(57)【要約】  長形帯状片（１０）とサブアセンブリ（１２）を含むトートバンド型レゾナントスキャナが開示される。長形帯状片は長手方向への長さと、長手方向に垂直な幅方向への幅と、幅方向と長手方向の両方に垂直な厚さ方向への厚さを有し、厚さは幅より実質的に小さく、幅方向と長手方向は、帯状片の幅／長さ平面を規定する。サブアセンブリは、帯状片の一部に取り付けられ、２つの半分割部分（１４、１６）を含む。帯状片の熱膨張率は、ハウジング内のその取付構造のそれと同じである。
2013518297.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トートバンド型レゾナントスキャナにおいて、
長手方向への長さと、前記長手方向に垂直な幅方向への幅と、前記幅方向と前記長手方向の両方に垂直な厚さ方向への厚さを有する長形帯状片であって、前記厚さが前記幅より実質的に小さく、前記幅方向と長手方向が帯状片の幅／長さ平面を規定する長形帯状片と、
前記帯状片の一部に取り付けられたサブアセンブリであって、ミラーが、前記ミラーのミラー面が前記帯状片の幅／長さ平面と平行でない平面内に位置付けられるようにそこに取り付けられる少なくとも１つの取付構造を含むサブアセンブリと、
を備えることを特徴とするトートバンド型レゾナントスキャナ。
【請求項２】
請求項１に記載のトートバンド型レゾナントスキャナにおいて、
前記ミラー面が、前記帯状片の幅／長さ平面に垂直なミラー面平内に位置付けられることを特徴とするトートバンド型レゾナントスキャナ。
【請求項３】
請求項１に記載のトートバンド型レゾナントスキャナにおいて、
前記サブアセンブリは、２つの半分割部分で形成され、前記半分割部分の間で前記帯状片を捕捉することを特徴とするトートバンド型レゾナントスキャナ。
【請求項４】
請求項１に記載のトートバンド型レゾナントスキャナにおいて、
前記帯状片がハウジング内で、前記ハウジング内の取付構造において緊張状態に固定され、前記帯状片と取付構造が各々、実質的に同じ熱膨張率を有する材料で形成されることを特徴とするトートバンド型レゾナントスキャナ。
【請求項５】
請求項１に記載のトートバンド型レゾナントスキャナにおいて、
前記帯状片および前記サブアセンブリが同じ材料で形成されることを特徴とするトートバンド型レゾナントスキャナ。
【請求項６】
請求項１に記載のトートバンド型レゾナントスキャナにおいて、
前記帯状片が、前記帯状片がスキャナハウジングに固定される少なくとも１つの固定領域と、少なくとも１つの作動領域と、を含み、前記固定領域と前記作動領域の間の応力集中を軽減させる少なくとも１つの推移特徴部が設けられていることを特徴とするトートバンド型レゾナントスキャナ。
【請求項７】
請求項１に記載のトートバンド型レゾナントスキャナにおいて、
前記帯状片とサブアセンブリが、各種の異なるミラーとともに、異なる周波数で使用しうることを特徴とするトートバンド型レゾナントスキャナ。
【請求項８】
トートバンド型レゾナントスキャナにおいて、
第一の熱膨張率を有する材料で形成される長形帯状片と、
前記帯状片の一部に取り付けられたサブアセンブリであって、２つの半分割部分で形成され、前記半分割部分の間に前記帯状片を捕捉するサブアセンブリと、
取付構造を含むハウジングであって、前記帯状片が前記ハウジング内で前記取付構造に緊張状態に固定され、前記取付構造が第二の熱膨張率を有する材料で形成され、前記第一の熱膨張率が前記第二の熱膨張率と実質的に同じであるハウジングと、
を備えることを特徴とするトートバンド型レゾナントスキャナ。
【請求項９】
請求項８に記載のトートバンド型レゾナントスキャナにおいて、
前記帯状片と前記サブアセンブリが同じ材料で形成されることを特徴とするトートバンド型レゾナントスキャナ。
【請求項１０】
請求項８に記載のトートバンド型レゾナントスキャナにおいて、
前記帯状片が、前記帯状片がスキャナハウジングに固定される少なくとも１つの固定領域と、少なくとも１つの作動領域と、を含み、前記固定領域と前記作動領域の間の応力集中を軽減させる少なくとも１つの推移特徴部が設けられていることを特徴とするトートバンド型レゾナントスキャナ。
