NL9002211A - Positiegevoelig stralingsdetektiestelsel en optische aftastinrichting daarvan voorzien. - Google Patents

Description

Positiegevoelig stralingsdetektiestelsel en optische aftastinrichting daarvan voorzien.

De uitvinding heeft betrekking op een positiegevoelig stralingsdetektiestelsel. Met behulp van een dergelijk detektiestelsel wordt niet alleen de intensiteit van de op het detektiestelsel vallende straling gemeten maar ook de positie waar de straling op het stralingsgevoelig oppervlak valt. Een positiegevoelig stralingsdetektiestelsel vindt bijvoorbeeld toepassing in een kontakloze optische hoogtemeter, waar een stralingsvlek door een stralingsbundel op een te meten voorwerp wordt gevormd. De vlek wordt met behulp van een lens afgebeeld op het trefvlak van het detektiestelsel en door meting van de positie van de afbeelding wordt informatie verkregen over de positie van de stralingsvlek en dus over de hoogte van het oppervlak van het voorwerp.

Een positiegevoelig stralingsdetektiestelsel is bijvoorbeeld bekend uit "Patents Abstracts of Japan", Vol. 12, No. 425 (1988, E-681), blz. 77, Kokais Nos. 164 280 en 164 281. Daarin zijn detektiestelsels beschreven die bestaan uit een stralingsgevoelig oppervlak van halfgeleidermateriaal. Het oppervlak wordt begrensd door twee of vier aansluitingen die zich ieder langs een rand van het oppervlak uitstrekken. Wanneer licht op het oppervlak valt, worden in het halfgeleidermateriaal ladingsdragers vrijgemaakt die naar een van de aansluitingen vloeien. Naarmate het trefpunt dichter bij een aansluiting ligt vloeit een groter deel van de stroom naar die aansluiting. De relatieve stroomsterkte die daardoor in de aansluitingen opgewekt wordt, is een maat voor de positie waar de straling het oppervlak bereikt.

De bekende positiegevoelige detektiestelsels hebben een gevoeligheid voor de stralingsintensiteit die bepaald wordt door de konversie van opvallend licht naar vrije ladingsdragers. Dit betekent dat de gevoeligheid beperkt is tot een bepaald spektraal- en intensiteitsgebied. Dat wil zeggen dat de opvallende straling een minimale intensiteit moet hebben die relatief hoog is, althans ten opzichte van beschikbare niet positiegevoelige stralingsdetektiestelsels, om aan alle aansluitingen een voldoende groot signaal te verkrijgen. Ook de grootte en dus het ruimtelijk meetbereik is beperkt, evenals de vorm van het stralingsgevoelig oppervlak. Verder is gebleken dat een dergelijk positiegevoelig detektiestelsel niet hoekonafhankelijk is. Met andere woorden, de verdeling van de uitgangsstromen wordt beïnvloed door de hoek waaronder straling invalt op het stralingsgevoelig oppervlak.

Het is onder meer een doel van de uitvinding een positiegevoelig stralingsdetektiestelsel te verschaffen dat minder beperkingen kent ten aanzien van de grootte en de vorm van het stralingsgevoelig oppervlak, en dus kan worden aangepast aan de beeldveldkromming in een afbeeldend systeem.

Daartoe bevat een positiegevoelig stralingsdetektiestelsel volgens de uitvinding een stralingsgeleidend volume, ten minste twee aan weerszijden van het volume geplaatste stralingsdetektoren voor het opwekken van uitgangssignalen die een maat zijn voor de hoeveelheid op iedere detektor vallende straling, en een trefvlak dat zich tussen de stralingsdetektoren uitstrekt, waarbij het stralingsgeleidend volume zich daarin voortplantende straling verzwakt en waarbij verder de uitgangen van de stralingsdetektoren verbonden zijn met middelen voor het bepalen van de positie van op het trefvlak vallende straling aan de hand van de relatieve sterkte van de uitgangssignalen van de detektoren. Straling die via een stralingsintreevenster in het stralingsgeleidend volume valt, wordt na weerkaatsing aan het trefvlak naar de detektoren geleid. Deze detektoren zijn bijvoorbeeld zeer gevoelige opto-elektrische omzettere zoals foto-raultiplicatorbuizen (PMT) of avalance-foto-diodes (APD), met een hoge inwendige versterking of een grote dynamiek.

