NL8802988A - Inrichting voor het met optische straling aftasten van een informatievlak. - Google Patents

Description

N.v. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Inrichting voor het met optische straling aftasten van een informatievlak.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het met optische straling aftasten van een stralingsreflekterend informatievlak, welke inrichting bevat een een aftastbundel leverende stralingsbron, een objektiefstelsel voor het fokusseren van de aftastbundel tot een aftastvlek in het informatievlak en voor het herafbeelden van de aftastvlek op een samengesteld stralingsgevoelig detektiestelsel, en een in de stralingsweg tussen de stralingsbron en het objektiekstelsel geplaatst eerste diffraktie-element voor het afbuigen van een deel van de door het informatievlak gereflekteerde straling naar het stralingsgevoelige detektiestelsel en voor het dusdanig vervormen van de afgebogen bundel dat daaruit met behulp van hét samengeteld detektiestelsel een fokusfoutsignaal kan worden afgeleid.

Een fokusfoutsignaal is een signaal dat evenredig is met een afwijking tussen het vlak van fokussering van het objektiefstelsel en het informatievlak.

Het vervormen van de afgebogen deelbundel kan bestaan uit het splitsen van de bundel in bijvoorbeeld twee deelbundels, aan elk waarvan een apart detektorenpaar van het samengesteld detektiestelsel is toegevoegd. En andere mogelijkheid is dat de bundel astigmatisch wordt gemaakt, waarbij deze bundel samenwerkt met vier in vier verschillende kwadranten gelegen detektoren van het detektiestelsel.

Een dergelijke inrichting, die in principe geschikt is voor het uitlezen van in een optische registratiedrager ingeschreven informatie alsook voor het langs optische weg inschrijven van een dergelijke registratiedrager, is bekend uit het Amerikaanse octrooischrift nr. 4,665,310. Het samengetelde diffraktie-element, in de vorm van een diffraktieraster, vervult in deze inrichting twee funkties waarvoor anders twee aparte elementen moeten worden gebruikt. Op de eerste plaats zorgt het raster ervoor dat de door het informatievlak gereflekteerde en door het objektiefstelsel tredende straling uit de weg van de door de diodelaser uitgezonden straling wordt afgebogen, zodat een detektiestelsel in de weg van de gereflekteerde straling geplaatst kan worden. Op de tweede plaats splitst het raster de gereflekteerde bundel in twee deelbundels die nodig zijn voor het opwekken van een fokusfoutsignaal, dat wil zeggen een signaal dat informatie bevat over de grootte en de richting van een afwijking tussen het vlak van fokussering van het objektiestelsel en het informatievlak. Aan elk van de deelbundels is een afzonderlijk detektorenpaar toegevoegd, waarbij het verschilsignaal tussen de uitgangssignalen van de tot hetzelfde paar behorende detektoren een maat is voor de fokussering van de aftastbundel op het informatievlak.

Behalve een fokusfoutsignaal moet in de hier beschouwde inrichtingen ook een spoorvolgfoutsignaal opgewekt worden. Een spoorvolgfout is een afwijking tussen het centrum van de stralingsverdeling van de aftastvlak en het midden van een uit te lezen informatiespoor-gedeelte of een in te schrijven spoorgedeelte. In de inrichting volgens het Amerikaanse oktrooischrift nr. 4.665.310 wordt een spoorvolgfout gedetekteerd met behulp van dezelfde detektoren waarmee ook een fokusfout wordt gedetekteerd.

Daartoe is in de bekende inrichting het diffraktieraster zodanig georiënteerd dat de scheidingslijn tussen twee deelrasters, waaruit het raster is opgebouwd, evenwijdig is aan de spoorrichting ter plaatse van de aftastvlek. Het spoorvolgfoutsignaal wordt verkregen door van elk detektorenpaar de som van de uitgangssignalen te bepalen en deze somsignalen van elkaar af te trekken. Bij het zogenaamde enkele-vleksysteera volgens het Amerikaanse oktrooischrift nr. 4.665.310 kunnen afwijkingen, of zogenaamde off-sets, in het spoorvolgfoutsignaal optreden onder andere als gevolg van een asymmetrische energieverdeling binnen de aftastbundel. Het spoorvolgservosysteem dat dient voor het gecentreerd houden van de aftastvlek op het spoor kan een zogenaamde twee-traps systeem zijn. In een dergelijk systeem geschiedt de grofinstelling van de aftastvlek door het verplaatsen van een slede, waarop zich bijvoorbeeld de stralingsbron en het objektiefstelsel bevinden, ten opzichte van de sporen. De fijninstelling van de aftastvlek geschiedt dan door verplaatsen van bijvoorbeeld het objektiefstelsel ten opzichte van de slede. Deze verplaatsing kan een verdere afwijking in het spoorvolgfoutsignaal veroorzaken. Ter voorkoming daarvan, of kompensatie daarvoor, moeten in de praktijk extra maatregelen getroffen worden. Bij gebruik van dezelfde detektoren voor het opwekken van zowel een fokusfoutsignaal als een spoorvolgfoutsignaal kan bovendien een fokusfout het spoorvolgfoutsignaal, of omgekeerd een spoorvolgfout het fokusfoutsignaal beïnvloeden.

De onderhavige uitvinding heeft ten doel een inrichting van de in de aanhef vermelde soort te verschaffen die bovengenoemde nadelen niet vertoont en die een nieuwe kombinatie van een fokusfoutdetektiestelstel en een spoorvolgfoutdetektiestelsel bevat.

Deze inrichting vertoont als kenmerk, dat tussen de stralingsbron en het eerste diffraktie-element een tweede, enkelvoudig diffraktie-element is aangebracht voor het splitsen van de door de stralingsbron geleverde bundel in de aftastbundel en twee hulpbundels die de aftastvlek respektievelijk twee hulpvlekken vormen in het informatievlak, dat het samengestelde detektiestelsel extra detektoren bevat voor de herafgebeelde hulpvlekken en dat het tweede diffraktie-element zodanig klein is en op een zodanige positie geplaatst is dat de door het eerste diffraktie-element afgebogen bundels het tweede diffraktie-element niet bereiken.

Door het gebruik van twee hulpbundels die samenwerken met afzonderlijke detektoren kan het opwekken van het spoorvolgfoutsignaal ontkoppeld worden van het opwekken van het fokusfoutsignaal zodat de kans op overspraak tussen deze signalen verminderd is. De scheidingslijn binnen het samengestelde diffraktie-element behoeft niet meer evenwijdig te zijn aan de spoorrichting waardoor de kans dat een spoorvolgfout het fokusfoutsignaal beïnvloedt verminderd wordt. Bovendien beschikt men dan over een extra vrijheidsgraad bij het ontwerpen.

Opgemerkt wordt dat het Amerikaanse oktrooi nr. 3876842 een aftastinrichting bekend is waarin een diffraktieraster wordt gebruikt voor het vormen van een aftastbundel en twee hulpbundels waarbij aan elke hulpbundel een aparte detektor is toegevoegd en waarin die hulpbundels worden gebruikt voor het opwekken van een spoorvolgfoutsignaal. In deze bekende inrichting wordt echter geen samengesteld diffraktie-element gebruikt voor zowel het scheiden van de van de registratiedrager afkomstige bundel en de naar de registratiedrager gaande bundel als voor het in geschikt vorm brengen van de afgebogen bundel voor fokusfoutdetektie.

Een essentieel onderdeel van de onderhavige uitvinding is dat het enkelvoudige diffraktie-element dusdanig klein is en op een zodanige positie tussen de stralingsbron en het samengesteld diffraktie-element is geplaatst, dat de van het laatstgenoemde element afkomstige en naar het detektiestelsel gerichte straling niet door het enkelvoudige diffraktie-element in verdere deelbundels wordt opgesplitst. Daardoor blijft het aantal stralingsvlekken dat op het detektiestelsel gevormd wordt beperkt waardoor de geometrie van dit stelstel relatief eenvoudige blijft. Bovendien is dan de energie in de stralingsvlekken die nodig zijn voor het opwekken van de verschillende signalen nog voldoende groot.

Dé inrichting volgens de uitvinding kent twee klassen van uitvoeringsvormen. De eerste klasse vertoont als algemeen kenmerk, dat beide diffraktie-elementen stralingsdoorlatend zijn. De diffraktie-elementen zijn dan boven elkaar geplaatst en kunnen samen met andere komponenten, zoals de stralingsbronnen en het detektiestelsel in één smalle buisvormige houder aangebracht worden.

De uitvoeringsvormen van de tweede klasse vertonen als gemeenschappelijk kenmerk, dat minstens een van de diffraktie-elementen een reflekterend element is.

Een eerste uitvoeringsvorm van de tweede klasse vertoont als kenmerk, dat het eerste diffraktie-element reflekterend is en het tweede diffraktie-element stralingsdoorlatend is.

Het eerste diffraktie-element fungeert dan tevens als opvouwspiegel waardoor de hoogte van de aftastinrichting beperkt kan worden.

Een tweede uitvoeringsvorm van de tweede klasse vertoont als kenmerk, dat het eerste diffraktie-element stralingsdoorlatend en het tweede diffraktie-element reflekterend is.

Het tweede diffraktie-element kan dan deel uitmaken van aen groter reflekterend element dat straling die door het eerste iiffraktie-element buiten het tweede diffraktie-element is afgebogen laar het stralingsgevoelige detektiestelsel reflekteert.

Een derde uitvoeringsvorm van de tweede klasse vertoont ils kenmerk, dat het eerste en het tweede diffraktie-element beide ceflekterend zijn.

Dan fungeren beide diffraktie-elementen als jpvouwspiegels waardoor de hoogte van de aftastinrichting tot een linimum beperkt kan worden.

In de inrichting waarin de uitvinding wordt toegepast is bij voorkeur de stralingsbron een diodelaser en bevat het stralingsgevoelig detektiestelsel een samengestelde fotodiode waarbij de laserdiode en de fotodiode op een blok aangebracht zijn aan een zijde van een behuizing, welke behuizing aan de tegenoverliggende zijde is voorzien van een stralingsdoorlatend venster. Indien het eerste en tweede diffraktie-element stralingsdoorlatend zijn kan deze inrichting als kenmerk vertonen, dat het tweede diffraktie-element is opgenomen in de behuizing en dat het eerste diffraktie-element vast verbonden is met de stralingsdoorlatende zijde van de behuizing.

Het eerste diffraktie-element kan zich op enige afstand van het stralingsdoorlatend venster van de behuizing bevinden en via een ring met die behuizing verbonden zijn. Een andere mogelijkheid is dat dit diffraktie-element op het stralingsdoorlatende venster aangebracht is. Het is ook mogelijk dat het eerste diffraktie-element een gedeelte van het stralingsdoorlatende venster vormt. De genoemde eerste behuizing kan gefixeerd aangebracht zijn binnen een tweede behuizing die ook weer voorzien is van een stralingsdoorlatend venster. Het eerste diffraktie-element kan dan op dit venster aangebracht zijn of onderdeel van dit venster zijn.

