JPH0234149B2 - - Google Patents

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JPH0234149B2
JPH0234149B2 JP56164383A JP16438381A JPH0234149B2 JP H0234149 B2 JPH0234149 B2 JP H0234149B2 JP 56164383 A JP56164383 A JP 56164383A JP 16438381 A JP16438381 A JP 16438381A JP H0234149 B2 JPH0234149 B2 JP H0234149B2
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JP
Japan
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phase
scanning
phase shift
input stage
scanning device
Prior art date
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JP56164383A
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JPS5819845A (ja
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Bauhyuisu Hiisuberutasu
Yohanesu Maria Buraato Yosefusu
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Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
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Publication date
Application filed by Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
Publication of JPS5819845A publication Critical patent/JPS5819845A/ja
Publication of JPH0234149B2 publication Critical patent/JPH0234149B2/ja
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    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B9/00—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/0004—Microscopes specially adapted for specific applications
    • G02B21/002—Scanning microscopes
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/13—Optical detectors therefor

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
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  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)
  • Details Of Television Scanning (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • X-Ray Techniques (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は物体を点順次走査する装置にあつて、
該装置が走査ビームを発生する放射源と、走査ビ
ームを集束させて放射スポツトを物体上に形成す
る対物レンズ系と、物体から到来する走査ビーム
を電子処理回路用の電気信号に変換する放射−感
知検出系とを具えており、前記処理回路によつて
前記電気信号を再生に適するようにし、前記検出
系には少なくとも２個の放射−感知検出器を設
け、これらの検出器を走査方向に互いに相前後し
て配置した走査装置に関するものである。
斯種の装置は光学顕微鏡、超音波顕微鏡、電子
顕微鏡またはＸ線顕微鏡とすることができる。従
つて、上記走査ビームは電磁放射ビーム、超音波
ビームまたは粒子ビームとすることができる。上
記対物レンズ系とは広い意味でのものであり、こ
れは上述した何れか１つの放射ビームをその使用
する放射の波長程度の大きさで、しかも検出すべ
き物体の細部程度の大きさの極めて小さな走査ス
ポツトに集束させるようなものとする。検出系は
使用する放射源に適うものとすべきであることは
明らかである。
本願人の先の出願に係る特願昭54−39418号
（特開昭54−136303号）にはトラツクに配置した
情報区域から成る情報構体を有する光学記録キヤ
リヤを小さな読取スポツトで走査する装置が記載
されている。この場合の情報構体は位相構造を成
しており、互いに隣接する情報トラツクの内の一
方の情報トラツクの情報区域が比較的深いピツト
を具え、隣接する他方のトラツクの情報区域が浅
いピツトを具えるようにして隣接する情報トラツ
クを互いに相違させている。従つて２種類の情報
区域を正しく読取るには２つの異なる方法を用い
る必要がある。読取装置は２個の放射−感知検出
器を具えており、これらの検出器は情報構体の遠
方フイールドに、走査方向に互いに前後して配置
する。深い方の位相構造のトラツクを読取る場合
には２個の検出器の出力信号を互いに加算し、ま
た浅い方の位相構造のトラツクを読取る場合には
両検出器の出力信号を互いに減算する。読取法と
しては積分法および微分法がそれれ既知である。
上記２つの読取法は異なるレスポンス関数（変
調伝達関数；M.T.F）を有するため、２つの読
取法を交互に使用することは読取装置によつて最
終的に供給される信号に影響を及ぼすことにな
る。ビデオ信号を記録キヤリヤに記憶させる場
合、例えば一方の伝達関数は他方の伝達関数とは
異なるグレーシエード、即ち合成テレビジヨン画
像に異なる色飽和を生ぜしめるようになる。さら
に、２個の検出器からの信号を減算することによ
つて得られる画像は物体の一次導関数であるた
め、空間周波数が低い物体構造は最適には再生さ
れない。従つて、２つの異なる位相構造を有する
光学記録キヤリヤを単独の読取法によつて読取る
のが望ましく、伝達関数は周波数の関数として可
変とするのが好適である。
積分法によつて読取られる情報ピツトの光学深
度は、読取スポツトを斯種のピツトに投影した場
合に発生する０次ビームと１つの一次サブビーム
との間に情報ピツトが180゜の位相差を発生するよ
うな深度とする。このような位相差は読取スポツ
トによつて振幅構造のトラツクを読取る場合に生
ずる。これがため、前記特開昭54−136303号に基
づく読取装置に用いられる検出装置は位相および
振幅構造の物体の何れをも走査する光学顕微鏡に
用いることができる。
本発明の目的は物体を点順次走査する装置に対
する可変検出機能を提供して、斯種走査装置が
種々の構造、即ち位相構造、振幅構造または位相
構造と振幅構造を組合わせた構造の物体を走査す
るのに適するようにすることにある。
走査方向に互いに変位させた少なくとも２個の
検出器を具えている本発明による走査装置は検出
器と処理回路の付加入力段の入力端子との間の少
なくとも一方の接続線に移相量が可変の移相素子
を配置したことを特徴とする。
電子的な手段によつて簡単に実現することがで
きる電子的な位相偏移（移相）は複素検出関数を
持たらす。この検出関数とは放射−感知検出器と
電子処理回路の付加入力段とを具えている系の伝
達関数のことである。
本発明の原理は光学走査装置だけでなく、超音
波ビーム、電子ビームまたはＸ−線ビームを走査
ビームとして用いる凡ゆる種類の走査装置に適用
することができる。
“Philips Technical Review”（Vol.37、No.
