation des darauf einfallenden Lichtes, wobei das retroreflektierte Licht eine Polarisation orthogonal zu der Polarisa­ tion des linear polarisierten ersten Strahls besitzt und durch die polarisationsempfindliche Ablenkober­ fläche reflektiert oder durchgelassen wird, um den erwähnten Abtaststrahl vorzusehen.
59. Abtaster nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 58, dadurch gekennzeichnet, daß die retroreflektierenden Umwan­ delmittel eine Viertelwellenlängeplatte mit entge­ gengesetzt liegenden Oberfläche ist, wobei eine derselben zu der polarisationsempfindlichen Ober­ fläche hinweist und die andere zu der polarisations­ empfindlichen Oberfläche reflektiert.
60. Abtaster nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 59, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlteiler eine Rückseite und eine Vorderseite besitzt, die zu bzw. weg von der Abtastoberfläche weisen, wobei der Strahlteiler einen Boden aufweist, und zwar zwischen den erwähn­ ten Seiten und eine Oberseite, auf der der linearpo­ larisierte erste Strahl auftrifft, wobei die Vier­ telwellenlängenplatte entweder an dem erwähnten Boden oder der Rückseite vorgesehen ist, und zwar zum Retroreflektieren und Umwandeln des durchgelas­ senen Strahls, wenn dieser auf dem Boden auftrifft oder des reflektierten Strahls, wenn dieser auf der Rückseite auftrifft.
61. Abtaster nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 60, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden lichtabsorbierendes Material darauf aufweist, wobei die Platte so dann auf der Rückseite vorgesehen ist, und die Rückseite das erwähnte lichtabsorbierende Material darauf besitzt, wobei die Platte dann auf dem Boden sich befindet.
62. Abtaster nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 51, gekenn­ zeichnet durch Mittel zum Einstellen der Winkel­ orientierung der optischen Achse der Viertelwellenlän­ genplatte bezüglich der polarisationsempfindlichen Ablenkoberfläche zum Einstellen der Durchsatzeffi­ zienz des Lasers.
63. Abtaster nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß der einfallende Strahl von einer Quelle kommt, die stationär ist, während die Strahl­ ablenkmittel derart rotieren, daß der zirkularpola­ risierte Einfallstrahl räumlich stationär ist, während die Strahlablenkmittel im Raum sich drehen mit den Umwandlungsmitteln.
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