(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に支持された物体（３）の回転角度位置（α）を検出し、前記回転可能に支持された物体（３）と組み合わされる位置検出器（１、２、６１、７７、９３、１２３）であって、
光ビーム（１７）を生成する光源（５）と、
回折格子（９）と、
前記物体の回転時に、前記物体（３）と共に回転するように前記物体（３）に接続され、前記光ビーム（１７）が前記回折格子（９）に向かって反射され、その上、ミラー（７）の回転時に前記反射された光ビーム（１８）が回転に従って前記回折格子（９）を通過するように配置されたミラー（７）と、ここで、前記反射された光ビームの光は、前記回折格子により回折され、それにより回折光（２９）が生成され、
前記回折光（２９）の光路に配置され、前記回折光（２９）の相異なる複数の回折次数（ｍ＝−１、ｍ＝＋１）の干渉を引き起こし、干渉縞（４１、７３、８８、１１３）を生成可能なように構成された光学干渉手段（１１、１２、７９、９５）と、
前記反射された光ビーム（１８）が前記回折格子（９）を通過すると共に、輝度の変化を含む輝度推移（５７、８９）によって生じた前記干渉縞（４１、７３、８８、１１３）の輝度の変化を検出可能なように配置及び構成された光検出器（１３、６３、８１、９７）と、
前記光検出器（１３、６３、８１、９７）に接続され、前記輝度推移（５７、８９）に基づいて前記物体（３）の回転角度位置（α）を決定可能なように構成された評価ユニット（１５）と、
を備え、
前記回折格子（９）は、前記ミラー（７）を向いて凹面となる湾曲した回折格子である
ことを特徴とする位置検出器。
【請求項２】
前記ミラー（７）は、前記物体（３）と一体的に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の位置検出器。
【請求項３】
前記ミラー（７）は、前記物体（３）の回転軸が前記ミラー（７）の鏡面（２５）に向かって延びるように成形され配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の位置検出器。
【請求項４】
前記回折格子（９）は、前記物体（３）の回転軸と同軸に配置された円筒形の回折格子（９）であることを特徴とする請求項１に記載の位置検出器。
【請求項５】
前記回折格子（９）は、反射回折格子（９）であり、
前記光ビーム（１７）の光路における前記光源（５）及び前記ミラー（７）間に配置され、前記ミラー（７）から前記反射回折格子（９）に向かって反射された前記光ビーム（１８）を焦点（３１）に、又は、前記反射回折格子（９）の前記焦点（３１）近傍に、集光するように構成された入射ビーム集束オプティクス（２１、３４）を更に備える
ことを特徴とする請求項１又は４に記載の位置検出器。
【請求項６】
前記入射ビーム集束オプティクス（３４）は、前記光学干渉手段（１２）と一体的に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の位置検出器。
【請求項７】
前記回折格子（９）は、反射回折格子（９）であり、
前記光ビーム（１７）の光路における前記光源（５）及び前記ミラー（７）間に配置され、第１偏光の光を実質的に透過すると共に、第２偏光の光を実質的に反射するように構成されたビームスプリッタ（２３、２４）と、
前記回折光（２９）の光路における前記反射回折格子（９）及び前記ビームスプリッタ（２３、２４）間に配置され、前記回折光（２９）の偏光を、前記第１偏光又は前記第２偏光に実質的に変換するように形成された偏光変換要素（２８）と、
を更に備え、
前記ビームスプリッタ（２３、２４）は、前記回折光（２９）を前記光学干渉手段（１１、１２）に向けるように配置及び形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の位置検出器。
【請求項８】
前記光学干渉手段（１１、１２）は、前記回折光（２９）の前記相異なる複数の回折次数（ｍ＝−１、ｍ＝＋１）のみを実質的に透過するように形成及び配置されたアパーチャー（３５、３６）を有し、
前記光学干渉手段（１１、１２）は、前記回折光（２９）の前記相異なる複数の回折次数（ｍ＝−１、ｍ＝＋１）を、夫々対応する前記アパーチャー（３５、３６）の開口（３７、３９、３８、４０）に向けるように構成されている
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の位置検出器。
【請求項９】
前記光学干渉手段（１１、１２）は、前記回折光（２９）の前記相異なる複数の回折次数（ｍ＝−１、ｍ＝＋１）の干渉をもたらし、それによって、空間的に周期的な干渉縞（４１）を生成するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の位置検出器（１、２、６１）。
【請求項１０】
前記光検出器（１３）の検出器表面（４７）は、前記空間的に周期的な干渉縞（４１）と同一周期の、感光性の検出器表面部分（４９）と非感光性の検出器表面部分（５１）との空間的に周期的な構造を有することを特徴とする請求項９に記載の位置検出器（１）。
【請求項１１】
光学干渉手段（１１）は、実質的に光透過部分（６９）と実質的に不透明な部分（７１）との空間的に周期的な構造を有するマスク（６５）を有し、前記空間的に周期的な干渉縞（４１）と、前記マスク（６５）の前記空間的に周期的な構造との重ね合わせにより、前記光検出器（６３）の検出器表面（６７）上に、空間的に周期的なモアレ干渉縞（７３）を生成可能なように配置されることを特徴とする請求項９に記載の位置検出器（６１）。
【請求項１２】
前記光検出器（６３）の検出器表面（６７）は、前記空間的に周期的なモアレ干渉縞（７３）と同一周期の、感光性の検出器表面部分（７５）と非感光性の検出器表面部分（７６）との空間的に周期的な構造を有することを特徴とする請求項１１に記載の位置検出器（６１）。
【請求項１３】
前記光学干渉手段（７９、９５）は、前記回折光（２９）の前記相異なる複数の回折次数（ｍ＝−１、ｍ＝＋１）を、前記光検出器（８１、９７）上の共通位置上での重ね合わせに至らせることにより、前記回転角度位置で変動する全光度を有する干渉縞（８８、１１３）を生成するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の位置検出器（７７、９３）。
【請求項１４】
前記回折光（２９）の前記相異なる複数の回折次数（ｍ＝−１、ｍ＝＋１）は、＋１次の回折次数（ｍ＝＋１）と−１次の回折次数（ｍ＝−１）であることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の位置検出器（１、２、６１、７７、９３、１２３）。
【請求項１５】
前記ミラー（７）の回転時に前記光ビーム（１７）の、前記ミラー（７）から反射された、部分ビーム（１２９）により通過されるように配置され、前記通過により生じた参照位置輝度推移（１３３、１３５）を検出可能に構成された参照位置光検出器（１２５）を更に備え、
前記評価ユニット（１５）は、更に前記参照位置光検出器（１２５）に接続され、前記参照位置輝度推移（１３３、１３５）から前記物体（３）の参照回転角度位置（αｒｅｆ）を決定可能に構成されている
ことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の位置検出器（１２３）。
【請求項１６】
前記光ビーム（１７）の光路における前記光源（５）及び前記ミラー（７）間に配置され、部分ビーム（１２９）を外に連結すると共に、前記光ビーム（１７）に対して一の角度（β）で、前記ミラーの回転時に参照位置光検出器（１２５）を通過するように、前記ミラー（７）へ向かわせるように構成された部分ビームアウトカップリング手段（１２７）を更に備えることを特徴とする請求項１５に記載の位置検出器。
【請求項１７】
前記参照位置光検出器（１２５）は、前記入射ビーム集束オプティクス（２１）の焦点（１３１）に配置されていることを特徴とする、請求項５又は６が引用される場合の請求項１５又は１６に記載の位置検出器。
【請求項１８】
加工光ビームを偏向する回転可能に配置された加工ビーム偏向ミラーと、
前記回転可能に支持された物体（３）である加工ビーム偏向ミラーの回転角度位置（α）を決定する請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の位置検出器（１、２、６１、７７、９３、１２３）と、
を含むことを特徴とする光偏向装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、回転可能に支持された物体の回転角度位置の決定に用いられる位置検出器、及び位置検出器を有する光偏向装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動製造における可動部分のアプリケーションや加工対象物の工程のような多くの領域において、特別な位置の正確な決定は、例えば効率的な方法における許容の低い部品を製造又は加工可能とするためにかなり妥当である。例えば、加工レーザビームによる加工対象物の材料加工は、加工レーザビーム又は加工されるべき加工対象物上の加工ビームの正確な位置決めを要求する。加工レーザのレーザビームは、例えば、ガルバノメータドライブの軸に配置され回転可能に取り付けられたスキャンミラー又は加工ビーム偏向ミラーを有するガルバノメータスキャナの手段によって、加工ビーム偏向ミラーでの反射を介して、所望する特別な位置に向けられる。ここで、軸、ひいては加工ビーム偏向ミラーは、加工レーザビームの光路が空間的に変動可能とされるようなモータを用いて自転可能に取り付けられる。二つのこのようなガルバノメータスキャナを直列につなぐことによって、レーザ光は、２次元に偏向可能とされる。光路の正確なコントロールは、軸の（ひいては、加工ビーム偏向ミラーの）各回転角度位置の正確な決定を要求する。
【０００３】
例えばガルバノメータスキャナにおける角度位置の測定のために、静電容量位置検出器（capacitive position detector）がしばしば用いられる。ここで、例えば、回転可能に配置された軸は、様々なキャパシタの電極、又は様々なキャパシタの電極間に配置された誘電体に連結されている。また、現在の回転角度は、様々なキャパシタの容量の測定に起因する。このような静電容量位置検出器は、しばしば複雑に設計され、高い慣性モーメントを有すると共に、温度依存性を見せる。
【０００４】
光源により光が当てられる軸によって回転可能に配置された遮光物が、角度位置に応じて多かれ少なかれ光を遮断する、光学位置検出器もしばしば用いられる。現在の回転角度は、例えば遮光物を通過し、対応する検出器により計測された光の量に起因する。このような光学位置検出器は、しばしば、独特の温度依存性と一次的なドリフトを有し、相対的に小さな分解能において非線形出力特性を示す。
【０００５】