１、第１〜９頁）の論文「走査透過式電子顕微鏡
で位相および振幅像を同時に発生させる検出方
法」に記載されている走査電子顕微鏡は走査方向
に対して互いに変位させた２個の検出器を具えて
おり、これらの検出器によつて物体の位相像およ
び振幅像の双方を得るようにしている。この場
合、位相像は検出信号を互いに減算して得るが、
振幅像は検出信号を互いに加算して得るようにす
る。従来の電子顕微鏡では検出器を電子式の移相
器に接続していないため、斯る顕微鏡は本発明に
よる走査装置程には融通性に豊んでいない。
走査装置では移相素子を一方の検出器と処理回
路の一方の入力端子との間に配置することができ
る。本発明の好適例においては、対称性の理由か
らして、検出器と入力段の関連する入力端子との
間の各接続線に可変移相器を配置し、これらの移
相器によつて成される移相量の大きさを互いに等
しくするも、極性は互いに反対とする。
付加入力段によつて供給される走査信号の絶対
値は前記位相偏移によつて最適となる。一方の検
出器の信号の位相だけを偏移させる場合、これは
走査信号の位相にも影響を及ぼす。この走査信号
の位相を再生するために、本発明の好適な実施に
当つては、付加入力段の出力端子を−e／２の移相 を生ずる移相器に接続し、ここにeを検出器と
入力段の入力端子との間の接続線の１つに配置し
た１個の移相器によつて行われる移相量とする。
さらに本発明の好適な実施に当つては、付加入
力段を走査スポツトの非対称性に依存する位相偏
移を生ぜしめる移相器に接続して、光学系のコマ
収差によつて生ずる上記非対称性を補償すること
ができる。
移相素子は走査装置の所望な応用分野に応じて
種々の構成のものとすることができる。本発明に
よる走査装置の簡単な例においては、移相素子を
物体の位相像と振幅像とに対応する２つのほぼ一
定の移相量の間にて切換え自在とする。
走査装置の応用分野をさらに広げるために、本
発明のさらに好適な実施に当つては、移相素子を
その移相量が連続的に可変のものとする。このよ
うな走査装置によれば、浅い位相構造の物体およ
び振幅構造の物体だけでなく、位相構造と振幅構
造を組合わせて成る構造の物体をも最適に再生す
ることができる。さらにこのような装置によれ
ば、特定の位相深度を有する物体細部を抑圧する
ことが可能、即ち位相−ろ過することが可能であ
る。
さらに本発明の好適な実施に当つては移相素子
の移相量を物体の空間周波数の関数とする。この
場合、走査ビーム球面の誤差による走査スポツト
の非対称性を補償することができる。
本発明のさらに好適な実施に当つては処理回路
の入力段の利得を物体の空間周波数の関数とし
て、特定空間周波数の物体細部を再生時に抑圧し
たり、または強めたりすることができる。
前述したようにして得られる振幅および位相が
周波数の関数として電子的に可変である複素検出
関数を用いる場合には、複雑な光学フイルターを
用いなくても物体の空間的フイルタリングまたは
像増強作用を行うことができる。
さらに本発明の好適な実施に当つては、処理回
路の入力段に各検出器信号毎に別々の増幅器を設
けると共に１個の加算回路を設け、各増幅器の利
得率を可調整とする。このようにすれば、走査ビ
ームの振幅非対称性を補償したり、或いは所謂単
側波帯原理を採用したりすることができる。
図面につき本発明を説明する。
第１図は本発明による走査装置の原理を示す。
単一レンズによつて略図的に示す対物レンズ系
L1によつて放射源Ｓから放射されたビームｂを
集束させて、走査すべき物体Ｏに放射スポツトＶ
を形成する。物体Ｏは入射ビームｂを回折次数が
異なる複数個のサブビームに分割する。これらの
サブビームの内で本例にとつて重要なものは非偏
向０次サブビームと一次サブビームである。
第１図では物体Ｏを極めて簡単に図示してある
が、これは例えば情報トラツクに配置される情報
区域から成る情報構体を有する光学記録キヤリヤ
とすることができる。このような記録キヤリヤ１
の小部分を第２図に平面図にて示してある。丸い
デイスク状をした記録キヤリヤの場合、直線トラ
ツクとして示される情報トラツク２は実際には同
心トラツクか、または１本のら旋トラツクを成す
準同心トラツクである。情報トラツク２は長さが
1μｍ程度で、幅が1μｍよりも小さい極めて小さ
な情報区域３を具えており、これらの情報区域３
はトラツク方向ｔにおいて中間区域４と互い違い
に存在する。情報構体は互いに直交する２方向に
周期性のものとし、トラツク方向、即ち接線方向
ｔの周期はｐとし、トラツク方向に対し直交する
方向、即ち半径方向ｒの周期はｑとする。周波数
変調したビデオ信号を記録させてある記録キヤリ
ヤの場合、前記周期ｐはビデオ信号によつて決ま
り、周期ｑはトラツク間の距離に相当する。
情報構体は、その情報区域が記録キヤリヤの表
面に押圧されたピツトまたは記録キヤリヤの表面
から突出しているヒル（凸部）から成る純然たる
位相構造とすることができる。しかし情報構体は
振幅構造のものとすることもできる。この場合、
例えば情報区域は反射面における非反射区域また
は透明記録キヤリヤにおける放射−吸収或いは放
射−反射区域で構成する。
第２図には読取スポツトをＶにて示してある。
このスポツトの幅は情報区域３程度の大きさとす
る。情報構体は二次元の回折格子として作用し、
この格子は読取ビームｂを０次のサブビームと、
多数の一次のサブビームと、複数本の高次のサブ
ビームとに分割する。情報区域３を読取る場合に
は主として０次のサブビームｂ（０、０）と、接
線方向ｔに回折される２本の一次サブビームｂ