Door toepassing van de genoemde konstruktieve mogelijkheden kan de aftastinrichting kompakt uitgevoerd worden.

Een voor wat betreft assemblage voordelige uitvoeringsvorm van deze inrichting vertoont als verder kenmerk, dat een kollimatorlens vast met de behuizing verbonden is.

In deze inrichting is in de stralingsweg achter de kollimatorlens nog een objektiefstelsel aanwezig. Zoals beschreven in het Amerikaanse oktrooir nr. 4668056 kan dit objektiefstelsel gevormd worden door een enkelvoudige lens met minstens één asferisch oppervlak, welke enkelvoudige lens ook nog de funktie van de kollimatorlens kan overnemen. Van de in het Amerikaanse oktrooischrift nr. 4668054 beschreven techniek kan gebruik gemaakt worden om de inrichting van de uitvinding ten aanzien van de kompaktheid en de eenvoud van assemblage verder te verbeteren. Een dergelijke inrichting vertoont als kenmerk, dat een objektiefstelsel in de vorm van een enkelvoudige objektieflens vast met de behuizing verbonden is.

Deze kollimatorlens kan via een ring vast met de eerste behuizing, waarop of waarin zich het eerte diffraktie-element bevindt, verbonden zijn. Het is ook mogelijk dat de kollimatorlens de stralingsdoorlantende afsluiting van een tweede behuizing vormt, in welke tweede behuizing de eerste behuizing gefixeerd is. Indien het eerste diffraktie-element onderdeel is van een tweede behuizing kan de kollimatorlens de stralingsdoorlatende afsluiting van een derde behuizing, waarbinnen de tweede behuizing gefixeerd aangebracht is, zijn

Deze enkelvoudige objektieflens kan op dezelfde wijzen met de behuizing verbonden zijn als hierboven beschreven voor de kollimatorlens

In de inrichting volgens de uitvinding kunnen verschillende methodes van fokusfoutdetektie toegepast worden. Van een eerste mogelijkheid wordt gebruik gemaakt in een uitvoeringsvorm die als kenmerk vertoont dat het tweede diffraktie-element een diffraktieraster is met konstante rasterperiode en waarvan de rasterstroken nagenoeg dwars op de effektieve spoorrichting staan, dat het eerste diffraktie-element een diffraktieraster is met een verlopende rasterperiode en dat het samengestelde detektiestelsel vier detektoren bevat die in vier verschillende kwadranten rond de hoofdstraal van de door het eerste diffraktieraster afgebogen aftastbundel gelegen zijn, met behulp van welke detektoren de vorm van de herafgeheelde aftastbvlek wordt bepaald.

Met het begrip effektieve spoorrichting, dat in de onderhavige beschrijving wordt gebruikt in verband met zowel het diffraktieraster als het samengestelde detektiestelsel, wordt bedoeld de richting van het op het betreffende element geprojekteerde spoorgedeelte dat zich ter plaatse van de aftastvlek bevindt. Doordat de rasterstroken van het tweede diffraktieraster een hoek van bijna 90° met de effektieve spoorrichting maken liggen de hulpvlekken die in het informatievlak gevormd worden door de door dit raster gevormde hulpbundels achter elkaar in de spoorrichting. Door de genoemde hoek in de orde van enkele graden van 90° te laten afwijken wordt bereikt dat een van de hulpvlekken op een eerste rand en de andere hulpvlek op de tweede rand van het spoor gelegen is.

Het raster met de variërende rasterperiode zet de afgebogen aftastbundel om in een astigmatische bundel en de vorm van de herafgebeelde aftastvlek wordt bepaald door de mate van fokussering van de aftastbundel op het informatievlak.

Bij een defokussering vervormt deze stralingsvlek tot een elliptische vlek waarvan de lange as, afhankelijk van het teken van de defokussering, gelegen is in een van de twee onderling loodrechte richtingen, hierna aangeduid met astigmatische richtingen. De scheidingsstroken binnen de vier kwadrantendetektor maken hoeken van ongeveer 45° met de astigmatische richtingen.

Een eerste uitvoeringsvorm van een aftastinrichting met een astigmatische eerste raster vertoont als kenmerk, dat het eerste raster rechte rasterstroken heeft en een lineair verlopende rasterperiode.

In deze uitvoeringsvorm zijn de astigmatische richtingen evenwijdig aan, respektievelijk dwars op de richting van de rasterstroken van het eerste raster. Indien de rasterstroken evenwijdig aan, of dwars op, de effektieve spoorrichting zijn, maken de scheidingsstroken hoeken van 45° met de effektieve spoorrichting. Dan kan een spoorvolgfout het fokusfoutsignaal beïnvloeden.

Dit wordt voorkomen in een aftastinrichting die als kenmerk, vertoont, dat de rasterstroken van het eerste raster gekromd zijn en dat de scheidingsstroken tussen de vier detektoren van de vier-kwadrantendetektor evenwijdig aan, respektievelijk dwars op, de effektieve spoorrichting zijn.

Door dit speciale raster, ook wel aangeduid met hologram, dit behalve gekromde stroken, ook een niet-lineair verloop van de periode heeft, worden de astigmatische richtingen verlegd, zodat de scheidingsstroken in de vier-kwadrantendetektor evenwijdig aan, respektievelijk dwars op de effektieve spoorrichting kunnen zijn, waardoor overspraak van een spoorvolgfout op het fokusfoutsignaal voorkomen wordt.

Opgemerkt wordt dat het gebruik van een raster met lineair variërende rasterperiode in kombinatie met een vier-kwadranten detektor voor het opwekken van een fokusfoutsignaal op zichzelf bekend is uit het Amerikaanse oktrooischrift nr. 4358200. De inrichting volgens dit oktrooischrift bevat echter geen tweede diffraktieraster voor het vormen van twee hulphundels.

Een tweede mogelijkheid van fokusfoutdetektie die, voor wat betreft temperatuur-gevoeligheid en eenvoud van afregelen, de voorkeur verdient boven de hierboven genoemde, zogenaamde astigmatische, methode is verwezenlijkt in een uitvoeringsvorm die als kenmerk vertoont dat het eerste diffraktie-element een uit twee deelrasters bestaand diffraktieraster is dat de afgebogen aftastbundel in twee deelbundels splitst, dat het samengestelde detektiestelsel twee detektorenparen bevat waarbij de eerste, respektievelijk tweede, deelbundel samenwerkt met een eerste, respektievelijk tweede, detektorenpaar.

In deze inrichting wordt de aftastvlek herafgebeeld in twee stralingsvlekken op de detektorenparen. Elk van deze stralingsvlekken verschuift dwars op de scheidingsstrook van het bijbehorende detektorenpaar in afhankelijkheid van een fokusfout van de aftastbundel ten opzichte van het informatievlak. Deze verschuiving kan worden gedetekteerd door de uitgangssignalen van de detektoren te vergelijken. Deze methode van fokusfoutdetektie staat bekend als de dubbele Foucaultmethode.

Een voorkeursuitvoeringsvorm van de laatstgenoemde inrichting vertoont als kenmerk, dat de deelrasters een verlopende rasterperiode hebben en dat de rasterstroken van de deelrasters gekromd zijn.

Door de verlopende rasterperiode en de gekromde rasterstroken vertoont het samengestelde raster een lenswerking en kan door verplaatsing van dit raster, in dit richting van de scheidingslijn van de deelrasters de energieverdeling van de stralingsvlekken symmetrisch ten opzichte van de bijbehorende detektorenparen gemaakt worden, onder andere doordat de afbeeldingsafstand van het samenstel van objektiefstelsel en het raster aangepast wordt aan de afstand, in de richting van de optische as, tussen de diodelaser en de detektoren. Dit is vooral van belang indien de detektoren, in de vorm van fotodioden, en de diodelaser in één komponent verenigd en ten opzichte van elkaar gefixeerd zijn. Een samengesteld raster met verlopende rasterperiodes en gekromde rasterstroken, welk raster ook wordt aangeduid met hologram, biedt de mogelijkheid om te korrigeren voor afbeeldingsfouten, zoals koma en astigmatisme die bij gebruik van een raster met rechte rasterstroken kunnen optreden.

Een aftastinrichting waarin de Foucault-fokusfoutdetektiemethode wordt toegepast kent in principe twee uitvoeringsvormen. De eerste uitvoeringsvorm vertoont als kenmerk dat de rasterstroken van het ene deelraster dezelfde hoofdrichting hebben als die van het andere deelraster, dat de gemiddelde rasterperiode van de deelrasters verschillend zijn, en dat de detektorenparen naast elkaar gelegen zijn in een richting evenwijdig met de scheidingslijn tussen de deelrasters. In deze uitvoeringsvorm worden de deelbundels van de aftastbundel in dezelfde richting echter onder verschillende hoeken afgebogen.

De tweede uitvoeringsvorm vertoont als kenmerk, dat de deelrasters dezelfde gemiddelde rasterperiode hebben terwijl de hoofdrichting van de rasterstroken van het ene deelraster een eerste en die van het andere deelraster een tweede hoek maken met de scheidingslijn van de twee deelrasters en dat de detektorenparen naast elkaar gelegen zijn in een richting dwars op de richting van de genoemde scheidingslijn. Thans worden de deelbundels van de aftastbundel bij voorkeur over dezelfde hoeken maar in verschillende richtingen afgebogen. Deze uitvoeringsvorm verdient de voorkeur boven de vorige uitvoeringsvorm vanwege betere montage toleranties, afregelmogelijkheden en stabiliteit.

Een derde uitvoeringsvorm van de aftastinrichting met de Foucault-fokusfoutdetektie vertoont als kenmerk, dat de hoofdrichting van de rasterstroken van het eerste deelraster een eerste hoek en die van de rasterstroken van het tweede deelraster een tweede hoek maken met de scheidingslijn tussen de deelrasters, dat de gemiddelde rasterperioden van de twee deelrasters verschillend zijn en dat de detektorenparen zowel in een richting evenwijdig aan als in een richting loodrecht op de genoemde scheidingslijn verschillende posities innemen.

Deze uitvoeringsvorm kan beschouwd worden als een kombinatie van de laatstgenoemde eerste en tweede uitvoeringsvorm.

Van de aftastinrichting waarin de Foucault-fokusdetektiemethode wordt toegepast, zijn voor wat betreft de onderlinge posities van de detektoren van het samengestelde detektiestelsel, welke posities afhankelijk zijn van de richtingen van de rasterstroken van het eerste en tweede diffraktieraster en van de hoeken waaronder deze rasters de bundels afbuigen, verschillende uitvoeringsvormen mogelijk.

Een eerste uitvoeringsvorm vertoont als kenmerk, dat in het samengestelde detektiestelsel, gezien in de richting dwars op de effektieve spoorrichting, aan een eerste, respektievelijke tweede zijde van de twee naast elkaar gelegen detektorenparen een eerste, respektievelijk tweede, detektor gelegen is voor het opvangen van de eerste, respektievelijk tweede, hulpbundel.