或いは、可動光回折格子を有する位置検出器が用いられる。ここで、例えば、円盤の外周近傍に示される目盛パターン又は線図パターンを有する円形の目盛盤が、回転可能に配置された軸に取り付けられており、該軸の回転角度位置が目盛パターンの光学的な走査により決定可能である。標準的に、このような位置検出器は、良好な線形性とわずかな一次的なドリフトを有し、高い角度分解能を実現する。しかしながら、軸のモータにより動かされる部品の慣性モーメントは、目盛盤によって実質的に増加され、達成可能な角度分解能が高くなればなるほど、目盛盤の直径が大きくなり、ひいては（直径に比例して著しく増加する）慣性モーメントも大きくなる。この慣性モーメントの増加は、位置システムの慣性を増加させ、ひいては、軸の他の回転角度位置への素早い再配置を困難にする。このようなシステムの力学は、高い慣性モーメントにより引き起こされる複数の低い固有振動数（eigenfrequencies）により他との間で減少し、劣化する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は、回転可能に支持された物体の回転角度位置の正確な決定を可能とし、時間的に安定な方法で動作し、小さな慣性を有する位置決めシステム、及び同様の位置検出器を有する光偏向装置を可能とする、位置検出器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の態様によれば、回転可能に支持された物体の回転角度位置を決定する位置検出器が提供される。該位置検出器は、光ビームを生成する光源と、回折格子と、物体の回転時に該物体と共に回転するように該物体に接続され、光ビームが回折格子上に反射されるように配置され、その上、回転時に反射された光ビームが回転に従って回折格子を通過し、反射された光ビームの光が回折格子によって回折されることにより回折光が生成されるミラーと、回折光の光路に配置され、回折光の相異なる複数の回折次数の干渉を引き起こすことにより干渉縞を生成可能なように構成された光学干渉手段と、輝度の変化を含む輝度推移（brightness course）だけでなく、干渉縞の、反射された光ビームの回折格子の通過により生じる、輝度の変化を検出可能に配置及び構成された光検出器と、光検出器と接続され、輝度推移に基づいて物体の回転角度位置を決定可能に構成された評価ユニットと、を備える。
【０００８】
光ビーム（無質量）が回折格子を通過している際の輝度推移の評価を通して、物体の回転角度位置の決定が可能となることにより、物体及びミラーを有し、回転可能に支持された部品の慣性モーメントを小さく保つことができる。例えば、慣性モーメントへのミラーの寄与を小さく保つことができるように、ミラーの寸法を小さく保つことができる（寸法は、例えば光ビームの断面寸法とほぼ相当してよい）。
【０００９】
光源として、例えば、単色光が生成される光源、又は、レーザ若しくはレーザダイオードであるコヒーレント光（例えばレーザ光）が生成される光源、が備えられていてよい。しかしながら、非単色、非コヒーレント光を生成可能な光源が備えられてよい。ここで、例えば光ダイオードの形で、このような光源が形成されてよい。光源により生成される光ビームは、例えば、光源及びミラー間の光路に配置されてよいコリメーションオプティクスによって、ミラーに衝突する（imping）前に平行にされる。
【００１０】
ミラーから回折格子に向かって反射された光ビームの光は、回折格子で回折される。ここで、あらゆる回折次数の回折光が生成され得る。各次数の回折光の最大強度は、回折格子上に入射する光ビームについて（又は、回折格子の回折格子法線（grating normal）について）、夫々関連する回折角度において生じるであろう。ここで、個々の回折反射又は回折次数は分岐し、ひいては互いから空間的に離される。以降において、文脈から明らかでない場合は、各回折次数の回折反射の次数の光は、「回折次数」又は「回折次数の光」という言葉を用いて理解される。
【００１１】
回折光の光路に配置された光学干渉手段により、回折格子によって生成された全回折次数の相異なる複数の回折次数――例えば、回折次数の一部又は全ての回折次数――の干渉が引き起こされる。例えば、光学干渉手段は、光学要素の配列――例えば、（選択されるべき相異なる複数の回折次数の回折反射を伝達し、残りの回折次数をマスク又は遮断する、一又は複数の開口の方法により）全回折次数から選択され得る相異なる複数の回折次数が通る、選択された回折反射の光が通る、開口及び／又はレンズ等――を含んでよい。相相異なる複数の回折次数は、（例えば、対応する集束レンズの方法により）再び統合され、干渉が引き起こされることにより、干渉縞を生成する。
【００１２】
干渉縞は、例えば、強め合う干渉の明るい部分（即ち、高光強度部分）と、弱め合う干渉の暗い部分（即ち、低光強度部分）と、を含むであろう。ここで、強め合う干渉及び弱め合う干渉の範囲の発生、ひいては、干渉縞の（全体の）輝度及び／又は（空間の）輝度分布は、相異なる複数の回折次数の位相関係により影響されるであろう。
【００１３】
物体の（例えば、関連する回転軸について）回転中に、ミラーはそれと共に回転する。ここで、ミラーから回折格子に向かって反射される光ビームは、回折格子を通過する。回折格子は、例えば反射又は位相回折格子として、例えばブレーズド回折格子として、実現されてよい。ここで、回折格子は、例えば、選択された、相異なる複数の回折次数の反射に、できる限り多くの光を回折するように、（例えば、ブレーズド回折格子として形成された回折格子のブレーズ角の付随する選択（corresponding choice）により）形成されてよい。しかしながら、回折格子は、例えば透過回折格子として実現されてもよい。回折格子は、例えば、一又は複数の周期性方向（periodicity directions）に沿って周期的に、例えば等距離の線状の回折構造要素の配列から成る、回折構造を含んでよい。ミラーは、例えば、該ミラーの回転中に、回折格子に向かって反射された光が、回折格子の回折構造の周期性方向に対して実質的に並行に回折格子を通過するように配置されてよい。ここで、回折格子の通過中に、個々の回折次数の光の位相、及び生成された回折次数の位相関係若しくは位相差が、内部（among themselves）で変化してよい。
【００１４】
内部における、（選択された）相異なる複数の回折次数の光の位相関係の変化は、光学干渉手段により生成される干渉縞の輝度の変化――例えば、全体の輝度及び／又は空間の輝度分布の変化――をもたらしてよい。ここで、このような輝度、更には輝度推移の変化は、回折光ビームの回折格子の通過中に光検出器によって検出可能であり、回転角度位置の変化、又はその結果としての物体の現在の回転角度位置に、評価ユニットにより変換され得る。「輝度の変化」という言葉は、例えば、（例えば、一定の相対的な空間の輝度分布における）干渉縞の全体の絶対的な輝度の変化、及び（例えば、一定の全体の絶対的な輝度における）干渉縞の空間の輝度分布の変化、だけでなく、全体の輝度の絶対値の変化と空間の輝度分布の変化との組み合わせ、も包含する。光検出器として、例えば、相応に構成された、フォトダイオード、フォトレジスタ、ＣＣＤセンサ等のいかなる光検出器の一又は複数を有する部品が用いられてよい。
【００１５】
本発明の追加的な態様によれば、加工光ビーム（又は加工ビーム）を偏向するための、回転可能に支持された加工ビーム偏向ミラーと、加工ビーム偏向ミラーの回転角度位置を決定するための位置検出器と、を有する光偏向手段を備える。ここで、位置検出器は、光ビームを生成する光源と、回折格子と、加工ビーム偏向ミラーの回転中に加工ビーム偏向ミラーと共に回転するように、加工ビーム偏向ミラーに接続されたミラーであって、光ビームがそれから回折格子上に反射され、ひいてはミラーの回転中に回転に従って反射された光ビームが回折格子を通過し、その際に、反射された光ビームの光が回折格子によって回折されることにより、回折光が生成される、ように配置されたミラーと、回折光の光路に配置され、回折光の相異なる複数の回折次数の干渉を引き起こすことによって干渉縞を生成するように構成された光学干渉手段と、反射された光ビームの回折格子の通過により生じる輝度の変化を検出可能に配置及び構成された光検出器と、光検出器に接続され、輝度推移に基づいて加工ビーム偏向ミラーの回転角度位置を決定可能に構成された評価ユニットと、を備える。
【００１６】
本発明のこの態様によれば、回転可能に支持された物体は、例えば光偏向装置の、回転可能に支持された加工ビーム偏向ミラーであってよい。光偏向装置は、例えば、加工レーザビームの形で加工光ビームを配向する又は位置決めするガルバノメータスキャナであってよい。ここで、加工ビーム偏向ミラーは、例えば、ガルバノメータスキャナの回転可能に支持された軸に取り付けられていてよい。例えば、このようなガルバノメータスキャナの加工ビーム偏向ミラーは、回転可能に支持された軸の軸端に備えられていてよく、位置検出器のミラーは、その軸の反対側の軸端に取り付けられていてよい。回転可能に支持された物体は、このような光偏向装置の、又はこのようなガルバノメータスキャナの、軸自身であってもよい。
【００１７】
一実施形態によれば、ミラーは、（回転可能に支持された）物体と一体形成されている。
【００１８】
例えば、回転可能に支持された物体の表面は、鏡面として形成されてよい。例えば、光偏向装置の回転可能に支持された軸に取り付けられてよく、加工光ビーム（例えば加工レーザ光）を配向する加工ビーム偏向ミラーを有する光偏向装置（例えばガルバノメータスキャナ）において、加工ビーム偏向ミラーは、同時に、光ビームを配向するミラーとして設けられてよい、又は、加工ビーム偏向ミラーの後側は、光ビームを配向するミラーとして形成されてよい。表面も、例えば、光ビームを偏向するためのミラーとして、ガルバノメータスキャナの軸に形成されてよい。この構成よれば、位置検出器は、例えば、回転可能に支持された物体の慣性モーメントに追加的に寄与することなく実現される。
【００１９】
一実施形態によれば、ミラーは、物体の回転軸がミラーの鏡面へ延びるような方法で成形及び配置されている。
【００２０】
例えば、ミラーは、平らなミラー（flat mirror）又は平面ミラー（plane mirror）として形成されてよく、物体の回転軸が平らな鏡面を介して延びるような方法で配置されてよい。このようにすることで、光源及び／又はミラーは、例えば、光源により生成された光ビームが鏡面を伴う回転軸の（仮想的な）交差線上の位置上のミラーに衝突するような方法で配置されてよい。これにより、例えば、確実に、光ビームが、小さな寸法のミラーでさえ、大きな回転角度範囲について、ミラーから回折格子へ反射され得る。更に、例えば、反射された光ビームが、ミラーの相異なる複数の回転角度位置に対して、実質的に常に同じ空間位置から出射される構成が可能であろう。更に、ミラーは、例えば、ミラーの重心が回転軸上に位置し、そこで、例えば、関連する回転軸との不均衡がミラーにより生じることを防止することができる、ように形成及び配置されてよい。類似の方法では、ミラーは、例えば、物体の回転点がミラーの鏡面上に位置するように、成形及び配置されてよい。
【００２１】
追加的な実施形態によれば、回折格子は、ミラーに向かって凹面を有する湾曲した回折格子である。
【００２２】
平らな回折格子を使用する場合、ミラーから始まり回折格子に衝突するまでの、反射された光ビームによって占められる光路、及び、反射されたビームが回折格子に衝突位置での衝突の角度は、例えば、ミラーの回転角度によって異なってよい。ミラーに向かって凹面を有する湾曲した回折格子を用いた場合、このような様々な光路及び／又は回転角度に対する様々な衝突の角度は、例えば、少なくとも部分的に補償され、それによって、少なくとも大きな回転角度範囲について、実質的に一定である位置検出器の性質を保証することができる。