（＋１、０）およびｂ（−１、０）とが関係する。
従つて、第１図において記録キヤリヤ１が物体Ｏ
の位置を占めるものとすれば、接線方向ｔは垂直
方向である。読取中、記録キヤリヤは軸７を中心
として回転する。
第３図は検出器Ｄの面におけるビームｂ（０、
０）、ｂ（＋１、０）およびｂ（−１、０）の断面
を示したものである。第３図のｘおよびｙ軸は第
２図の接線方向ｔおよび半径方向ｒにそれぞれ対
応する。記録キヤリヤから戻るビームｂ（０、
０）、ｂ（＋１、０）およびｂ（−１、０）は、 Ｂ（０、０） Ｂ（＋１、０）exp（−iωt） Ｂ（−１、０）exp（＋iωt） として表わせる複素振幅像を有する。記録キヤリ
ヤは一定の角速度で動くものとすれば、これによ
り時間に依存する位相フアクターexp（±iωt）が
起生する。ここにωは角速度と、情報区域の接線
方向における空間周波数とによつて決まる時間周
波数である。さらに、トラツキング誤差は生じな
いものとする。情報区域が半径方向および接線方
向に対称である場合、Ｂ（＋１、０）はＢ（−１、
０）に等しい。
複素振幅Ｂ（＋１、０）、Ｂ（−１、０）と振幅
Ｂ（０、０）との間には特定の位相差ψ10がある。
この位相差は主として、情報層の表面からの放射
に対する情報ピツトの底部からの放射の位相遅
れ、即ち情報ピツトの光学深度または情報ヒルの
光学高さに依存する。
前記特願昭54−39418号（特開昭54−136303号）
に記載してあるように、情報区域の光学深度は上
記位相差がψ10＝180゜となるようにするだけでな
く、ψ10＝90゜となるような光学深度とすることも
できる。ψ10＝90゜の場合にはピツトが極めて浅い
ため、回折ビームの振幅は極めて小さい。光学深
度は多少大き目として、ψ10が110゜〜120゜となるよ
うにするのが好適である。“Applied Optics”
（Vol.17、No.13、第2013〜2021頁）の論文「ビデ
オ−デイスク読取時における位置検出」に既に述
べられているように、情報構体が振幅構造のもの
は、情報区域がψ10＝180゜の位相差をもたらす位
相構造のものと同様に動作する。
後に詳述するように、本発明による走査装置は
情報構体の情報区域が振幅構造、または情報構体
の情報区域が深い位相構造（ψ10＝180゜）のもの
および情報区域が浅い位相構造（ψ10＝90゜）の何
れのものを読取るのにも適うようにする。この目
的のため、検出器Ｄを２個のサブ検出器D1およ
びD2に分けて、これら検出器の出力端子を加算
装置９の入力端子に接続する。加算装置９は既知
の電子処理回路１０の入力段を構成する。斯種の
電子処理回路は例えば“Philips Technical
Review”（Vol.33、No.７、第178〜180頁）の論文
「フイリツプスVLP方式における信号処理」に記
載されている。第３図ではサブ検出器D1および
D2を破線円半部によつて表わしている。本発明
によれば検出器D2と加算装置９との間に配置す
る素子８によつて検出器D2からの信号の位相を
角度eにわたつてシフト（偏移）させる。
一次ビームｂ（＋１、０）、ｂ（−１、０）と０
次ビームｂ（０、０）との位相差φ（＋１、０）お
よびφ（−１、０）は、 φ（＋１、０）＝ψ10＋ωt φ（−１、０）＝ψ10−ωt として表わすことができ、複素振幅は、 Ｂ（０、０）＝｜Ｂ（０、０）｜ Ｂ（＋１、０）＝｜Ｂ（＋１、０）｜expi（ψ10＋ωt
） Ｂ（−１、０）＝｜Ｂ（−１、０）｜expi（ψ10−ωt
） として表わすことができる。検出器D1およびD2
の位置における一次サブビームと０次サブビーム
との間の干渉による放射ビームの強度変化は上記
検出器によつて電気信号S1およびS2に変換され
る。
検出器を設ける領域内にはそれぞれ異なる領
域、即ち一次サブビームが０次サブビームと干渉
する図面に単に斜線を付して示す２つの領域ｄ
と、一次サブビームと０次サブビームとの干渉以
外に、２つの一次サブビーム間にて干渉が生ずる
斜交平行線の陰影を付けて示す２つの領域ｃとが
ある。これらの領域ｃおよびｄは収差のない光学
系における周知のレスポンス関数（MTF）に関
連し得るものである。以後単にＭにて示す上記レ
スポンス関数（変調伝達関数）は２つの関数する
次数のサブビームが重畳する個所に対応するもの
とする。
一次サブビームが０次サブビームと干渉する個
所、即ち大きさが2c＋ｄの個所では伝達関数Ｍ
（υ）が有効となり、ここにυは情報区域の空間
周波数である。２つの一次サブビームが干渉する
個所、即ち第３図で2cの大きさの個所では伝達関
数Ｍ（2υ）が有効となる。従つて、 2c＋ｄ＝Ｍ（υ） 2c＝Ｍ（2υ） となるため、 ｄ＝Ｍ（υ）−Ｍ（2υ） ｃ＝１／２Ｍ（υ） となる。
信号S1およびS2を求める場合には領域ｃおよび
ｄによつて与えられる分担量を互いに加算する必
要がある。領域ｃ内には０次サブビームの部分と
２つの一次サブビームの部分とが位置すする。領
域ｄ内には０次サブビームの部分と１つの一次サ
ブビームの部分とが位置する。これがため、信号
S1はつぎのように表わすことができる。即ち、 S1＝｜Ｂ（０、０）＋Ｂ（＋１、０）＋Ｂ（−１、０）
｜2 c ＋｜Ｂ（０、０）＋Ｂ（＋１、０）｜2 d ここに指数ｃおよびｄは関連する分担量を領域
ｃおよびｄの大きさに応じて重み付けする必要が
あることを示している。情報信号そのものに対し
ては信号S1に対する式の直流成分は然程重要でな
いため、この直流成分は無視することができる。