In deze uitvoeringsvorm zijn de hoeken waaronder het eerste diffraktieraster de deel-aftastbundels afbuigt kleiner dan de hoeken waaronder het tweede diffraktieraster de hulpbundels afbuigt.

Een uitvoeringsvorm waarin dit niet het geval is en waarin meer vrijheid bestaat in de keuze van de afbuighoeken van het eerste diffraktieraster vertoont als kenmerk, dat in het samengestelde stralingsgevoelige detektiestelsel een eerste en tweede, respektievelijk een derde en vierde, detektor aanwezig zijn voor de eerste, respektievelijk tweede, hulpbundel die elk door het eerste diffraktieraster in twee deelbundels worden opgesplitst waarbij, gezien in de richting dwars op de effektieve spoorrichting de vier detektoren en de twee detektorenparen naast elkaar gelegen zijn in de volgorde: eerste detektor, eerste detektorpaar, derde detektor, tweede detektor, tweede detektorenpaar en vierde detektor.

Een, voor wat betreft de vrijheid van de keuze van de afbuighoeken van het eerste diffraktieraster, alternatieve uitvoeringsvorm vertoont als kenmerk, dat de rasterstroken van het eerste diffraktieraster in hoofdzaak evenwijdig zijn met die van het tweede diffraktieraster en dat, gezien in de effektieve spoorrichting, een eerste detektor voor de eerste hulpbundel en een tweede detektor voor de tweede hulpbundel aan verschillende zijden gelegen zijn van de twee detektorenparen, welke paren naast elkaar liggen gezien in de richting dwars op de spoorrichting.

Een verder alternatieve uitvoeringsvorm van de inrichting waarin de detektorenparen zowel in een richting evenwijdig aan als in een richting dwars op de effektieve spoorrichting verschillende posities innemen, vertoont als kenmerk, dat in het samengestelde detektiestelsel een eerste en tweede, respektievelijk een derde en vierde, detektor aanwezig zijn voor de eerste, respektievelijk tweede, hulpbundel die elk door het eerste diffraktieraster in twee deelhulpbundels worden opgesplitst waarbij, gezien in richtingen dwars op de effektieve spoorrichting, de eerste en derde detektor aan weerszijden van het eerste detektorenpaar en de tweede en vierde detektor aan weerszijden van het tweede detektorenpaar gelegen zijn.

Een andere uitvoeringsvorm van de inrichting waarin de detektorenparen naast elkaar gelegen zijn in een richting evenwijdig aan de effektieve spoorrichting vertoont als kenmerk, dat in het samengestelde detektiestelsel een eerste en tweede, respektievelijk een derde en vierde, detektor aanwezig zijn voor de eerste, respektievelijk tweede, hulpbundel die elk door het eerste diffraktieraster in twee deelhulpbundels worden opgesplitst waarbij, gezien in richtingen dwars op de effektieve spoorrichting, de eerste en derde detektor aan weerszijden van het eerste detektorenpaar en de tweede en vierde detektor aan weerszijden van het tweede detektorenpaar gelegen zijn.

Met aftastinrichingen die voorzien zijn van een diffraktieraster voor het opwekken van een aftastbundel en twee hulpbundels en met aftastinrichtingen die voorzien zijn van een diffraktieraster voor bundelscheiding en voor fokusfoutdetektie zijn in de praktijk goede ervarigen opgedaan. Gebleken is echter dat bij gebruik van een raster een afwijking in met name het opgewekte fokusfoutsignaal op kan treden die weliswaar binnen het voor dit signaal vastgelegde tolerantiegebied blijft, maar slechts weinig ruimte laat voor eventuele andere afwijkingen. De laatstgenoemde afwijkingen kunnen behalve statische afwijkingen, onder ander tengevolge van montage-onnauwkeurigheden, ook dynamische afwijkingen zijn die kunnen ontstaan door onderlinge bewegingen van de optische komponenten, en door verlopende instellingen in de elektronische verwerkingsschakeling.

Zoals bekend kan de golflengte λ van de door, in de praktijk veelvuldig gebruikte, diodelasers uitgezonden stralingsbundels variëren, bijvoorbeeld tengevolge van temperatuurvariaties. Verder kunnen de golflengtes van individuele diodelasers, die met hetzelfde proces op verschillende tijdstippen vervaardigd zijn, onderling verschillen. Een golflengtevariatie van de aftastbundel heeft tot gevolg dat de hoeken waaronder de deelbundels door de deelrasters worden afgebogen veranderen, met als gevolg een verandering van de posities van de stralingsvlekken op de detektorenparen.

Om te voorkomen dat deze positieveranderingen invloed hebben op het opgewekte fokusfoutsignaal vertoont de aftastinrichting als verder kenmerk, dat voor elk der detektorenparen de scheidingsstrook tussen de twee detektoren een scherpe hoek maakt met de lijn die het midden van het stralingsemitterende oppervlak van de diodelaser verbindt met de positie die het middelpunt van de intensiteitsverdeling van de op het betreffende detektorenpaar gevormde stralingsvlek inneemt indien de aftastbundel optimaal op het informatievlak gefokusseerd is.

De scheidingsstrook van elk der detektorenparen is nu zo gelegen dat de verplaatsing van het middelpunt van de intensiteitsverdeling van de bijbehorende stralingsvlek, die het gevolg is van de golflengte-variatie, langs deze scheidingsstrook plaatsvindt, zodat deze verplaatsing geen verandering van de intensiteitsverdeling over de detektoren tot gevolg heeft en derhalve geen invloed heeft op het fokusfoutsignaal.

Omdat bij gebruik van een samengesteld detektiestelsel met scheve scheidingsstroken binnen de detektorenparen de afstand, gemeten langs de genoemde scheidingslijn tussen het midden van de twee detektorenparen en het midden van het stralingsemitterend oppervlak van de diodelaser zeer nauwkeurig ingesteld moet worden, wordt bij voorkeur gebruik gemaakt van een andere mogelijkheid van korrektie voor golflengtevariaties. Een aftastinrichting waarin van deze mogelijkheid gebruik wordt gemaakt vertoont als kenmerk, dat de scheidingsstroken van de twee detektorenparen in principe evenwijdig zijn met een lijn die het midden van het stralingsemitterend oppervlak van de diodelaser verbindt met het midden van het samengestelde stralingsgevoelig detektiestelsel. Dit stelsel met rechte scheidingsstroken binnen de detektorenparen biedt de mogelijkheid van ruimere toleranties op de posities van de optische elementen in de aftastinrichting.

De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van de tekening. Daarin tonen figuur 1 schematisch een inrichting volgens de uitvinding, figuur 2, in perspektief en schematisch een eerste uitvoeringsvorm van een diffraktieraster en het bijbehorende samengestelde detektiestelsel voor het opwekken van een fokusfoutsignaal, de figuren 3a en 3b de veranderingen van de stralingsvlekken op dit detektiestelsel bij het optreden van fokusfouten, de figuren 4a en 4b bovenaanzichten van respektievelijk het raster voor het vormen van de hulpbundel, en een gedeelte van de sporenstruktuur, figuur 5, gestileerd, hoe de aftastbundel en de hulpbundels door het samengestelde diffraktieraster afgebogen en gesplitst worden, en de posities van de gevormde stralingsvlekken op de samengestelde detektor, figuur 6 een eerste uitvoeringsvorm van een samengesteld detektiestelsel behorende bij het raster volgens figuur 2, de figuren 7, 8 en 9 eerste, tweede en derde uitvoeringsvormen van een geïntegreerde aftasteenheid volgens de uitvinding, figuren 10 en 11 een tweede en derde uivoeringsvorm van een samengesteld detektiestelsel behorende bij het raster volgens figuur 2, figuur 12 een tweede uitvoeringsvorm van een diffraktieraster voor het opwekken van een fokusfoutsignaal, figuur 13 een uitvoeringsvorm van het bij dit raster behorende samengestelde detektiestelsel, figuur 14 een derde uitvoeringsvorm van een diffraktieraster voor het opwekken van een fokusfoutsignaal, figuur 15 een uitvoeringsvorm van het bij dit raster behorende samengestelde detektiestelstel, figuur 16 de verandering van de positie van het centrum van een stralingsvlek bij het optreden van fokusfouten, figuur 17 een samenstel van twee detektorparen dat voor deze verandering gekorrigeerd is, figuur 18 een tweede, voorkeurs-, uitvoeringsvorm van een gekorrigeerd samenstel van twee detektorenparen, figuur 19 een eerste uitvoeringsvorm van een astigmatisch raster voor het opwekken van een fokusfoutsignaal en figuur 20 het bij dit raster behorende samengestelde detektiestelsel, figuur 21 een tweede uitvoeringsvorm van een astigmatisch raster, figuur 22 het bij dit raster behorende samengestelde detektiestelel,, figuur 23 een uitvoeringsvorm van een aftastinrichting met een reflekterend eerste raster, figuur 24 een uitvoeringsvorm van een aftastinrichting aet een reflekterend tweede raster, en figuur 25 een uitvoeringsvorm van een aftastinrichting met een reflekterend eerste en tweede raster.

In figuur 1 is een klein gedeelte van een optische registratiedrager 1 met een stralingsreflekterend informatievlak 2 in tangentiêle doorsnede weergegeven. Deze figuur toont een aantal informatiesporen 3 die afwisselen met niet weergegeven tussensporen 4. Een informatiespoor 3 is opgebouwd uit een aantal informatiegebiedjes 3a die in de spoorrichting afwisselen met tussengebiedjes 3b. De informatie is vastgelegd in de opeenvolging van de informatiegebiedjes en tussengebiedjes in de spoorrichting. Het informatievlak wordt afgetast door een bundel b afkomstig van een stralingsbron 7, bijvoorbeeld een diodelaser. Deze bundel wordt door een, schematisch met een enkele lens aangegeven, objektiefstelsel 8 tot een kleine aftastvlek S1 op het informatievlak gefokusseerd. Vóór het objektiefstelsel kan een aparte kollimatorlens aangebracht zijn. Het afbeeldend stelsel kan ook gevormd worden door een gekombineerd kollimator-objektiefstelsel zoals in figuur 1 is aangegeven. Bij roteren van de registratiedrager om een as 5, die evenwijdig is met de optische as AA', wordt een spoor 3 afgetast en wordt de uitleesbundel gemoduleerd met de in het spoor opgeslagen informatie. Door de registratiedrager en de uitleeskop, bestaande uit de bron 7, het objektiefstelsel 8 en het detektiestelsel 11, in radiële richting ten opzichte van elkaar te bewegen wordt het hele informatievlak afgetast,

De door het informatievlak gereflekteerde en gemoduleerde bundel moet gedetekteerd kunnen worden, zodat deze bundel gescheiden moet worden van de heengaande bundel. De inrichting moet derhalve een bundelscheidingselement bevatten.