Tevens kan het trefvlak, dat wil zeggen het primaire stralingsgevoelig oppervlak, aanmerkelijk groter zijn zonder dat de meetsnelheid in aanmerkelijke mate vermindert. Dit is van belang voor parameters van het stelsel zoals bandbreedte en responsietijd. Ook de vorm van het stralingsgeleidend volume en het trefvlak is gemakkelijker te optimaliseren voor de gekozen toepassing in een detektiestelsel volgens de uitvinding. Wanneer de opvallende straling een uitgebreide vlek op het trefvlak vormt, wordt het zwaartepunt van de stralingverdeling als het trefpunt weergegeven.

Het wordt opgemerkt dat een lichtgeleidende staaf met aan beide uiteinden een stralingsdetektor op zichzelf bekend is uit "Patent Abstracts of Japan", Vol. 12, No. 199, Kokai No. 246 010 (1987). Daarin is een optische aftastinrichting beschreven waarbij de positie van de aftastvlek wordt vastgesteld door van de aftastbundel een meetbundel af te splitsen en deze via een raster op een fotodetektiestelsel te laten invallen. Het fotodetektiestelsel bestaat uit twee detektoren die via een staaf met elkaar verbonden zijn. De staaf is direkt achter het raster aangebracht. De positie van de aftastvlek wordt bepaald door het pulserend signaal te meten dat veroorzaakt wordt door de meetbundel die gemoduleerd wordt vanwege zijn beweging over de transparante en ondoorlatende delen van het raster. De positie wordt dus niet gemeten door een vergelijking van de uitgangssignalen van de twee detektoren, zodat er altijd een kalibratie nodig is ten opzichte van een bekende positie voordat de werkelijke positie van de aftastvlek kan worden bepaald. Een dergelijke inrichting kan niet worden gebruikt om de positie van de aftastvlek op een onregelmatig oppervlak te bepalen aangezien een dergelijk oppervlak steile hellingen en verschillen in reflektie kan vertonen waardoor de positie van de afbeelding van de aftastvlek op het stralingsgevoelig detektiestelsel kan springen, en waardoor de intensiteit van de afgeheelde stralingsvlek kan variëren.

In een uitvoeringsvorm van het stralingsdetektiestelsel volgens de uitvinding is het trefvlak in het stralingsgeleidend volume tegenover een stralingsintreevenster aangebracht en is het diffuus reflekterend. Hierdoor wordt de relatieve hoeveelheid straling die op ieder van de detektoren valt vrijwel onafhankelijk gemaakt van de hoek van inval op het stralingsdetektiestelsel, zodat de effekten van speculaire reflektie aan het trefvlak zoveel raogelijk worden vermeden. Als de diffuus reflekterende laag kan bijvoorbeeld BaSO^ of een mat reflekterende witte lak worden gebruikt.

Bij een uitvoeringsvorm waarbij de hoekonafhankelijkheid op een andere wijze wordt verkregen, is het stralingsintreevenster voorzien van stralingsverstrooiende middelen. Daartoe wordt het intreevenster voorzien van een ruwing of een microraster. Bij een dergelijke uitvoeringsvorm is het intreevenster het trefvlak waarop de bundel valt.

In een één-dimensionale uitvoeringsvorm kan de diffuus reflekterende strook, respectievelijk het stralingsvenster zijn uitgevoerd met een variabele breedte zodat daardoor verstrooiing optreedt die resulteert in een verzwakking van de intensiteit die op de detektoren valt, welke verzwakking op een van tevoren bepaalde wijze varieert in afhankelijkheid van de positie van de opvallende straling.

In een uitvoeringsvorm van het stralingsdetektiestelsel is het stralingsgeleidend volume gevuld met een transparant materiaal, bijvoorbeeld polymethylmetacrylaat. Hier wordt de ingevangen straling naar de detektoren geleid door totale interne reflektie aan het oppervlak van het kunststof. Kunststof heeft het voordeel dat het eenvoudig in een gewenste vorm gebracht kan worden en dat, door het toevoegen van absorberend materiaal, de mate van verzwakking van zich voortplantende straling goed op een van te voren bepaalde waarde kan worden vastgelegd.

