NL1003530C2

NL1003530C2 - Wide-angle scanning objective system and scanning apparatus with such an objective system.

Info

Publication number: NL1003530C2
Application number: NL1003530A
Authority: NL
Inventors: Josephus Johannes Maria Braat
Original assignee: Philips Electronics Nv
Priority date: 1996-07-06
Filing date: 1996-07-06
Publication date: 1998-01-12
Also published as: WO1998001786A1; JPH11513140A; EP0850434A1

Description

Groothoek aftast-objectiefstelsel en aftastapparaat met een dergelijk objectiefstelselWide-angle scanning objective system and scanning apparatus with such an objective system

De uitvinding betreft een groothoek aftast-objectiefstelsel voor het transformeren van een in hoekstand variërende gecollimeerde stralingsbundel tot een in plaats variërende aftastvlek, omvattend een eerste optische groep met positieve sterkte voor het vormen van een in plaats variërende tussenvlek uit de gecollimeerde bundel en 5 een tweede optische groep met positieve sterkte voor het afbeelden van de tussenvlek tot de aftastvlek. De uitvinding betreft tevens een aftastapparaat voorzien van een dergelijk objectiefstelsel. Met een gecollimeerde bundel wordt bedoeld een parallelle bundel of een licht convergerende of divergerende bundel. Het af te tasten oppervlak kan een oppervlak van een object zijn waarvan afmetingen of optisch meetbare eigenschappen bepaald 10 moeten worden. Het oppervlak kan eveneens een medium zijn voor informatieopslag of -overdracht, zoals een bandvormige informatiedrager, een fotogevoelige laag in een printer of een met behulp van elektromagnetische straling inschrijfbaar beeldweergeefpaneel waarbij de informatie wordt gevormd door het ingeschreven beeld.The invention relates to a wide-angle scanning objective system for transforming an angularly varying collimated radiation beam into a rather varying scanning spot, comprising a first positive strength optical group to form a locally varying intermediate spot from the collimated beam and a second positive strength optical group for imaging the intermediate spot to the scan spot. The invention also relates to a scanning device provided with such an objective system. A collimated beam is understood to mean a parallel beam or a slightly converging or diverging beam. The surface to be scanned can be a surface of an object whose dimensions or optically measurable properties must be determined. The surface can also be a medium for information storage or transfer, such as a tape-shaped information carrier, a photosensitive layer in a printer or an image display panel which can be written by means of electromagnetic radiation, the information being formed by the inscribed image.

Een optisch bandaftastapparaat kan met grote snelheid informatie op 15 een optische band schrijven en/of ervan lezen door middel van een optische bundel. Bij het schrijven en lezen met als bundelafbuigeenheid een snel roterend polygoon is het nodig de facetten van het polygoon klein te houden. Een klein facet vereist een kleine bundeldiameter d. Dientengevolge moet de aftasthoek Θ van de bundel groot gekozen worden. Het produkt 2θά van de in hoekstand variërende bundel wordt door een aftast-20 objectiefstelsel omgezet in een waarde 2y(2NA) van een in plaats variërende aftastvlek zoals vereist ter plaatse van de optische band. Hierbij is 2y de lengte van de aftastlijn, dat wil zeggen de veld- of aftastbreedte op de band. De numerieke apertuur NA aan de bandzijde van het objectiefstelsel wordt bepaald door de bitgrootte op de band. In een optische bandaftastapparaat geldt 2d0 = 4y(NA) * 1.0 mm. Als startwaarde voor het 25 optisch ontwerp geldt Θ ~ 0.35, omdat d niet te groot mag worden vanwege het hoge toerental van het polygoon. Aan de beeldzijde is vereist dat NA » 0.50 vanwege de gewenste ruimtelijke dichtheid van de informatie op de band. Hierdoor is het beeldveld 2y ongeveer gelijk aan 1 mm. Voor het aftast-objectief betekent dit dat aan de voorwerpszijde 1003530 2 gewerkt moet worden met een grote veldhoek terwijl aan de beeldzijde een grote NA vereist is. Daarnaast moet het gehele stelsel buiginsbegrensd zijn, de (f - Θ) relatie bij het aftasten moet redelijk in acht genomen worden, het beeldveld moet vlak zijn en de afbeelding moet telecentrisch zijn wil het optische bandsysteem in reflectie kunnen 5 werken.An optical tape scanner can write and / or read information on an optical tape at high speed by means of an optical beam. When writing and reading with a beam-rotating unit with a rapidly rotating polygon, it is necessary to keep the facets of the polygon small. A small facet requires a small beam diameter d. As a result, the scanning angle Θ of the beam must be chosen large. The product 2θά of the angularly varying beam is converted by a scanning objective system to a value 2y (2NA) of a rather varying scanning spot as required at the optical band. 2y is the length of the scan line, i.e. the field or scan width on the belt. The numerical aperture NA on the tape side of the objective system is determined by the bit size on the tape. In an optical tape scanner, 2d0 = 4y (NA) * 1.0 mm. The starting value for the optical design is Θ ~ 0.35, because d must not become too large due to the high speed of the polygon. On the image side, it is required that NA »0.50 because of the desired spatial density of the information on the tape. As a result, the field of view 2y is approximately equal to 1 mm. For the scanning objective this means that on the object side 1003530 2, a large field angle must be used, while on the image side a large NA is required. In addition, the entire system must be limited in bending, the (f - Θ) relationship in scanning must be reasonably observed, the image field must be flat and the image must be telecentric for the optical tape system to work in reflection.

Een aftast-objectiefstelsel volgens de aanhef is bekend uit de internationale octrooiaanvrage nr. 93/24854. Dit objectiefstelsel omvat een eerste optische groep met vijf lenzen voor het vormen van een in plaats variërende tussenvlek. De tussenvlek wordt afgebeeld door een telecentrische tweede optische groep met tien lenzen. 10 Een bezwaar van het objectiefstelsel is dat de groepen veel lenzen omvatten. De lenzen zijn bovendien groot en het objectiefstelsel heeft kleine fabricagetoleranties, waardoor het duur is.A scanning objective system according to the preamble is known from international patent application No. 93/24854. This objective system includes a first five-lens optical group to form a rather varying intermediate spot. The intermediate spot is imaged by a telecentric second optical group with ten lenses. A drawback of the objective system is that the groups comprise many lenses. The lenses are also large and the lens system has small manufacturing tolerances, making it expensive.

Een doel van de onderhavige uitvinding is een groothoek aftast-15 objectiefstelsel te verschaffen met een vlak beeldveld en relatief eenvoudige optische groepen. Het aftast-objectiefstelsel volgens de uitvinding vertoont daartoe als kenmerk dat de eerste optische groep voorzien is van een element voor correctie van beeldveldkromming van het aftast-objectiefstelsel. Het bekende objectiefstelsel corrigeert de beeldveldkromming hoofdzakelijk in een dubbel-Gauss systeem van de tweede groep.An object of the present invention is to provide a wide-angle scanning-objective system with a flat field of view and relatively simple optical groups. To this end, the scanning objective system according to the invention is characterized in that the first optical group is provided with an element for correction of image field curvature of the scanning objective system. The known objective system corrects the image curvature mainly in a double Gauss system of the second group.

20 Hoe meer beeldveldkromming gecorrigeerd moet worden, hoe groter de constrictie, dat is de verhouding tussen de maximale en minimale bundeldiameter voor de asbundel, in het dubbel-Gauss systeem moet worden en, dientengevolge, hoe groter de diameter van de lenzen in de tweede groep. In het bekende objectief is de constrictie meer dan een factor drie. Door de beeldveldkromming volgens de uitvinding grotendeels of geheel te 25 corrigeren in de eerste groep in plaats van in de tweede groep kan de tweede groep aanzienlijk eenvoudiger, kleiner en lichter worden. Het element voor de correctie in de eerste groep heeft in het algemeen een oppervlak met dioptrische sterkte dat zorgt voor een axiale variatie van de positie van de aftastvlek als functie van de positie van de aftastvlek op de aftastlijn. Door de correctie van de beeldveldkromming in de eerste groep 30 uit te voeren, kan zowel de eerste als de tweede groep een eenvoudige vorm krijgen met kleinere lenzen en ruime fabricagetoleranties.20 The more field curvature to be corrected, the greater the constriction, which is the ratio between the maximum and minimum beam diameter for the axis beam, in the double-Gauss system, and, consequently, the larger the diameter of the lenses in the second group . In the known lens, the constriction is more than a factor of three. By correcting the image field curvature according to the invention largely or completely in the first group instead of in the second group, the second group can become considerably simpler, smaller and lighter. The correction element in the first group generally has a surface with dioptric strength that provides an axial variation of the position of the scan spot as a function of the position of the scan spot on the scan line. By performing the correction of the image field curvature in the first group 30, both the first and the second group can be given a simple shape with smaller lenses and wide manufacturing tolerances.