Voor het uitlezen van een informatiestruktuur met kleine informatiedetails, bijvoorbeeld in de orde van 1 pm, moet een objektiefstelsel met een grote numerieke apertuur gebruikt worden. De scherptediepte van een dergelijk objektiefstelsel is klein. Aangezien er variaties in de afstand tussen het informatievlak 2 en het objektiefstelsel 8 kunnen optreden die groter dan de scherptediepte zijn, moeten er voorzieningen getroffen worden om deze variaties te kunnen detekteren om, aan de hand daarvan, de fokussering te kunnen bijregelen. Daartoe kan de inrichting voorzien worden van een bundelsplitser die de gereflekteerde bundel splitst in twee deelbundels en van bijvoorbeeld twee detektorenparen, waarvan een eerste paar samenwerkt met de eerste deelbundel en het tweede paar met de tweede deelbundel. De uitgangssignalen van de detektoren worden verwerkt tot onder andere een fokusservosignaal.

Zoals beschreven is in het Amerikaanse octrooischrift nr. 4,665,310, kunnen de bundelscheiding en de bundelsplitsing worden uitgevoerd door één element, namelijk een doorzichtig raster. Dit raster splitst de door het informatievlak 2 gereflekteerde en door het objektiefstelsel 8 tredende bundel in een, onafgebogen, nulde orde deelbundel en een aantal deelbundels van de eerste en hogere ordes. Een van deze bundels, bij voorkeur een eerste-orde deelbundel valt in op het stralingsgevoelige detektiestelsel 11 en wordt gebruikt om onder andere een fokusfoutsignaal op te wekken. De rasterparameters, met name de verhouding van de breedte van de rasterstroken tot die van de rastertussenstroken en de diepte en de vorm van de rastergroeven, kunnen zo gekozen worden dat een maximale hoeveelheid straling op het detektiestelsel terecht komt.

In figuur 2 zijn, in perspektivisch aanzicht, een bekend stralingsgevoelig detektiestelsel 11 en het daarbij behorende raster 9 weergegeven. De bundel b is hier aangegeven door zijn doorsnede ter plaatse van het raster 9. Dit raster 9 bestaat uit twee deelrasters 12 en 13 die van elkaar gescheiden zijn door de lijn 25. De rasterstroken van de deelrasters zijn aangegeven met 14 respektievelijk 15. Deze rasterstroken worden gescheiden door tussenstroken 16 en 17. In deze uitvoeringsvorm hebben de deelrasters dezelfde rasterperiodes echter de hoofdrichtingen van de, bij voorkeur, gekromde rasterstroken 14 van het deelraster 12 liggen onder een eerste hoek met de scheidingslijn 11, terwijl de hoofdrichtingen van de gekromde rasterstroken 15 van het tweede deelraster 13 een tweede, bij voorkeur even grote doch tegengestelde, hoek maken met de scheidingslijn. De deelbundels worden in hoofdzaak in een inrichting dwars op de hoofdrichtingen afgebogen. Aangezien de hoofdrichtingen verschillend zijn worden de deelbundels ba en bjj onder verschillende hoeken in het YZ-vlak afgebogen. Dat betekent dat in het vlak van de detektoren, het XY-vlak, de stralingsvlekken S& en ten opzichte van elkaar verschoven zijn in de Y-richting. In deze en volgende figuren zijn X, Y en z de assen van een koördinatenstelsel waarvan de oorsprong 0 samenvalt met het midden van het stralingsemitterend oppervlak van de diodelaser 7.

Aan elk van de deelbundels ba en bb zijn stralingsgevoelige detektoren, in de vorm van fotodioden, 18 en 19, respektievelijk 20 en 21 toegevoegd, die worden gescheiden door smalle stroken 22, respektievelijk 23. Deze detektoren zijn zodanig gepositioneerd dat bij korrekte fokussering van de bundel b op het informatievlak 2, de intensiteitsverdeling van de door de deelbundels ba en bjj gevormde stralingsvlekken Sa en Sb symmetrisch is ten opzichte van de detektoren 18 en 19, respektievelijk 20 en 21. Bij het optreden van een fokusfout worden de stralingsvlekken Sa en Sb asymmetrisch groter, zoals in de figuren 3a en 3b is aangegeven. Deze figuur toont een bekende samengestelde detektor, dat wil zeggen een detektor waarvan de scheidingsstroken 22 en 23 een hoek +φ respektievelijk -ip maken met de verbindingslijn CL tussen het punt 0 en het midden M van de samengestelde detektor 11, welke verbindingslijn in de figuren 2 en 3 samenvalt met de scheidingsstrook 24 tussen de detektorenparen 18, 19 en 20, 21. Figuur 3a geeft de situatie weer waarin de bundel b gefokusseerd is in een vlak vóór het informatievlak 2, terwijl figuur 3b betrekking heeft op de situatie waarin de bundel b gefokusseerd is in een vlak achter het informatievlak.

Indien de uitgangssignalen van de detektoren 18, 19, 20 en 21 worden voorgesteld door respektievelijk S^g, S19, S20 en S2-J, dan wordt het fokusfoutsignaal Sj gegeven door:

Sf=(Si8+S2i) - (S19+S20)

Een signaal dat evenredig is met de uitgelezen informatie, ofwel het informatiesignaal wordt gegeven door:

Si=S18+S19+S20+S21

Behalve afwijkingen in de fokussering van de aftastbundel moeten ook afwijkingen tussen het centrum van de aftastvlek en de hartlijn van een afgetast spoor gedetekteerd kunnen worden. De laatste genoemde afwijkingen veroorzaken een vermindering van de sterkte van het uitgelezen informatiesignaal en overspraak tussen naast elkaar gelegen sporen. Een dergelijke afwijking, ook spoorvolgfout genoemd, kan worden gekorrigeerd door de gehele uitleeskop of slechts het objektiefstelsel in radiële richting, de X-richting te bewegen.

Het signaal daarvoor, ofwel het spoorvolgfoutsignaal kan volgens de onderhavige uitvinding worden verkregen met behulp van een tweede diffraktie-element, bij voorkeur een diffraktieraster en een aangepast stralingsgevoelig detektiestelsel. Het tweede raster is in figuur 1 met 10 aangegeven. Zoals deze figuur laat zien splitst dit raster een bundel b in een, onafgebogen nulde orde bundel b^, een in de +1e orde afgebogen bundel b2» een in de -1e orde afgebogen bundel b3 en in een aantal in hogere ordes afgebogen bundels. De laatstgenoemde bundels zijn voor de onderhavige uitvinding niet van belang, omdat zij grotendeels buiten het objektiefstelstel 8 worden afgebogen en bovendien slechts geringe intensiteit hebben. Het raster 10 is een enkelvoudig, dat wil zeggen ongedeeld, raster met rechte rasterlijnen en bijvoorbeeld een konstante rasterperiode. De parameters van dit raster, met name de verhouding van de breedte van de rasterstroken tot die van de rastertussenstroken en de diepte en de vorm van de rastergroeven kunnen zo gekozen worden dat vrijwel alle straling van de invallende bundel b in de bundels b^, b2 en b3 terecht komt. Er kan bovendien voor gezorgd worden dat de intensiteit van de bundel b^ enkele malen, bijvoorbeeld 6 maal groter is dan die van elk van de bundels b2 en b3·

De bundel b^ is de hoofdbundel of aftastbundel en vormt de aftastvlek S1 in het informatievlak 2. De bundels b2 en b3 zijn hulpbundels die door het objektiefstelstel 8 gefokusseerd worden in twee hulpvlekken S2 en S3 in het informatievlak. Omdat de hulpbundels b2 en b3 onder tegengestelde hoeken zijn afgebogen door het raster 10 liggen de hulpvlekken S2 en S3 in de spoorrichting gezien aan weerszijden van de aftastvlek S^.

De hoek tussen de richting van de rasterstroken van het raster 10 en de effektieve spoorrichting is 90-a, waarin a klein is, zoals figuur 4a laat zien. Deze figuur toont een gedeelte van het raster 10 met rasterstroken 10 .j en tussenstroken IO2 in bovenaanzicht. De lijn 3' is de projektie, in het vlak van het raster 10, van de hartlijn van het afgetaste spoor. Deze lijn representeert de effektieve spoorrichting. Door een geschikt keuze van de hoek α wordt bereikt dat, indien het centrum van de aftastvlek op de hartlijn van het af getaste spoor ligt, het centrum van de hulpvlek S<| op één rand van dit spoor ligt en het centrum van de hulpvlek S3 op de andere rand van dit spoor zoals in figuur 4b is aangegeven. In het stralingsgevoelige detektiestelsel 11 is voor elk van de hulpbundels een aparte detektor voorhanden. In de in figuur 4b weergegeven situatie waarin de hulpvlekken S2 en S3 in gelijke mate het spoor bedekken zijn de uitgangssignalen van de genoemde detektoren gelijk. Bij het optreden van een spoorvolgfout verplaatst het centrum van een van de hulpvlekken zich naar de hartlijn van het spoor toe terwijl het centrum van de andere hulpvlek zich van de hartlijn af beweegt en worden de uitgangssignalen van de genoemde aparte detektoren ongelijk. Het verschil van de uitgangssignalen van de detektoren representeert aldus het spoorvolgfoutsignaal.

De door het informatievlak gereflekteerde aftastbundel en de twee hulpbundels, waarvan in figuur 1 slechts de randstralen zijn aangegeven, vallen in op het eerste raster 9. Dit raster behandelt elk van deze bundels op dezelfde wijze als aan de hand van figuur 2 beschreven is voor de bundel b. Elk van deze bundels wordt grotendeels afgebogen in de richting van het detektiestelsel 11 en tevens in twee deelbundels gesplitst. Deze splitsing die in de Y-richting plaatsvindt is duidelijkheidshalve apart in figuur 5 aangegeven. Deze figuur toont weer het raster 9 bestaande uit de twee deelrasters 12 en 13 waarbij dit raster over 90° gedraaid is ten opzichte van figuur 2. De doorsneden, ter plaatse van het raster 9, van de gereflekteerde aftastbundel en twee hulpbundels zijn met de getrokken cirkel b^ respektievelijk de half getrokken en half gestreepte cirkels b2 en b-j aangegeven. Het raster 9 splitst de bundel b^, respektievelijk b2, respektievelijk b3, elk in twee deelbundels k»^ ^; ^lf2' respektievelijk b2 -j; b22, respektievelijk b3 -j ;b3f2> Het deelraster 12 buigt de deelbundels b^ ^; b2 ^ en b31 naar rechts waarbij deze deelbundels worden gefokusseerd in de stralingsvlekken s1,1; **2,1 en s3 1 °P ** samengestelde detektor 11. Het deelraster 13 buigt de deelbundels b^ 2; b22 en b32 naar links waarbij deze deelbundels worden gefokusseerd in de stralingsvlekken S^2; S2 2 en S3 2' He samengestelde detektor bevat twee detektorenparen 18, 19 en 20, 21 voor respektievelijk de stralingsvlekken 2 en S^2 alsmede één detektor 30 voor de stralingsvlekken S2 ^ en S22 en één detektor 31 voor de stralingsvlekken S3 j en S3 2.