【００２３】
一実施形態によれば、湾曲した回折格子は、物体の回転軸と同軸に配置された円筒形の回折格子である。類似の方法では、湾曲した回折格子は、例えば、物体の回転点と同軸に配置された球状の回折格子（即ち、球形部分の形の回折格子）であってよい。
【００２４】
このような実施形態によれば、例えば、ミラー及び／又は光源は、物体の（回転軸又は回転点をなす）回転中心が、ミラーの鏡面に位置し、光源から来る光ビームが回転中心の位置でミラーに衝突するように配置されている場合、ミラー及び回折格子間の反射された光ビームによって占められる光路、及び反射ビームが回折格子に衝突位置の衝突の角度が、ミラー又は物体の対応する回転角度位置から独立となることを保証することができる。それにより、例えば物体の全体の回転角度範囲について実質的に一定な位置検出器の性質が保証され得る。
【００２５】
上述のように、光源により生成された光ビームは、コリメーションオプティクス（optics）により平行にされてよく、そして、例えば、平行ビームとして回折格子に衝突してよい。しかしながら、光源から来る光ビームは、例えば集束され、例えばその後、対応するオプティクスを用いて、このようなコリメーションオプティクスを通過してよい。光ビームは、例えば光源及びミラー間の位置に、又はミラー上の位置に、収束されてよい。光ビームは、例えば、ミラー及び回折格子間の位置に集束されてもよい。或いは、回折格子上の位置に又は回折格子の後方に（つまり、回折格子の、ミラーから離れた面側に存在する位置に）光ビームを集束してよい。ここで、後者の場合は、光ビームは、焦点位置に到達する前に回折格子によって偏向される。例えば、回折格子から続く、回折光のビームの形状――例えば発散又は集束――は、回折格子に向かって続く光ビームの焦点位置によって（及び、回折格子の形状によって）影響されるかもしれない。
【００２６】
一実施形態によれば、回折格子は、反射回折格子として形成されている。ここで、位置検出器は、光ビームの光路における光源及びミラー間に配置され、ミラーから反射回折格子に向かって反射された光ビームを、焦点若しくは反射回折格子の集束線に集束する、又はこのような焦点若しくは集束線の近傍に向けるように構成された、入射ビーム集束オプティクスを更に備える（以降において、「焦点」という言葉は、「集束線」にも用いる、即ち、「焦点」という言葉は、この文脈において、例えば反射回折格子等の、光学要素の焦点又は焦点位置の特性を表す。ここで、わからないときは、各意味は文脈による）。
【００２７】
この実施形態によれば、ミラーから反射回折格子に向かって反射された光ビームが（実質的に）反射回折格子の焦点に集束される場合、（反射回折格子により生成された回折反射の発散を考慮する）実質的に平行にされた回折光のビームは、例えば、例えば回折光の、例えば光学干渉手段への伝達を促進する反射回折格子上での光ビームの反射中に生成されてよい。例えば、反射回折格子は、ミラーに向かって凹面を有する湾曲した回折格子として、例えば、関連する円筒曲率半径を有する円筒形の回折格子として、形成されてよく、入射ビーム集束レンズは、例えば、ミラーから反射された光ビームを、円筒形の反射回折格子の焦点、即ち、反射回折格子の円筒形表面と反射回折格子の曲率中心との間の中間の位置（例えば線又は点）に集束可能に構成されてよい（ここで、円筒形の凹面鏡について、鏡面及び曲率中心間の中間の位置は、良い近似において、焦点とみなすことができる）。
【００２８】
ミラーから反射回折格子に向かって反射された光ビームの、反射回折格子の焦点の「近傍の」位置への集束は、この光ビームのミラー及び反射回折格子間の光路に存在する位置への集束として理解されるべきである。例えば、反射された光ビームは、反射回折格子の焦点から反射回折格子の（反射回折格子の焦点に関連する）焦点距離の１／５以下又は１／２以下の位置に、収束されてよい。
【００２９】
例えば、反射回折格子に向かって反射された光ビームは、ミラー及び反射回折格子の焦点間に位置する反射回折格子の焦点近傍の位置に集束されてよい。ここで、例えば、（例えば円筒形の）反射回折格子において光ビームが反射されている際に、回折光の（わずかに）集束したビームが生成されるかもしれない。他の例として、反射回折格子に向かって反射された光ビームは、反射回折格子及びその焦点間に位置する反射光の焦点近傍の位置に集束されてよい。ここで、例えば、（例えば円筒形の）反射回折格子において光ビームが反射されている際に、回折光の（わずかに）発散されたビームが生成されるかもしれない。（例えば、入射ビーム集束レンズの関連する形状を通る）光ビームの焦点位置は、例えば、５、１０、２０又は４５度未満の開口角を含む回折光の集束した又は発散したビームのような開口角となるように選択されてよい。集束した又は発散した光ビームとしての回折光の形態は、例えば個々の回折反射の空間的な発散を抑制又は促進してよい。
【００３０】
しかしながら、入射ビーム集束オプティクスはまた、（湾曲した、例えば円筒形の）反射回折格子に向かって伝搬する光ビームを、光源及びミラー間の位置、又はミラー上の位置（例えば、物体の、鏡面内に位置する、回転中心上）に集束させるように形成されてよい。更に、入射ビーム集束オプティクスは、（湾曲した、例えば円筒形の）反射回折格子に向かって伝搬する光ビームを、反射回折格子上の位置、又は反射回折格子の後側の位置に集束させるように形成されてよい。ここで、後者の場合、光ビームは、焦点位置に到達する前に反射回折格子により偏向される。更に、入射ビーム集束オプティクスは、（湾曲した、例えば円筒形の）反射回折格子に向かって伝搬する光ビームを、無限遠に集束させるように形成されてよい。ここで、光ビームは、平行光ビームとして反射回折格子に衝突するだろう。
【００３１】
一実施形態によれば、入射ビーム集束オプティクスは、光学干渉手段と一体的に形成される。
【００３２】
例えば、入射ビーム集束オプティクスは、干渉手段の光学要素と同時に形成されてよい。これにより、例えば、位置検出器の全体のサイズ及び要求される光学要素の数を低減することができる。
【００３３】
追加的な実施形態によれば、回折格子は、反射回折格子として形成されている。ここで、位置検出器は、光ビームの光路における光源及びミラー間に配置され、第１偏光の光を実質的に通過させ、第２偏光の光を実質的に反射するように形成されたビームスプリッタと、回折光の光路における反射回折格子及びビームスプリッタ間に配置され、回折光の偏光を第１偏光又は第２偏光に変換するように形成された偏光変換要素（polarization changing element）と、を備える。ここで、ビームスプリッタは、回折光を光学干渉手段へ偏向するように配置及び形成されている。第１偏光は、第２偏光とは異なる。
【００３４】
この実施形態によれば、光源から干渉手段までの光路の光の強度損失を、例えばビームスプリッタの偏光依存によって低く保つことができると共に、例えば、光源へ向かう回折光の逆流を抑制することができる。
【００３５】
例えば、光源は、第１偏光を有するように生成され、その後ミラーから回折格子へ向かわせるために、ミラーへ向かう光路上のビームスプリッタを実質的に減衰せずに伝搬する光となるように形成されてよい。ここで、偏光変換要素は、例えば、反射回折格子によって生成された回折光の偏光を第２偏光に変換し、ひいては回折光がビームスプリッタによって実質的に完全に反射されるように形成されてよい。ここで、ビームスプリッタは、例えば、干渉手段へ向かう（又はその一部へ向かう）回折光を反射するように配置及び形成されてよい。
【００３６】
他の例として、光源は、第２偏光を有するように生成され、ビームスプリッタにより実質的に完全に反射される光となるように形成されてよい。ここで、ビームスプリッタは、例えば、光源から来た光ビームを回転可能なミラーへ反射し、ひいては光ビームがミラーから反射回折格子へ向かわされる、ように配置されてよい。加えて、偏光変換要素は、例えば反射回折格子によって生成された回折光の偏光を第１偏光に変換し、ひいては回折光がビームスプリッタにより実質的に減衰されることなく伝搬される。ここで、ビームスプリッタ又は干渉手段は、例えばビームスプリッタにより伝搬された回折光が干渉手段に向かって伝搬するように配置されてよい。
【００３７】
偏光ビームスプリッタ及び反射回折格子は、例えば、回折光が、反射回折格子から（偏光変換要素を介して）ビームスプリッタに向かって伝搬するように配置されてよい。ここで、回折光は、例えばミラーで（再び）振り向けられてよい。このような配置によれば、
ビームスプリッタから反射回折格子に向かって伝搬する光ビームの光路は、反射回折格子からビームスプリッタに向かって伝搬する回折光の光路と、実質的に一致するだろう。ここで、偏光変換要素は、例えば、反射回折格子及びビームスプリッタ間の光路に、反射回折格子に向かって伝搬する光ビームにも、回折光にも通過されるように、配置されてよい。このような構成によれば、偏光変換要素は、回折光の偏光の、第１偏光又は第２偏光への変換が、それの２回の通過がされることによってのみ達成されるように形成されてよい。ここで、光は、例えば、最初に（そして２回目の前に）偏光要素の通過後に、第１偏光及び第２偏光とは異なる第３偏光を選んでよい。
【００３８】
偏光変換要素は、例えば１／４波長板若しくは１／２波長板等の波長板、又は、通過する光の偏光――例えば、偏光型及び／又は偏光方向――が変更されるであろういかなる光学要素、であってよい又は備えてよい.
しかしながら、偏光変換要素は、偏光フィルターとして形成されていてもよい。このような場合、偏光フィルターは、例えば、実質的に第１偏光の光又は第２偏光の光のみを伝達し、他の偏光を通過する光から除去する。
【００３９】
更に、例えば偏光フィルター又は追加的な偏光変換要素である追加的な偏光要素は、
光源及びビームスプリッタ間の光路に配置されてよい。この要素によって、光源により出射された光の偏光が、ビームスプリッタに衝突する前に所定の偏光に変換されてよい、或いは、所定の偏光の光が、光源により出射された光から除去されてよい。
【００４０】
追加的な実施形態によれば、光学干渉手段は、回折光の（干渉縞の生成を対象とした）相異なる複数の回折次数のみを（実質的に）伝搬するように形成されたアパーチャーを有する。ここで、光学干渉手段は、更に、回折光の相異なる複数の回折次数を、夫々関連するアパーチャーの開口へ振り向ける（例えば集束させる）ように構成されている。
【００４１】
例えば、光学干渉手段は、例えば、生成された全ての回折次数から選択されるべき相異なる複数の回折次数を、夫々関連するアパーチャーの開口へ振り向ける、例えば集束させる、ことが可能であり、残りの回折次数をアパーチャー開口から離れたアパーチャー上へ振り向ける、例えば集束させる、ことが可能な、付随した集束オプティクス（corresponding focusing optics）の方法により構成されてよい。これにより、実質的に望ましい相異なる複数の回折次数の回折光のみが、干渉縞の生成に寄与できることを、保証することができる。更に、アパーチャーは、例えば、（実質的に）回折光の所定の波長の望ましい相異なる複数の回折次数のみを伝搬するように、（例えば、アパーチャー開口の対応する位置決め及び寸法によって）形成及び配置されてよい。アパーチャーは、更に、形状及びサイズに依存して点形状の又は線形の光源として振る舞うことができる各アパーチャー開口から出ていく、相異なる複数の回折次数の光は、アパーチャーの後側で干渉することになり、それによって、干渉縞が生成される、ように配置及び形成されてよい。