Het element kan refracterend of reflecterend zijn. In het eerste geval heeft het element een oppervlak waarmee de correctie plaatsvindt dat bij voorkeur nabij de 1003530 3 tussenvlek ligt. Doordat het oppervlak dan de functie heeft van een veldlens, kan de negatieve dioptrische sterkte van het oppervlak gebruikt worden om de axiale positie van de aftastvlek te veranderen zonder de sterkte aan het objectiefstelsel als geheel merkbaar te wijzigen.The element can be refractive or reflective. In the first case, the element has a surface with which the correction takes place, which is preferably close to the 1003530 3 intermediate spot. Because the surface then has the function of a field lens, the negative dioptric strength of the surface can be used to change the axial position of the scanning spot without appreciably changing the strength of the objective system as a whole.

5 Een reflecterend element heeft bij voorkeur de vorm van een holle spiegel. De positieve optische sterkte kan gebruikt worden voor het vormen van een in plaats variërende tussenvlek uit de gecollimeerde bundel. De beeldveldkromming geïntroduceerd door de spiegel heeft een teken tegengesteld aan de beeldveldkromming geïntroduceerd door een positieve lens. Hierdoor kan de spiegel de beeldveldkromming 10 van het gehele objectiefstelsel reduceren.A reflective element is preferably in the form of a hollow mirror. The positive optical power can be used to form a rather varying intermediate spot from the collimated beam. The image field curvature introduced by the mirror has a sign opposite to the image field curvature introduced by a positive lens. This allows the mirror to reduce the image field curvature 10 of the entire objective system.

De eerste groep is bij voorkeur voorzien van een asferisch oppervlak om met een relatief gering aantal elementen de (f - Θ) correctie zo goed mogelijk uit te voeren. Teneinde de afbeeldingskwaliteit over het gehele beeld veld ruim binnen de buigingsgrens te houden, is in de tweede groep bij voorkeur een asferisch oppervlak 15 toegevoegd nabij de positie in de tweede groep waar de pupil wordt afgebeeld om alle bundels een vergelijkbare correctie voor onder andere de sferische aberratie te geven.The first group is preferably provided with an aspherical surface in order to perform the (f - Θ) correction as well as possible with a relatively small number of elements. In order to keep the image quality over the entire image field well within the bending limit, in the second group an aspherical surface 15 is preferably added near the position in the second group where the pupil is imaged to make all beams a comparable correction for, among other things, the spherical aberration.

Bij voorkeur wordt de brandpuntslengte ft van de eerste groep en de vergroting M van de tweede groep zodanig gekozen dat het objectiefstelsel zo compact mogelijk is en een minimale bouwlengte heeft. Dit is van belang als het gehele 20 objectiefstelsel in bijvoorbeeld een luchtlager ingepast moet worden voor actuering ten bate van focussering of radiale spoorvolging. De vergroting M is gedefinieerd als de verhouding van de beeldhoogte en de voorwerpshoogte. Tussen de parameters fj, M en de brandpuntslengte f van het objectiefstelsel bestaat het volgende verband: f = M fj. De waarde van M voldoet bij voorkeur aan -0.65<M<-0.20. Hierdoor is het mogelijk het 25 totale volume van het objectiefstelsel, dus van zowel de eerste als de tweede groep, relatief klein te houden, waardoor het stelsel goedkoop en licht kan zijn. Een verdere verbetering is te verkrijgen als M voldoet aan -0.50<M<-0.30. In dat geval zijn de diameters van de eerste groep en de tweede groep nagenoeg gelijk, hetgeen de opbouw van het objectiefstelsel vereenvoudigt. De waarde van f is gegeven door j f | = d / (2NA). 30 De bundelgrootte d wordt gelimiteerd door de facetgrootte, die op zijn beurt beperkt is door de vereiste rotatiesnelheid van de polygoonspiegel. De numerieke apertuur NA is bepaald door de vereiste resolutie van het stelsel. Een geschikte waarde van f is -1,25 mm. Door de keuze van de waarden van M en f ligt de waarde van ^ vast.Preferably, the focal length ft of the first group and the magnification M of the second group are chosen so that the objective system is as compact as possible and has a minimum build length. This is important if the entire objective system has to be fitted in, for example, an air bearing for actuation for the purpose of focusing or radial tracking. The magnification M is defined as the ratio of the image height to the object height. The following relationship exists between the parameters fj, M and the focal length f of the objective system: f = M fj. The value of M preferably satisfies -0.65 <M <-0.20. This makes it possible to keep the total volume of the objective system, ie of both the first and the second group, relatively small, so that the system can be cheap and light. A further improvement can be obtained if M satisfies -0.50 <M <-0.30. In that case, the diameters of the first group and the second group are almost the same, which simplifies the construction of the objective system. The value of f is given by j f | = d / (2NA). The beam size d is limited by the facet size, which in turn is limited by the required rotational speed of the polygon mirror. The numerical aperture NA is determined by the required resolution of the system. A suitable value of f is -1.25 mm. By choosing the values of M and f, the value of ^ is fixed.

1003530 41003530 4

De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van de tekening.The invention will now be elucidated with reference to the drawing.

Daarin tonenShow in it

Figuur 1 het principeschema van een apparaat voor het aftasten van een optische band; 5 Figuur 2 een eerste uitvoeringsvorm van het objectiefstelsel met refracterende elementen;Figure 1 shows the basic diagram of an optical tape scanning apparatus; Figure 2 shows a first embodiment of the objective system with refractive elements;

Figuur 3 een tweede uitvoeringsvorm met refracterende elementen; Figuur 4 een derde uitvoeringsvorm met refracterende en reflecterende elementen; 10 Figuur 5 een vierde uitvoeringsvorm met refracterende en reflecterende elementen;Figure 3 a second embodiment with refractive elements; Figure 4 a third embodiment with refractive and reflective elements; Figure 5 a fourth embodiment with refractive and reflective elements;

Figuur 6 een vijfde uitvoeringsvorm met refracterende en reflecterende elementen;Figure 6 a fifth embodiment with refractive and reflective elements;

Figuur 7 een zesde uitvoeringsvorm met refracterende en reflecterende 15 elementen; enFigure 7 shows a sixth embodiment with refractive and reflective elements; and

Figuur 8 een zevende uitvoeringsvorm met refracterende en reflecterende elementen.Figure 8 a seventh embodiment with refractive and reflective elements.

In figuur 1 is met 1 een bandvormige registratiedrager weergegeven.In Fig. 1, 1 represents a tape-shaped record carrier.

20 Deze registratiedrager wordt rechtstreeks getransporteerd van een voorraadspoel 3 naar een opwikkelspoel 2 over een vast geleide-element 4. Het apparaat behoeft geen verdere bandgeleidingselementen te bevatten. Beide spoelen worden aangedreven door afzonderlijke, niet weergegeven motoren. De motoren kunnen zodanig gestuurd worden dat de bandspanning constant blijft. De bandlooprichting is met de pijl 5 aangegeven.This record carrier is transported directly from a supply reel 3 to a take-up reel 2 over a fixed guiding element 4. The apparatus need not contain any further tape guiding elements. Both coils are driven by separate motors, not shown. The motors can be controlled in such a way that the belt tension remains constant. The belt running direction is indicated by the arrow 5.

25 De aftastinrichting van het apparaat bevat een stralingsbron-detectie- eenheid 10 die een gecollimeerde bundel b levert, een roterend spiegelpolygoon 20 dat de, bijvoorbeeld evenwijdige, bundel reflecteert naar een objectiefstelsel 30 die de bundel tot een aftastvlek V op de band focusseert. In plaats van het spiegelpolygoon kan iedere bundelafbuigeenheid gebruikt worden, zoals een roterende spiegel of een acousto-optische 30 afbuigeenheid. Het spiegelpolygoon bevat bijvoorbeeld tien spiegelfacetten fj - fjo die bijvoorbeeld evenwijdig zijn aan de rotatie as van het spiegelpolygoon. Dit polygoon roteert tijdens bedrijf in de richting van de pijl 22. Daarbij zal elk facet dat in de stralingsweg van de bundel draait, in de tekening facet f2, de bundel in de richting van de 1003530 5 pijl 25, loodrecht op de bandlooprichting 5, over de intreepupil van het objectiefstelsel bewegen. De door deze lens gevormde aftastvlek tast dan een, zich in de richting loodrecht op de richting 5 uitstrekkend spoor af. Met de opeenvolgende facetten worden achtereenvolgens opeenvolgende sporen afgetast.The scanning device of the apparatus includes a radiation source detecting unit 10 which provides a collimated beam b, a rotating mirror polygon 20 which reflects the, for example parallel beam, to an objective system 30 which focuses the beam into a scanning spot V on the tape. Instead of the mirror polygon, any beam deflection unit, such as a rotating mirror or an acousto-optical deflection unit, can be used. The mirror polygon contains, for example, ten mirror facets fj - fjo which are, for example, parallel to the axis of rotation of the mirror polygon. During operation, this polygon rotates in the direction of the arrow 22. Thereby, each facet rotating in the radiation path of the beam, in the drawing facet f2, the beam will move in the direction of the 1003530 5 arrow 25, perpendicular to the tape direction 5, move over the defocused objective system. The scanning spot formed by this lens then scans a track extending in the direction perpendicular to the direction. Successive traces are scanned successively with the successive facets.