Straling kan ook binnen het stralingsdetektiestelsel geleid worden door het stralingsgeleidend volume, met uitzondering van het intreevenster, te omgeven met een aan de binnenzijde spiegelende omhulling. Deze omhulling dient tevens als afscherming van omgevingslicht. Daarbij kan het volume zowel een holle koker zijn als een glazen of kunststof staaf waarop een spiegelende laag is aangebracht. Verlies van stralingsintensiteit doordat straling vrijwel loodrecht op de wand van het volume valt en nauwelijks reflektie plaatsvindt, treedt dan niet op.

Bij voorkeur is de aan de binnenzijde spiegelende omhulling los aangebracht rond een massief volume van transparant materiaal. De spiegelende omhulling is daarbij zonder kontakt met het stralingsgeleidende volume aangebracht zodat totaal inwendige reflektie niet gefustreerd wordt. Het is gebleken dat hiermee aanmerkelijk meer licht op de detektoren valt dan door alleen totale interne reflektie of een verspiegelde staaf alleen.

Een verdere uitvoeringsvorm van het stralingsdetektiestelsel volgens de uitvinding heeft als eigenschap dat het stralingsgeleidend volume voorzien is van materiaal met luminiscerende of scintilerende eigenschappen. Dit materiaal is bijvoorbeeld op het trefvlak aangebracht. Door gebruik te maken van dergelijk materiaal in de diffuus reflekterende laag of in het stralingsgeleidend volume kunnen typen straling en/of golflengten gedetekteerd worden waarvoor de opto-elektrische omzetters niet of weinig gevoelig zijn. De op het stralingstrefvlak vallende straling genereert een straling van een andere golflengte in het stralingsgeleidend volume.

Het wordt opgemerkt dat het op zichzelf bekend is uit "Patent Abstracts of Japan", Vol. 9, No. 101, (P353), blz. 104, Kokai No. 226 318 (1984) om een fluoriscerende lak toe te passen in een detektiesysteem voor het bepalen van een aftastpositie. Evenals in de reeds genoemde Kokai No. 246 010 is hier echter geen sprake van een vergelijking tussen de uitgangssignalen van twee stralingsdetektoren om de positie van de invallende straling te bepalen, maar wordt eveneens de positie bepaald met behulp van een tralie in de stralingsbundel.

Bij een uitvoeringsvorm van het stralingsgevoelig detektiestelsel volgens de uitvinding zijn aan vier zijden van het stralingsgeleidend volume stralingsdetektoren geplaatst voor het bepalen van de positie van op het trefvlak vallende straling in twee dimensies.

Een verdere uitvoeringsvorm van het stralingsdetektiestelsel volgens de uitvinding heeft als eigenschap dat het stralingsgeleidend volume en de stralingsdetektoren zijn uitgevoerd als een geïntegreerd optisch circuit. Het stralingsgeleidend volume, de stralingsdetektoren en eventueel de schakeling voor het analyseren van de uitgangssignalen zijn hierbij op eenzelfde stuk halfgeleidermateriaal aangebracht. Dit betekent een kompakt en robuust positiegevoelig stralingsdetektiestelsel dat een hoge gevoeligheid kan hebben.

In een andere uitvoeringsvorm van het positiegevoelig stralingsdetektiestelsel volgens de uitvinding wordt het stralingsgeleidend volume gevormd door een optische vezel. Een optische vezel is geschikt voor toepassing in een klein en zeer snel positiegevoelig detektiestelsel.

Een positiegevoelig stralingsdetektiestelsel volgens de uitvinding is bij uitstek geschikt om te worden toegepast in een optische aftastinrichting voor het meten van het reliëf en/of de reflektiviteit van een oppervlak. Een dergelijk oppervlak is bijvoorbeeld een plaat van elektrisch isolerend materiaal met daarop aangebrachte gemetalliseerde geleidingsstroken en elektronische komponenten (printed circuit board) zoals die toegepast wordt bij het vervaardigen van elektronische schakelingen. Een aftastinrichting wordt bijvoorbeeld gebruikt bij geautomatiseerde inspektie van de geleidingsstroken en de komponenten.