【請求項１１】
請求項１０に記載のトートバンド型レゾナントスキャナにおいて、
前記推移特徴部が丸みの付いた角部を含むことを特徴とするトートバンド型レゾナントスキャナ。
【請求項１２】
請求項８に記載のトートバンド型レゾナントスキャナにおいて、
前記ハウジングが、弾性ヒンジと、前記長形帯状片上の張力を調節する調節手段と、をさらに含むことを特徴とするトートバンド型レゾナントスキャナ。
【請求項１３】
請求項８に記載のトートバンド型レゾナントスキャナにおいて、
前記長形帯状片が、長手方向への長さと、前記長手方向に垂直な幅方向への幅と、前記幅方向と前記長手方向の両方に垂直な厚さ方向への厚さを有し、前記厚さが前記幅より実質的に小さく、前記幅方向と長手方向が帯状片の幅／長さ平面を規定し、
前記サブアセンブリが少なくとも１つの取付構造を含み、そこにミラーが、前記ミラーのミラー面が前記帯状片の幅／長さ平面と平行でない平面内に位置付けられるように取り付けられてもよいことを特徴とするトートバンド型レゾナントスキャナ。
【請求項１４】
請求項１３に記載のトートバンド型レゾナントスキャナにおいて、
前記ミラー面が前記帯状片平面に垂直な平面内に位置付けられることを特徴とするトートバンド型レゾナントスキャナ。
【請求項１５】
請求項１３に記載のトートバンド型レゾナントスキャナにおいて、
前記バンドとサブアセンブリが、各種の異なるミラーとともに、異なる周波数で使用しうることを特徴とするトートバンド型レゾナントスキャナ。
【請求項１６】
複数のミラーのいずれとも使用でき、複数の動作周波数で使用できるトートバンド型レゾナントスキャナにおいて、
前記トートバンド型レゾナントスキャナが、長手方向への長さと、前記長手方向に垂直な幅方向への幅と、前記幅方向と前記長手方向の両方に垂直な厚さ方向への厚さを有する長形帯状片であって、前記厚さが前記幅より実質的に小さく、前記幅方向と長手方向が帯状片の幅／長さ平面を規定する長形帯状片と、
前記帯状片の一部に取り付けられたサブアセンブリであって、前記サブアセンブリが２つの半分割部分で形成され、前記半分割部分の間で前記帯状片を捕捉し、前記サブアセンブリの両端の、ミラーとカウンタウェイトマスを取り付けうる取付機能部材を含み、前記帯状片の幅／長さ平面に実質的に平行な平面内において露出面を有する少なくとも１つの磁石を含むサブアセンブリと、
を備えることを特徴とするトートバンド型レゾナントスキャナ。
【請求項１７】
請求項１６に記載のトートバンド型レゾナントスキャナにおいて、
前記帯状片がハウジング内で、前記ハウジング内の取付構造において緊張状態に固定され、前記帯状片と取付構造が各々、実質的に同じ熱膨張率を有する材料で形成されることを特徴とするトートバンド型レゾナントスキャナ。
【請求項１８】
請求項１６に記載のトートバンド型レゾナントスキャナにおいて、
前記帯状片と前記取付構造が同じ材料で形成されることを特徴とするトートバンド型レゾナントスキャナ。
【請求項１９】
請求項１６に記載のトートバンド型レゾナントスキャナにおいて、
前記帯状片が、前記帯状片がスキャナハウジングに固定される少なくとも１つの固定領域と、少なくとも１つの作動領域と、を含み、前記固定領域と前記作動領域の間の応力集中を軽減させる少なくとも１つの推移特徴部が設けられていることを特徴とするトートバンド型レゾナントスキャナ。
【請求項２０】
請求項１９に記載のトートバンド型レゾナントスキャナにおいて、
前記スキャナハウジングが、弾性ヒンジと、前記長形帯状片上の張力を調節するための調節手段と、をさらに含むことを特徴とするトートバンド型レゾナントスキャナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１０年１月２２日出願の米国仮特許出願第６１／２９７，５３４号の優先権を主張し、その全文を引用によって本願に援用する。
【０００２】
本発明は一般に、レゾナントスキャナに関し、特に、スキャナ用の共振周波数を提供するために緊張状態に保持される、長い硬質の帯状片を含む、トートバンド型のレゾナントスキャナに関する。
【背景技術】
【０００３】