5 De van de eenheid 10 afkomstige en op een spiegelfacet invallende bundel is gelegen in het vlak gedefinieerd door de aftastende bundel afkomstig van het spiegelpolygoon en maakt een hoek van bijvoorbeeld 38° met de middenpositie van de aftastende bundel, die bijvoorbeeld over een hoek van 48° bewogen wordt. Het objectiefstelsel, in de vorm van een zogenaamde f-0 lens, heeft bijvoorbeeld een effectieve 10 brandpuntslengte van -1,25 mm en een numerieke apertuur van 0,45. De aftastvlek kan dan bijvoorbeeld over een afstand van 1 mm in de verticale richting worden bewogen. Op die manier is het mogelijk om sporen met een lengte van 1 mm in de richting loodrecht op de bandlooprichting te schrijven, lezen en/of wissen.The beam originating from the unit 10 and incident on a mirror facet is located in the plane defined by the scanning beam from the mirror polygon and makes an angle of, for example, 38 ° with the center position of the scanning beam, which is for instance over an angle of 48 ° is moved. The objective system, in the form of a so-called f-0 lens, has, for example, an effective focal length of -1.25 mm and a numerical aperture of 0.45. The scanning spot can then be moved, for example, over a distance of 1 mm in the vertical direction. In this way it is possible to write, read and / or erase tracks with a length of 1 mm in the direction perpendicular to the tape running direction.

Op een band kunnen verscheidene horizontale stroken van verticale 15 informatiesporen geschreven worden. Daartoe worden eerst van het begin tot het einde van de band sporen met een lengte van 1 mm ingeschreven. Dan wordt de looprichting van de band omgekeerd, de band en het optische stelsel over een afstand iets meer dan 1 mm ten opzichte van elkaar verplaatst en de volgende horizontale strook van verticale sporen ingeschreven. Op een band met een breedte van 12,7 mm kunnen aldus 12 stroken 20 met informatiesporen aangebracht worden. Het apparaat is ook geschikt voor het opnemen van banden met een breedte van 8 mm. Het lezen van een ingeschreven band geschiedt op analoge wijze als het schrijven. Dan doorloopt de door de band gereflecteerde bundel dezelfde optische weg in omgekeerde richting naar de stralingsbron detectie eenheid. Daarin worden het informatie signaal, het focusfout signaal en het spoorvolgfout signaal 25 verkregen op soortgelijke wijze als in een speler voor optische audioplaten zoals de CD.Several horizontal strips of vertical information tracks can be written on a tape. To this end, tracks with a length of 1 mm are first written from the beginning to the end of the tape. Then the running direction of the tape is reversed, the tape and the optical system are displaced a little more than 1 mm from each other and the next horizontal strip of vertical tracks is written. Thus, 12 strips 20 with information tracks can be applied to a tape with a width of 12.7 mm. The device is also suitable for recording tapes with a width of 8 mm. Reading a registered tape is done in an analogous way as writing. Then, the beam reflected by the tape travels the same optical path in reverse to the radiation source detection unit. Therein, the information signal, the focus error signal and the tracking error signal 25 are obtained in a similar manner as in an optical audio disc player such as the CD.

De stralingsbron detectie eenheid bevat een hoogvermogen diodelaser met een golflengte van bijvoorbeeld 780 nm. Indien het objectiefstelsel een NA van 0,45 heeft wordt dan een oplossend vermogen verkregen dat vergelijkbaar is met dat van het Compact Disc systeem. Dan kan een informatiedichtheid van 1 bit//xm bereikt worden en 30 kan een band met een breedte van 12,7 mm en een lengte van 42 m ongeveer 50 Gbytes aan informatie bevatten.The radiation source detection unit contains a high-power diode laser with a wavelength of, for example, 780 nm. If the objective system has an NA of 0.45, a resolution is obtained that is comparable to that of the Compact Disc system. Then an information density of 1 bit // xm can be achieved and a tape with a width of 12.7 mm and a length of 42 m can contain about 50 Gbytes of information.

De informatiedichtheid in de spoorrichting is bijvoorbeeld 0,6 μΐη/bit, zodat een spoor ongeveer 1600 bits kan bevatten. De nominale rotatiefrequentie van het 1003530 6 spiegelpolygoon is bijvoorbeeld 2000 omwentelingen per sec. De aftastfrequentie van een spiegelpolygoon met tien facetten is dan 20 kHz. Bij 1600 bits per spoor wordt dan een bitrate van 32 Mbits per seconde bereikt. De spoorperiode is bijvoorbeeld in de orde van 1,6 μχη. Bij een aftastfrequentie van 20 kHz is de bandsnelheid bij het inschrijven en 5 uitlezen dan 3,2 cm/sec. Dat is relatief laag zodat geen gecompliceerd bandtransport mechanisme nodig is.For example, the information density in the track direction is 0.6 μΐη / bit, so that a track can contain about 1600 bits. For example, the nominal rotation frequency of the 1003530 6 mirror polygon is 2000 revolutions per sec. The sampling frequency of a ten-facet mirror polygon is then 20 kHz. At 1600 bits per track, a bit rate of 32 Mbits per second is then achieved. For example, the track period is on the order of 1.6 μχη. At a sampling frequency of 20 kHz, the tape speed during registration and reading is then 3.2 cm / sec. This is relatively low, so that no complicated belt transport mechanism is required.

Het objectiefstelsel 30 volgens de uitvinding kan volledig uit refracterende elementen opgebouwd worden of uit een combinatie van refracterende en reflecterende elementen. Hieronder worden twee uitvoeringsvormen van de eerste soort en 10 drie van de tweede soort getoond.The objective system 30 according to the invention can be built entirely from refractive elements or from a combination of refractive and reflective elements. Two embodiments of the first type and three of the second type are shown below.

De twee uitvoeringsvormen van een objectiefstelsel met slechts refracterende elementen hebben een brandpuntslengte van het totale stelsel van 1.25 mm, een scanhoek van het polygoon 20 = 48* en een NA aan de beeldzijde van 0.47. Figuur 2 toont een eerste uitvoeringsvorm. Het stelsel omvat vijf lenzen 31 tot en met 35, gezien 15 vanaf de zijde van het objectiefstelsel waar de substantieel gecollimeerde bundel binnentreedt. Punt H in de Figuur is het voorwerpszijdige hoofdpunt en punt F het voorwerpszijdige brandpunt van het objectiefstelsel. Punt F is de plaats waar de intreepupil van het objectiefstelsel de optische as 29 doorsnijdt en waar zich het polygoonfacet bevindt dat op een bepaald moment de bundel afbuigt. Punt H* in de 20 Figuur is het beeldzijdige hoofdpunt en punt F* het beeldzijdige brandpunt van het objectiefstelsel. De af te tasten optische band loopt door het punt F*. De Figuur toont de doorgang van een enkele bundel met behulp van de centrale straal van de bundel en twee marginale stralen.The two embodiments of a lens system with only refractive elements have a focal length of the total system of 1.25 mm, a scan angle of the polygon 20 = 48 * and an NA on the image side of 0.47. Figure 2 shows a first embodiment. The array includes five lenses 31 through 35 as viewed from the side of the objective array into which the substantially collimated beam enters. Point H in the Figure is the object-side main point and point F the object-side focal point of the objective system. Point F is the place where the entrance pupil of the objective system intersects the optical axis 29 and where the polygon facet that deflects the beam at a given moment is located. Point H * in the Figure is the image-side main point and point F * the image-side focus of the objective system. The optical band to be scanned passes through the point F *. The Figure shows the passage of a single beam using the central beam of the beam and two marginal beams.