【００４２】
追加的な実施形態によれば、光学干渉手段は、回折光の相異なる複数の回折次数の干渉を引き起こすことによって、空間的に周期的な干渉縞を生成することができるように構成されている。
【００４３】
光学干渉手段により生成された干渉縞は、それにより、例えば、相異なる複数の回折次数の光の、強め合う干渉の領域を示す明るい部分と、（それと対照的に）弱め合う干渉の領域を示す暗い部分とを含む明暗の空間的に周期的なパターン（例えば明暗のストライプパターン）となるであろう。ここで、強め合う干渉及び弱め合う干渉の領域の空間的位置は、相異なる複数の回折次数の光の位相関係により影響を受けるであろう。ミラーの回転角度位置の変化に伴う、この位相関係の変化によって、明るい部分及び暗い部分の位置の変化（即ち、輝度分布の変化をなす、輝度の変化）を引き起こし、それ故、例えば関連する周期的な方向に沿った空間的に周期的な干渉縞の空間的な変位を引き起こし、ひいては、干渉縞の特定の位置における輝度の変化を引き起こす。この構成では、光検出器は、例えば、このような空間的に周期的な干渉縞の特定の位置における輝度の変化を検出可能なように構成されてよい。
【００４４】
一実施形態によれば、光検出器の検出器表面は、（検出器表面又は検出器表面の位置に作用する場合）空間的に周期的な干渉縞と同一周期の、感光性の検出器表面部分と非感光性の検出器表面部分との空間的に周期的な構成を有する。光検出器は、例えば、（例えば、空間的な変位と、それの輝度分布の付随変化をなす）空間的に周期的な干渉縞の輝度の変化を検出可能なように構成されてよい。
【００４５】
この構成によれば、光検出器は、例えば、輝度信号として、個々の感光性の検出器表面部分により検出された、個々の光強度又は個々の光パワーの総強度又は総光パワーを検出可能なように構成されてよい。例えば、感光性の検出器表面部分の寸法は、空間的に周期的な干渉縞（検出器表面に作用する場合）の強め合う干渉の明るい部分の寸法に対応してよい。ミラーの回転角度位置が変化し、干渉縞の明るい部分と暗い部分とが付随して空間的に動いている際に、光検出器により検出される輝度（総光パワー）は、それにより、干渉縞の明るい部分の、検出器表面の感光性の部分との、最大の重なりに対応するであろう最大値と、干渉縞の明るい部分の、検出器表面の感光性の部分との、最小の重なりに対応するであろう最小値と、の間で変化してよい。ここで、光検出器により検出される関連する輝度推移の明暗の周期は、それの周期長についての干渉縞の変位に対応するであろう。また、回折構造の周期により回折格子上の反射された光ビームの前進（advancement）は、例えば、輝度推移における明暗の一以上の周期に対応するであろう。評価ユニットは、例えば、このような輝度推移の明暗の繰り返しの数、及び／又は輝度推移の形状の評価に由来する、回転角度位置の変化及び／又は現在の回転角度位置を決定加工に構成されてよい。評価ユニットは更に、例えば、補間法により輝度推移（又はそれの形状）を評価可能に構成されてよい。それにより、検出可能な角度分解能は、例えば、回転角度、又はこのような輝度推移の明暗の周期に対応する回転角度の変化よりも実質的によくなるであろう。
【００４６】
追加的な実施形態によれば、光学干渉手段は、（実質的な）光透過部分の空間的に周期的な構造と、（実質的な）不透明部分とを有するマスクを更に備える。マスクは、マスクの空間的に周期的な構造と、空間的に周期的な干渉縞との重ね合わせによる、光検出器の検出器表面上の空間的に周期的なモアレ干渉縞を生成可能なように配置されている。光検出器は、例えば、モアレ干渉縞の輝度の変化を検出可能なように構成されてよい。
【００４７】
二つの周期的なパターンが重ね合わさる際に、該二つのパターンは、例えば、互いにわずかに異なる周期長の構造を備え、及び／又は、生成されるであろう初期パターンよりも（実質的に）長い周期長を有するパターン同士、互いにねじられている。ここで、この効果は、モアレ効果として知られており、結果として生じるパターンは、周期的なモアレパターンとして知られている。結果として生じる、例えば、以降においてモアレ干渉縞として参照され、初期パターンよりも長い周期を有する空間的に周期的なモアレパターンは、マスクの空間的に周期的な構造との重ね合わせを経て、光学干渉手段により生成された空間的に周期的な干渉縞から生成される。
【００４８】
モアレ干渉縞の検出及び評価は、例えば、上述した、光学干渉手段により生成された空間的に周期的な干渉縞の検出及び評価と同様に実行されてよい。しかしながら、ここで、周期的な干渉縞に比べて長い周期長なので、モアレ干渉縞の検出の際に、例えばより大きな寸法の感光性の検出器部分を有する光検出器が用いられてよい。
【００４９】
一実施形態によれば、光検出器の検出器表面は、（検出器表面又は検出器表面の位置に作用する場合の）モアレ干渉縞と同じ周期を有する、感光性の検出器表面部分と非感光性の検出器表面部分との空間的に周期的な構造を備える。
【００５０】
この構成によれば、光検出器は、例えば、個々の感光性の検出器表面部分により検出される、輝度信号としての個々の光強度又は個々の光パワーの総強度又は総光パワーを検出可能なように構成されてよい。例えば、感光性の検出器表面部分の寸法は、（検出器表面に作用する場合の）モアレ干渉縞の明るい部分の寸法に対応してよい。ミラーの回転角度位置の変化、及び、付随するモアレ干渉縞の明るい部分と暗い部分との空間的な移動時に、光検出器により検出された輝度は、それ故に、例えば、上述の場合と類似の方法で、最大値と最小値との間を変化するであろう。ここで、光検出器により検出された関連する輝度推移の明暗の周期は、それの周期長についてのモアレ干渉縞の変位に対応してよい。評価ユニットは、例えば、このような輝度推移における明暗の繰り返しの数及び／又は輝度推移の形状を評価することにより、それに起因する、回転角度位置の変化及び／又は現在の回転角度位置を決定可能なように構成されてよい。
【００５１】
上述の構成によれば、光検出器は、空間的に周期的な強度パターン又はモアレ干渉縞の明暗の多数の周期を検出可能なように構成されてよい。しかしながら、光検出器は、各干渉縞の単一周期の輝度の変化を、単に、検出可能なように構成されてもよい。例えば、光検出器の検出器表面の寸法は、空間的に周期的な干渉縞又はモアレ干渉縞の単一の明るい部分の寸法に実質的に対応してよい。ここで、光検出器は、例えば、輝度信号としての、この検出器表面に作用する、光パワーを検出するように構成されてよい。
【００５２】
追加的な実施形態によれば、光学干渉手段は、（例えば、重ね合わせるために、回折光の相異なる複数の回折次数を、光検出器上の共通の位置に集束させるように）光検出器上の共通の位置における回折光の相異なる複数の回折次数の重ね合わせ（ひいては干渉）を引き起こし、それにより、回転角度位置で変化する全輝度を含む干渉縞を生成する、ように構成されてよい。
【００５３】
光学干渉手段により生成された干渉縞は、共通の位置上で、相異なる複数の回折次数の回折反射の直接の重ね合わせを経て生成されてよい。ここで、この方法で生成された全強度干渉縞（total intensity interference pattern）は、（相異なる複数の回折次数の光の干渉に起因する）輝度又は総光強度により、共通の位置に与えられてよい。この構成によれば、（例えば、付随する望ましい干渉手段によって）、例えば、相異なる複数の回折次数の光が、最初に光検出器への別れた光路上を伝搬し、光検出器上の共通位置においてのみ重畳し、ひいては干渉を引き起こすことが予測され得る。或いは、相異なる複数の回折次数の光が、光検出器での作用前の位置で既に重ね合わされ、ひいては、共通の光路又は光検出器に向かう光路に沿って伝搬することが予測され得る。この構成では、光検出器は、例えば、総光強度を検出可能なように構成されてよい。ミラーの回転角度位置の変化に伴う、相異なる複数の回折次数の光の位相関係の変化は、干渉縞の結果として生じる総光強度又は総輝度の、例えば減少又は増加等の変化を導くであろう。ここで、輝度及び関連する輝度推移のこの変化は、光検出器により検出可能である。反射された光ビームの回折格子の通過に伴い、総光強度は、例えば、相異なる複数の回折次数の実質的に強め合う干渉に対応する最大値と、相異なる複数の回折次数の実質的に弱め合う干渉に対応する最小値との間で、（周期的に）変化するであろう。ここで、回折構造の周期による回折格子上での反射光ビームの前進は、例えば、輝度推移における明暗の一以上の繰り返しに対応してよい。評価ユニットは、例えば、このような輝度推移における明暗の繰り返し数及び／又は輝度推移の形状を評価することにより、それに起因する回転角度位置の変化及び／又は現在の回転角度位置を決定可能なように構成されてよい。
【００５４】
上述した実施形態によれば、評価ユニットは、例えば、各光検出器により検出された輝度推移からの絶対値における回転角度の変化を決定可能なように構成されてよい。位置検出器は、更に、例えば、検出され得る回転角の変化の方向（即ち、関連する回転方向）による回転方向信号を検出可能なように構成された回転方向検出器を備えてよい。例えば、回転方向検出器は、評価ユニットに接続されてよく、評価ユニットは、回転方向信号に基づいて、回転方向を決定可能なように構成されてよい。
【００５５】
回転方向検出器として、例えば、干渉縞の、回折格子を反射された光ビームが通過することにより生じる、輝度の変化、及び輝度の変化を含む参照輝度推移、を（各光検出器と同様の方法で）検出可能なように配置及び構成された、参照光検出器が備えられてよい。ここで、位置検出器及び／又は各参照光検出器は、更に、参照輝度推移が、光検出器により検出された各輝度推移に伴い位相シフトするように配置及び構成されてよい。また、評価ユニットは、例えば、両方の輝度推移の位相シフトに基づいて、物体の、又はミラーの、各回転角度の変化に関連する、回転方向を決定可能なように更に構成されてよい。
【００５６】
一実施形態によれば、（光学干渉手段により選択された）相異なる複数の回折次数は、＋１次の回折次数と−１次の回折次数である。
【００５７】
例えば、光学干渉手段は、回折格子により生成された全ての回折次数から、＋１次の回折次数及び−１次の回折次数のみを選択し、更に、それらの干渉を引き起こすことにより干渉縞を生成する、ように構成されてよい。例えば、＋１次及び−１次の回折次数は、高次数の回折反射に対して高い光強度を有してよく、ひいては、例えばコントラストが際立ち、輝きの強い干渉縞の生成を可能とする。
【００５８】
追加的な実施形態によれば、位置検出器は、ミラーの回転時にミラーにより反射された、光ビームの部分ビームにより通過されるように配置され、前記通過により引き起こされる参照位置輝度推移を検出可能なように構成された、参照位置光検出器を更に備える。ここで、評価ユニットは、参照位置光検出器に更に接続されると共に、参照位置輝度推移から物体の参照回転角度位置を決定可能なように構成されている。
【００５９】