従来のトートバンド型レゾナントスキャナには、一般に、さまざまな欠点がある。第一に、従来のトートバンド型レゾナントスキャナの多くは、使用中に特定の量の好ましくないウォブル（がたつき）が発生する。第二に、通常、帯状片がミラー取付構造および／または帯状片締着構造に取り付けられる箇所に、帯状片への応力が集中し、このような応力の集中が、これらの箇所における帯状片の不良の原因となりうる。
【０００４】
第三に、帯状片と負荷の組み合わせが固定されているため、ミラーの寸法または動作周波数を変更したい場合、通常、ミラー、使用されていればそのカウンタマス（カウンタウェイト）、帯状片、そして、しばしば構造全体を交換する必要があり、それによって製造および修理費用が増す。第四に、動作中の温度変化が、個々の構成要素の熱膨張率の違いによって、動作に大きなマイナスの影響を与えるかもしれず、これは付随的に装置の動作固有周波数を変化させることにつながる。
【０００５】
さらに、置かれた環境に由来する腐食もまた、動作にマイナスの影響を与える。たとえば、多くの従来のトートバンド型レゾナントスキャナでは、帯状片にクロックスプリングスチール（時計用のぜんまい鋼）が利用されているが、この材料は通常、使用中に錆や応力腐食割れを発生させ、その結果、帯状片が設計上の寿命よりずっと早く故障する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第４６８６３６３号明細書
【特許文献２】米国特許第４９９０８０８号明細書
【特許文献３】米国特許第５５２８４１１号明細書
【特許文献４】米国特許第５２４７３８４号明細書
【特許文献５】米国特許第６２４３１８６号明細書
【特許文献６】米国特許第６２４５５９０号明細書
【特許文献７】米国特許第６２８５４８９号明細書
【特許文献８】米国特許第６５２５３１０号明細書
【特許文献９】米国特許第６８８２４６２号明細書
【特許文献１０】米国特許第７４１４５０３号明細書
【特許文献１１】米国特許第７４３６５７４号明細書
【特許文献１２】米国特許第７５１６８９６号明細書
【特許文献１３】米国特許出願公開第２００４／１１９００４号明細書
【特許文献１４】米国特許出願公開第２００５／００９９６６５号明細書
【特許文献１５】米国特許出願公開第２００５／１７９９８５号明細書
【特許文献１６】国際公開第２００６／０８８７７９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、少なくとも上記の欠点を回避し、または最小限に抑えるトートバンド型レゾナントスキャナが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ある実施形態によれば、本発明は、長形帯状片とサブアセンブリを含むトートバンド型レゾナントスキャナを提供する。長形帯状片は、長手方向への長さと、長手方向に垂直な幅方向への幅と、幅方向と長手方向の両方に垂直な厚さ方向への厚さを有し、厚さは幅より実質的に小さく、幅方向と長手方向は帯状片の幅／長さ平面を規定する。サブアセンブリは、帯状片の一部に取り付けられ、少なくとも１つの取付構造を含む。
【０００９】
他の実施形態によれば、本発明は、長形帯状片とサブアセンブリとハウジングを含む、トートバンド型レゾナントスキャナを提供する。長形帯状片は、第一の熱膨張率を有する材料で形成される。サブアセンブリは、帯状片の一部に取り付けられ、２つの半分割部分で形成されて、半分割部分の間に帯状片が捕捉される。ハウジングは取付構造を含み、そこに帯状片がハウジング内において緊張状態で固定される。取付構造は、第二の熱膨張率を有する材料で形成され、第一の熱膨張率は、第二の熱膨張率と実質的に同じである。
【００１０】
他の実施形態によれば、本発明は、複数のミラーのいずれも使用でき、複数の動作周波数で使用できる、トートバンド型レゾナントスキャナを提供する。トートバンド型レゾナントスキャナは、長形帯状片とサブアセンブリを含む。長形帯状片は、長手方向への長さと、長手方向に垂直な幅方向への幅と、幅方向と長手方向の両方に垂直な厚さ方向への厚さを有し、厚さは幅より実質的に小さく、幅方向と長手方向は帯状片の幅／長さ平面を規定する。サブアセンブリは、帯状片の一部に取り付けられ、２つの半分割部分で形成されて、半分割部分の間に帯状片が捕捉される。サブアセンブリは、サブアセンブリの両端に、ミラーとカウンタウェイトマスを取り付けてもよい取付機能部材を含み、帯状片の幅／長さ平面に実質的に平行な平面内に露出面を有する少なくとも１つの磁石を含む。