Voor de eerste lens 31 is een planplaat 36 geplaatst, welke fungeert als 25 uittreevenster van een behuizing van polygoonspiegel 20. Een eerste optische groep met lenzen 31 en 32 met positieve sterkte vormt uit de in hoekstand variërende bundel 37 een tussenafbeelding in de vorm van een over een lijn verplaatsende tussenvlek 38 en beperkt daardoor de lensdiameters. Lens 32 heeft een oppervlak 39 met negatieve dioptrische sterkte dat zich dicht bij de tussenafbeelding bevindt en onder andere tot taak heeft de 30 beeldveldkromming te reduceren. Een tweede optische groep met lenzen 33, 34 en 35 heeft een positieve sterkte en zorgt grotendeels voor een herafbeelding van de tussenvlek 38. Lens 31 zorgt voor een afbeelding van het polygoonfacet, dat werkzaam is als een diafragma, ter plaatse van de tweede, negatieve lens 32 om een telecentrische 1003530 7 pupilafbeelding aan de beeldzijde te krijgen. De intreepupil van het objectiefstelsel valt samen met het diafragma. De tweede lens heeft dus weinig invloed op de pupilafbeelding. De tweede positieve groep draagt zorg voor een reële afbeelding van de pupil naar de beeldruimte.In front of the first lens 31, a plan plate 36 is placed, which functions as the exit window of a housing of polygon mirror 20. A first optical group with lenses 31 and 32 with positive strength forms an intermediate image in the form of a beam 37 varying in angular position. line displacing intermediate spot 38 and thereby limits lens diameters. Lens 32 has a surface 39 with negative dioptric power which is close to the intermediate image and which has among other things the task of reducing the image field curvature. A second optical group with lenses 33, 34 and 35 has a positive strength and largely remaps the intermediate spot 38. Lens 31 provides an image of the polygon facet, acting as a diaphragm, at the second negative lens 32 to obtain a telecentric 1003530 7 pupil image on the image side. The objective pupil of the objective system coincides with the aperture. The second lens therefore has little influence on the pupil image. The second positive group ensures a real image of the pupil to the image space.

5 Het objectiefstelsel is gemaakt uit vijf elementen van hoogbrekend glas met twee asferische oppervlakken die aangebracht zijn in de vorm van replica-lagen. Een asferisch oppervlak 40 bevindt zich in de eerste groep en speelt vooral een rol bij het bereiken van de rigoureuze telecentriciteit over het gehele beeldveld en bij het bereiken van de (f - 0) aftast-relatie. Een tweede asferische oppervlak 41 is gekozen vlak bij de 10 interne pupilafbeelding om effectief de sferische aberratie te kunnen bestrijden van alle veldbundels. De asferische oppervlakken kunnen gemaakt worden met de zogenaamde replica-techniek, bekend uit onder andere het Europese octrooischrift nr. 0 156 430.5 The objective system is made of five elements of high-refractive glass with two aspherical surfaces in the form of replica layers. An aspherical surface 40 is in the first group and is especially important in achieving the rigorous telecentricity across the entire field of view and in achieving the (f - 0) scan relationship. A second aspherical surface 41 is selected close to the internal pupil image to effectively combat the spherical aberration of all field beams. The aspherical surfaces can be made with the so-called replica technique, known from, inter alia, European Patent No. 0 156 430.

Figuur 3 toont een tweede uitvoeringsvorm van een geheel refracterend objectiefstelsel. Het objectiefstelsel is bestaat uit vijf elementen 42-46, waarbij de lenzen 15 42 en 43 de eerste optische groep vormen en de lenzen 44, 45 en 46 de tweede optische groep. Het objectiefstelsel heeft drie asferische oppervlakken 47, 48 en 49 op de lenzen 42, 44 respectievelijk 45. De lenzen zijn van polycarbonaat (PC) gemaakt. Het laatste, negatieve oppervlak 46’ van het stelsel draagt bij aan de verdere reductie van astigmatisme en beeldveldkromming en draagt zorg voor de correcte telecentriciteit.Figure 3 shows a second embodiment of a fully refractive objective system. The objective system is composed of five elements 42-46, the lenses 42 and 43 forming the first optical group and the lenses 44, 45 and 46 the second optical group. The objective system has three aspherical surfaces 47, 48 and 49 on lenses 42, 44 and 45, respectively. The lenses are made of polycarbonate (PC). The last negative surface 46 of the system contributes to the further reduction of astigmatism and field curvature and ensures correct telecentricity.

20 Het objectiefstelsel volgens de uitvinding is eveneens te realiseren met behulp van een reflecterend element. Een reflecterend element in de vorm van een holle spiegel kan de gewenste vlakheid van het beeldveld van het objectiefstelsel realiseren. Een holle spiegel heeft een positieve optische sterkte terwijl toch de beeldveldkromming van de spiegel tegengesteld is aan die van een positieve lens.The objective system according to the invention can also be realized with the aid of a reflective element. A reflecting element in the form of a hollow mirror can realize the desired flatness of the field of view of the objective system. A concave mirror has a positive optical power while the image field curvature of the mirror is opposite to that of a positive lens.

25 De holle spiegel moet een weinig gekanteld worden om de gereflecteerde bundel obstructievrij door te laten. Indien nodig wordt het veld-onafhankelijke astigmatisme dat door de gekantelde spiegel veroorzaakt wordt, gecompenseerd in één van de asferische oppervlakken. Een dergelijk asferisch oppervlak vertoont dan geen cirkelsymmetrie meer. De niet-cirkelsymmetrische correctie is echter 30 zeer gering en is van de orde van 0.1 & 0.2 firn. De kromming van de aftastlijn die veroorzaakt wordt door de gekantelde spiegel kan eenvoudig gecompenseerd worden door het polygoon scheef aan te stralen. In de praktijk zal het over het algemeen nodig zijn om 1003530 8 in een inrichting te voorzien waarmee de kromming van de aftastlijn gecompenseerd of juist geïntroduceerd kan worden.The concave mirror must be tilted slightly to allow the reflected beam to pass through obstruction-free. If necessary, the field-independent astigmatism caused by the tilted mirror is compensated in one of the aspherical surfaces. Such an aspherical surface then no longer shows circular symmetry. However, the non-circular symmetric correction is very small and is of the order of 0.1 & 0.2 firn. The curvature of the scan line caused by the tilted mirror can be easily compensated for by skewing the polygon. In practice, it will generally be necessary to provide 1003530 8 with a device with which the curvature of the scanning line can be compensated or introduced.

Figuur 4 toont een derde uitvoeringsvorm van het objectiefstelsel, voorzien van een holle spiegel. Het facet van het roterende polygoon staat in het 5 voorwerpszijdige brandpunt F. De door het facet gereflecteerde gecollimeerde bundel gaat in de Figuur naar rechts en wordt gereflecteerd door de holle spiegel 50. De spiegel is geroteerd om een as in het vlak van tekening loodrecht op de lijn F* H* HF, waardoor de gereflecteerde bundel in werkelijkheid uit het vlak van tekening komt. De gereflecteerde bundel vormt een over een lijn verplaatsende tussen vlek 51. De tussenvlek wordt door 10 twee lenselementen 52 en 53 gefocusseerd op de optische band ter plaatse van het beeldzijdig brandpunt F*. Lenselement 52 is een bi-asfeer; lenselement 53 kan een eenvoudige platbolle lens zijn. De eerste optische groep bestaat uit de holle spiegel, de tweede optische groep uit de lenselementen 52 en 53. In de praktijk moet bij deze constructie de kanteling van spiegel 50 relatief groot zijn omdat de gereflecteerde bundel 15 over dan wel langs de polygoonbehuizing gezonden moet worden.Figure 4 shows a third embodiment of the objective system, provided with a hollow mirror. The facet of the rotating polygon is at the object-side focal point F. The collimated beam reflected by the facet moves to the right in the Figure and is reflected by the concave mirror 50. The mirror is rotated about an axis in the plane of the drawing perpendicular to the line F * H * HF, so that the reflected beam actually comes from the plane of the drawing. The reflected beam forms a line moving between spot 51. The intermediate spot is focused by two lens elements 52 and 53 on the optical band at the image-side focus F *. Lens element 52 is a bi-aspheric; lens element 53 can be a simple flat convex lens. The first optical group consists of the concave mirror, the second optical group of the lens elements 52 and 53. In practice, in this construction, the tilt of mirror 50 must be relatively large because the reflected beam 15 must be transmitted over or along the polygon housing. .

Figuur 5 toont een vierde uitvoeringsvorm van het objectiefstelsel, voorzien van een reflecterend element. De eerste optische groep bestaat uit een platbolle lens 54, welke als reflecterend element gebruikt wordt door de achterzijde 55 voor een deel te verzilveren evenals de vlakke voorzijde 56. De bolle achterzijde van de lens is 20 weer licht gekanteld. De bundel reflecteert aan de holle achterzijde van de lens, spiegelt vervolgens aan de vlakke voorzijde en treedt door het niet verzilverde gedeelte van het achtervlak van de lens uit. De tweede groep omvat twee focusserende lenselementen 57 en 58, beide holbolle mono-asferen met de holle zijde asferisch. Deze constructie geeft een voldoend groot beeldveld en is tamelijk compact qua bouwlengte.Figure 5 shows a fourth embodiment of the objective system, provided with a reflective element. The first optical group consists of a flat convex lens 54, which is used as a reflective element by partly silvering the back 55 as well as the flat front 56. The convex back of the lens is again slightly tilted. The beam reflects on the concave rear of the lens, then mirrors on the flat front and exits through the non-silver plated portion of the rear surface of the lens. The second group includes two focusing lens elements 57 and 58, both concave convex mono-spheres with the concave side aspherical. This construction gives a sufficiently large field of view and is quite compact in terms of construction length.