In figuur 6 zijn de gevormde stralingsvlekken en de bijbehorende detektoren nogmaals weergegeven. Deze figuur toont tevens hoe het stralingsemitterend oppervlak van de diodelaser 7 ten opzichte van de samengestelde detektorgelegen is. Indien de uitgangssignalen van de detektoren 30 en 31 worden voorgesteld door respektievelijk S^q en S31 wordt het spoorvolgfoutsignaal Sr gegeven door: sr=s30"s31

Het fokusfoutsignaal blijft:

sf=(s18+S21^-(S19+S20J

en het informatiesignaal wordt nu gegeven door:

Si=S18+S19+S20+S21

Kenmerkend voor de inrichting volgens de onderhavige uitvinding is dat het aantal stralingsvlekken op de detektoren beperkt is tot het voor de benodigde funkties noodzakelijke en principieel minimum aantal. Daardoor wordt bereikt dat het detektiestelsel relatief eenvoudig kan blijven en dat de intensiteit van de stralingsvlekken op dit stelsel voldoende groot is zodat de uitgangssignalen van de detektoren voldoende sterk zijn.

Voor de fokusfoutdetektie volgens de Foucault methode moet de gereflekteerde aftastbundel (b|) in twee deelbundels gesplitst worden. Omdat de gereflekteerde hulpbundels (b2» b·}) ook door het samengestelde raster 9 moeten gaan worden ook deze bundels overmijdelijk opgesplitst in twee deelbundels zodat er in totaal zes bundels ontstaan. Volgens de uitvinding worden er speciale maatregelen genomen om te bereiken dat het aantal bundels tot dit minimum aantal beperkt blijft ondanks het feit dat twee diffraktiérasters achter elkaar in de stralingsweg geplaatst zijn.

In principe zou het tweede raster (10) boven het eerste raster (9) geplaatst kunnen worden. Dan zouden de drie door het raster 10 gevormde bundels b^, b2, bj na reflektie door de registratiedrager opnieuw door dit raster gaan en verder opgedeeld worden in negen bundels. Deze bundels zouden vervolgens het raster 9 moeten passeren waarbij er totaal 18 bundels zouden ontstaan. Door het raster 10 onder het raster 9 te plaatsen kan het aantal bundels worden beperkt. Zonder verdere maatregelen zou ook bij deze positionering het aantal bundels nog te groot worden. Immers dan zouden de van het raster 9 afkomstige bundels door het raster 10 kunnen gaan en verder opgedeeld worden, zodat meer dan zes bundels op het detektiestelsel zouden invallen. Dit kan worden voorkomen door het raster 10 op een zodanige positie te plaatsen, dichtbij de stralingsbron 7, en zodanig klein te Haken dat de van het raster 9 afkomstige en naar het detektiestelsel 11 gerichte bundels niet meer door het raster 10 gaan.

Er zijn ook maatregelen getroffen om te voorkomen dat de laserbundel ook op de heenweg, van de stralingsbron naar het informatievlak, te veel opgesplitst wordt. Zoals reeds gezegd, wordt er voor gezorgd dat het raster 10 de straling zoveel Hogelijk koncentreert in de aftastbundel en de twee hulpbundels. Het samengestelde raster 9 is zodanig uitgevoerd dat de door dit raster op de heenweg van deze bundels in de eerste en hogere ordes afgebogen straling op relatief grote afstand van de stralingsvlek S.j op het informatievlak terecht komt en dat de bedoelde hogere orde straling na reflektie door het informatievlak en tweede doorgang door het raster 9 een verwaarloosbaar invloed op de gewenste signalen heeft.

De bovenstaande beschouwingen ten aanzien van de inrichting met de Föucault fokusfoutdetektie gelden uiteraard ook voor een inrichting waarin de astigmatische fokusfoutdetektie wordt toegepast, met dien verstande dat in de laatstgenoemde inrichting het aantal stralingsvlekken op het detektiestelsel in principe al kleiner is omdat het eerste raster dan niet onderverdeeld is.

Figuur 7 toont hoe de verschillende komponenten, de diodelaser 7, het eerste raster 9, het tweede raster 10 en de samengestelde detektor 11 in de ruimte ten opzichte van elkaar gepositioneerd kunnen zijn. De komponenten 7, 10 en 11 kunnen binnen één houder 40 met mantel 41 en grondplaat 42 aangebracht zijn. Aan de bovenkant wordt de houder afgesloten door een doorzichtig venster 43 waarop het eerste raster 9 aangebracht kan zijn. De pennen 43-52 aan de onderkant van de houder dienen voor de voeding en sturing van de diodelaser 7 en voor het afnemen van de signalen van de verschillende detektoren. De houder 40 kan kompakt uitgevoerd worden en een hoogte in de orde van 10-15 mm hebben terwijl de diameter in de orde van 9-10 mm kan zijn. In plaats van op het venster 42 aangebracht te zijn kan het raster 9 ook in dit venster opgenomen zijn.

Het is ook mogelijk dat in de behuizing alleen de elementen 7 en 11 aangebracht zijn en dat het raster 10 op of in een doorzichtig venster van deze behuizing is aangebracht. Het raster 9 kan dan via een ring met deze behuizing verbonden zijn.

Voor een verdere integratie van de verschillende komponenten van de aftastinrichting kan de houder 40 van figuur 7 aangebracht zijn in een tweede houder 55 zoals getoond in figuur 8. Deze houder met mantel 56 en bodemring 57 wordt aan de bovenkant afgesloten door een kollimatorlens 59. Door deze konstruktie is de onderlinge stabiliteit van de kollimatorlens 62 en de komponenten 7, 9, 10 en 11 gewaarborgd.

In plaats van met een houder kan de kollimatorlens ook met behulp van een ring met de bovenkant van de houder 40 verbonden zijn.

In de uitvoeringsvorm volgens figuur 8 bevindt zich een objektiefstelsel 61 tussen de kollimatorlens en de registratiedrager.

Een verdere integratie wordt bereikt indien de funkties van de kollimatorlens en het objektiefstelsel worden samengebouwd in één enkelvoudige lens, zoals beschreven in het Amerikaanse oktrooischrift nr. 4.668.056, en deze enkelvoudige lens op de positie van de kollimatorlens 59 van figuur 8 in de houder 55 aan te brengen. Een dergelijk volledig geïntegreerde aftastinrichting is in figuur 9 weergegeven waarin de gekombineerde kollimator-objektieflens met 62 is aangeduid. Deze lens kan ook met behulp van een ring met de houder 40 verbonden zijn.

In de uitvoeringsvorm die geïllustreerd is in de figuren 5 en 6 waarbij de "foucault-stralingsvlekken" en S1 2 tussen de hulpvlekken S2|1 en S2f2 enerzijds en de hulpvlekken S3 «i en S3 2 anderzijds liggen en die als voordeel heeft dat voor een paar hulpvlekken slechts één detektor nodig is, is de keuze van de hoek tussen de deelbundels b^j en b-j 2» en daarmee de hoek tussen de rasterstroken 14 en 15 beperkt. Van een uitvoeringsvorm die, voor wat betreft dit aspekt, meer keuzevrijheid biedt is in figuur 10 de geometrie van het samengestelde detektiestelsel weergegeven. In deze uitvoeringsvorm is de scheiding, in het vlak van het detektiestlsel 11 die door het raster 9 wordt bewerkstelligt groter dan de scheiding die door het raster 10 wordt teweeg gebracht. Bijgevolg liggen de stralingsvlekken S12 en op een grotere afstand van elkaar dan de stralingsvlekken S^2 en S2(2, respektievelijk S3 2 of de stralingsvlakken S1(1 en S2j, respektievelijk S3j. Van elk van de stralingsvlekken S2j2 en S^, respektievelijk de stralingsvlekken en S3,1 ®oeten nu wel aparte detektoren voorhanden zijn.

Een uitvoeringsvorm waarin slechts één detektor voor de stralingsvlekken $2,2 en s2,1' respektievelijk de stralingsvlekken S3 2 en s3(1 nodig is, terwijl er toch voldoende vrijheid van keuze blijft voor de hoek tussen de deelbundels b1 ^ en bi2 is die waaarin de bundelsplitsing door het raster 10 in een andere richting plaats heeft dan die door het raster 9. Deze uitvoeringsvorm steunt overeen met die welke weergegeven is in figuur 1 in kombinatie met figuur 2. Figuur 11 toont de detektorengeometrie van deze uitvoeringsvorm en behoeft geen nadere toelichting.

Voor het opwekken van een fokusfoutsignaal kan behalve het samengestelde raster volgens figuur 2 ook het in figuur 12 weergegeven raster 9 gebruikt worden. In deze figuur zijn slechts de aftastbundel b^, door zijn doorsnede in het rastervlak, met zijn deelbundels b^ en b^ 2 getoond. De hoofdrichtingen van de, bij voorkeur gekromde, rasterstroken van de twee deelrasters 12 en 13 maken nu dezelfde hoek met de scheidingslijn 25 terwijl de gemiddelde rasterperiodes van de twee deelrasters verschillend zijn. Daardoor is de hoek waaronder de deelbundel b-j 2 wordt afgebogen verschillend van de hoek waaronder de deelbundel b1 ^ wordt afgebogen. Dat betekent dat in het vlak van de detektoren 18, 19, 20 en 21 de stralingsvlakken ^ en ten opzichte van elkaar verschoven zijn in de richting van de scheidingslijn 25.

Ook het raster volgens figuur 12 kan volgens de uitvinding gekombineerd worden met het raster voor het vormen van twee hulpbundels. Indien de afbuiging door het laatstgenoemde raster in de Y-richting plaatsvindt, terwijl de afbuiging van het raster volgens figuur 12 in de X-richting geschiedt, heeft het detektiestelsel de geometrie zoals in figuur 13 is weergegeven.

In figuur 14 is een derde uitvoeringsvorm van een samengesteld raster 9 voor het opwekken van een Foucault-fokusfoutsignaal weergegeven. Voor dit raster zijn zowel de rasterperiodes als de hoofdrichtingen van de bij voorkeur gekromde rasterstroken van de twee deelraster 12 en 13 verschillend. De werking van dit raster kan opgevat worden als een kombinatie van die van de rasters volgens de figuur 2 en 12. Bijgevolg wordt door het raster van figuur 14 de deelbundel ^ in twee onderling loodrechte richtingen over een andere hoek afgebogen dan de deelbundel b^ 2- In ^et vlak van de samengestelde detektor 11 zijn de stralingsvlekken en in twee onderling loodrechte ten opzichte van elkaar verschoven. Indien in een aftastinrichting met een raster volgens figuur 14, volgens de uitvinding, een tweede raster wordt aangebracht voor het vormen van twee hulpbundels waarbij de afbuiging van het laatstgenoemde raster in de Y-richting plaatsvindt, moet het detektiestelsel de in figuur 15 weergegeven geometrie hebben.