参照位置光検出器は、例えば、絶対的なゼロ点、又は参照点、又は評価ユニットにより決定され得るミラーの（ひいては回転可能に支持された物体の）絶対的な回転角度位置に対するミラーの参照回転角度、の決定に役立であろう。例えば、評価ユニットは、光検出器により検出された輝度推移から、及び参照回転角度から始まる、方向に関する回転角度の変化を加算可能とすることにより――例えば上述の如く――回転角度の変化を決定可能とすることによりミラーの絶対的な回転角度位置を決定可能なように構成されてよい。更に、評価ユニットは、例えば、光検出器により検出された輝度推移における特定の周期（又は、明暗の特定の繰り返し）を発見又は決定可能なように構成されてよい。ここで、このような場合、例えば、相応の低精度の参照位置光検出器が備えられてよい。
【００６０】
例えば、参照位置光検出器は、ミラーの回転時に、反射された光ビームの一部によって通過されるように、ミラーから回折格子に向かって反射される光ビームの光路に（例えば、ミラー及び回折格子間に）配置されてよい。参照位置光検出器は、更に、例えば、参照位置輝度推移が、ミラーが、参照回転角度位置に位置する場合に、輝度の極値（例えば、最大値若しくは最小値）又は他の特性を含むような方法で構成及び配置されてよい。ここで、評価ユニットは、例えば、このような、参照位置輝度推移からの極値又は特性に基づいて、参照回転角度位置を決定可能なように構成されてよい。
【００６１】
一実施形態によれば、位置検出器は、光ビームの光路における光源及びミラー間に配置され、部分ビームを外に連結すると共に、ミラーの回転時に参照位置光検出器を通過するような方法で、（光源からミラーへ向けて伝搬する）光ビームと相対的な角度でミラーへ振り向ける、ように構成された、部分ビームアウトカップリング手段を更に備える。
【００６２】
この実施形態によれば、参照位置光検出器は、例えば、ミラーから回折格子へ反射された光ビームの光路の外側に配置されてよい。例えば、部分ビームアウトカップリング手段は、入射光ビームに関する角度で、部分ビームとして光源からくる光ビームの光路において偏向されるように、構成され、光源及びミラー間に配置された、アウトカップリング回折格子を有してよい。しかしながら、例えば、部分透過アウトカップリングミラー又は部分ビームをアウトカップリングするための他の光学要素が備えられてもよい。
【００６３】
追加的な実施形態によれば、参照位置光検出器は、入射ビーム集束オプティクスの焦点に配置されている（ここで、「焦点」は、「焦線」にも対応して用いられる、即ち、ここでは、入射ビーム集束レンズの焦点又は焦点位置を特徴付ける）。
【００６４】
この実施形態によれば、入射ビーム集束オプティクスは更に、例えば、ミラーで反射される部分ビームを関連する焦点位置に集束するように配置及び構成されてよい。入射ビーム集束レンズは、それにより、
回折格子に向かって反射された光ビームの集束と、参照位置光検出器に向かって反射された部分ビームの集束と、の両方を提供可能である。参照位置光検出器は、例えば、提供されるべき部分ビームの位置決め又は集束のための、追加的な光学要素なしに、部分ビームの焦点位置に配置されてよい。
【００６５】
本発明の追加的な実施形態によれば、光偏向手段は、加工光ビームを偏向するための、回転可能に支持された加工ビーム偏向ミラーと、加工ビーム偏向ミラーの回転角度位置を決定するための位置検出器と、を備える。位置検出器は、光ビームを生成する光源と、回折格子と、加工ビーム偏向ミラーの回転時に、該加工ビーム偏向ミラーと共に回転するように、加工ビーム偏向ミラーに接続され、光ビームがそこから回折格子に反射されるように配置されたミラーと、――該ミラーの回転時に、回転に従って反射された光ビームが回折格子を通過する、この際、反射された光ビームの光が回折格子によって回折されることにより回折光を生成する――回折光の光路に配置され、回折光の相異なる複数の回折次数（ｍ＝−１、ｍ＝＋１）の干渉を引き起こし、干渉縞を生成すことができるように構成された光学干渉手段と、反射された光ビームの回折格子の通過により生じた干渉縞の輝度の変化、及び輝度の変化を含む輝度推移、を検出可能なように配置及び構成された光検出器と、光検出器に接続され、輝度推移に基づいて加工ビーム偏向ミラーの回転角度位置を決定可能なように構成された評価ユニットと、を備える。
【００６６】
以降において、本発明は、添付の図面を参照して説明される。ここで、図面中、同一又は類似の部分は、同一の参照符号により示される。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の一実施形態に従う位置検出器の概略上面図である。
【図２】図１に示す位置検出器の実施モードを説明するための空間的に周期的な干渉縞の概略図である。
【図３】図２に示す干渉縞の輝度の変化を説明するための概略図である。
【図４】図１に示す位置検出器の実施モードを説明するための輝度推移及び参照輝度推移の図である。
【図５】他の実施形態に従う位置検出器の概略上面図である。
【図６】モアレ効果を用いる追加的な実施形態に従う位置検出器の実施モードを説明するための概略図である。
【図７】追加的な実施形態に従う位置検出器の部分概略上面図である。
【図８】図６に示す位置検出器の実施モードを説明するための輝度推移及び参照輝度推移の図である。
【図９】追加的な実施形態に従う位置検出器の部分概略上面図である。
【図１０】参照位置検出器を有する追加的な実施形態に従う位置検出器の部分概略上面図である。
【図１１】図１０に示す位置検出器の概略部分透視図である。
【図１２】参照位置輝度推移を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００６８】
図１は、一実施形態に従う位置検出器１を図示している。ここで、位置検出器１は、図１に示すｘｙｚ調整システムのｚ方向（即ち、図１の描画面に対して垂直）に沿って延び、その縦軸について回転可能に支持され、（例えばガルバノメータスキャナの）光偏向デバイスの軸として機能してよい、軸の回転角度位置を決定するために準備されている。
【００６９】
図１によれば、位置検出器１は、レーザダイオード５である光源と、回転可能に配置されたミラー７と、回折格子９と、光干渉デバイス１１、光検出器１３及び評価デバイス１５を備えている。レーザダイオード５は、対応する波長のレーザ光を含むレーザ光ビーム１７を出射する。レーザビーム又は光ビーム１７は、ここではコリメーションレンズ１９として形成された、コリメーションオプティクスによりコリメートされ、ここではシリンドリカルレンズ２１として形成された、入射ビーム集束オプティクスを介して、ミラー７上に振り向けられる。ここで、光ビーム１７は、ビームスプリッタ２３及び偏光変換要素２８を通過する。
【００７０】
ミラー７は、平面ミラーとして実現され、軸３の（長い）縦軸又は回転軸がミラー７の鏡面２５に向かって延び、軸３の回転時に、ミラー７が一緒に回転するような方法で、軸３に接続され――例えば、軸３の軸端に取り付けられ――ている。ミラーは、軸３と一体的に形成されてもよい。ここで、例えば、軸３の表面が、鏡面として形成されてよい。
【００７１】
図１の構成では、回折格子９は、ミラー７に向かってその凹面が面し、軸３の回転軸と同軸に、即ち、軸３と同軸に、配置された反射回折格子９として実現されている。反射回折格子９は、円筒形の回折格子９の円周方向に沿った周期的な、ここでは、例えば、（図１において、反射回折格子９の目盛線２７による単純な方法で描かれた）等距離であり、ｚ方向に沿って延び、互いに平行な、クモの巣状の回折構造の配列からなる、回折表面２７を備える。
【００７２】
回折格子９及びミラー７は、レーザダイオード５から来る光ビーム１７がミラー７から回折格子９へ反射され、それにより反射された光ビーム１８が形成され、その上、ミラー７の回転時に、円筒形の回折格子９の円周方向に沿った、即ち、回折構造２７の周期的な方向沿った、又は回折構造２７の回折構造要素の延びる方向に垂直な、回転に従って、反射された光ビーム１８が回折格子９を通過する、ような方法で、配置されている。
【００７３】
反射光ビーム１８の光は、反射回折格子９による反射時に回折され、それにより回折光２９を生成する。ここで、回折光２９は、任意の回折次数の光を含んでよく、反射回折格子９からミラー７に向かって反射される。
【００７４】
図１の構成では、光ビーム１７の光路におけるレーザダイオード５及びミラー７間に配置された入射ビーム集束オプティクスは、シリンドリカルレンズ２１として形成されており、光ビーム１７、又はミラー７から反射回折格子９に向かって反射された光ビーム１８が、円筒形の反射回折格子９の線形の焦点又は焦線３１（即ち、反射回折格子９と、ここでは軸３の回転軸で与えられる中心である回折格子９の曲率中心と、の中間において、ｚ方向に沿って延びる焦線）に実質的に集束されるように配置される。反射回折格子９により反射された際に回折された回折光２９は、（個々の回折反射の発散を考慮して）実質的に平行回折光ビーム２９の形でミラー７に向かう方向に伝搬し、ミラー７からビームスプリッタ２３へ反射される。しかしながら、入射ビーム集束オプティクス２１は、反射光ビーム１８を、回折光２９が、（わずかに）集束又は発散した回折光ビーム２９の形で、ミラー７に向かって伝搬するように、焦線３１の近傍の（in the vicinity of）位置に（即ち、焦線３１のそばの（aside of）位置に）集束させるように形成されてもよい。
【００７５】
更に、ミラー７は、光ビーム１７（又は、光ビーム１７の中央の主ビーム）が、鏡面２５上に、鏡面２５を伴う軸３の回転軸の（仮想的な）交差線に位置する実質的な中心に、衝突するように配置される。ここで、反射された光ビーム１８の線形の焦点は、ミラー７の回転時に、対応する円形路又は円形焦点軌道を実質的に通過する。
【００７６】
ビームスプリッタ２３は、回折光２９の少なくとも一部を外で結合、即ち、回折光２９の少なくとも一部を、レーザダイオード５から来た光ビーム１７に対するある角度で偏向し、そして、光干渉デバイス１１又は位置検出器１の干渉レンズ１１へ向かわせることが可能なように形成及び配置されている。ここで、ビームスプリッタ２３の外へ伝搬する、各次数の回折反射は、空間的に発散する。図１において、説明の便宜のために、ビームスプリッタの外へ伝搬する、０次（ｍ＝０）の、並びに、−１次（ｍ＝−１）及び＋１次（ｍ＝＋１）の、回折反射のみが、各境界ビームにより描かれている。
【００７７】
図１の構成では、ビームスプリッタ２３は、偏光感度を有する、又は、例えばここでは、ｙ方向の直線偏光の光である第１偏光の光を実質的に伝搬し、例えばここでは、ｚ方向の直線偏光の光である（第１偏光とは異なる）第２偏光の光を実質的に反射するように形成された偏光ビームスプリッタ２３である。従って、この構成によれば、ビームスプリッタ２３は、偏光感度を有するアウトカップリングミラー２３である。
【００７８】
更に、図１の構成では、光源５は、生成された光１７が第１偏光を含み、それ故、光ビーム１７がｙ方向に直線偏光されるように形成されている。光源は、生成された光が、第１偏光とは異なる偏光を含むように形成されてもよい。ここで、この場合、ビームスプリッタ２３に衝突する前に、光ビーム１７の偏光を第１偏光に変換するように形成された要素――例えば光学要素（図１に示さず）、例えば波長板若しくはλ／ｎ板――が、光源及びビームスプリッタ間の光路に備えられていてよい。光源５から来た光ビーム１７は、それ故、実質的に完全に（即ち、強度損失なしに）ビームスプリッタ２３により伝搬する。
【００７９】