従つて信号S1は次式のようになる。即ち、 S1＝2Re｛Ｂ（０、０）・Bx（＋１、０）｝c＋2Re｛Ｂ
（０、０）・Bx（−１、０）｝c＋2Re｛Ｂ（０、０）・
Bx（＋１、
０）｝d ここにReは関連する成分の実数部を示す。領
域ｃおよびｄをMTFと置換すると、信号S1は次
式のようになる。即ち、 S1＝Ｍ（2υ）・｜Ｂ（０、０）｜Ｂ（＋１、０）｜・
｛cos（ψ10＋ωt）＋cos（ψ10−ωt）｝ ＋２｜Ｂ（０、０）｜｜Ｂ（１、０）｜｛Ｍ（υ）−
Ｍ（2υ）｝・cos（ψ10＋ωt） ここに情報区域は対称であるため、｜Ｂ（−１、
０）｜＝｜Ｂ（＋１、０）｜であるとすれば、信号
S1に対して次式のような比例関係（記号αにて示
す）が成立する。即ち、 S1α2〔Ｍ（υ−Ｍ（2υ）〕・cos（ψ10＋ωt） ＋2M（2υ）cosψ10cosωt 同様に、検出器D2からの信号S2は次式のよう
に表わすことができる。即ち、 S2α2〔Ｍ（υ）−Ｍ（2υ）〕・cos（ψ10＋ωt） ＋2M（2υ）cosψ10cosωt 信号S2はeだけ移相されて信号S′2となる。
S′2α2〔Ｍ（υ）−Ｍ（2υ）〕・cos（ψ10−ωt−
e）＋2M（2υ）cosψ10・cos（ωt＋e） 加算信号Ssは次式のように表わすことができ
る。即ち、 Ssα4〔Ｍ（υ）−Ｍ（2υ）〕cos（ψ10−e／２）・
cos（ωt＋e／２）＋4M（υ）cos（ψ10）・cos（e
／２）cos（ωt＋e／２） または Ssα〔4M（υ）・cos（ψ10−e／２）＋4M（2υ）・s
in（ψ10）・sin（e／２）〕cos（ωt＋e／２） 情報トラツクが振幅構造のもの、またはψ10＝
180゜の深い位相構造のものを読取る場合にはeを
0゜に選定する。この場合加算信号はつぎのように
なる。即ち、 Ssα−4M（υ）cosωt 位相差ψ10が記録キヤリヤ全体にわたつて一定
で、しかも記録キヤリヤの角速度が一定の場合、
信号Ssだけがトラツク方向における情報区域の空
間周波数υ、即ち記録キヤリヤに記録してある情
報信号に依存する。
ψ10＝90゜の浅い位相構造の情報トラツクを読取
る場合にはe＝180゜を選定する。この場合、加算
信号Ssはつぎのようになる。即ち、 Ssα−４〔Ｍ（υ）＋Ｍ（2υ）sinωt 位相差が一定で、しかも角速度が一定であれ
ば、この加算信号は空間周波数υに依存するだけ
である。浅い位相構造の情報トラツクの像は情報
構体そのものの一次導関数であるのに対し、振幅
構造の情報トラツクからの像は通常の非微分法に
て現われる。
一方の検出器信号の位相をeにわたつてシフ
トさせる代りに、第４図に示すように信号S2の位
相を＋e／２にわたつてシフトさせ、かつ信号S1を −e／２にわたつてシフトさせ、互いに対称にシフ トさせるようにするのが好適である。この場合信
号S′1およびS′2は次式のように表わすことができ
る。即ち、 S′1α2〔Ｍ（υ）−Ｍ（2υ）〕・cos（ψ10＋ωt−
e／２）＋2M（2υ）cos（ψ10）・cos（ωt−e／２）
S′2α2〔Ｍ（υ）−Ｍ（2υ）〕・cos（ψ10−ωt−
e／２）＋2M（2υ）cos（ψ10）・cos（ωt＋e／２）
また加算信号Ssは次式のように表わすことがで
きる。即ち、 Ssα3〔Ｍ（υ）−Ｍ（2υ）〕・cos（ψ10−e／２）
・cosωt＋4M（2υ）・cosψ10・cosωt・cose／２ または Ssα〔4M（υ）cos（ψ10−e／２）＋4M（2υ）・sin
ψ10sine／２cosωt ψ10＝180゜で、e＝0゜の場合には Ssα−4M（υ）cosωt が有効となり、またψ10＝90゜で、e＝180゜とする
場合には Ssα〔4M（υ）＋4M（2υ）〕cosωt が有効となる。この場合には浅い位相構造の情報
トラツクの像も普通の非微分法にて現われる。
本発明による原理の説明に当つては高次サブビ
ームを考慮しなかつたが、これらのサブビームは
その殆んど大部分が検出器の外側に回折され、し
かもこれらの高次ビームの振幅は一次ビームの振
幅よりもずつと小さいため、高次ビームの影響は
一次の近似式においては無視することができる。
情報区域が位相差ψ10＝90゜をもたらす情報構体
は理論的な構造のものである。既に述べたよう
に、斯種の情報構体によつて発生される回折ビー
ムの振幅は小さいため、信号Ssは極めて弱い。こ
れがため実際には位相角が例えば110゜10120゜
のような90゜よりも僅かに大きくなるように光学
深度を選択する。ψ10＝120゜の場合、加算信号Ss
に対する式のＭ（υ）の項はe＝120゜で最大とな
る。一方の検出器の信号の位相だけを120゜にわた
つてシフトさせる場合には、信号Ssの位相はψ10
＝90゜の場合の信号Ssに対して30゜にわたつてシフ
トされる。
１個または２位置間にて切換えることのできる
２個の移相器を具えている前述した装置は２つの
状態に切換えることのできる検出機能を有する走
査装置と見なすことができ、この装置は検出器領
域内において、 ｘ＞０の場合にはｇ（ｘ、ｙ）＝ａ ｘ＜０の場合にはｇ（ｘ、ｙ）＝ａ・exp（ie） の関数として表わすことができるか、または ｘ＞０の場合にはｇ（ｘ、ｙ）＝ａ・exp（−
ie／２） ｘ＜０の場合にはｇ（ｘ、ｙ）＝ａ・exp（＋
ie／２） の関数として表わすことができる複素兼可変検出
機能を有する走査装置を提供する本発明の一実施
例である。なお上述した場合には検出器領域ｇ
（ｘ、ｙ）＝０は除外する。
本発明による走査装置の結像装置の結像関数は
光学系の所謂光学伝達関数（レスポンス関数）
（OTF）と、他の伝達関数Ｆとの積であり、この