25 Figuur 6 toont een vijfde uitvoeringsvorm van het objectiefstelsel, voorzien van een reflecterend element. Een licht gekantelde holle spiegel 59 wordt in lucht gebruikt. De gereflecteerde bundel wordt opgevangen door een vlakke spiegel 60 en weer in voorwaartse richting gereflecteerd. Door de extra grote correctie van de beeldveldkromming door een spiegel in lucht worden de laatste twee afbeeldende lenzen 30 61 en 62 eenvoudiger, namelijk een vrijwel platbolle biasfeer en een eenvoudige sferische platbolle lens, en zijn de optische toleranties gunstig. De optische diameter van het geheel is iets groter dan van het objectiefstelsel getoond in Figuur 5.Figure 6 shows a fifth embodiment of the objective system, provided with a reflective element. A slightly tilted hollow mirror 59 is used in air. The reflected beam is received by a flat mirror 60 and reflected in the forward direction again. The extra large correction of the image field curvature by a mirror in air simplifies the last two imaging lenses 61, 62 and 62, namely an almost flat-convex biosphere and a simple spherical flat-convex lens, and the optical tolerances are favorable. The optical diameter of the whole is slightly larger than that of the objective system shown in Figure 5.

1003530 91003530 9

Aan een objectiefstelsel in een bandaftastapparaat gebruikt voor mastering, dat is het beschrijven van een band waarvan vervolgens vele kopieën worden gemaakt, worden hogere eisen gesteld dan aan de objectiefstelsels getoond in de Figuren 2 tot 6, welke geschikt zijn voor normale bandaftastapparaten bedoeld voor het beschrijven 5 en lezen van normale banden. Daar een mastering apparaat met ultraviolette straling werkt, kunnen geen kunststof optische elementen gebruikt worden. Refracterende asferische oppervlakken zijn dan ook alleen met zeer grote moeite te realiseren. Een objectiefstelsel voor een mastering bandaftastapparaat heeft dan ook bij voorkeur alleen sferische lenzen. De brekingsindex van de meeste glazen is relatief klein bij golflengten in 10 het ultraviolet gebied. De kromming van de refracterende oppervlakken moet daarom sterker zijn dan bij lenzen geschikt voor langgolvigere straling. Vanwege de vereiste nauwkeurigheid waarmee de masterband beschreven moet worden, moet het objectiefstelsel beter gecorrigeerd zijn dan een objectiefstelsel voor een normaal bandaftastapparaat. Een objectiefstelsel dat aan deze eisen voldoet heeft in de eerste 15 optische groep een holle lens en in de tweede optische groep een dubbel-Gauss systeem. De holle lens corrigeert de beeldveldkromming van het objectiefstelsel grotendeels. Het dubbel-Gauss systeem hoeft nu slechts de resterende beeldveldkromming te corrigeren. Hierdoor is de constrictie in het dubbel-Gauss systeem niet veel groter dan 1,5 en maximaal 2. Dit komt de bouwtoleranties zeer ten goede en maakt het gebruik van lenzen 20 met een relatief kleine diameter in de tweede groep mogelijk.A lens system in a tape scanner used for mastering, that is, the writing of a tape from which many copies are subsequently made, is more demanding than the lens systems shown in Figures 2 to 6, which are suitable for normal tape scanners intended for writing 5 and reading normal tapes. Since a mastering device works with ultraviolet radiation, no plastic optical elements can be used. Refracting aspherical surfaces can therefore only be realized with great difficulty. Therefore, an objective system for a mastering tape scanner preferably has only spherical lenses. The refractive index of most glasses is relatively small at wavelengths in the ultraviolet range. The curvature of the refractive surfaces must therefore be stronger than with lenses suitable for longer wave radiation. Due to the required accuracy with which the master band is to be written, the objective system must be better corrected than a lens system for a normal tape scanner. An objective system meeting these requirements has a hollow lens in the first optical group and a double-Gauss system in the second optical group. The hollow lens largely corrects the field of view curvature of the objective system. The double-Gauss system now only needs to correct the remaining field curvature. As a result, the constriction in the double-Gauss system is not much greater than 1.5 and maximum 2. This greatly enhances the building tolerances and allows the use of lenses 20 with a relatively small diameter in the second group.

Figuur 7 toont een zesde uitvoeringsvorm van het objectiefstelsel geschikt voor gebruik in een mastering apparaat. De eerste optische groep bestaat uit een holle sferische spiegel 63 en een bolle spiegel 64, beide met ongeveer hetzelfde kromtemiddelpunt en spiegel 63 met een ongeveer tweemaal zo grote kromtestraal als 25 spiegel 64. De combinatie van de twee spiegels wordt ook wel een Offner systeem genoemd. Een dergelijk systeem heeft een extreem goede afbeeldingskwaliteit over het gehele veld. De tweede optische groep bestaat uit een dubbel-Gauss afbeeldingssysteem 65 met tien sferische lenzen. Het dubbel-Gauss afbeeldingssysteem heeft als voordeel dat comacompensatie en de introductie van distorsie'vereist om van een (f - tan Θ) relatie naar 30 een (f - Θ) relatie te gaan relatief eenvouding gerealiseerd kunnen worden door een gelijke verdeling van refracterende oppervlakken aan beide zijden van de afbeelding van de pupil halverwege de dubbel-Gauss afbeeldingssectie. De bundel in Figuur 7 varieert in plaats in een vlak loodrecht op het vlak van tekening. De Figuur toont de bundel in een extreme 1003530 10 positie, die in de Figuur geprojecteerd is op het vlak van tekening. Het vlak van tekening gaat door de optische as van de dubbel-Gauss afbeeldingssectie en het kromtemiddelpunt van het Offner systeem.Figure 7 shows a sixth embodiment of the objective system suitable for use in a mastering device. The first optical group consists of a concave spherical mirror 63 and a convex mirror 64, both with approximately the same center of curvature and mirror 63 with an approximate twice the radius of curvature as mirror 64. The combination of the two mirrors is also called an Offner system . Such a system has an extremely good image quality over the entire field. The second optical group consists of a double Gaussian imaging system 65 with ten spherical lenses. The double-Gauss imaging system has the advantage that coma compensation and the introduction of distortion required to go from a (f - tan Θ) relationship to a (f - Θ) relationship can be achieved relatively easily by an equal distribution of refractive surfaces on both sides of the image of the pupil midway through the double-Gauss imaging section. The beam in Figure 7 instead varies in a plane perpendicular to the plane of the drawing. The Figure shows the beam in an extreme 1003530 10 position, which is projected in the Figure in the plane of drawing. The plane of drawing passes through the optical axis of the double-Gaussian imaging section and the center of curvature of the Offner system.

Figuur 8 toont een zevende uitvoeringsvorm van het objectiefstelsel 5 eveneens geschikt voor gebruik in een mastering apparaat. Een sferische spiegel 66 heeft een kleine scheefstand. De spiegel wordt aangestraald met een gecollimeerde bundel vanuit zijn kromtemiddelpunt. Door een grote kromtestraal te kiezen, is de bundelscheiding in het spiegelsysteem relatief eenvoudig. Een vlakke spiegel 67 weerkaatst de door spiegel 66 gereflecteerde bundel naar een dubbel-Gauss afbeeldingssectie 68 met 10 tien sferische lenzen. De maximale OPD in het veld is kleiner dan 20 mX terwijl de fabricagetoleranties van de afbeeldingssectie zeer acceptabel zijn.Figure 8 shows a seventh embodiment of the objective system 5 also suitable for use in a mastering device. A spherical mirror 66 has a small tilt. The mirror is irradiated with a collimated beam from its center of curvature. By choosing a large radius of curvature, the beam separation in the mirror system is relatively simple. A flat mirror 67 reflects the beam reflected by mirror 66 to a double-Gauss display section 68 with ten spherical lenses. The maximum OPD in the field is less than 20 mX while the manufacturing tolerances of the imaging section are very acceptable.

Op de hiernavolgende zes pagina’s zijn ontwerpparameters gegeven van de eerste, tweede, derde, vierde, vijfde en zevende uitvoeringsvorm van het objectiefstelsel volgens de uitvinding.The following six pages show design parameters of the first, second, third, fourth, fifth, and seventh embodiments of the objective system according to the invention.