偏光変換要素２８は、反射回折格子９に向かって伝搬する光ビーム１７、及び（反対方向の）回折光２９に通過されるように、ビームスプリッタ２３及び反射回折格子９間の光路に配置される。図１の構成では、偏光要素２８は、例えば、ビームスプリッタ２３から来る、ｙ方向の直線偏光の光が、回折格子９での反射の際に回折される円偏光の光に変換される４分の１波長板である。回折格子９から来る、円偏光の回折光２９は、４分の１波長板を、ビームスプリッタ２３へ向かう逆方向に通過する。ここで、円偏光の回折光２９は、ｚ方向に沿う直線偏光の回折光２９に変換される、即ち、第２偏光に変換される。この構成によれば、偏光要素２８は、（偏光変換要素２８を１回目に通過する際に）光源５から来る、第１偏光の光を、（第１及び第２とは異なる）第３偏光に最初に変換するように、そして、（偏光変換要素２８を２回目に通過する際に）第３から第２偏光に変換するように、形成されている。偏光要素２８は、それ故、回折光２９の偏光を第２偏光に変換し、ひいては、回折光２９が、ビームスプリッタ２３から干渉デバイス１１に向かって実質的に完全に（即ち、強度損失なしに）反射されるように、形成されている。
【００８０】
しかしながら、位置検出器１は、偏光変換要素２８なしに実現されてもよい。この場合、光源５は、例えば任意の偏光特性を有する光を出射してよく、ビームスプリッタ２３は、例えば偏光独立ビームスプリッタでよい。
【００８１】
図１の構成によれば、干渉デバイス１１は、ここでは集束レンズ３３（例えばシリンドリカルレンズ）として形成された集束オプティクスと、ここでは開口溝（スリット絞り）３５として形成されたアパーチャー（絞り）と、を備える。
【００８２】
集束レンズ３３及び開口溝３５は、−１次及び＋１次の回折次数の回折光が、集束レンズ３３により開口溝３５の夫々関連するスロット開口３７及び３９に集束されるように配置されている。ここで、開口溝３５は、回折光の−１次及び＋１次の回折次数の回折光のみを伝搬するが、残りの回折次数が開口溝３５により遮断、即ち、マスクされるように、構成され（ｘｙｚ調整システムのｘｚ平面と平行に）配置されている。例えば、集束レンズ３３は、０次（ｍ＝０）の回折光を、開口溝３５上の二つのスロット開口３７及び３９間の中間位置に集束し、それをマスクするように形成されてよい（図１参照）。
【００８３】
両スロット開口３７及び３９の外へ伝搬する、−１次（ｍ＝−１）及び＋１次（ｍ＝＋１）の回折次数の回折反射の光は、図２に示すように、検出器１３の位置のアパーチャースロット２５の後方で干渉する。これにより、ｚ方向に平行に延びる、明るいストライプ４３（即ち、比較的高い光強度のストライプ）と暗いストライプ４５（即ち、比較的弱い光強度のストライプ）との、空間的に周期的なストライプ形状の干渉縞４１が生成される。ここで、明るいストライプ４３は、＋１次及び−１次の光の強め合う干渉の領域に対応しており、暗いストライプ４５は、弱め合う干渉の領域に対応している。ストライプ形状の干渉縞４１は、図２に示すように、ｘｙｚ調整システムのｘ方向に沿って周期的な明暗のストライプパターンを含んでいる（ここで、図２では、説明の便宜上、個々のストライプ間の明暗の突然遷移で表現する。実際は、この遷移は、例えば図３に従う強度分布からわかるように、なめらかである）。
【００８４】
図１に示すように、アパーチャー３５の後方（即ち、アパーチャー３５通過後）の、アパーチャー３５により伝搬される各偏光反射（ここでは、ｍ＝±１）の光の発散は、集束レンズ３３の通過後、アパーチャー３５の前における発散と同等である。これは、例えば、アパーチャー開口３７、３９の最小寸法（例えば、スロット開口３７、３９のスロット幅）が、アパーチャー３５における回折効果が無視できる又は起きないような大きさ（例えば、回折光の波長より大きい）場合の状況であってよい。しかしながら、アパーチャー開口３７、３９の寸法（例えば、スロット開口３７、３９のスロット幅）は、アパーチャー３５の開口が、点若しくは線形状の光源として振る舞うように（例えば、回折光の波長よりも小さい）選択されてもよい。ここで、アパーチャー３５後方での各回折反射の光の発散は、生じた回折効果のために、アパーチャー３５の前での発散より大きくてよい。このような構造（design）は、例えば、アパーチャー３５及び光検出器１３間の距離をより小さくし、ひいては、位置検出器１の全体の大きさの縮小を可能とするだろう。
【００８５】
光検出器１３は、輝度の変化としてのストライプ形状の干渉縞４１の空間的な輝度分布の変化を検出可能なように配置及び構成されている。ここで、光検出器１３の（ｘ方向の）全体の幅は、例えば、干渉縞４１の（ｘ方向の）全体の幅に適合してよい。図３に示すように、光検出器１３は、ｘｙｚ調整システムのｘｚ平面に沿って周期的であり、ｚ方向に沿って延びる感光性の検出器表面部分４９（網かけなし）と、非感光性の検出器表面部分（網かけ）との、ｘ方向に沿って周期的な、ストライプ形状の構造を有する検出器表面４７を備える。ここで、検出器表面４７の構造は、検出器表面４７に衝突する場合、（ｘ方向に沿っても周期的な）干渉縞４１と同じ周期を有する。また、感光性の検出器表面部分４９の（ｘ方向の）長さは、検出器表面４７に衝突する場合、干渉縞４１の明るいストライプ４３の幅に対応している。検出器表面４７上の干渉縞４１のストライプ４３、４５の幅は、例えば、アパーチャースロット３５からの検出器表面４７の距離に依存してよい。光検出器１３は、総光パワーＰ、即ち、輝度信号として、個々の感光性の検出器表面部分４９により検出された個々の光パワーの和、を検出するように構成されている。
【００８６】
図３は、検出器表面４７上のストライプ形状の干渉縞４１により生成された強度分布により、本実施形態の実施モードを図式的に説明する。ここで、図３の上部は、検出器表面４７上の、ｘ位置での、光強度Ｉの変化を示している。検出器表面４７上の干渉縞４１の明るいストライプ４３及び暗いストライプ４５の（ｘ方向の）位置は、スロット開口３７、３９の外へ伝搬する、＋１次及び−１次の回折次数の光の位相関係若しくは位相差に依存する。ミラー７の回転は、ミラー７により反射された、反射回折格子９上の、光ビーム１７の付随する位置変化を介して、これら二つの回折次数の位相関係の変化、ひいては、ストライプ形状の干渉の、若しくは検出器表面４７上の干渉縞４１の、周期的な方向に沿った、即ち、（図３に二重矢印で示す）ｘ方向に沿った、変位を、引き起こす。ここで、干渉縞４１の全体の輝度は、例えば、一定であってよい。干渉縞４１の明るいストライプ４３の、感光性の検出器表面部分４９との重なりの程度は、様々であり、それ故、光検出器４７により総光パワーＰも検出される。干渉縞４１及び検出器表面４７の一致する構造（coincident structures）のため、干渉縞４１の高い光強度Ｉの明るいストライプ４３の、感光性の検出器表面部分４９への最大の重なり――その結果、光検出器１３により検出される総光パワーＰの最大値Ｐｍａｘに対応する――は、図３において、実線の強度分布５３により描かれている。他方で、干渉縞４１の低い光強度Ｉの暗いストライプ４５の、感光性の検出器表面部分４９への最大の重なり――その結果、パワーＰの最小値Ｐｍｉｎに対応する――は、図３において、破線の強度分布５５により描かれている。
【００８７】
ミラー７の回転時に、光検出器１３により検出される光パワーＰは、最小値Ｐｍｉｎ及び最大値Ｐｍａｘ間で変化する。ここで、この輝度及び対応する輝度推移の変化は、光検出器１３により検出される。ここで、光検出器１３は、例えば、最初に輝度−時間−経過（brightness-time-course）を検出してよい。
【００８８】
図４は、ミラー７の回転時の輝度推移５７の一例を示している。ここで、水平軸は時間ｔを示し、光検出器１３により検出された総光パワーＰは、縦軸に、輝度信号としてプロットされている。ミラー７の一定回転速度では、光検出器１３により検出される輝度信号は、図４に図示されるように、時間に周期的であり、波のような若しくは正弦曲線の輝度推移という結果となる。光検出器１３により検出される総光パワーＰの時間依存性は、例えば、評価ユニット１５により、総光パワーＰの回転角度依存に変換されてよい。ここで、検出された光パワーＰは、水平軸の角括弧に入れられた識別子αによって図４に示される、ミラー７の回転角度αに伴い周期的に変化する。
【００８９】
評価ユニット１５は、光検出器１３に接続されると共に、輝度推移５７に基づいて、ミラー７ひいては軸３の回転角度位置を決定可能なように構成されている。例えば、評価ユニット１５は、関連する回転角の変化、例えば、輝度コース５７における明暗の繰り返し数、及び／又は、輝度推移５７の形態のカウント又は評価を介した、その絶対値、を決定可能なように構成されてよい。ここで、位置検出器１は、例えば、関連する回転方向を決定するための回転方向検出器（図示せず）を備えてよい。回転方向検出器は、例えば、評価ユニット１５に接続されると共に、各回転方向を検出可能に構成されてよい。ここで、評価ユニット１５は、更に、光検出器１３により検出された輝度推移５７、及び回転方向検出器により検出された回転方向に基づいて、代数記号又は回転方向を有する回転角の変化を決定可能に構成されてよい。
【００９０】
回転方向検出器は、例えば、光検出器１３と同様の方法で形成された（即ち、干渉縞４１と同一の周期を有する、ストライプ形状の感光性検出器表面部分と非感光性検出器表面とを有する構造を備える）参照光検出器（図示せず）の形で実現されてよい。ここで、参照光検出器の構造は、しかしながら、構造の周期的な方向に沿って（即ち、ここでは、ｘ方向に沿って）光検出器１３の構造に対して、例えば４分の１周期まで、変位される。参照光検出器により検出される参照輝度推移（reference brightness course）５９は、輝度推移５７に対して位相シフト又は時間シフトし、ミラー７の一定の回転速度、及び、二つの光検出器の構造の４分の１周期までの変位において、互いに対する４分の１周期までの位相シフト（図４参照）である、周期的な輝度推移５７、５９をもたらす。評価ユニット１５は、例えば、参照光検出器に接続されると共に、輝度推移５７と参照輝度推移５９との間の位相関係から、（回転角の変化に関連する）回転方向を決定可能なように構成されている。
【００９１】
例えば、現在の回転角が、輝度信号５７のフランク位置（flank position）に対応する場合、回転方向は、特定の回転方向への輝度の増加、及び反対側の回転方向への輝度の減少を指定可能とすることにより、光検出器１３により検出された輝度推移５７によりもっぱら一義的に決定可能であろう。しかしながら、現在の回転角が、輝度推移５７の最大又は最小に対応する場合、輝度変化の代数記号は、回転方向が輝度推移５７により一義的に決定できないので、回転方向から独立である。しかしながら、このような場合、回転方向は、例えば、輝度推移５７の極値が常に参照輝度推移５９のフランクに対応するので、位相シフトした参照輝度推移５９により決定されてよい。
【００９２】
実施モードは、図１の構成により説明され、図１に示される以上の、他の光学要素又は他の配置、及び光学要素の組み合わせで実現されてもよい。例えば、相異なる複数の光路は、偏向ミラー又は、互いに（少なくとも部分的に）一体的に構成されてよい光学要素を用いて折り返される又は偏向されてよい。ここで、例えば、複合光学要素の機能は、単一の光学要素の合成であってよく、それ故、例えば、位置検出器の全体の大きさが減少するだろう。
【００９３】