関数Ｆの絶対値および位相はつぎの通りである。
即ち、 ｜Ｆ｜＝ａ〔cos（ψ10・e／２）＋sinψ10・sine
／２〕 非対称シフトの場合にはarg｛Ｆ｝＝e／２ 対称シフトの場合にはarg｛Ｆ｝＝０ である。
非対称シフトの場合には、検出器信号の内の一
方の信号の位相のみがシフト、即ちeにわたつ
てシフト（偏移）され、また対称シフトの場合に
は２つの検出器の各信号の位相がそれぞれ＋e／２ および−e／２にわたつてシフトされる。
電子式の移相eは信号Ss、即ち cos（ψ10−e／２）＋sinψ10sine／２ の絶対値を最適にするために利用する。対称の場
合には上記絶対値の最適化によつて偏角が変化す
ることはない。しかし、非対称の場合には斯る偏
角が変化する。このような偏角の変化は加算装置
９の後方に追加の移相器１１を配置して、第１図
に示すようにこの移相器にて−e／２だけ信号をシ フトさせることによつてなくすことができる。
非対称および対称シフトの何れの場合にも信号
Ssの位相は走査スポツトＶの位相の非対称性によ
つて左右される。このような非対称性の主たる原
因は光学系のコマ収差にある。この位相誤差は信
号Ssの位相をθ（ここにθは上記位相の非対称性
の関数である）にわたつてシフトさせることによ
つて補償することができる。そこで第４図に示す
ように、加算装置９の後方に追加の移相器１２を
配置する。第１図の非対称の場合には移相器１１
を用いて、これによりθ−e／２にわたつて位相を シフトさせる。
移相量eは一般に0゜〜360゜の範囲内で可変であ
る。位相構造を有する記録キヤリヤおよび振幅構
造を有する記録キヤリヤの双方、或いは種々の深
さの位相構造を有する記録キヤリヤを読取り可能
とすべき読取装置の場合には、上述したようよ広
範囲にわたる連続的な電子式移相は必ずしも必要
ではない。しかしこのことは浅い位相構造または
振幅構造だけでなく、凡ゆる種類の中間構造、即
ち完全な位相構造でもなければ、完全な振幅構造
でもない構造のものを見るのに用いる光学顕微鏡
の場合には相違する。
例えば生体組織や、または有機体のような斯種
の顕微鏡によつて観察すべき物体の位相深度は予
じめ知る必要がなく、このような物体はeの値
を種々変えて満足な像品質が得られるまで順次数
回走査するようにする。
ここに提案した顕微鏡で観察すべき物体の位相
深度は必ずしも前述した光学記録キヤリヤの如き
一定の位相深度を有するものとする必要はない。
上記観察物体は各々異なる位相深度を有する部分
から成るものとすることができる。この場合には
物体を数回走査することができ、その各走査時に
は電子的移相量eの値を相違させる。各走査時
には特定の位相深度が最大コントラストで再生さ
れる。従つて元の物体をすべての個々の像から再
構成することができる。
第１図の移相器８および第４図の移相器８′お
よび８″は移相量が時間周波数の関数となる装置
とすることができる。一定の走査速度では物体の
特定の空間周波数（υ）は特定の時間増幅器
（ω）に相当する。横形デイジタルフイルタ形態
の周波数依存性の移相器は例えば“Theory and
application of digital Signal processing”
（RabinerおよびGold著、Prentice−Hall Inc、
1975年特に第40頁）から他の目的用として既知で
ある。このような移相器を用いると、特定の空間
周波数に対してだけ電子式移相量の値を走査に最
適な値とすることができる。この結果、物体の特
定の空間周波数を有する部分の構造だけが正しく
再生され、また異なる空間周波数を有する部分の
構造は減衰されて結像されることになる。
さらに、加算装置９の利得を周波数依存性とし
て、所望空間周波数は誇張させ、不所望な周波数
は減衰させるようにすることができる。
周波数依存性の移相器および周波数依存性の増
幅器を用いることによつて物体の空間的フイルタ
リングまたは像増強作用を光学フイルタを用いな
いで達成することができる。適当な光学フイルタ
を製造するのにこれまで困難とされていた光学フ
イルタリングの問題は、設計が簡単な所望の位相
および振幅特性を呈する電子式のフイルタを用い
ることによつて克服された。
走査装置には検出器信号S1およびS2に対すする
２個の別個の増幅器を設けることができる。第４
図ではこれらの振幅像を１３′および１３″にて示
してある。２個の各別の周波数依存増幅器および
周波数依存移相器を具えている走査装置の検出機
能はつぎのような関数にて表わすことができる。
即ち、 ｘ＞０の場合はｇ（ｘ、ｙ）＝a1（υ）・exp（−
ｉe／２） ｘ＜０の場合はｇ（ｘ、ｙ）＝a2（υ）・exp（＋
ｉe／２） ここにυは物体の空間周波数である。走査ビー
ムの振幅の非対称性を補償するために２個の各別
の増幅器を用いることができる。２個の別個の増
幅器を用いる場合、一方の検出器信号は増幅し、
他方の検出器信号は抑圧するようにして、所謂単
側波帯原理を用いるようにすることができる。
本発明により例えば互いに直交する２方向に物
体を走査する場合には、走査スポツトが第１方向
に多数の線を描くようにすることができる。この
ようにして得られるデータは像記憶装置に記憶さ
せることができる。ついで走査スポツトが第２方
向に多数の線を描くようにすることができる。最
後にこれら２つの方向の走査にて得られたデータ
を合成することができる。
２方向走査の場合には２個の検出器を用い、一
方の走査方向から他方の走査方向への転換時に検