【００１１】
以下の説明は、添付の図面を参照するとさらに理解しやすいであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のある実施形態によるシステムにおける、帯状片およびミラー取付構造の例示的な等角図を示す。
【図２】図１に示される帯状片およびミラー取付構造の例示的な平面図を示す。
【図３】図２に示される帯状片およびミラー取付構造の、線３−３に沿って見た例示的な上面図を示す。
【図４】図２に示される帯状片およびミラー取付構造の、線４−４に沿って見た例示的な端面図を示す。
【図５】図２に示される帯状片およびミラー取付構造の、線５−５に沿って見た例示的な断面図を示す。
【図６】図２に示される帯状片の、ミラー取付構造のない、例示的な平面図を示す。
【図７】図１に示される帯状片およびミラー取付構造を含む、本発明のある実施形態による、トートバンド型レゾナントスキャナの例示的な上面等角図を示す。
【図８】図７に示されるトートバンド型レゾナントスキャナの例示的な側面等角図を示す。
【図９】図７に示されるトートバンド型レゾナントスキャナの例示的な上面図を示す。
【図１０】図７に示されるトートバンド型レゾナントスキャナの例示的な底面図を示す。
【図１１】図７に示されるトートバンド型レゾナントスキャナの、ミラーが第一の位置にある状態の例示的な側面図を示す。
【図１２】図７に示されるトートバンド型レゾナントスキャナの、ミラーが第二の位置にある状態の例示的な側面図を示す。
【図１３】図１２に示されるトートバンド型レゾナントスキャナの、線１３−１３に沿って見た例示的な断面図を示す。
【図１４】異なるミラーとカウンタウェイトマスが使用されている、本発明の他の実施形態による、トートバンド型レゾナントスキャナの例示的な断面図を示す。
【図１５】図１に示される帯状片およびミラー取付構造を含む、本発明の他の実施形態による、トートバンド型レゾナントスキャナの例示的な上面等角図を示す。
【図１６】図１５に示されるトートバンド型レゾナントスキャナの例示的な側面等角図を示す。
【図１７】図１５に示されるトートバンド型レゾナントスキャナの例示的な上面図を示す。
【図１８】図１５に示されるトートバンド型レゾナントスキャナの例示的な底面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図面は、例示の目的でのみ示されている。
【００１４】
上記の欠点の多くが、レゾナントスキャナそのものの設計の不備によるものであることがわかっており、さらに、このような欠点は、トートバンド型レゾナントスキャナの設計の改良によって縮小または排除しうることもわかっている。
【００１５】
特に、ウォブルは、少なくともその一因として、ミラーを帯状片の幅の次元に平行に取り付けることに起因することがわかっている。これは、そのように取り付けることによって、ミラーが、ミラーの望ましい傾きと直交する方向に過剰に傾くからである。その結果、処理された光が、望ましい曲折に対して垂直に反れるという、不快で不要な現象が生じる。これがウォブルである。ミラーを、帯状片の幅の次元の平面に対して垂直な平面内に取り付けることにより、このウォブルを回避できることがわかっている。
【００１６】
第二に、先行技術においては、帯状片の作動部分から帯状片の締着部分への推移が、応力の影響を受けやすい特徴をなるべく小さくするような方法でなされるための対策が講じられていない。これらの推移部分での応力は、設計によって最小限に抑えうることがわかっている。第三に、従来のスキャナの帯状片と負荷の組み合わせは固定されているため、ミラーの寸法または動作周波数を変更したい場合、ミラー、使用されていればそのカウンタマス、帯状片、そして、しばしば構造全体を交換する必要がある。これにより、製造および修理費用が増す。また、スキャナの全体的な寸法を変更することが要求されるため、スキャナファミリ（すなわち、それに属するすべてのものが、形状と適合性と機能の点で互換可能なもの）が開発されていない。この問題を回避するトートバンド型レゾナントスキャナを開発しうることがわかっている。