一例として、図５は、他の実施形態による位置検出器２を示す。ここで、図１について既に説明され、図５の実施形態に類似の方法で適用された事実は、以降の説明では、再度完全には説明されない。
【００９４】
図５によれば、円錐形に発散する光ビーム１７――ビームはｘ方向に伝搬し、ｙ方向についての発散及びｚ方向についての発散を有する――は、レーザダイオード５である光源５により最初に出射される。光ビーム１７は、ここではシリンドリカルレンズ２０として形成されたコリメーションオプティクス２０により、ｙ方向についての光ビーム１７の発散が取り除かれるように、最初に平行にされる。それ故、光ビーム１７は、コリメーションオプティクス２０の通過後、ｘｙ平面と平行に広がる平面に平行にされる。しかしながら、ここで、（シリンドリカルレンズ２０の対称性により）ｚ方向についての光ビーム１７の発散は残り、それ故、光ビーム１７は、ｘｚ平面に平行に広がる平面内でいまだに発散する。
【００９５】
このように部分的に平行にされた光ビーム１７は、ビームスプリッタ２４を通過し、ここでは球レンズ３４として形成された入射ビーム集束オプティクス、及び偏光変換要素２８を介して、反射された光ビーム１８が、回折格子９に向かって伝搬するように、回転可能に配置されたミラー７へ向けられる。入射ビーム集束オプティクス又は球レンズ３４は、ｚ方向の光ビーム１７の発散を取り除くように（それ故、光ビーム１７は、球レンズ３４の通過後にｚ方向について平行にされる）、及び、ｘｙ平面に平行に広がる平面内の光ビーム１７又は反射された光ビーム１８を、円筒形の反射回折格子９の焦点又は焦線（図５に図示せず）、或いは、この焦点又はこの焦線の近傍に、集束させるように、構成されている。図５の実施形態では、光ビーム１７は、（わずかに）発散した――ｘｙ平面に平行に広がる平面内で――回折光ビーム２９の形の、反射回折格子９により反射され回折された回折光２９が、ミラー７に向かう方向に伝搬し、そして、偏光変換要素２８を介して、再びミラー７から反射され、球レンズ３４の形の入射ビーム集束オプティクス３４に向かうように、この焦点の、回折格子又は反射回折格子９に向かって面する、側面に位置する焦点の近傍の位置に集束される。ここで、各次数の回折反射は空間的に発散する。入射ビーム集束レンズ３４は、反射された光ビーム１８が、回折光２９が完全に平行にされた（即ち、伝搬方向に対して垂直に広がる両方向の成分について平行にされた）回折光ビーム２９の形でミラー７に向かって伝搬するような、反射回折格子の焦線に集束されるように構成されてもよい。
【００９６】
ビームスプリッタ２４は、入射ビーム集束オプティクス３４の通過後に、回折光２９の少なくとも一部を外で結合し、それを、アパーチャー（絞り）（ここでは、アパーチャースロット（スリット絞り））３６に向かう方向に向ける、ように形成及び配置されている。ここで、入射ビーム集束オプティクス３４及びアパーチャー３６は、更に、干渉縞の生成のために提供される回折反射が、入射ビーム集束オプティクス３４によって、アパーチャースロット３６の対応する開口（ここでは、スロット開口）３８、４０に集束され、ひいては、アパーチャー３６により伝搬され、残りの回折反射がアパーチャースロット３６によりブロックされるように、構成及び配置されている。図１の構成と同様の方法で、０次（ｍ＝０）、−１次（ｍ＝−１）及び＋１次（ｍ＝＋１）の回折反射のみが、各境界ビームにより、図５に描かれている。ここで、図５によれば、０次（ｍ＝０）の回折光の例を用いて図５に示すように、もっぱら、マイナス及びプラス１次（ｍ＝±１）の回折反射が、アパーチャースロット３６により伝搬され、残りの次数の回折反射はブロックされる。
【００９７】
図５の構成によれば、実施モード及び偏光特性について、光源５、ビームスプリッタ２４及び偏光変換要素２８は、図１に記載の光源５、ビームスプリッタ２３及び偏光変換要素２８と類似の方法で形成されてよい。
【００９８】
アパーチャー３６により伝搬される回折反射、ここでは、−１次（ｍ＝−１）及び＋１次（ｍ＝＋１）の回折次数の回折反射の、二つのスロット開口３８、４０の外へ伝搬する、光は、アパーチャースロット３６の後方の検出器１３の位置で干渉し、それにより、ストライプ形状の干渉縞４１が形成される。ここで、ミラー７の回転は、図１を参照して記載された集まり（constellation）と類似の方法で、検出器表面４７の干渉縞４１の変位を引き起こす。図１から４を参照して記載された構成と類似の方法において、このような干渉縞４１の変位は、光検出器１３によって（更には、参照光検出器によって）輝度の変化として検出可能であり、ミラー７ひいては軸３の回転角及び／又は回転角度位置の変化は、輝度の変化に基づいて、評価ユニット１５により検出可能である。
【００９９】
図５の構成によれば、球レンズ３４は、入射ビーム集束オプティクス３４と、干渉デバイス１２の光学要素との両方としての役目を果たす。ここで、干渉デバイス１２は、球レンズ３４、ビームスプリッタ２４及びアパーチャー３６から成る。この構成によれば、入射ビーム集束オプティクス３４は、それ故、干渉デバイス１２と一体的に形成されている。
【０１００】
図１から５を参照して記載された実施形態によれば、＋１次（ｍ＝＋１）及び−１次（ｍ＝−１）の回折次数のみが、干渉デバイス１１又は１２による干渉縞４１の生成に用いられる。光学干渉デバイス１１又は１２は、しかしながら、例えば、他の回折反射又は回折次数の光の干渉を引き起こすように、対応する集束デバイス及びアパーチャーにより、形成されてよい。ここで、例えば、光検出器１３上に生成された干渉縞の周期、ひいては、位置検出器により達成される角度分解能は、回折次数の選択により影響を受ける。反射回折格子９又は回折構造２７により生成される全ての回折次数から、回折光２９の、検出器上の干渉縞の生成に寄与する、関連フーリエ要素が、例えば個々の回折次数の選択を介して（例えば、アパーチャーを介して）選択され、それによって、生成される干渉縞の空間的な周期が影響を受ける。例えば、上述の構成によれば、（回折格子９により生成される）全ての回折次数を用いることにより生成された干渉縞に比べ、半分の周期を有する干渉縞は、＋１次及び−１次の回折次数の選択、及び残りの回折次数の遮断の結果である。この構成によれば、反射回折格子９の周期について、反射回折格子９上の光ビーム１７の位置変化は、輝度推移５９の明暗の２周期に対応し、それ故、例えば、位置検出器１又は２の角度分解能は、それに応じて２倍になり得る。
【０１０１】
図６は、追加的な実施形態による位置検出器６１の実施モードを図示する。ここで、位置検出器６１は、光検出器６３を備える。光干渉デバイス１１又は１２（図１又は図５参照）は、マスク６５を更に備える。光検出器６３及びマスク６５を除いて、位置検出器６１の構成は、図１の位置検出器１の、又は図５の位置検出器２の構成に対応する。ここで、マスク６５は、アパーチャー３５又は３６夫々から来る光の光路における光検出器の前に夫々配置される。以降において、位置検出器６１の動作原理は、図１の構成に基づく、アパーチャー開口３７、３９を有するアパーチャー３５を参照して記載される。しかしながら、ここで、アパーチャー開口３８、４０を有するアパーチャー３６に関連する図５の構成に基づく類似の構成も可能である。マスク６５は、アパーチャースロット３５のスロット開口３７、３９から来る光の光路における、ｘｙｚ調整システムのｘｚ平面に平行な光検出器６３の検出器表面６７の前に配置され、ｚ方向に延びる光透過のマスク部分６９及び不透明なマスク部分７１の、ｘ方向に沿って部分的に周期的な、ストライプ形状のマスク構造を有する。ここで、マスク構造は、例えば、ストライプ形状の干渉縞４１の周期とは異なる周期を有する。図６の下部に図式的に描かれたモアレ効果のため、マスク６５のストライプ形状の構造と、ストライプ形状の干渉縞４１との重なりは、モアレ干渉縞７３をもたらす。ここで、モアレ干渉縞７３は、干渉縞４１及びマスク６５の構成の周期よりも大きな周期Ａを有し、ｘ方向に沿って周期的な、明るいストライプ７２及び（それと対照的な）暗いストライプ７４の配置を有する。
【０１０２】
この構成によれば、光検出器６３は、例えば、検出器表面６７が、単一の感光性の検出器表面部分７５のみを有するように形成されてよい。ここで、（ｘ方向の）感光性の検出器表面７５の寸法は、例えば、モアレ干渉縞７３の明るいストライプの寸法に対応してよく、例えばモアレ干渉縞（図６参照）の周期Ａの半分に対応してよい。例えば、商用のフォトダイオードの検出器表面の感光性部分は、例えば不透明コーティングの適用により、対応するサイズにされる。ミラー７の回転に伴う、干渉縞４１の変位は、光検出器６３の感光性の検出器表面部分により検出される輝度又は光パワーの変化をもたらすモアレ干渉縞７３の、その周期的な方向（即ち、ｘ方向）に沿った、明及び暗ストライプの変位を引き起こす。ここで、輝度の変化を含む輝度推移は、光検出器６３により検出され得る。評価ユニット１５は、光検出器６３に接続され、例えば、光検出器６３により検出される輝度推移に基づく、軸３の回転角度の変化及び／又は回転角度位置を決定可能なように、図１を参照して記載された構成と類似の方法で構成されてよい。
【０１０３】
図１の実施形態の光検出器１３の類似の方法において、検出器表面６７は、ｚ方向に沿って延びる感光性の検出器表面部分７５と、非感光性の検出器表面部分７６との、ｘ方向に沿って周期的な、ストライプ形状の構造を有してもよい。ここで、検出器表面６７の構造は、検出器表面６７に衝突する場合に、（ｘ方向に沿っても周期的な）モアレ干渉縞７３と同じ周期を有する（ここで、（ｘ方向の）感光性の検出器表面部分の幅は、例えば、検出器表面６７に衝突する場合のモアレ干渉縞７３の明ストライプの幅に対応してよい）。光検出器６３は、例えば、総光パワー、即ち、個々の感光性の検出器表面部分により、輝度信号として、検出された個々の光パワーの和、を検出可能なように構成されてよい。この構成によれば、輝度推移の評価は、例えば、位置検出器１を参照して記載された評価と類似の方法で実行されてよい。
【０１０４】
更に、モアレ干渉縞の生成のために、マスク６５は、例えば、周期が、干渉縞の周期に対応するように形成され、干渉縞４１及びマスクの構造が、互いにねじられている又はタイル状となるような方法で、配置されてもよい。
【０１０５】
図７は、他の実施形態による位置検出器７７の一部を示している。ここで、位置検出器７７は、光干渉デバイス７９及び光検出器８１を備えている。光干渉デバイス７９の構造及び光検出器８１の構造を除いて、位置検出器７７の構成は、図１による位置検出器１の構成に対応している。しかしながら、ここで、図７によれば、ビームスプリッタ２３の外へ伝搬する個々の回折反射（ｍ＝０、±１）は、夫々わずかに強く発散する（ここで、上述した回折光２９の発散は、例えば、入射ビーム集束レンズの対応する設計により調整可能である）。
【０１０６】
図７に示す構成によれば、干渉デバイス７９は、ここではアパーチャースロット（スロット絞り）８３として形成されたアパーチャーと、ここでは（例えば、球レンズ又はシリンドリカルレンズからなる）集束レンズ８５として形成された集束レンズと、を備える。
【０１０７】
アパーチャースロット８３は、−１次（ｍ＝−１）及び＋１次（ｍ＝＋１）の回折次数の回折反射のみを伝搬し、０次の回折次数（ｍ＝０）の例を用いて図６に示すように、残りの回折反射が、アパーチャースロット８３によりブロックされる、即ち、マスクされるように、ビームスプリッタ２３により外で結合される回折光２９の光路に配置されている（ここで、図７では、次数ｍ＝０及びｍ＝±１の回折反射のみが、説明の便宜上、夫々その境界ビームで描かれている）。