出器および物体を互いに90゜にわたつて回転させ
る。或いはまた、４個の検出器を用い、その内の
１組を一方の走査方向用に用い、他方の組の検出
器を他の走査方向用に用いるようにすることもで
きる。
本発明は１個の検出器を２個のサブ検出器に分
割すると共に、これらのサブ検出器によつて供給
される信号を電子的に処理する方法にも関するも
のである。本発明は光のような特定のタイプの走
査用放射に限定されるものでなく、走査放射とし
てはそれが小さな走査スポツトを成すように集束
させることのできるものを用いることができる。
本発明は光学顕微鏡以外に、電子顕微鏡、Ｘ−線
顕微鏡または音響（超音波）顕微鏡に用いること
ができ、これらの各顕微鏡の収差を満足な程度に
までなくすことができる。これらの顕微鏡によれ
ばその関連する顕微鏡の分解能の限界値までの大
きさの細部を観察することができる。
第５図は電子顕微鏡を示したものであり、電子
源SEは電子ビームbeを放射する。この電子ビー
ムbeは電子レンズELによつて物体Ｏの平面に集
束されるる。物体Ｏは例えば位相深度の小さい物
体とする。この物体Ｏはビームbeを０次のサブビ
ームbe（０、０）と、特に２つの一次サブビーム
be（＋１、０）およびbe（−１、０）とに分割す
る。０次ビームと一次ビームの一部は２個の検出
器DE1とDE2とによつて受光され、両検出器は電
子放射を電気信号に変換する。一次ビームが回折
される角度βeは光顕微鏡と同様に、電子レンズの
sinαeに相当する開口数と同程度の大きさである。
検出器DE1およびDE2からの信号S1およびS2は第
１および４図につき述べたと同じようにして処理
する。
第６図はＸ−線顕微鏡の一例を極めて簡単に示
したものである。XSはＸ−線源であり、これは
高エネルギー源とすべきであるため、これにはシ
ンクロトロンを設けるのが好適である。Ｘ−線ビ
ームbxを例えば生物標本または結晶構造のような
物体に集束させる。集束系XFには第６図に示す
ような帯域板（ゾーンプレート）または複数個の
ミラーを設けることができる。物体から戻るＸ−
線ビームを２個のＸ−線検出器DX1およびDX2に
よつて受光する。これらの検出器からの信号S1お
よびS2は第１および４図につき述べたようにして
処理することができる。Ｘ−線源XS、集束系XF
およびＸ−線検出器DX1およびDX2（これらの各
構成部品は本発明の要部を成すものではない）の
さらに詳細については“Scanned image
microscopy）（E.A.Ask著Academic Press社
1980年第365〜391頁）の論文「走査Ｘ−線顕微
鏡」を参照することができる。
第７図は本発明による超音波顕微鏡の原理を示
したものであり、斯種の顕微鏡は圧電変換器
PECを具えており、この変換器はその表面領域
全体にわたり均一のレスポンスを呈する。このよ
うな変換器によつて例えば反射層のような試験す
べき物体に向ける音波を発生させる。変換器が平
坦で、音波が平面波である場合には物体と変換器
との間に音響レンズを配置して、このレンズによ
り音波を球面集束波に変換する。第７図に示すよ
うに、変換器そのものを彎曲させて、放射音波を
予じめ集束させることができる。音波は物体によ
り反射されて変換器に戻り、この変換器により音
波は電圧に変換される。ついで変換器の表面領域
全体にわたつて積分する。このように変換器
PECは音源として機能すると共に検出器として
も機能する。入力電圧と出力電圧との区別は短い
パルスを用いて互いに区別する。
出力電圧は個々のビーム成分の位相に依存す
る。反射器を焦点面に配置すれば、すべてのビー
ム成分が同一経路長を通過し、かつ点１５および
１６のビーム成分は同相となる。しかし反射器を
垂直方向に動かす場合、即ち垂直方向に不規則性
を呈する観察すべき表面ＯをＸ−方向に動かす場
合には種々のビーム成分が異なる経路長を通り、
ビーム成分が点１５および１６にて特定の位相偏
移を呈し、出力電圧を変化せしめるようになる。
超音波顕微鏡そのものは本発明の要部を成すも
のでなく、その詳細については前記“Scanned
imase microscopy”の第24〜55頁の論文「走査
超音波顕微鏡」を参照することができる。本発明
によれば変換器を２つの部分DA1およびDA2に分
割し、その一方DA1は加算装置９に直接接続し、
他方のDA2は移相素子８を介して加算装置９に接
続する。この場合の信号処理は第１図または第４
図につき述べた方法と全く同様にして行なう。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による走査装置の第１例を示す
線図、第２図は光学記録キヤリヤの情報構体の一
部を示す説明図、第３図は記録キヤリヤを走査す
る場合に発生する回折ビームの検出器平面におけ
る断面を示す説明図、第４図は検出器信号を処理
する回路を示すブロツク線図、第５図は本発明に
基く電子顕微鏡の原理を示す線図、第６図は本発
明に基くＸ−線顕微鏡の原理を示す線図、第７図
は本発明による超音波顕微鏡の原理を示す線図で
ある。 １……記録キヤリヤ、２……情報トラツク、３
……情報区域、４……中間区域、８，８′，８″…
…移相器、９……加算装置（入力段）、１０……
電子処理回路、１１……移相器、１３′，１３″…
…増幅器、Ｓ，ES，XS……放射源、L1……対物
レンズ系、Ｏ……物体、Ｖ……読取スポツト、
EL……電子レンズ、D1，D2，De1，De2，Dx1，
Dx2……検出器、DA，DA2（PEC）……圧電変換