【００１７】
第四に、動作中の熱ドリフトは、同等の熱膨張率を有するように材料と設計を選択すれば回避しうることがわかっている。さらに、置かれた環境に起因する腐食と摩耗の影響もまた、材料と設計を適正に選択することによって回避しうることがわかっている。したがって、本発明の主目的は、１つのスキャナ設計モデルで、先行技術の上記のようないくつかの欠点に対処し、これらを是正することである。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態によるトートバンド型レゾナントスキャナの帯状片１０とサブアセンブリの例示的設計を示す。サブアセンブリは、帯状片１０に取り付けられたミラー取付構造１２を含む。ミラー取付構造１２は、２つの半分割部分１４，１６を有し、これらは間に帯状片１０を受けるように連結されている。半分割部分１４，１６は、ねじ２２，２４によって一体に固定される。ミラー取付構造１２は、露出している端部１８，２０を持つ磁石１９を有し、これらはそれぞれ、組み立てられた時に、スキャナユニットのコイル付近に位置付けられる。磁石は、たとえば短い寸法で分極された棒磁石であってもよく、各端部１８，２０がそれぞれＮ極とＳ極である。このような磁石の使用は、製造効率の向上のほかコスト削減にもつながり、質量も比較的小さくてすむ。ミラー取付構造１２はまた、上面と下面にねじ山付の取付機能部材２６（図３と図５に示される），２８を有する。ミラーを取付機能部材の一方（たとえば２６）に取り付けてもよく、その一方で、カウンタウェイトマスをもう一方の取付機能部材（たとえば２８）に取り付けてもよい。
【００１９】
図２に示されているように、帯状片１０は、一方の端部４０に取付穴３０，３２を有し、もう一方の端部４２には、取付穴３４，３６のほか、スキャナユニット（図７に示される）内に設置された時に、帯状片１０の張力を調節できるようにする張力調節用開口部３８を有する。取付穴３４，３６は各々、この調節に対応できるような形状（若干、楕円形）であってもよい。図３は、図２のサブアセンブリの上面図を示し、図４は、図２のサブアセンブリを右側から見た側面図を示す。図５は、図２の線５−５に沿って見た断面図を示し、この中では取付機能部材２６，２８が見えている。
【００２０】
図６に示されているように、帯状片１０の中央領域４４には、ミラー取付構造１２のねじ２２，２４と係合する中央取付穴４６，４８がある。開口部５０もまた、帯状片１０の中央領域４４の中央に設置され、端部１８，２０を有する磁石を受ける。開口部５０はまた、中央領域４４の幅広部分の有効質量を低減させる。
【００２１】
帯状片１０は好ましくは、アスペクト比の大きな断面寸法、たとえば幅０．２５４センチ（０．１００インチ）、厚さ０．０１５２センチ（０．００６インチ）の、たとえばステンレススチールやベリリウム銅のような、耐応力性と耐食性の高い材料からなる、薄い平坦な帯状片である。帯状片は、図６に示されるような取付領域４０，４２，４４を有する。帯状片の、領域４０，４４の間および領域４２，４４の間の領域５２，５４は、使用中、ねじり運動を受ける作動領域である。帯状片の中央に示されている取付ブロックの半分割部分１４，１６により、据え付けられた時に帯状片の中央部分は基本的に剛性となる。スキャナユニット内のフレームに支持され、バークランプとねじによりその位置に保持された時（図７と図８に示される）、端部もまた基本的に剛性である。
【００２２】
したがって、２つの長い、幅の狭い領域５２，５４がトートバンドの作動部分であり、推移特徴部（たとえば、６０、６２、６４、６６で示される丸み）によって剛性領域に連結され、これらの特徴部によって、幅が推移する領域はゆっくりと変化し、スムーズとなる。これに対して、従来のトートバンドスキャナでは一般に、方形の角状の推移領域が用いられる。丸み６０、６２、６４、６６により、応力の集中が推移部分で発生する傾向が縮小または排除され、それによって、先行技術におけるこれらの領域の割れや撓み不良の傾向が縮小または排除される。