1003530 “* CONSTRUCTIE-GEGEVENS VAN HET OPTISCHE SYSTEEM “* UITVOERINGSVORM 1 11 nr dikte kromming straal index labels diameter medium mm mmA(-l) mm mm 1 oneindig .00000000 ‘oneindig* 1.000000 0 0 0 1.2000 2 3.7565 .00000000 ‘oneindig* 1.000000 0 0 0 10.0000 3 1.2000 .00000000 ‘oneindig* 1.511083 0 0 0 10.0000 BK7 4 .5000 .00000000 ‘oneindig* 1.000000 0 0 0 5.7000 5 3.7500 -.18750000 -5.3333 1.785350 0 0 0 6.9000 SF61003530 "* CONSTRUCTION DATA OF THE OPTICAL SYSTEM" * EMBODIMENT 1 11 no thickness curvature radius index labels diameter medium mm mmA (-l) mm mm 1 infinite .00000000 'infinite * 1.000000 0 0 0 1.2000 2 3.7565 .00000000' infinite * 1.000000 0 0 0 10.0000 3 1.2000 .00000000 'infinite * 1.511083 0 0 0 10.0000 BK7 4 .5000 .00000000' infinite * 1.000000 0 0 0 5.7000 5 3.7500 -.18750000 -5.3333 1.785350 0 0 0 6.9000 SF6

6 .0450 -.21859225 -4.5747 1.558774 1 0 0 6.9000 Dl ACRYL6 .0450 -.21859225 -4.5747 1.558774 1 0 0 6.9000 Dl ACRYL

7 .5000 .22675200 4.4101 1.000000 000 6.1000 8 6.5000 .69579400 1.4372 1.785350 0 0 0 1.8000 SF6 9 4.8000 -.11838700 -8.4469 1.000000 0 0 0 2.9000 10 4.5000 -.16553600 -6.0410 1.785350 0 0 0 5.4000 SF6 11 .1000 .14134737 7.0748 1.000000 200 5.90007 .5000 .22675200 4.4101 1.000000 000 6.1000 8 6.5000 .69579400 1.4372 1.785350 0 0 0 1.8000 SF6 9 4.8000 -.11838700 -8.4469 1.000000 0 0 0 2.9000 10 4.5000 -.16553600 -6.0410 1.785350 0 0 0 5.4000 SF6 11 .1000 .14134737 7.0748 1.000000 200 5.9000

12 .0250 .12800000 7.8125 1.558774 0 0 0 5.9000 DIACRYL12 .0250 .12800000 7.8125 1.558774 0 0 0 5.9000 DIACRYL

13 2.8000 .00000000 ‘oneindig* 1.785350 0 0 0 5.6200 SF6 14 .1000 .15842500 6.3121 1.000000 000 5.4600 15 2.8000 .00000000 ‘oneindig* 1.785350 0 0 0 4.3000 SF6 16 3.2074 .00000000 ‘oneindig* 1.000000 0 0 0 1.0400 ““ EINDE VAN DE CONSTRUCTIE-GEGEVENS VAN HET OPTISCHE SYSTEEM ““ even termen van de machtreeks-ontwikkeling van asferisch oppervlak nr 6 (label 1) coef 6 2 -. 10929613E +00 coef 6 4 .53332454E - 03 coef 6 6 -.17945889E - 05 coef 6 8 -.42137262E - 06 coef 6 10 .16929783E - 07 even termen van de machtreeks-ontwikkeling van asferisch oppervlak nr 11 (label 2) coef 11 2 .70673684E - 01 coef 11 4 -.64752963E - 03 coef 11 6 -.17796626E - 04 coef 11 8 .11875254E - 05 TABEL 1 1003530 *** CONSTRUCTIE-GEGEVENS VAN HET OPTISCHE SYSTEEM “** UITVOERINGSVORM 2 12 nr dikte kromming straal index labels diameter medium mm mmA(-l) mm mm 1 oneindig .00000000 “oneindig* 1.000000 0 0 0 4.0000 2 3.7565 .00000000 “oneindig* 1.000000 0 0 0 10.0000 3 1.2000 .00000000 “oneindig* 1.511083 0 0 0 10.0000 BK7 4 1.0000 .11717800 8.5340 1.000000 000 6.600013 2.8000 .00000000 'infinite * 1.785350 0 0 0 5.6200 SF6 14 .1000 .15842500 6.3121 1.000000 000 5.4600 15 2.8000 .00000000' infinite * 1.785350 0 0 0 4.3000 SF6 16 3.2074 .00000000 'infinite * 1.000000 0 0 0 1.0400 "" END FROM THE CONSTRUCTION DATA OF THE OPTICAL SYSTEM "" even terms of the power series development of aspherical surface nr 6 (label 1) coef 6 2 -. 10929613E +00 coef 6 4 .53332454E - 03 coef 6 6 -.17945889E - 05 coef 6 8 -.42137262E - 06 coef 6 10 .16929783E - 07 even terms of the power series development of aspherical surface No. 11 (label 2) coef 11 2 .70673684E - 01 coef 11 4 -.64752963E - 03 coef 11 6 -.17796626E - 04 coef 11 8 .11875254E - 05 TABLE 1 1003530 *** CONSTRUCTION DATA OF THE OPTICAL SYSTEM “** EMBODIMENT 2 12 nr thickness curvature radius index labels diameter medium mm mmA (-l) mm mm 1 infinite .00000000 "infinite * 1.000000 0 0 0 4.0000 2 3.7565 .00000000" infinite * 1.000000 0 0 0 10.0000 3 1.2000 .00000000 "infinite * 1.511083 0 0 0 10.0000 BK7 4 1.0000 .11717800 8.5340 1.000000 000 6.6000

5 3.0000 -.20248795 -4.9386 1.573080 1 0 0 6.6000 PC5 3.0000 -.20248795 -4.9386 1.573080 1 0 0 6.6000 PC

6 .5000 .20766300 4.8155 1.000000 000 6.00006 .5000 .20766300 4.8155 1.000000 000 6.0000

7 8.2000 .58349000 1.7138 1.573080 000 2.0000 PC7 8.2000 .58349000 1.7138 1.573080 000 2.0000 PC

8 5.2000 -.31253413 -3.1997 1.000000 2 0 0 3.40008 5.2000 -.31253413 -3.1997 1.000000 2 0 0 3.4000

9 4.5000 -.22590000 -4.4267 1.573080 0 0 0 6.6000 PC9 4.5000 -.22590000 -4.4267 1.573080 0 0 0 6.6000 PC

10 .1000 .10229930 9.7752 1.000000 7 0 0 7.200010 .1000 .10229930 9.7752 1.000000 7 0 0 7.2000

11 2.8000 -.08378160 -11.9358 1.573080 0 0 0 7.2000 PC11 2.8000 -.08378160 -11.9358 1.573080 0 0 0 7.2000 PC

12 .1000 .23098500 4.3293 1.000000 000 6.600012 .1000 .23098500 4.3293 1.000000 000 6.6000