Een optische aftastinrichting volgens de uitvinding bevat een stralingsbroneenheid voor het opwekken van een stralingsbundel en het vormen van een aftastvlek op een af te tasten oppervlak, een afbeeldingssysteem voor het afbeelden van de genoemde stralingsvlek op een positiegevoelig stralingsdetektiestelsel, welk stralingsdetektiestelsel een stralingsgeleidend volume en ten minste twee aan weerszijden daarvan geplaatste stralingsdetektoren bevat voor het bepalen van de positie van de afbeelding op het stralingsdetektiestelsel.

De in het voorgaande weergegeven en andere meer gedetailleerde, aspekten van de uitvinding worden nader beschreven en toegelicht aan de hand van de tekeningen.

In de tekeningen wordt in de figuren 1a en 1b een schematische weergave en een aanzicht van een uitvoeringsvorm van het detektiestelsel volgens de uitvinding getoond; figuren 2a en 2b enkele intensiteitscurves weergegeven voor een stralingsdetektor als funktie van het trefpunt de stralingsbundel; figuur 3 een stralingsgeleidend volume getoond met een intreevenster en een diffuus reflekterend facet met een variabele breedte; figuur 4 een dwarsdoorsnede weergegeven van een stralingsgeleidend volume waarbij een inwendig spiegelende omhulling is toegepast; figuur 5 een uitvoeringsvorm van een positiegevoelig stralingsdetektiestelsel voor een bepaling in twee dimensies van de positie van de opvallende straling weergegeven; figuur 6 een geïntegreerd optisch elektronisch circuit weergegeven; en in figuur 7 een optische aftastinrichting waarin een positiegevoelig stralingsdetektiestelsel is toegepast.

De figuren 1a en 1b tonen een schematisch overzicht en een aanzicht van een stralingsgevoelig detektiestelsel volgens de uitvinding. Het stelsel bestaat uit een staafvormig stralingsgeleidend volume 10 van een transparant materiaal, bijvoorbeeld glas of een kunststof als polymethylmetacrylaat (PMMA). De staaf is voorzien van een stralingsintreevenster 11. Aan de beide uiteinden 13 en 14 van de staaf 10 zijn stralingsdetektoren 21 en 22, bijvoorbeeld foto-multiplicatorbuizen of avalance-foto-diodes, aangebracht waarvan het stralingsgevoelig oppervlak naar de eindvlakken 13 en 14 is gericht. Bij voorkeur is de tussenruimte tussen volume en detektor met een optische hars of lijm opgevuld waarmee een optische koppeling wordt verkregen. De uitgangen van de stralingsdetektoren 21 en 22 zijn verbonden met een verwerkingsstelsel 30.

Het positiegevoelig stralingsdetektiestelsel werkt als volgt. Een stralingsbundel 1 valt op een zekere positie X door het stralingsintreevenster 11 in de staaf 10. Daar wordt het licht verstrooid, bijvoorbeeld aan een diffuus reflekterend facet 12, het trefvlak, dat tegenover het intreevenster 11 is aangebracht. Dit facet 12 is bijvoorbeeld voorzien van een mat reflekterend materiaal zoals bariumsulfaat (BaSO^) of een andere diffuus reflekterende lak. Het materiaal moet een hoge reflektiecoëfficient hebben voor de golflengte van de straling en kan wit zijn of bijvoorbeeld de kleur van de straling hebben. De funktie van het diffuus reflekterend oppervlak is om straling afkomstig van de bundel 1 zoveel mogelijk gelijkmatig in beide richtingen naar de eindvlakken 13 en 14 te verstrooien, onafhankelijk van de hoek van inval van de bundel. Hetzelfde effekt kan worden verkregen door het intreevenster 11 te voorzien van verstrooiende eigenschappen bijvoorbeeld door ruwing of het aanbrengen van een microraster. In dat geval is het intreevenster het trefvlak. Voor een zo nauwkeurig mogelijke plaatsbepaling dient de bundel 1 op het trefvlak gefocusseerd te worden.

Wanneer straling afkomstig van de bundel 1 in de staaf 10 verstrooid is, wordt de straling ten gevolge van reflektie aan de wanden naar de uiteinden 13 en 14 geleid. Daar verlaat de straling de staaf via die uiteinden en valt op het stralingsgevoelig oppervlak van de stralingsdetektoren 21 en 22. Doordat tijdens de geleiding verlies van straling optreedt door absorptie, niet volledige reflektie aan het staafoppervlak en verlies via het trefvlak zal de stralingsintensiteit aan ieder uiteinde afhankelijk zijn van de trefpositie van de invallende bundel 1. Hoe dichter het trefpunt bij een uiteinde des te hoger de intensiteit aan dat uiteinde en des te lager aan het andere uiteinde.