【００２３】
前述のように、ミラーとそのそれぞれのカウンタマスは、取付構造１２の両端に、ねじ山付取付機能部材２６，２８においてねじで取り付けられ、それによってこれらは、帯状片の幅の次元に対して垂直となる。従来のトートバンド型レゾナントスキャナでは、ミラー、磁石、取付ブロックおよび、使用されていればカウンタマスが、帯状片の幅の次元に平行に取り付けられる。帯状片の固有周波数とねじり運動を考えると、どちらの方法でも同じ周波数が提供される。しかしながら、帯状片１０はまた、帯状片上に中心のある両方の垂直平面における共振運動の影響も受ける。
【００２４】
帯状片の硬さは、厚さの次元においてより、幅の次元において非常に大きいため、厚さの次元における共振からの不可避的な小さな運動は、幅の次元におけるそれらの運動よりはるかに大きい。その結果、ミラーを幅の次元に平行に取り付けた場合、ミラー面における不要な運動の振幅は非常に大きい。この運動はほとんど、望まれる傾斜運動に対して垂直な方向へミラーが傾くように見え、一般にこれはウォブルと呼ばれる。ミラーが幅の次元に対して垂直であれば、この方向への撓みの硬さは非常に大きくなり、ウォブルの運動はわずかな数値まで低減されるか、完全に除去される。これで、他の垂直運動は、傾きではなくミラーの回転のように見え、通常、これは重要ではない。
【００２５】
図７と図８は、本発明の実施形態によるトートバンド型レゾナントスキャナの例示的な上面等角図および側面等角図を示し、図９と図１０は、図７と図８のトートバンド型レゾナントスキャナの例示的な上面図と底面図を示す。特に、ミラー面７１を有するミラー７０は、スキャナハウジング７４内のミラー取付構造１２の一方の端（たとえば、機能部材２６）に取り付けられ、カウンタウェイトマス７２は、ハウジング７４内のミラー取付構造１２のもう一方の端（たとえば、機能部材２８）に取り付けられる。ハウジング７４は、ねじ８４、８６、８８、９０によって一体に保持される２つのハウジング部分８０，８２によって形成される。帯状片１０の取付穴３０，３２は、ねじ９２，９４によってハウジング部分８０に固定され、帯状片１０の取付穴３４，３６は、ねじ９６，９８によってハウジング部分８０に固定される。張力調節用開口部３８は露出し、それによって、（ねじ９６，９８を緩めると）帯状片１０の張力を調節できる。
【００２６】
図１１にさらに示されているように、ハウジング７４はまた、対向するコイル１００，１０２（図１３に示される）が位置付けられてもよい開口部を有する。図１２は、帯状片が撓んでいる間のミラー７０を示しており、ミラー７０の面７１が見えている。図１３は、図１２の線１３−１３に沿って見た断面図を示し、図１３と図１４に示されているように、２つのコイル１００，１０２がハウジングの対向する面の穴の中に取り付けられ、磁石１９は、前述のような可動構造に取り付けられる。図１４に示されているように、レゾナントスキャナの残りの要素はすべて同じままとしながら、図１３のミラー７０とカウンタウェイトマス７２の代わりに、異なるミラー１１０と異なるカウンタウェイトマス１１２を用いてもよい。これにより、同じスキャナユニットを使って、スキャナファミリ全体を提供することができる。
【００２７】
したがって、本発明によるレゾナントスキャナサのサブアセンブリとスキャナでは、さまざまなミラー／周波数のバージョン、たとえば、固有共振周波数５０Ｈｚで動作する直径２０ｍｍのミラーや、固有共振周波数２００Ｈｚで動作する直径８ｍｍのミラー等を得ることができる。どちらのスキャナも、ミラーそのものおよびそのそれぞれのカウンタマスを除き、同じ部品から構成される。両方とも、０度から５２度の走査角度（光学角、ピークトゥーピーク）で動作する。交換可能なミラーは取付構造１２の一方の端に単純にねじで固定され、その一方で、それぞれのカウンタマスは、取付構造１２のもう一方の端にねじで固定される。
【００２８】