器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 物体を点順次走査する装置にあつて、該装置
    が走査ビームを発生する放射源と、走査ビームを
    集束させて放射スポツトを物体上に形成する対物
    レンズ系と、物体から到来する走査ビームを電子
    処理回路用の電気信号に変換する放射−感知検出
    系とを具えており、前記処理回路によつて前記電
    気信号を再生に適するようにし、前記検出系には
    少なくとも２個の放射−感知検出器を設け、これ
    らの検出器を走査方向に互いに相前後して配置し
    た走査装置において、検出器と処理回路の付加入
    力段の入力端子との間の少なくとも一方の接続線
    に移相量が可変の移相素子を配置したことを特徴
    とする走査装置。 ２ 特許請求の範囲１記載の装置において、検出
    器と入力段の関連する入力端子との間の各接続線
    に可変移相器を配置し、これらの移相器によつて
    成される移相量の大きさを互いに等しくするも、
    極性は互いに反対としたことを特徴とする走査装
    置。 ３ 特許請求の範囲１記載の装置において、付加
    入力段の出力端子をe／２の移相を生ずる移相器に 接続し、ここにeを検出器と入力段の入力端子
    との間の接続線の１つに配置した１個の移相器に
    よつて行われる移相量としたことを特徴とする走
    査装置。 ４ 特許請求の範囲２記載の装置において、付加
    入力段の出力端子を走査スポツトの非対称性に依
    存する移相量θを生ずる移相器に接続するように
    したことを特徴とする走査装置。 ５ 特許請求の範囲１記載の装置において、付加
    入力段の出力端子をθ−e／２の移相を生ずる移相 器に接続し、ここにeを検出器と入力段の入力
    端子との間の接続線の１つに配置した１個の移相
    器によつて生ずる移相量とし、θを走査スポツト
    の非対称性に応じた移相量としたことを特徴とす
    る走査装置。 ６ 特許請求の範囲１、２、３、４または５の何
    れか１つに記載の装置において、移相素子を物体
    の位相像と振幅像に対応する２つのほぼ一定の移
    相量の間にて切換自在としたことを特徴とする走
    査装置。 ７ 特許請求の範囲１〜５の何れか１つに記載の
    装置において、移相素子をその移相量が連続的に
    可変のものとしたことを特徴とする走査装置。 ８ 特許請求の範囲１〜５の何れか１つに記載の
    装置において、移相素子の移相量を周波数の関数
    として可変なものとしたことを特徴とする走査装
    置。 ９ 特許請求の範囲１、２、３、４、５または８
    の何れか１つに記載の装置において、処理回路の
    入力段の利得を周波数の関数として調整自在のも
    のとしたことを特徴とする走査装置。 １０ 特許請求の範囲１〜９の何れか１つに記載
    の装置において、処理回路の入力段に各検出器信
    号毎に別々の増幅器を設けると共に１個の加算回
    路を設け、各増幅器の利得率を可調整としたこと
    を特徴とする走査装置。
JP56164383A 1981-07-24 1981-10-16 走査装置 Granted JPS5819845A (ja)

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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5856236A (ja) * 1981-09-28 1983-04-02 Hitachi Ltd 光学的トラック位置検出装置およびそれを用いた光学的記録再生装置
JPH063648B2 (ja) * 1986-01-16 1994-01-12 松下電器産業株式会社 光学的情報再生装置
NL8702071A (nl) * 1987-09-03 1989-04-03 Philips Nv Inrichting voor het puntsgewijs aftasten van een voorwerp.
US5568460A (en) * 1989-03-27 1996-10-22 Nikon Corporation Optical recording and/or reproducing apparatus and method utilizing stimulated photon echo
US5105415A (en) * 1989-12-11 1992-04-14 International Business Machines Corporation Detecting magnetooptic and intensity-modulated optical signals with the same detector
US5307175A (en) * 1992-03-27 1994-04-26 Xerox Corporation Optical image defocus correction
US5446540A (en) * 1992-10-30 1995-08-29 International Business Machines Corporation Method of inspecting phase shift masks employing phase-error enhancing