Opgemerkt wordt dat, vanwege betere fabrikagetoleranties, afregelmogelijkheden en stabiliteit het samengestelde diffraktieraster volgens figuur 2 de voorkeur verdient boven die volgens figuur 12 of 14.

De deelrasters 12 en 13 kunnen rechte rasterstroken en een konstante rasterperiode hebben. Bij voorkeur wordt echter gebruik gemaakt van een soort rasters, ook wel hologrammen genoemd, die een verlopende rasterperiode hebben waarbij de variatie in de periode bijvoorbeeld in de orde van enige procenten van de gemiddelde rasterperiode is. Bovendien zijn, zoals in de figuren 2, 12 en 14 getoond, de rasterstroken van beide deelrasters gekromd. Deze deelrasters hebben aldus een variabele lenswerking. Vanwege de verlopende rasterperiode kunnen, door verplaatsing van het raster 9 in zijn eigen vlak de posities van de stralingsvlekken 1 en S1 2 gevarieerd worden. Door de krommingen van de rasterstroken kunnen aberraties in een richting loodrecht op de richting van de scheidingslijn 25 geminimaliseerd worden. De mogelijkheid om de posities van de stralingsvlekken te verleggen, is vooral van belang indien gebruik gemaakt wordt van een geïntegreerde laser-fotodiode-eenheid, dat wil zeggen een komponent waarin de diodelaser en de fotodetektoren op één drager aangebracht zijn en derhalve ten opzichte van elkaar gefixeerd zijn en dus een vaste onderlinge afstand in de Z-richting hebben. Deze afstand is onderhevig aan fabrikage-toleranties en kan tijdens de assemblage van de inrichting niet gekorrigeerd worden door de fotodioden ten opzichte van de laserdiode in de Z-richting te verplaatsen.

In de uitvoeringsvorm volgens de figuren 12 en 14 kan er voor gezorgd worden dat, ondanks de verschillende hoeken waaronder de deelbundels onder andere ^ en worden af gebogen tengevolge van de verschillende gemiddelde rasterperiodes van de deelrasters 12 en 13, de foei van de deelbundels in één vlak evenwijdig aan het vlak van het samengestelde detektiestelsel liggen, namelijk door het verloop van de rasterperiodes en de krommingen van de rasterstroken van overeenkomstige gedeeltes van de deelrasters verschillend maken.

Een belangrijk voordeel van het diffraktieraster met gekromde rasterstroken ten opzichte van een raster met rechte rasterstroken is dat de optische aberraties zoals koma en astigmatisme die bij gebruik van het laatstgenoemde raster kunnen optreden bij het eerstgenoemde raster vermeden kunnen worden, door bij de vervaardiging van dit raster met deze aberraties rekening te houden en de krommingen van de rasterstroken daarop aan te passen.

Bij een verandering van de golflengte van de laserbundel b zullen de hoeken waaronder de bundels b2 en b3 en de deelbundels bi i, b-j 2» b2 f, b3^ en b3 2 d°or de verschillende rasters worden afgebogen veranderen. Dat betekent voor elke deelbundel dat de positie waar de hoofdstraal van deze deelbundel op het detektiestelsel invalt verandert. Aangezien voor het verkrijgen van het spoorvolgfoutsignaal de intensiteiten van stralingsvlekken worden vergeleken, heeft een golflengte-verandering geen invloed op dit signaal mits de detektoren 30, 31; 65, 66, 67, 68 voldoende groot zijn. Het fokusfoutsignaal wordt echter verkregen door de verschuiving van de stralingsvlekken S ^ ^ en ten opzichte van de scheidingsstrook 22 en 23 van de bijbehorende detektorenparen 18, 19 en 20, 21 te detekteren. Een additionele verschuiving van deze stralingsvlekken ten opzichte van de genoemde scheidingsstroken kan derhalve het fokusfoutsignaal beïnvloeden. Om dat te voorkomen hebben in bekende inrichtingen de scheidingsstroken een zodanige richting dat de verplaatsing van de stralingsvlekken en tengevolge van een golflengteverandering langs deze scheidingsstroken plaats vindt. De scheidingsstroken 22 en 23 maken dan een zodanige hoek, +<p en -φ, met de verbindingslijn CL· tussen de punten M en 0 dat de verlengdes van de scheidingsstroken elkaar snijden op de optische as AA' zoals in de figuren 3a en 3b is aangegeven. In deze figuren zijn duidelijkheidshalve de hoeken Φ overdreven groot voorgesteld. Indien het vlak van het samengesteld detektiestelsel samenvalt met het stralingsemitterend oppervlak van de diodelaser 7 snijden die verlengdes elkaar in het punt 0. Daarbij is echter geen rekening gehouden met het feit dat golflengte verandering niet alleen een verandering van de positie van de stralingsvlekken S1 1 en S1f2 tot gevolg heeft maar ook een defokussering van de deelbundels b^ ^ en b^2 en een asymmetrische vergroting van de stralingsvlekken.

In figuur 16 is geïllustreerd hoe de positie, de vorm en de grootte van de stralingsvlek ^ veranderen bij variatie van de golflengte van de aftastbundel. Er is verondersteld dat deze bundel scherp, op het informatievlak gefokusseerd is. ^ q is de stralingsvlek die gevormd wordt indien de golflengte de nominale waarde heeft en de deelbundel b1 ^ scherp op het stralingsgevoelige oppervlak van de detektoren 18 en 19 gefokusseerd is. Bij vergroting van de golflengte verschuift de stralingsvlek naar rechts en wordt deze vlek steeds groter, hetgeen aangeduid is door de vlekken S1 jj,

Si i 2< Indien de golflengte kleiner wordt dan de nominale waarde verschuift de stralingvlek naar links en wordt deze vlek ook steeds groter, hetgeen aangegeven is met de vlekken Si 1 3 en Si 1 4. De middelpunten van de intensiteitsverdeling van de vlekken S^^q, s1,1,1 > s1,1,2' S1,1,3 en S1,1,4 zijn aangegeven met M1|1f0, ^1 1 1' ^1 1 2' ^1 1 3 en ^1 1 4‘ ^eze mïddelPunten zijn gelegen op een lijn 22' die een kleine hoek 0^, in de orde van enige graden, maakt met de oorspronkelijke scheidingsstrook 22 van de detektoren 18 en 19. Voor de stralingsvlek Si 2 treedt een analoog effekt op waarbij de lijn waarlangs het middelpunt van de intensiteitsverdeling zich verplaatst een hoek met de scheidingsstrook 23 maakt die tegengesteld is aan en een andere grootte heeft dan de hoek α^.

Het gevolg van een golflengte variatie is dus dat het middelpunt van de intensiteitsverdeling van de stralingsvlek -j respektievelijk Si 2, verschuift dwars op de scheidingsstrook 22, respektievelijk 23, dus dat de detektoren 18 en 19, respektievelijk 20 en 21 verschillende stralingsintensiteiten ontvangen. De uitgangssignalen van de detektoren 18 en 19, respektievelijk 20 en 21, zijn dan niet meer gelijk terwijl toch de aftastbundel scherp op het informatievlak gefokusseerd is. Het fokusseervosysteem gaat dan de fokussering van de aftastbundel bijregelen, bijvoorbeeld door verplaatsing van het objektiefstelsel langs de optische as, totdat die uitgangssignalen weer gelijk zijn. Dan is echter de aftastbundel niet meer nominaal op het informatievlak gefokusseerd.

Gebleken is dat in een bepaalde uitvoeringsvorm van de inrichting een golflengte variatie van 20 nm bij een nominale golflengte van 785 nm een defokussering in de orde van 0.7 a 0.8 pm veroorzaakte, terwijl de toegestane totale fokusfout bijvoorbeeld 1 pm is.

Om de invloed van golflengte variaties op het fokusfoutsignaal grotendeels te elimineren kan voor elk der detektorenparen de scheidingsstrook zodanig gelegd worden dat de verplaatsing van het middelpunt van de intensiteitsverdeling van de bijbehorende stralingsvlek langs deze strook plaats vindt. In figuur 17 zijn de zo gemodificeerde fotodiodenparen met 18 en 19, respektievelijk 20 en 21 aangegeven. De nieuwe scheidingsstroken zijn aangeduid door de getrokken lijnen 22' en 23'. Ten opzichte van de oorspronkelijke, met streeplijnen aangegeven stroken, 22 en 23 zijn de stroken 22' en 23' om de punten en 2 o over een hleine hoek a^, respektievelijk a2 gedraaid.

Een tweede mogelijkheid van korrektie van de golflengte variatie, welke mogelijkheid de voorkeur verdient boven die welke toegelicht is aan de hand van de figuren 16 en 17 zal nu worden besproken.

Indien in de inrichting volgens figuur 2 de scheidingsstroken een hoek φ met de verbindingslijn CL maken moeten de posities van de detektorenparen in de richting van de scheidingslijn 25 nauwkeurig ingesteld worden. Bij een verandering van de afstand (Xd in figuur 2) tussen de punten M en 0, veranderen ook de posities van de scheidingsstroken ten opzichte van de stralingsvlekken en 2 zodat een dergelijke verandering het fokusfoutsignaal zal beïnvloeden. Weliswaar kunnen, bij gebruik van een samengesteld raster 9 met gekromde rasterstroken, door verplaatsing van het raster de posities van de stralingsvlekken 1 en S^2 gekorrigeerd worden, maar een dergelijke korrektie kan maar in beperkte mate plaatsvinden.

Bij gebruik van detektorenparen 18, 19; 20, 21 met scheve scheidingsstroken kan bovendien strooilicht, dat in de inrichting kan ontstaan door bijvoorbeeld valse reflekties, de verschillende detektorsignalen op ongelijke wijze beïnvloeden, zodat het afgeleide fokusfoutsignaal door dit strooilicht beïnvloed wordt. Een dergelijke bundel strooilicht zal immers slechts op een deel, bijvoorbeeld het linkerdeel, van de samengestelde detektor 11, invallen, zoals in figuur 3a met de gestreepte cirkelboog SL is aangegeven. De binnen deze cirkelboog gelegen gedeeltes van de afzonderlijke detektoren 18, 19; 20, 21 hebben verschillende groottes zodat de bijdragen van het strooilicht aan de detektor-uitgangssignalen voor de verschillende detektoren verschillend zullen zijn.

Verder kan, indien de scheidingsstrook 22, 23 in een detektorenpaar 18, 19; 20, 21 zodanig verloopt dat de detektoren van dit paar ongelijke groottes hebben, in de kurve die het verloop van het fokusfoutsignaal als funktie van de fokusfout representeert behalve een eerste nulpunt dat overeenkomt met de gewenste fokusinstelling een tweede nulpunt ontstaan dat niet overeenkomt met de gewenste fokusinstelling. De mogelijkheid bestaat dan dat het fokusservosysteem van de inrichting het fokus van de aftastbundel boven of onder het informatievlak 2 instelt.