13 4.5000 .22000000 4.5455 1.573080 0 0 0 3.6000 PC13 4.5000 .22000000 4.5455 1.573080 0 0 0 3.6000 PC

14 2.9823 .00000000 “oneindig* 1.000000 0 0 0 10.0000 *“*“ EINDE VAN DE CONSTRUCTIE-GEGEVENS VAN HET OPTISCHE SYSTEEM **““ even termen van de machtreeks-ontwikkeling van asferisch oppervlak nr 1 (label 1) coef 5 2 -.10124398E+00 coef 5 4 .14388469E - 02 coef 5 6 -.93949192E -05 coef 5 8 .2467961 IE-06 even termen van de machtreeks-ontwikkeling van asferisch oppervlak nr 8 (label 2) coef 8 2 -. 15626707E+00 coef 8 4 -.36067533E - 02 coef 8 6 -.63029798E - 03 coef 8 8 -.79118996E - 04 even termen van de machtreeks-ontwikkeling van asferisch oppervlak nr 10 (label 7) coef 10 2 .51149648E - 01 coef 10 4 -.63188605E - 03 coef 10 6 .87476848E - 05 coef 10 8 -.26582718E - 06 TABEL 2 1003530 *** CONSTRUCTIE-GEGEVENS VAN HET OPTISCHE SYSTEEM “» UITVOERINGSVORM 3 13 nr dikte kromming straal index labels diameter medium mm mm*(-l) mm mm 1 oneindig .00000000 ‘oneindig* 1.000000 0 0 0 4.0000 2 23.7500 .00000000 ‘oneindig* 1.000000 0 0 0 10.0000 3 .7940 .00000000 ‘oneindig* 1.000000 0 0 0 10.0000 4 3.8713 -.10517700 -9.5078 1.000000 0 0 0 10.0000 5 -16.0000 -.05301543 -18.8624 -1.000000 1 0 0 4.0000 6 -4.0443 .26388953 3.7895 -1.785350 2 0 0 4.0000 SF6 7 -.2000 -.18355900 -5.4478 -1.000000 0 0 0 4.0000 8 -4.7982 .00000000 ‘oneindig* -1.785350 0 0 0 4.0000 SF6 9 -.5000 .00000000 ‘oneindig» -1.000000 0 0 0 10.0000 ““ EINDE VAN DE CONSTRUCTIE-GEGEVENS VAN HET OPTISCHE SYSTEEM ““ even termen van de machtreeks-ontwikkeling van asferisch oppervlak nr 5 (label 1) coef 5 2 -.26507716E - 01 coef 5 4 .90624280E - 02 coef 5 6 -. 1434091 IE - 02 coef 5 8 .13875028E - 02 coef 5 10 -.27916294E - 03 even termen van de machtreeks-ontwikkeling van asferisch oppervlak nr 6 (label 2) coef 6 2 .13194476E+00 coef 6 4 .15884798E - 02 coef 6 6 .18619518E - 03 coef 6 8 -.64747077E - 05 coef 6 10 .59251015E - 06 TABEL 3 1003530 ""* CONSTRUCTIE-GEGEVENS VAN HET OPTISCHE SYSTEEM *"" 14 UITVOERINGSVORM 4 nr dikte kromming straal index labels diameter medium mm mm'(-l) mm mm 1 oneindig .00000000 "oneindig* 1.000000 0 0 0 4.0000 2 16.2500 .00000000 "oneindig* 1.000000 0 0 0 10.0000 3 2.2000 .00000000 «oneindig" 1.000000 0 0 0 8.0000 4 12.0000 -.03762810 -26.5759 1.785350 0 0 0 8.0000 SF6 5 -12.0000 .00000000 "oneindig* -1.785350 0 0 0 8.0000 SF6 6 12.0000 -.03762810 -26.5759 1.785350 0 0 1 8.0000 SF6 7 16.0000 -.22268585 -4.4906 1.000000 1 0 0 3.4000 8 5.0000 -.21505500 -4.6500 1.785350 0 0 0 6.4000 SF6 9 .2000 .25769200 3.8806 1.000000 000 6.4000 10 4.5000 .14534170 6.8803 1.785350 2 0 0 3.2000 SF6 11 2.1346 .00000000 «oneindig* 1.000000 0 0 0 10.0000 "**" EINDE VAN DE CONSTRUCTIE-GEGEVENS VAN HET OPTISCHE SYSTEEM **" even termen van de machtreeks-ontwikkeling van asferisch oppervlak nr 7 (label 1) coef 7 2 -.11134293E+00 coef 7 4 -.79266587E - 02 coef 7 6 -.28103418E - 03 coef 7 8 -.18358366E - 0314 2.9823 .00000000 "infinite * 1.000000 0 0 0 10.0000 *" * "END OF OPTICAL SYSTEM CONSTRUCTION DATA **" "even terms of the power series development of aspherical surface No. 1 (label 1) coef 5 2 - .10124398E + 00 coef 5 4 .14388469E - 02 coef 5 6 -.93949192E -05 coef 5 8 .2467961 IE-06 even terms of the power series development of aspherical surface nr 8 (label 2) coef 8 2 -. 15626707E + 00 coef 8 4 -.36067533E - 02 coef 8 6 -.63029798E - 03 coef 8 8 -.79118996E - 04 even terms of the power series development of aspherical surface No. 10 (label 7) coef 10 2 .51149648E - 01 coef 10 4 -.63188605E - 03 coef 10 6 .87476848E - 05 coef 10 8 -.26582718E - 06 TABLE 2 1003530 *** CONSTRUCTION DATA OF THE OPTICAL SYSTEM “» EMBODIMENT 3 13 no thickness curvature radius index labels diameter medium mm mm * (- l) mm mm 1 infinite .00000000 'infinite * 1.000000 0 0 0 4.0000 2 23.7500 .00000000' infinite * 1.000000 0 0 0 10.0000 3 .7940 .00000000 'infinite * 1.000000 0 0 0 10.0000 4 3.8713 -.10517700 -9.5078 1.000000 0 0 0 10.0000 5 -16.0000 -.05301543 -18.8624 -1.000000 1 0 0 4.0000 6 -4.0443 .26388953 3.7895 -1.785350 2 0 0 4.0000 SF6 7 -.2000 -.18355900 -5.4478 -1.000000 0 0 0 4.0000 8 -4.7982 .00000000 'infinite * -1.785350 0 0 0 4.0000 SF6 9 -.5000 .00000000' infinite »-1.000000 0 0 0 10.0000“ “END OF OPTICAL SYSTEM CONSTRUCTION DATA EM "" even terms of the power series development of aspherical surface nr 5 (label 1) coef 5 2 -.26507716E - 01 coef 5 4 .90624280E - 02 coef 5 6 -. 1434091 IE - 02 coef 5 8 .13875028E - 02 coef 5 10 -.27916294E - 03 even terms of the power series development of aspherical surface nr 6 (label 2) coef 6 2 .13194476E + 00 coef 6 4 .15884798E - 02 coef 6 6 .18619518E - 03 coef 6 8 -.64747077E - 05 coef 6 10 .59251015E - 06 TABLE 3 1003530 "" * CONSTRUCTION DATA OF THE OPTICAL SYSTEM * "" 14 EMBODIMENT 4 nr thickness curvature radius index labels diameter medium mm mm '(-l) mm mm 1 infinite .00000000 "infinite * 1.000000 0 0 0 4.0000 2 16.2500 .00000000" infinite * 1.000000 0 0 0 10.0000 3 2.2000 .00000000 «infinite" 1.000000 0 0 0 8.0000 4 12.0000 -.03762810 -26.5759 1.785350 0 0 0 8.0000 SF6 5 -12.0000 .00000000 "infinite * -1.785350 0 0 0 8.0000 SF6 6 12.0000 -.03762810 -26.5759 1.785350 0 0 1 8.0000 SF6 7 16.0000 -.22268585 -4.4906 1.000000 1 0 0 3.4000 8 5.0000 -. 21505500 -4.6500 1.785350 0 0 0 6.4000 SF6 9 .2000 .25769200 3.8806 1.000000 000 6.4000 10 4.5000 .14534170 6.8803 1.785350 2 0 0 3.2000 SF6 11 2.1346 .00000000 «infinite ig * 1.000000 0 0 0 10.0000 "**" END OF OPTICAL SYSTEM CONSTRUCTION DATA ** "even terms of the power series development of aspherical surface nr 7 (label 1) coef 7 2 -.11134293E + 00 coef 7 4 -.79266587E - 02 coef 7 6 -.28103418E - 03 coef 7 8 -.18358366E - 03

coef 7 10 .OOOOOOOOE+OOcoef 7 10 .OOOOOOOOE + OO

coef 7 12 .OOOOOOOOE + OOcoef 7 12 .OOOOOOOOE + OO

even termen van de machtreeks-ontwikkeling van asferisch oppervlak nr 8 (label 2) coef 10 2 .72670849E - 01 coef 10 4 .10889008E - 01 coef 10 6 -.37180355E - 03 coef 10 8 .74663208E - 03even terms of the power series development of aspherical surface nr 8 (label 2) coef 10 2 .72670849E - 01 coef 10 4 .10889008E - 01 coef 10 6 -.37180355E - 03 coef 10 8 .74663208E - 03