US6009054A (en) * 1995-07-10 1999-12-28 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Information recording medium and tracking error signal detection apparatus and magnetic recording apparatus and method of adjusting the magnetic recording apparatus
US6728192B1 (en) 1995-07-10 2004-04-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Tracking error signal detection system for optical recording medium
US8896683B2 (en) * 2009-07-08 2014-11-25 Freescale Semiconductor, Inc. Device for forming a high-resolution image, imaging system, and method for deriving a high-spatial-resolution image
US9962533B2 (en) 2013-02-14 2018-05-08 William Harrison Zurn Module for treatment of medical conditions; system for making module and methods of making module
WO2018089839A1 (en) 2016-11-10 2018-05-17 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Rapid high-resolution imaging methods for large samples

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2280150B1 (fr) * 1974-07-26 1977-01-07 Thomson Brandt Dispositif de detection d'ecart de mise au point d'une tete de lecture optique par rapport a une surface de lecture
JPS5264215A (en) * 1975-11-21 1977-05-27 Pioneer Electronic Corp Optical signal reader
FR2359476A1 (fr) * 1976-07-23 1978-02-17 Thomson Csf Procede de lecture optique d'un support d'information et lecteur optique mettant en oeuvre un tel procede de lecture
NL7803517A (nl) * 1978-04-03 1979-10-05 Philips Nv Registratiedrager met een optisch uitleesbare fase- struktuur en inrichting voor het uitlezen.
NL8000123A (nl) * 1980-01-09 1981-08-03 Philips Nv Inrichting voor het schrijven van digitale informatie in een schijfvormige optisch uitleesbare registratiedrager.
US4349901A (en) * 1980-06-20 1982-09-14 Eastman Kodak Company Apparatus and method for reading optical discs

Also Published As

Publication number Publication date
BE890761A (fr) 1982-04-16
IT1168181B (it) 1987-05-20
NL8103505A (nl) 1983-02-16
ES506291A0 (es) 1982-09-01
GB2102235B (en) 1985-01-30
FR2510292B1 (ja) 1984-11-09
US4446548A (en) 1984-05-01
DE3141140C2 (ja) 1990-06-13
SE8106134L (sv) 1983-01-25
CA1179535A (en) 1984-12-18
DD201952A5 (de) 1983-08-17
SE454919B (sv) 1988-06-06
FR2510292A1 (fr) 1983-01-28
ES8207353A1 (es) 1982-09-01
IT8124540A0 (it) 1981-10-16
GB2102235A (en) 1983-01-26
AT371620B (de) 1983-07-11
DE3141140A1 (de) 1983-02-03
ATA444781A (de) 1982-11-15
JPS5819845A (ja) 1983-02-05

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