De stralingsdetektoren 21 en 22 wekken uitgangssignalen op, I.| en I2 respektievelijk, waarvan de grootte een maat is voor de intensiteit die op de respektievelijke detektor valt. De door de voortplantingsverliezen in de staaf veroorzaakte onbalans in de uitgangssignalen wordt in het verwerkingsstelsel 30 omgezet naar een signaal dat een maat is voor de positie X van het trefpunt van de stralingsbundel. Dit gebeurt bijvoorbeeld door in een verschilschakeling 31 de signalen I,| en I2 van elkaar af te trekken, waarna in een schakeling 33 het verkregen verschil genormaliseerd wordt door het te delen door een signaal I-1+I2 dat van een optelschakeling 32 afkomstig is. Wanneer de opvallende bundel breed is, dat wil zeggen dat een deel van de lengte van het trefvlak gelijktijdig aangestraald wordt, zal de berekende waarde X de positie van het zwaartepunt van de stralingsverdeling aangeven.

In een alternatieve uitvoeringsvorm bestaat de verwerkingseenheid uit twee analoog naar digitaal omzettere die de signalen 1^ en I2 in digitale vorm weergeven, waarna met behulp van een digitale computer of microprocessor daaruit de waarde voor X wordt berekend. Daarbij kan bijvoorbeeld rekening gehouden worden met de gevoeligheidskarakteristieken van de detektoren.

In de figuren 2a en 2b zijn grafieken weergegeven van metingen van de relatieve positiegevoeligheden voor een een-dimensionaal positiegevoelig stralingsdetektiestelsel. Hierbij bestaat het stralingsgeleidend volume uit een ronde staaf van PMMA, met een diameter van 25 mm en een lengte van 700 mm. De grafieken tonen het intensiteitsverloop in één detektor wanneer de aftastvlek een trajekt met een lengte van ongeveer 430 mm in het centrum van de staaf doorloopt. De gebruikte straling heeft een golflenge van 633 nm. Tegenover het intreevenster is op het stralingsgeleidend volume een diffuus reflekterende strook aangebracht. Figuur 2a toont het verloop van de intensiteit bij een strook van 2 mm breed, figuur 2b vertoont hetzelfde bij een 4 mm brede strook. Aan deze figuren is te zien dat de breedte van de strook van invloed is op het intensiteitsverloop als funktie van de afstand. In figuur 2a daalt de intensiteit tot 43% van de maximum intensiteit, bij de bredere strook in figuur 2b daalt de intensiteit tot 37%. Dit feit kan worden gebruikt om intensiteitskurven aan te passen aan een gewenste gevoeligheid van de positie door de breedte van het trefvlak te variëren als funktie van de positie.

Dit is getoond in figuur 3. Het trefvlak 12 van de staaf 10 is in het midden relatief breed en wordt naar de uiteinden smaller. Ten gevolge van de grotere breedte in het midden van de staaf wordt zich in de staaf voortplantende straling daar meer verstrooid wat leidt tot relatief meer verlies, en dus een grotere verzwakking voor dat deel van de straling dat langs het midden van de staaf wordt geleid. Dat heeft tot gevolg dat de gradiënt van de gevoeligheidskurve in het midden relatief groot is.

In figuur 4 is een dwarsdoorsnede van een stralingsgeleidende staaf met een inwendig spiegelende omhulling weergegeven. Het stralingsgeleidend volume 10 is omgeven door een huls of koker 15. Het intreevenster 11 valt samen met een sleuf 16 in de huls. De huls 15 is aan de binnenzijde voorzien van een spiegelende laag 17 waardoor opvallende straling wordt gereflekteerd. Dit heeft het voordeel dat de hoek waaronder straling op de wand van het volume valt geen of nauwelijks invloed heeft op de mate van reflektie en dus op het stralingsverlies.