coef 10 10 .OOOOOOOOE + OOcoef 10 10 .OOOOOOOOE + OO

coef 10 12 .OOOOOOOOE + OOcoef 10 12 .OOOOOOOOE + OO

TABEL 4 1003530 UITVOERINGSVORM 5 *“ CONSTRUCTIE-GEGEVENS VAN HET OPTISCHE SYSTEEM *“ 15 nr dikte kromming straal index labels diameter medium mm mmA(-l) mm mm 1 oneindig .00000000 ‘oneindig* 1.000000 0 0 0 40.0000 2 23.7500 .00000000 ‘oneindig* 1.000000 0 0 0 40.0000 3 .7940 .00000000 ‘oneindig* 1.000000 000 10.0000 4 15.6813 -.05000000 -20.0000 1.000000 0 0 0 12.4000 5 -13.0000 .00000000 ‘oneindig* -1.000000 0 0 0 8.0000 6 17.0000 -.17238000 -5.8011 1.000000 1 0 0 2.6000 7 6.8624 -.20504138 -4.8771 1.785350 2 0 0 4.8000 SF6 8 .2000 .23758000 4.2091 1.000000 0 0 0 4.8000 9 6.6406 .00000000 ‘oneindig* 1.762486 0 0 0 4.8000 LAFN28 10 .5000 .00000000 ‘oneindig* 1.000000 0 0 0 10.0000 ““ EINDE VAN DE CONSTRUCTIE-GEGEVENS VAN HET OPTISCHE SYSTEEM «“ even termen van de machtreeks-ontwikkeling van asferisch oppervlak nr 6 (label 1) coef 6 2 -.86189998E - 01 coef 6 4 -.53245708E - 02 coef 6 6 .36459395E - 03 coef 6 8 -.29517799E - 03 coef 6 10 .3310233IE - 04 even termen van de machtreeks-ontwikkeling van asferisch oppervlak nr 7 (label 2) coef 7 2 -.10252069E+00 coef 7 4 -.39529992E - 03 coef 7 6 .21868555E - 04 coef 7 8 -. 11263245E - 04 coef 7 10 .15010718E - 05 TABEL 5 1003530 UITVOERINGSVORM 7 *** CONSTRUCTIE-GEGEVENS VAN HET OPTISCHE SYSTEEM *** 16 nr dikte kromming straal index labels diameter medium mm mm*(-l) mm mm 1 -8.0200 .00000000 ‘oneindig* 1.000000 0 0 0 44.0000 2 75.0000 -.01333330 -75.0002 1.000000 0 0 0 62.0000 3 -55.0000 .00000000 ‘oneindig* -1.000000 0 0 0 20.0000 4 10.8000 .00000000 ‘oneindig* 1.000000 0 0 0 8.8000 5 .0000 .05466170 18.2943 1.000000 000 8.8000TABLE 4 1003530 EMBODIMENT 5 * “CONSTRUCTION DATA OF THE OPTICAL SYSTEM *“ 15 no thickness curvature radius index labels diameter medium mm mmA (-l) mm mm 1 infinite .00000000 'infinite * 1.000000 0 0 0 40.0000 2 23.7500 .00000000' infinite * 1.000000 0 0 0 40.0000 3 .7940 .00000000 'infinite * 1.000000 000 10.0000 4 15.6813 -.05000000 -20.0000 1.000000 0 0 0 12.4000 5 -13.0000 .00000000' infinite * -1.000000 0 0 0 8.0000 6 17.0000 -.17238000 - 5.8011 1.000000 1 0 0 2.6000 7 6.8624 -.20504138 -4.8771 1.785350 2 0 0 4.8000 SF6 8 .2000 .23758000 4.2091 1.000000 0 0 0 4.8000 9 6.6406 .00000000 'infinite * 1.762486 0 0 0 4.8000 LAFN28 10 .5000 .00000000' infinite * 1.000000 0 0 0 10.0000 "" END OF OPTICAL SYSTEM CONSTRUCTION DATA «" even terms of the power series development of aspherical surface nr 6 (label 1) coef 6 2 -.86189998E - 01 coef 6 4 -.53245708E - 02 coef 6 6 .36459395E - 03 coef 6 8 -.29517799E - 03 coef 6 10 .3310233IE - 04 even terme n of the power series development of aspherical surface No. 7 (label 2) coef 7 2 -.10252069E + 00 coef 7 4 -.39529992E - 03 coef 7 6 .21868555E - 04 coef 7 8 -. 11263245E - 04 coef 7 10 .15010718E - 05 TABLE 5 1003530 EMBODIMENT 7 *** CONSTRUCTION DATA OF THE OPTICAL SYSTEM *** 16 nr thickness curvature radius index labels diameter medium mm mm * (- l) mm mm 1 -8.0200. 00000000 'infinite * 1.000000 0 0 0 44.0000 2 75.0000 -.01333330 -75.0002 1.000000 0 0 0 62.0000 3 -55.0000 .00000000' infinite * -1.000000 0 0 0 20.0000 4 10.8000 .00000000 'infinite * 1.000000 0 0 0 8.8000 5.0000 .05466170 18.2943 1.000000 000 8.8000

6 2.0000 .14558900 6.8687 1.599569 0 0 0 7.2000 BSM51Y6 2.0000 .14558900 6.8687 1.599569 0 0 0 7.2000 BSM51Y

7 5.1666 .00000000 ‘oneindig* 1.000000 0 0 0 5.00007 5.1666 .00000000 "infinite * 1.000000 0 0 0 5.0000

8 2.0000 .14461400 6.9150 1.599569 0 0 0 5.0000 BSM51Y8 2.0000 .14461400 6.9150 1.599569 0 0 0 5.0000 BSM51Y

9 3.3652 .00000000 ‘oneindig* 1.000000 0 0 0 4.20009 3.3652 .00000000 "infinite * 1.000000 0 0 0 4.2000

10 2.0000 .12974600 7.7074 1.599569 0 0 0 4.2000 BSM51Y10 2.0000 .12974600 7.7074 1.599569 0 0 0 4.2000 BSM51Y

11 .8211 .00000000 ‘oneindig* 1.000000 0 0 0 4.200011 .8211 .00000000 "infinite * 1.000000 0 0 0 4.2000

12 2.5000 -.11505000 -8.6919 1.599569 0 0 0 4.2000 BSM51Y12 2.5000 -.11505000 -8.6919 1.599569 0 0 0 4.2000 BSM51Y

13 .8289 .04480150 22.3207 1.000000 000 4.200013 .8289 .04480150 22.3207 1.000000 000 4.2000

14 2.5000 .00000000 ‘oneindig* 1.599569 0 0 0 4.0000 BSM51Y14 2.5000 .00000000 "infinite * 1.599569 0 0 0 4.0000 BSM51Y

15 .5000 .13458400 7.4303 1.000000 0 0 0 3.800015 .5000 .13458400 7.4303 1.000000 0 0 0 3.8000

16 2.5000 .26023200 3.8427 1.599569 0 0 0 3.4000 BSM51Y16 2.5000 .26023200 3.8427 1.599569 0 0 0 3.4000 BSM51Y

17 1.0114 .00000000 *oneindig* 1.000000 0 0 0 3.2000 18 3.3488 .00000000 ‘oneindig* 1.000000 0 0 0 4.000017 1.0114 .00000000 * infinite * 1.000000 0 0 0 3.2000 18 3.3488 .00000000 "infinite * 1.000000 0 0 0 4.0000

19 2.5000 -.13468100 -7.4250 1.599569 0 0 0 4.6000 BSM51Y19 2.5000 -.13468100 -7.4250 1.599569 0 0 0 4.6000 BSM51Y

20 1.0000 .15644300 6.3921 1.000000 000 5.000020 1.0000 .15644300 6.3921 1.000000 000 5.0000

21 2.5000 .00000000 ‘oneindig* 1.599569 0 0 0 4.4000 BSM51Y21 2.5000 .00000000 "infinite * 1.599569 0 0 0 4.4000 BSM51Y

22 .5000 .19666800 5.0847 1.000000 000 4.000022 .5000 .19666800 5.0847 1.000000 000 4.0000

23 2.5000 .00000000 *oneindig* 1.599569 0 0 0 3.0000 BSM51Y23 2.5000 .00000000 * infinite * 1.599569 0 0 0 3.0000 BSM51Y

24 .3000 -.08686980 -11.5115 1.000000 000 2.500024 .3000 -.08686980 -11.5115 1.000000 000 2.5000

25 1.4000 .00000000 ‘oneindig* 1.599569 0 0 0 2.2000 BSM51Y25 1.4000 .00000000 "infinite * 1.599569 0 0 0 2.2000 BSM51Y

26 .9007 .00000000 ‘oneindig* 1.000000 0 0 0 1.2000 27 .0000 .00000000 ‘oneindig* 1.000000 000 ********* (BSM51Y wordt geleverd door de OHARA-maatschappij/Japan) ““ EINDE VAN DE CONSTRUCTIE-GEGEVENS VAN HET OPTISCHE SYSTEEM **** TABEL 6 100353026 .9007 .00000000 'infinite * 1.000000 0 0 0 1.2000 27 .0000 .00000000' infinite * 1.000000 000 ********* (BSM51Y is supplied by the OHARA company / Japan) "" END OF CONSTRUCTION -DATA OF THE OPTICAL SYSTEM **** TABLE 6 1003530

Claims

A wide-angle scanning objective system for transforming an angularly varying collimated radiation beam into a rather varying scanning spot, comprising a first positive strength optical group to form a rather varying intermediate spot from the collimated beam and a second optical group having 5, positive strength for imaging the intermediate spot to the scanning spot, characterized in that the first optical group includes a dioptric strength element for correction of image field curvature of the scanning objective system.

Wide-angle scanning objective system according to claim 1, characterized in that the element is refractive.

Wide-angle scanning objective system according to claim 2, characterized in that the element has a surface located near the intermediate spot.

Wide-angle scanning objective system according to claim 2 or 3, characterized in that the element has a negative strength.

5. Wide-angle scanning objective according to claim 1, characterized in that the element is reflective.

Wide angle scanning objective system according to claim 5, characterized in that the first optical group contains only the element.

Wide angle scanning objective system according to claim 1, characterized in that the second group has an enlargement between -0.65 and -0.20.

8. A surface-sensing optical apparatus, which apparatus comprises a sensing device which, in operation, senses the surface in at least one direction with a scanning spot of the radiation and includes a beam deflection unit and a wide angle scanning objective system according to any one of claims 1 to 7. 1003530