取付部１４，１６は、アルミニウム等の軽量な材料で形成されてもよく、帯状片の撓みおよび磁石１９を支持する役割を果たす。帯状片の端は、ステンレススチールのバーとねじによってフレームに締着される。調節用開口部３８が突端部分に形成され、帯状片用テンションレバー（図示せず）の取付点の役割を果たし、組立中に帯状片を緊張させて、所望の正確な固有周波数が得られるようにする。
【００２９】
組立工程では、帯状片の端部４０をしっかりと、また引っ張り端４２をぴったりと、ただしきつくないように締着し、ウェイトをテンションレバー（図示せず）から吊り下げる。このウェイトは、その重量にレバーアーム比を乗じたものが帯状片１０に必要な力となる時に、所望の張力が得られるように選択される。次に、固有周波数を測定し、これが許容範囲内であれば、締付ねじを完全に締め、ウェイトとレバーを取り外す。当初は固有共振周波数が許容範囲内にない場合は、ウェイトを必要に応じて支点に向かって、または支点とは反対側にスライドさせ、固有周波数が許容範囲内になるまでこれを繰り返し、その後、締付ねじを完全に締めて、帯状片を必要な張力で支持する。もちろん、帯状片とフレーム部品は、ベリリウム銅等、適合する熱膨張率の他の材料で作製することも可能である。
【００３０】
図１５と図１６は、本発明の他の実施形態によるトートバンド型レゾナントスキャナの例示的な上面等角図および側面等角図を示し、図１７と図１８は、図１５と１６のトートバンド型レゾナントスキャナの例示的な上面図と底面図を示す。特に、ミラー面１７１を有するミラー１７０が、スキャナハウジング１７４の中のミラー取付構造の一方の端に取り付けられ、カウンタウェイトマスが、ハウジング１７４の中のミラー取付構造のもう一方の端に取り付けられ、これは前の実施形態について上で述べたとおりである。
【００３１】
ハウジング１７４は、ねじ１８４，１８６，１８８，１９０によって一体に保持される２つのハウジング部分１８０，１８２によって形成される。（図１〜図６の）帯状片１０の取付穴３０，３２は、ねじ１９２，１９４によってハウジング部分１８０に固定され、（図１〜図６の）帯状片１０の取付穴３４，３６は、ねじ１９６，１９８によってハウジング部分１８０に固定される。ハウジング１７４はまた、対向するコイル（たとえば、その一方は２００で、もう一方は図示されていない）を取り付けてもよい開口部を有し、これは前の実施形態に関して上で述べたとおりである。前述のように、ミラー取付部分は、アルミニウム等の軽量材料で形成してもよく、帯状片の撓みのほか磁石（たとえば、前述の１９）を支持する役割を果たす。帯状片の端は、ステンレススチールのバーとねじによってフレームに締着される。
【００３２】
張力調節用開口部１３８が露出しており、帯状片の張力を（ねじ１９６，１９８を緩めると）調節することができる。特に、図１５〜図１８の実施形態によれば、ハウジング部分１８０は、撓みの長さと引っ張りの方向に沿った取付フレームのコンプライアンスを提供する弾性ヒンジ２０４を有する。弾性ヒンジ２０４は、調節中の撓みの平面性がなるべく変化しないように、できるだけ弾性帯状片の近くに設置する。ねじ２０６は、ハウジング部分１８０の調節可能部分２０８に設置され、帯状片はねじ１９６，１９８によって調節可能部分２０８に取り付けられる。図１５〜図１８に示される実施形態はまた、モータを制御し、位置フィードバック信号を受信するための連結ワイヤ２１２を含む。
【００３３】
ねじ２０６を締めると、調節可能部分が弾性ヒンジ２０４の周囲で旋回し、これによって帯状片は伸びる（緊張状態となる）。ねじ２０６を緩めると、調節可能部分は弾性ヒンジ２０４の周囲で旋回して元に戻り、これによって帯状片が弛緩する（緊張が軽減する）。ねじ１９２，１９４をその本締めトルクまで締めることを含む組立工程の後で、ねじ１９６，１９８を、たとえば０．１４Ｎｍ（２ｉｎ−ｏｚ）等の低いトルクまで締めることによって、取付ブロック２１０をぴったりと、ただしきつくない状態に調節する。次に、ねじ２０６を締めてスキャナの周波数を微調節して、振動の固有周波数が許容範囲内となるようにし、ねじ１９６，１９８をその本締めトルクまで締める。ねじ２０６を締めている間に所望の周波数を超えた場合は、単純にねじの方向を逆転させて、弾性帯状片を弛ませ、調節工程を繰り返してよい。前述のように、帯状片とフレーム部品は、ベリリウム銅等、適合する熱膨張率のさまざまな材料で形成してよい。