Bij voorkeur worden daarom detektorenparen gebruikt die de in de figuren 2, 5, 10 en 11 aangegeven geometrie hebben. Deze detektorenparen zijn in figuur 18 nogmaals aangegeven. De hoek φ is nu gelijk, of vrijwel gelijk, aan nul; met andere woorden de scheidingsstroken 22 en 23 zijn evenwijdig aan elkaar en aan de scheidingsstrook 24 en de verbindingslijn CL. Dan behoeft een minder strengere eis aan de afstand tussen de punten M en 0 gemeten in de richting evenwijdg aan de scheidingslijn 25 gesteld te worden. Bovendien is de inrichting dan minder gevoelig voor een kanteling van de samengestelde detektor 11 om deze richting.

In figuur 18 is W de totale breedte van de samengestelde detektor 10 en S de nominale afstand tussen de stralingsvlekken en S^2 het vlak van de detektor 10. De nominale afstand S is de afstand tussen de posities die de stralingsvlekken S1 ^ en 2 innemen indien de aftastbundel scherp op het informatievlak 2 gefokusseerd is. De twee detektorenparen 18, 19 en 20, 21 kunnen tegen elkaar, maar ook op enige afstand van elkaar, gelegen zijn zoals in figuur 2 aangegeven is. Bij het ontwerp van de detektorenparen spelen de navolgende overwegingen een rol.

Op de eerste plaats is het, met het oog op optimale detektorsignalen, wenselijk dat de verschillende detektoren dezelfde grootte hebben. Indien de detektorenparen tegen elkaar liggen betekent dat: W = 2S. De waarden van W en S zijn het resultaat van een kompromis. Enerzijds zou de totale breedte van de detektorenparen zo klein mogelijk moeten zijn opdat deze zo weinig mogelijk strooilicht zullen opvangen. Anderzijds zo W zo groot aogelijk moeten zijn opdat het fokusfout-detektiestelsel een zo groot mogelijk invangbereik heeft. Voor S geldt dat de waarde daarvan niet te klein mag zijn opdat dan interferentieverschijnselen tussen de stralingen van de stralingsvlekken S1f1 en S1j2 kunnen optreden. Immers deze vlekken zijn geen puntvormige scherp begrensde vlekken, maar vertonen enige uitgebreidheid met een vanaf het centrum naar buiten toe afnemende intensiteit. Anderzijds mag S niet te groot zijn omdat dan naderhand bij het verder ontwerp van de inrichting kan blijken dat dusdanige verplaatsingen, in bijvoorbeeld de X- en Y-richting, van optische elementen, bijvoorbeeld het raster 9, moeten plaatsvinden dat aberraties kunnen optreden, waardoor de steilheid van de fokusfoutsignaal-kurve rond het nulpunt kleiner wordt.

Een voordeel van de detektorenparen met evenwijdige scheidingsstroken kan zijn dat deze gemakkelijker met de vereiste nauwkeurigheid, vooral ten aanzien van de afstand S, te maken zijn dan detektorenparen met scheve scheidingsstroken.

Ook in een aftastinrichting met de in de figuren 12 en 14 getoonde samengestelde rasters kan, indien de scheidingsstroken 22 en 23 van de detektorenparen (figuur 13, respektievelijk 15) evenwijdig aan elkaar zijn (φ = 0), het fokusfoutsignaal in hoge, voor de praktijk aanvaardbare, mate onafhankelijk van de laserbundel-golflengte variatie zijn. Is het onder omstandigheden gewenst deze afhankelijkheid nog verder te reduceren, dan kunnen de scheidingslijnen 22 en 23 onder een zeer kleine hoek φ, in de orde van 0,1° en aanzienlijk kleiner dan die hoek φ in bekende inrichtingen, met de verbindingslijn CL tussen de punten M en 0 gepositioneerd worden.

In figuur 19 is een raster 70 weergegeven dat de gereflekteerde aftastbundel bj omzet in een astigmatische bundel b^'. Dit raster heeft rechte rasterstroken 71 en een lineair verlopende rasterperiode. Het raster is zo gedimensioneerd dat de straling van de bundel b, grotendeels in één orde, bijvoorbeeld de + 1° orde, wordt afgebogen. De eerste orde bundel b'^ wordt niet meer gefokusseerd in één punt maar in twee onderling loodrechte, brandlijntjes 75 en 76 waarbij het lijntje 75 gelegen is op een positie waar de bundel b'^ gefokusseerd zou worden indien het raster niet astigmatisch zou zijn. De brandlijntjes 75 en 76 verschuiven bij het optreden van een fokusfout gelijktijdig in dezelfde richting en over dezelfde afstand. In een vlak ongeveer midden tussen de posities die de astigmatische brandlijntjes innemen indien de aftastbundel scherp op het informatievlak gefokusseerd is, is een zogenaamde vier-kwadranten detektor 80 aangebracht. Deze, in figuur 20 weergegeven detektor bestaan uit vier detektoren 81, 82, 83 en 84 die in vier verschillende kwadranten rond de hoofdstraal h van de af gebogen bundel b'-j, gelegen zijn. Indien de aftastbundel scherp op het informatievlak 2 gefokusseerd is, is de door de bundel b'^ in het vlak van de detektoren gevormde stralingsvlak S'1 rond zoals in figuur 20 met de getrokken cirkel is aangegeven. Indien een fokusfout optreedt wordt de stralingsvlek vervormd tot een elliptische vlek zoals in figuur 20 met de gestreepte ellipsen is aangegeven. De lange as van de ellips maakt een hoek van 45° met de scheidingsstroken 85 en 86 waarbij het teken van de hoek bepaald wordt door het teken van de fokusfout. Indien de signalen van de detektoren 81, 82, 83 en 84 worden voorgesteld door s81' s82' s83 en S84 ^an woröt het fokusfoutsignaal Sf gegeven door:

Sf=(S8i+Sg3)-(S82+S84)

Als in een aftastinrichting met een dergelijk astigmatisch raster 70 een tweede raster (10 in figuur 1) is aangebracht voor het vormen van twee hulpbundels b2 en b2, dan moet het samengestelde dekektiestelsel de in figuur 20 getoonde geometrie hebben. Voor elk van de door de gereflekteerde hulpbundels b2 en b2 gevormde stralingsvlakken S'2 en S'3 is één ongedeelde detektor 87, respektievelijk 88, aanwezig. Er is aangenomen dat de rasterstroken van het tweede raster 10 nagenoeg dwars op de spoorrichting zijn, dus in de X-richting verlopen, en dat de rasterstroken van het raster 70 zich in de Y-richting uitstrekken. Het is ook mogelijk dat de rasterstroken van zowel het raster 9 als het raster 10 dwars en nagenoeg dwars op de effektieve spoorrichting zijn.

In de inrichting volgens de figuren 19 en 20 maken de scheidingsstroken 85 en 86 een hoek van 45° met de effektieve spoorrichting. Bij het optreden van een spoorvolgfout veschuift het zwaartepunt van de intensiteitsverdeling van de stralingsvlek ' naar links of rechts, in de X-richting. Daardoor kan een spoorvolgfout het fokusfoutsignaal beïnvloeden.

Dit kan voorkomen worden door gebruik te maken van een ander, holografische, uitvoeringsvorm van het astigmatische raster 9 waarvan in figuur 21 een bovenaanzicht is weergegeven. Dit raster heeft een niet-lineaire verlopende rasterperiode en gekromde rasterstroken 71. De rasterparameters, onder andere de krommingen van de rasterstroken, kunnen zo gekozen zijn dat de astigmatische brandlijntjes van de door dit raster tredende aftastbundel b.j' over 45° gedraaid zijn ten opzichte van die lijntjes in figuur 19. Dan kunnen, zoals in figuur 22 is aangegeven de scheidingsstroken 85 en 86 van de vier-kwadrantendetektor over 45° gedraaid worden ten opzichte van die scheidingsstroken in figuur 20, en dus evenwijdig aan, respektievelijk loodrecht op de spoorrichting zijn. Een spoorvolgfout heeft nu tot gevolg dat de hoeveelheid straling op de detektoren 81 en 84 toe of afneemt ten opzichte van de hoeveelheid straling op de detektoren 82 en 83. Aangezien voor het bepalen van de fokusfout de signalen van de detektoren 81 en 84 van elkaar worden afgetrokken, evenals die van de detektoren 82 en 83 heeft een spoorvolgfout geen invloed op het fokusfoutsignaal.

Tot dusver is in deze beschrijving aangenomen dat de rasters 9 en 10 stralingsdoorlatend zijn. Het is echter ook mogelijk dat een van deze rasters of beide rasters reflekterend zijn. Dat biedt de mogelijkheid om de aftastinrichting kompakter uit te voeren doordat de stralingsweg opgevouwen wordt. De aftastinrichting met een of twee reflekterende rasters kan voor het betreft de wijze van fokusfoutdetektie, de uitvoering van de rasters, de oriëntatierichting voor de rasterstroken, de oriëntaties van de rasters ten opzichte van elkaar en de detektorengeometrie op analoge manier uitgevoerd worden als hierboven aan de hand van de verschillende uitvoeringsvormen met stralingsdoorlatende rasters is bschreven.

In de figuren 23, 24 en 25 is schematisch aangegeven hoe het eerste, astigmatisme veroorzakend of bundelsplitsend, diffraktieraster 9 en het tweede, hulpbundels vormend, diffraktieraster 10 in de stralingweg tussen de stralingsbron 7 en de registratiedrager 1 aangebracht kunnen worden. In deze figuren is 11 weer het stralingsgevoelig detektiestelsel en 8 het objektiefstelsel. Eenvoudigheidshalve zijn alleen de aftastbundel b^ en slechts één bundel b^ afkomstige van het raster 9 weergegeven. De niet weergegeven twee hulpbundels afkomstig van het raster 9 hebben dezelfde oriëntatie ten opzichte van de wel weergegeven bundels b^ en b^' als hierboven beschreven is aan de hand van de uitvoeringsvormen met stralingsdoorlatende rasters.

In de inrichting volgens figuur 23 is het eerste raster 9 reflekterend en het tweede raster 10 stralingsdoorlatend. Het gedeelte van de stralingsweg tussen de stralingsbron 7 en het raster 9 verloopt nu in horizontale richting zodat de hoogte van de aftastinrichting gereduceerd is.

In figuur 24 is het tweede raster 10 reflekterend en het raster 9 stralingsdoorlatend. Het raster 10 is aangebracht op een plaat 90 waarvan ook het gedeelte 91 naast het raster 10 reflekterend is. De door de registratiedrager 1 gereflekteerde en door het raster 9 af gebogen bundel b^' wordt door het reflekterende gedeelte 91 naar het stralingsgevoelige detektiestelsel 11 gereflekteerd. Ook de inrichting volgens figuur 24 heeft in principe een kleinere hoogte dan de aftastinrichting met stralingsdoorlatende rasters.