Het stralinggeleidend volume 10 kan een kunststof of glazen staaf zijn waarbij de spiegelende laag aan de buitenkant daarvan is aangebracht en de staaf dus tevens dienst doet als drager voor de spiegelende laag. Ook kan het volume hol zijn. Bij voorkeur echter bestaat het stralingsgeleidend volume uit een masieve transparante staaf 10 waaromheen een losliggende omhulling 15 is aangebracht. Door een ruimte tussen de staaf en de huls open te laten wordt de totale interne reflektie aan het oppervlak van de staaf niet gefrustreerd. Het is gebleken dat deze kombinatie de grootste stralingsintensiteit op de detektoren oplevert.

In figuur 5 is een uitvoeringsvorm van een positiegevoelig stralingsdetektiestelsel weergegeven met vier stralingsdetektoren, aan vier zijden van het stralingsgeleidend volume. Het stralingsgeleidende volume 110 is vierkant of rechthoekig en bevat een bovenzijde 111, een onderzijde 112 en vier zijvlakken 113, 114, 115 en 116. De bovenzijde 111 is het stralingsintreevenster. De onderzijde 112 is bijvoorbeeld voorzien van een diffuus reflekterend materiaal om invloed van de richting van de opvallende stralingsbundel 101 zoveel mogelijk uit te schakelen en vormt het trefvlak. De onderzijde kan daarbij van een van de bovenzijde afwijkende vorm hebben zodat het stralingsgeleidend volume een variabele dikte heeft en aangepast kan worden aan het toepassingsgebied, bijvoorbeeld beeldveldkromming. De vier zijkanten 113, 114, 115 en 116 zijn voorzien van stralingsdetektoren 121, 122, 123 en 124 die de daarop vallende straling omzetten in elektrische signalen 1^, I2, I3 en I^. Deze signalen worden met behulp van een verwerkingseenheid verwerkt en daaruit worden de koördinaten van het trefpunt van de bundel 101 op het trefvlak bepaald. Tussen de zijvlakken 113, 114, 115 en 116 en de detektoren 121, 122, 123 en 124 kunnen eventueel stralingsgeleiders 131, 132, 133 en 134 zijn geplaatst waarmee de vorm van de zijvlakken aan de vorm van de detektoren wordt aangepast.

Figuur 6 toont een geïntegreerd optisch stelsel. In een substraat 150 van halfgeleidermateriaal, bijvoorbeeld silicium, is op een op zichzelf bekende wijze een groef 151 geëtst. Deze groef is gevuld met transparant materiaal met een brekingsindex die groter is dan de brekingsindex van het substraatmateriaal. De gevulde groef is nu een golfgeleider die als stralingsgeleidend volume funktioneert. Aan beide uiteinden worden, met uit de IC-fabrikage bekende technieken, stralingsdetektoren 152 en 153 en andere noodzakelijke elementen 155-157 zoals geleiders en schakelingen in het substraatmateriaal aangebracht. Het resultaat is een kompakte uitvoering van een stralingsgevoelig detektiestelsel.

Figuur 7 toont een optische aftastinrichting waarin een positiegevoelig stralingsdetektiestelsel volgens de uitvinding is toegepast. Met een stralingsbron 200, bijvoorbeeld een halfgeleiderlaser, wordt een lichtbundel opgewekt die met een optisch stelsel 201 in een smalle bundel 202 wordt omgezet. Deze bundel wordt naar een af te tasten vlak geleid en vormt daarop een stralingsvlek 203 van waaruit de opvallende straling in willekeurige richtingen wordt verstrooid.

Een deel van deze verstrooide straling wordt met behulp van een lenzenstelsel 204 opgevangen en gefokusseerd in een vlak 205 waar het trefvlak van een positiegevoelig stralingsdetektiestelsel 210 is aangebracht. Op het trefvlak van dit detektiestelsel wordt dus een afbeelding van de stralingsvlek 203 gevormd. De positie van deze afbeelding wordt bepaald door de positie van de vlek 203 en dus van de hoogte van het af te tasten oppervlak in de stralingsbundel 202. Door met behulp van het positiegevoelig stralingsdetektiestelsel 210 de positie van de afbeelding te meten, is dus de hoogte en het reliëf van het oppervlak te bepalen.