【００３４】
上記の実施形態の各々によれば、コイルの一方は駆動コイルとして機能し、もう一方は速度ピックアップコイルとして機能して、電気サーボドライバ（図示せず）に速度フィードバックを供給する。走査に要する時間がすべての走査角度について同じであることは、調和運動の特徴である。その結果、運動速度を角度に比例して増大させなければならない。速度コイルは磁石の一方の端の磁界と相互作用し、その中に、磁石の瞬間速度に比例する電圧が誘起される。それゆえ、このコイルの中に正弦波電流が発生し、これは磁石（および、ひいてはミラー）の運動と位相ロックされ、その振幅は速度に比例し、速度自体は走査角度の振幅に比例するため、走査振幅を設定し、維持するための忠実なフィードバック制御信号を供給する。
【００３５】
もう一方のコイルは、スキャナを駆動するために使用される。スキャナは、その固有周波数で動作するため、Ｑが非常に高く、したがって、駆動コイルはシステム内の損失を補うだけでよい。一般に、レゾナントスキャナのサーボドライブは自励発振する。すなわち、小さなパルスが供給されるとスキャナの運動が開始し、速度信号が増幅されて、駆動コイルにフィードバックされる。このようにして、スキャナは常にその固有周波数で駆動され、駆動信号はフィードバック信号とまったく同じであるため、ミラーの運動と駆動電圧との間が位相ロックされる。すでに指摘したように、速度コイルの振幅を使って走査振幅が設定、維持される。これは一般に、補正済みの速度信号を基準電圧のそれと比較することによって行われる。
【００３６】
スキャナの全体的な大きさは、形状と適合性と機能の面で互換的であり、ミラーの大きさと動作周波数によって区別されるスキャナからなる特定のファミリの中で最も大きい直径に合わせられる。ミラーとそれに関連するカウンタマスを除き、スキャナの部品は、異なるタイプのスキャナの各々について同じであってもよい。他の実施形態において、スキャナの動作特性を変更するために、たとえば帯状片の厚さおよび／または長形帯状片を作製するための材料を変えることによって、長形帯状片そのものを交換してもよい。
【００３７】
したがって、当業者にとっては当然のことながら、直径２０ｍｍの大きさから直径８ｍｍの大きさまでの間および、直径８ｍｍ以下の大きさおよび直径２０ｍｍ以上の大きさで、ミラー／帯状片／周波数の組み合わせは無限に提供できる。特定のファミリの中のミラーの大きさの極限値は、上限が、各用途における必要性から望まれる不確定の寿命およびそれ以下の所望の寿命に合わせて選択される特定の撓み設計の疲労応力限界によって限定され、下限が、ミラーの質量の負荷が追加されていないトートバンド／取付ブロック／磁石のアセンブリの動作の固有周波数によって限定される。また、このようなスキャナのファミリは無限にあり、各ファミリは所望の最大のミラー径に合わせられる。
【００３８】
このように、本発明は先行技術の欠陥のすべてに対処し、これらを改善することがわかる。第一に、ミラーを帯状片の幅の次元に対して垂直に取り付けることによって、ウォブルが縮小または排除される。第二に、帯状片の締着された領域と作動領域の間の推移がスムーズであり、寸法がゆっくりと変化するため、応力の集中がなくなる。第三に、すべて同じ形状と適合性と機能を有し、ミラーとカウンタマス以外は全部品を共有する、幅広い範囲の大きさと周波数に対応するミラーファミリが提供される。第四に、構成材料が熱膨張率の点で適合し、したがって熱ドリフトが縮小または排除される。さらに、帯状片は応力腐食に対する耐性が高いものとして選択される材料で構成されるため、腐食による不良もまた削減または排除される。
【００３９】
当業者にとっては当然のことながら、本発明の真の主旨と範囲から逸脱することなく、上述の実施形態にさまざまな改変や変更を加えることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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