Figuur 25 toont een aftastinrichting waarin beide rasters 9 en 10 stralingsreflekterend zijn, zodat de stralingsweg dubbel opgevouwen is en de hoogte van de inrichting nog kleiner is dan die van de inrichtingen volgens de figuren 23 en 24. Ook hiér is het tweede raster 10 aangebracht op een plaat 90 met naast dit raster een reflekterend deel 91 dat de door de registratiedrager gereflekteerde en door het raster 9 afgebogen bundel b^ naar het detektiestelsel 11 reflekteert.

De uitvinding is beschreven aan de hand van haar toepassing in een uitleesinrichting, maar kan ook toegepast worden in een inschrijfinrichting of in een gekombineerde inschrijf-uitleesinrichting, waarin tijdens het inschrijven de fokussering en de spoorvolging van de inschrijfbundel gekontroleerd worden. De beschreven fokusfout - en spoorvolgfout-detektiestelsels maken geen gebruik van speciale eigenschappen van het informatievlak 2. Nodig en voldoende is slechts dat dit vlak reflekterend is en een sporenstruktuur vertoont. De uitvinding kan daarom in diverse inrichtingen toegepast worden waarin zeer nauwkeurig uitgelezen moet worden, bijvoorbeeld in mikroskopen.

Claims (25)

1. Inrichting voor het met optische straling aftasten van een stralingsreflekterend informatievlak, welke inrichting bevat een een aftastbundel leverende stralingsbron, een objektiefstelsel voor het fokusseren van de aftastbundel tot een aftastvlek in het informatievlak en voor het herafbeelden van de aftastvlek op een samengesteld stralingsgevoelig detektiestelsel en een in de stralingsweg tussen de stralingsbron en het objektiefstelsel geplaatst eerste diffraktie-element voor het afbuigen van een deel van de door het informatievlak gereflekteerde straling naar het stralingsgevoelige detektiestelsel en voor het dusdanig vervormen van de afgebogen aftastbundel dat daaruit met behulp van het samengestelde detektiestelsel een fokusfoutsignaal kan worden afgeleid, met het kenmerk, dat tussen de stralingsbron en het eerste diffraktie-element een tweede, enkelvoudig, diffraktie-element is aangebracht voor het splitsen van de door de stralingsbron geleverde bundel in een aftastbundel en twee hulpbundels die de aftastvlek, respektievelijk twee hulpvlekken, vormen in het informatievlak, dat het samengestelde detektiestelsel extra detektoren bevat voor de herafgebeelde hulpvlekken en dat het tweede diffraktie-element zodanig klein is en op een zodanige positie is geplaatst dat de door het eerste diffraktie-element afgebogen bundels het eerste diffraktie-element niet bereiken.

2. Inrichting volgen konklusie 1, met het kenmerk, dat beide diffraktie-elementen stralingsdoorlatend zijn.

3. Inrichting volgens konklusie 1,met het kenmerk, dat minstens één van de twee diffraktie-elementen reflekterend is.

4. Inrichting volgens konklusie 3, met het kenmerk, dat het eerste diffraktie-element reflekterend en het tweede diffraktie-element stralingsdoorlatend is.

5. Inrichting volgens konklusie 3, met het kenmerk, dat het eerste diffraktie-element stralingsdoorlatend en het tweede diffraktie-element reflekterend is.

6. Inrichting volgens konklusie 3, met het kenmerk, dat het eerste en het tweede diffraktie-element beide stralingsdoorlatend zijn.

7. Inrichting volgens konklusie 6, waarin de stralingsbron een diodelaser is en het stralingsgevoelige detektiestelsel een samengestelde fotodiode bevat, waarbij de laserdiode en de fotodiode op één blok zijn aangebracht aan een zijde van een behuizing, welke behuizing aan de tegenoverliggende zijde is voorzien van een stralingsdoorlatend venster, met het kenmerk, dat het tweede diffraktie-element is opgenomen in de behuizing en dat het eerste diffraktie-element vast verbonden is met de stralingsdoorlatende zijde van de behuizing.

8. Inrichting volgens konklusie 7, met het kenmerk, dat een kollimatorlens vast met de behuizing verbonden is.

9. Inrichting volgens konklusie 7, met het kenmerk, dat een objektiefstelsel, in de vorm van een enkelvoudige objektieflens, vast met de behuizing verbonden is.

10. Inrichting volgens één van de konklusie 1-9, met het kenmerk, dat het tweede diffraktie-element een diffraktieraster is met konstante rasterperiode en waarvan de rasterstroken nagenoeg dwars op de effektieve spoorrichting staan, dat het eerste diffraktie-element een diffraktieraster is met verlopende rasterperiode en dat het samengestelde detektiestelsel vier detektoren bevat die in vier verschillende kwadranten rond de hoofdstraal van de door het eerste diffraktieraster afgebogen aftastbundel gelegen zijn, met behulp van welke detektoren de vorm van de herafgebeelde aftastvlek wordt bepaald.

11. Inrichting volgens konklusie 10, met het kenmerk, dat het eerste raster rechte rasterstroken en een lineair verlopende rasterperiode heeft.

12. Inrichting volgens konklusie 10, met het kenmerk, dat de rasterstroken van het eerste raster gekromd zijn en dat de scheidingsstroken van de vier-kwadrantendetektor evenwijdig aan, respektievelijk dwars op, de effektieve spoorrichting zijn.

13. Inrichting volgens één van de konklusies 1-9, met het kenmerk, dat het tweede diffraktie-element een diffraktieraster is met konstante rasterperiode en waarvan de rasterstroken nagenoeg dwars op de effektieve spoorrichting staan, dat het eerste diffraktie-element een uit twee deelrasters bestaand samengesteld raster is dat de afgebogen aftastbundel in twee deelbundels splitst en dat het samengestelde detektiestelsel twee detektorenparen bevat waarbij een eerste, respektievelijk tweede deelbundel samenwerkt met een eerste, respektievelijk tweede, detektorenpaar.

14. Inrichting volgens konklusie 13, met het kenmerk, dat de deelrasters een verlopende rasterperiode hebben en dat de rasterstroken van de deelrasters gekromd zijn.

15. Inrichting volgens konklusie 13 of 14, met het kenmerk, dat de rasterstroken van het ene deelraster dezelfde hoofdrichting hebben als die van het andere deelrasters, dat de gemiddelde rasterperiode van de deelraster verschillend zijn en dat de detektorenparen naast elkaar gelegen zijn in een richting evenwijdig met de scheidingslijn tussen de deelrasters'.

16. Inrichting volgens konklusie 13 of 14, met het kenmerk, dat de deelrasters dezelfde gemiddelde rasterperiode hebben, dat de hoofdrichting van de rasterstroken van het ene deelraster een eerste en die van het andere deelraster een tweede hoek maken met de scheidingslijn van de twee deelrasters en dat de detektorenparen naast elkaar gelegen zijn in een richting evenwijdig met de richting van de genoemde scheidingslijn.

17. Inrichting volgens konklusie 13 of 14, met het kenmerk, dat de hoofdrichting van de rasterstroken van het eerste deelraster een eerste hoek en die van de rasterstroken van het tweede deelraster een tweede hoek maken met de scheidingslijn tussen de deelrasters, dat de gemiddelde rasterperiodes van de twee deelrasters verschillend zijn en dat de detektorenparen zowel in een richting evenwijdig aan als in een richting loodrecht op de genoemde scheidingslijn verschillende posities innemen.

18. Inrichting volgens konklusie 11 of 12, waarin voor elke afgebogen hulpbundel één detektor aanwezig is, met het kenmerk, dat de twee detektoren gelegen zijn aan weerszijden van de vier-kwadranten detektor gezien in de richting dwars op de effektieve spoorrichting.

19. Inrichting volgens konklusie 16, met het kenmerk, dat in het samengestelde detektiestelsel gezien in de richting dwars op de effektieve spoorrichting, aan een eerste, respektievelijk tweede, zijde van de twee naast elkaar gelegen detektorenparen een eerste, respektievelijk tweede, detektor gelegen is voor het opvangen van de eerste, respektievelijk tweede, hulpbundel.

20. Inrichting volgens konklusie 16, met het kenmerk, dat het samengestelde detektiestelsel een eerste en tweede, respektievelijk een derde en een vierde, detektor aanwezig zijn voor de eerste, respektievelijk tweede, hulpbundel die elk door het eerste raster in twee deelbundels worden opgesplitst, waarbij gezien in de richting dwars op de effektieve spoorrichting de vier detektoren en de twee detektorensporen naast elkaar elkaar gelegen zijn in de volgorde: eerste detektor, eerste detektorenpaar, derde detektor, tweede detektor, tweede detektorenpaar en vierde detektor.

21. Inrichting volgens konklusie 16, met het kenmerk, dat de rasterstroken van het eerste diffraktieraster in hoofdzaak evenwijdig zijn met die van het tweede diffraktieraster en dat, gezien in de effektieve spoorrichting, en eerste detektor voor de eerste hulpbundel en een tweede detektor voor de tweede hulpbundel aan verschillende zijden gelegen zijn van de twee detektorenparen welke paren naast elkaar liggen gezien in de richting dwars op de effektieve spoorrichting.

22. Inrichting volgens konklusie 17, met het kenmerk, dat in het samengestelde detektiestelsel een eerste en tweede, respektievelijk een derde en vierde, detektor aanwezig zijn voor de eerste, respektievelijk tweede, hulpbundel die elk door het eerste diffraktieraster in twee deelhulpbundels worden opgesplitst waarbij, gezien in richtingen dwars op de effektieve spoorrichting, de eerste en derde detektor aan weerszijden van het eerste detektorenpaar en de tweede en vierde detektor aan weerszijde van het tweede detektorenpaar gelegen zijn.

23. Inrichting volgens konklusie 15, met het kenmerk, dat in het samengestelde detektiestelsel een eerste en tweede, respektievelijk een derde en vierde, detektor aanwezig zijn voor de eerste, respektievelijk tweede, hulpbundel die elk door het eerste diffraktieraster in twee deelhulpbundels worden opgesplitst waarbij, gezien inrichtingen dwars op de effektieve spoorrichting, de eerste en derde detektor aan weerszijden van het eerste detektorenpaar en de tweede en vierde detektor aan weerszijden van het tweede detektorenpaar gelegen zijn.

24. Inrichting volgens konklusies 18 tot en met 23, met het kenmerk, dat voor elk der detektorenparen de scheidingsstrook tussen de twee detektoren een scherpe hoek maakt met de lijn die het midden van het stralingsemitterende oppervlak van de diodelaser verbindt met de positie die het middelpunt van de intensiteitsverdeling van de op het betreffende detektorenpaar gevormde stralingsvlek inneemt indien de aftastbundel optimaal op het informatievlak gefokusseerd is.

25. Inrichting volgens konklusies 18 tot en met 23, met het kenmerk, dat de scheidingsstroken van de twee detektorenparen in principe evenwijdig zijn met een lijn die het midden van het stralingsemitterend oppervlak van de diodelaser verbindt met het midden van het samengestelde stralingsgevoelige detektiestelsel.