Bij een nauwkeurige meting dient de afbeelding van de stralingsvlek 203 op het positiegevoelig stralingsdetektiestelsel zo klein mogelijk te zijn, met andere woorden, de afbeelding moet in fokus zijn. Aangezien een verschillende hoogte van het oppervlak betekent dat ook de scherpe afbeelding van de vlek 203 op een andere plaats gevormd wordt, dient het positiegevoelig stralingsdetektiestelsel 210 bij voorkeur een gekromd trefvlak te hebben dat is aangepast aan de beeldveldkromming. Dat is mogelijk met een detektiestelsel volgens de onderhavige uitvinding.

Om het oppervlak af te tasten, kan het voorwerp ten opzichte van de aftastbundel heen en weer worden bewogen. Ook kan de aftastbundel over het voorwerp worden bewogen en de stralingsvlek via een synchroon aftastend stelsel op een detektiestelsel afgebeeld. Een dergelijke aftastinrichting is bijvoorbeeld beschreven in de niet vóórgepubliceerde Nederlandse oktrooiaanvrage nr. 9000100 (PHN 13.224).

Claims (11)

1. Positiegevoelig stralingsdetektiestelsel, bevattende een stralingsgeleidend volume, ten minste twee aan weerszijden van het volume geplaatste stralingsdetektoren voor het opwekken van uitgangssignalen die een maat zijn voor de hoeveelheid op iedere detektor vallende straling, en een trefvlak dat zich tussen de stralingsdetektoren uitstrekt, waarbij het stralingsgeleidend volume zich daarin voortplantende straling verzwakt en waarbij verder de uitgangen van de stralingsdetektoren verbonden zijn met middelen voor het bepalen van de positie van op het trefvlak vallende straling aan de hand van de relatieve sterkte van de uitgangssignalen van de detektoren.

2. Positiegevoelig stralingsdetektiestelsel volgens konklusie 1, waarbij het trefvlak in het stralingsgeleidend volume tegenover een stralingsintreevenster is aangebracht en diffuus reflekterend is.

3. Positiegevoelig stralingsdetektiestelsel volgens konklusie 1 of 2, waarbij het stralingsintreevenster voorzien is van stralingverstrooiende middelen.

4. Positiegevoelig stralingsdetektiestelsel volgens konklusie 1, 2 of 3, waarbij het stralingsgeleidend volume gevuld is met een transparant materiaal, bijvoorbeeld polymethylmetacrylaat.

5. Positiegevoelig stralingsdetektiestelsel volgens konklusie 1, 2, 3 of 4, waarbij het stralingsgeleidend volume omgeven is door een aan de binnenzijde spiegelende omhulling.

6. Positiegevoelig detektiestelsel volgens konklusie 5, waarbij de aan de binnenzijde spiegelende omhulling is aangebracht rond een massief volume van transparant materiaal waarbij vrijwel geen mechanisch kontakt bestaat tussen de omhulling en het volume.

7. Positiegevoelig detektiestelsel volgens konklusie 1, 2, 3, 4, 5 of 6, waarbij het stralingsgeleidend volume voorzien is van materiaal met luminiscerende of scintilerende eigenschappen.

8. Positiegevoelig detektiestelsel volgens konklusie 1, 2, 3, 4, 5, 6 of 7, waarbij aan vier zijden van het stralingsgeleidend volume stralingsdetektoren zijn geplaatst voor het bepalen van de positie van op het trefvlak vallende straling in twee dimensies.

9. Positiegevoelig detektiestelsel volgens één van de voorgaande konklusies, waarbij het stralingsgeleidend volume en de stralingsdetektoren zijn uitgevoerd als een geïntegreerd optisch circuit.

10. Positiegevoelig detektiestelsel volgens één van de konklusies 1 tot en met 7, waarbij het stralingsgeleidend volume een optische vezel is.

11. Optische aftastinrichting bevattende een stralingsbroneenheid voor het opwekken van een stralingsbundel en het vormen van een aftastvlek op een af te tasten oppervlak, een afbeeldingssysteem voor het afbeelden van de genoemde stralingsvlek op een positiegevoelig stralingsdetektiestelsel, welk stralingsdetektiestelsel een stralingsgeleidend volume en ten minste twee aan weerszijden daarvan geplaatste stralingsdetektoren bevat voor het bepalen van de positie van de afbeelding op het stralingsdetektiestelsel.