【０１０８】
更に、集束レンズ８５からなる集束オプティクスは、アパーチャースロット８３により選択された、光検出器８１の検出器表面８７上の共通位置における±１次の回折反射を集束し、それらを重ね合わせる、ように配置及び形成されている。ここで、図７に寄る構成では、回折次数ｍ＝±１の光は、最初、相異なる分離された光検出器８１に向かう光路上を伝搬し、検出器表面８７上の共通位置においてはじめて直接重なり干渉し、それにより干渉縞８８を生成する。干渉縞８８は、ミラー７の回転角度位置に従う、より明るい又はより暗い光スポットから実質的に構成されてよいので、図７において、図式的にのみ示されている。検出器表面８７上に生成された干渉縞８８の輝度又は総輝度は、＋１次及び−１次の光の間の位相関係又は位相差と共に、即ち、ミラー７又は軸３の回転角度位置と共に、変化する。しかしながら、ここで、干渉縞８８の空間的な位置は、一定であってよい。光検出器８１は、例えば、輝度信号として、検出器表面８７上の干渉がもとらした、光パワーを検出するように形成されている。
【０１０９】
ミラー７の回転及び、二つの回折次数ｍ＝±１の光の位相関係の付随する変化の際に、図８に描くように、検出器表面８７上で検出された光パワーＰは、例えば、二つの回折次数ｍ＝±１の実質的に強め合う干渉に対応する最大値と、二つの回折次数ｍ＝±１の実質的に弱め合う干渉に対応する最小値との間を変化する。ここで、光検出器８１は、例えば、輝度時間−経過を最初に検出してよい。
【０１１０】
図８は、ミラー７の回転時の輝度推移８９の一例を示す。ここで、光検出器８１により検出された光パワーＰは、縦軸にプロットされる。ミラー７の一定の回転速度において、光検出器８１により検出された輝度信号は、図８に描かれるように、時間に対し周期的であり、結果的に例えば波状の又は正弦波の輝度推移となる。光検出器８１により検出される光パワーＰの時間依存性は、例えば、評価ユニット１５により回転角度依存に変換されてよい。ここで、光パワーＰは、図８における水平軸の角括弧入れられた符号αにより示される、ミラー７の回転角αと共に周期的に変化する。
【０１１１】
この実施形態によれば、評価ユニット１５は、例えば、位置検出器１を参照して記載された評価ユニット１５と類似の方法により形成されてよい。ここで、評価ユニット１５は、光検出器８１に接続され、例えば、輝度推移８９に基づく、ミラー７ひいては軸３の回転角度位置を決定可能なように構成されている。例えば、評価ユニット１５は、輝度推移８９及び／又は輝度推移８９の形状における明暗の繰り返し数を計数又は評価することにより、回転角度、例えばその絶対値、の関連する変化を決定可能なように構成されてよい。ここで、位置検出器７７は、関連する回転方向を決定するために、評価ユニット１５に接続された回転方向検出器（図示せず）を更に備えてよい。それ故、評価ユニット１５は、例えば、光検出器８１により検出された輝度推移８９と、回転方向検出器により検出された回転方向と、に基づいて、代数記号又は回転方向を備える回転角度の変化を決定可能なように構成されてよい。
【０１１２】
図７及び８を参照して記載された実施形態によれば、回転方向検出器は、例えば、参照光検出器（図示せず）の形で実現されてもよい。ここで、例えば、回折次数ｍ＝±１の光の一部は、参照光検出器上で重なり合い、ひいては、参照光検出器により検出された輝度推移９１が、輝度推移８９（図８参照）に対して、例えば４分の１周期だけ、位相シフト又は時間シフトするような干渉をもたらす。例えば、参照輝度推移９１が、各輝度推移８９に対応して位相シフトされるように、二つの回折次数ｍ＝±１の少なくとも一つの光路に配置され、参照光検出器に衝突する前に、二つの回折次数の少なくとも一つの位相をシフトするように構成された、一又は複数の位相シフト光学要素（図示せず）が備えられてよい。評価ユニット１５は、例えば、参照光検出器に接続され、輝度推移８９と参照輝度推移９１との間の位相関係から、回転角の変化に関連する回転方向を決定可能なように構成されてよい。
【０１１３】
図９は、他の実施形態による位置検出器９３の一部を示している。ここで、位置検出器９３は、光干渉デバイス９５及び光検出器９７を備える。光干渉デバイス９５の構造及び光検出器９７の構造を除いて、位置検出器９３の構成は、図１による位置検出器１の構成に対応する。
【０１１４】
図９に描かれた構成よれば、干渉デバイス９５は、ここではアパーチャースロット（スリット絞り）９９として形成されたアパーチャー（絞り）９９と、二つの偏向ミラー１０１、１０３と、ここでは、双方に半透過の面平行なスプリットミラー１０５として形成されたビームスプリッタ１０５とを備える。
【０１１５】
図９によれば、ビームスプリッタ２３の外へ伝搬する個々の回折反射（ｍ＝０、ｍ＝±１）は、アパーチャースロット９９へ向かう実質的に平らな波の形で、夫々実質的に平行に延びる。ここで、個々の回折反射の発散は、例えば入射ビーム集束レンズの対応する構造により調整されてよい。アパーチャースロット９９は、−１次（ｍ＝−１）及び＋１次（ｍ＝＋１）の回折次数の回折反射のみが伝搬され、０次の回折次数（ｍ＝０）の例を用いて図９に描くように、残りの回折次数がアパーチャースロット９９により遮断される、即ちマスクされるように、ビームスプリッタ２３により外で結合された回折光２９の光路に配置される。
【０１１６】
更に、偏向ミラー１０１、１０３及びスプリットミラー１０５は、（双方に半透過のスプリットミラー１０５により）伝搬され、−１次（ｍ＝−１）に対応する部分ビームと、（スプリットミラー１０５で）反射され、＋１次（ｍ＝＋１）に対応する部分ビームとが、スプリットミラー１０５から共通の光路に沿って伝搬し、それにより、干渉ビーム１０７が生成され、−１次（ｍ＝−１）に対応する反射された部分ビームと、＋１次（ｍ＝＋１）に対応する透過部分ビームとがスプリットミラー１０５から共通の光路に沿って伝搬し、それにより、干渉ビーム１０９が生成されるように、−１次（ｍ＝−１）の回折反射が、偏向ミラー１０１により半透過のスプリットミラー１０５へ向かって反射され、＋１次（ｍ＝＋１）の回折反射が、偏向ミラー１０３により半透過のスプリットミラー１０５へ向かって反射されるように、配置及び形成される。スプリットミラー１０５は、例えば、そこで反射され若しくはそこから伝搬される各部分ビームが、同一の強度を有するように形成されてよい。それ故、±１次の選択された回折反射の光は、干渉デバイス９５により、スプリットミラー１０５の位置における干渉又は重ね合わせがもたらされる。
【０１１７】
＋１次（ｍ＝＋１）の反射された部分ビームと、−１次（ｍ＝−１）の透過された部分ビームとからなる干渉ビーム１０７は、光検出器９７へ向かって伝搬し、光検出器９７の検出器表面１１１上に干渉縞１１３を生成する。ここで、回折光の＋１次及び−１次の回折次数は、検出器表面１１１上の干渉ビーム１０７の（共通の）衝突位置上の重ね合わせをもたらす。図９において、ミラー７の回転角度位置に従い、より明るい又はより暗い光スポットから実質的になるだろうから、干渉縞１１３は、図式的にのみ描かれている。ここで、その全輝度は、＋１次及び−１次の光の間の位相関係又は位相差により、即ち、ミラー７又は軸３の回転角度位置により、変化する。光検出器９７は、例えば、輝度信号として、検出器表面１１１上の干渉に由来する光パワーを検出するように構成されている。
【０１１８】
図９による構成によれば、光検出器９７の共通の位置上での、選択された相異なる複数の回折次数（ｍ＝±１）重ね合わせ（ひいては、干渉）がもたらされ、それにより、ミラー７の回転角度位置に伴い変化する輝度を含む干渉縞１１３が生成される。ここで、図７による構成と対比して、選択された相異なる複数の回折次数の光は、光検出器９７に衝突する前の位置において既に重ね合わされ、そして、光検出器９７へ向かう共通の光路に沿って伝搬する。
【０１１９】
ミラー７の回転と、それに伴う回折次数±１の光の位相関係の変化の際に、検出器表面１１１上で検出された光パワーが変化する。ここで、この輝度の変化は、光検出器９７により、図７及び８を参照して記載された構成と類似の方法で、輝度の変化又は輝度推移８９として、検出されてよい。ミラー７ひいては軸３の回転角度位置は、輝度の変化に基づいて、評価ユニットにより検出されてよい。
【０１２０】
図９に示すように、位置検出器９３は、参照光検出器１１５の形の回転方向検出器を更に備えている。ここで、参照光検出器１１５は、例えば、＋１次（ｍ＝＋１）の透過部分ビームと、−１次（ｍ＝−１）の反射部分ビームとからなる干渉ビーム１０９の光路に配置されている。干渉ビーム１０９は、参照光検出器１１５の検出器表面上に衝突する場合、参照干渉縞１１９を生成する。参照光検出器１１５は、参照光検出器１１５により、参照干渉縞１１９に対応して検出された参照輝度推移９１が、輝度推移８９について、例えば４分の１周期（図８参照）だけ位相シフト又は時間シフトするように配置及び構成されてよい。例えば、光学デバイス１２１は、参照輝度推移９１が、輝度推移８９について相応に位相シフトされるような方法で、参照光検出器１１５への衝突前に、干渉ビーム１０９に含まれる二つの回折次数の少なくとも一方の光の位相がシフトされるように、光学デバイスが構成される、干渉ビーム１０９の光路に提供されてよい。評価ユニット１５は、例えば、参照光検出器１１５に接続され、輝度推移８９と参照輝度推移９１との間の位相関係から、回転角度の変化に関連する回転方向を決定可能なように構成されてよい。
【０１２１】
図９の構成によれば、±１次（ｍ＝±１）の回折反射は、反射回折格子９からスプリットミラー１０５に向かう互いに分離した光路を最初に伝搬し、スプリットミラー１０５の位置において重ね合わせが引き起こされる。ここで、夫々干渉ビーム１０７、１０９の形の＋１次及び−１次の各部分ビームは、共通の光路上を、スプリットミラー１０５から各光検出器９７、１１５へ伝搬する。しかしながら、光ビーム１７は、例えば、回折格子９への衝突前に、二つの部分ビームに――これらの部分ビーム各々が回折格子９の共通位置上に、正確な、回折格子９に垂直に衝突する光１７の特定の回折次数ｍ（例えばｍ＝±１）の回折角に対応するであろう、角度で（しかしながら、対応する回折格子法線について、複数の異なる方向から）衝突するように――分離されてもよい。ここで、一の部分ビームの−ｍ次の回折光と、他の部分ビームの＋ｍ次の回折光とは、回折格子９から既に伝搬し、ミラー７への方向の共通の光路上の対応する回折格子法線に沿って伝搬しその後、対応する光検出器へ伝搬する。
【０１２２】
図７から９を参照して記載された実施形態によれば、＋１次及び−１次の回折次数のみが、干渉レンズ７９又は９５により干渉を引き起こされる。しかしながら、光学干渉デバイス７９又は９５は、他の相異なる複数の回折次数の光の干渉をもたらすように、例えば、集束デバイス、アパーチャー、ミラー及び他の光学要素を含むことにより形成されてもよい。
【０１２３】
上述した実施形態によれば、位置検出器１、２、６１、７７又は９３は、レーザダイオード５から来た光１７が、反射回折格子９の形の回折格子によりただ一度だけ回折される、ように構成されている。しかしながら、位置検出器は、回折光を生成するために、光ビーム１７の光が、位置検出器の回折格子で、例えば反射回折格子９で、２回又は複数回回折されるように構成されてもよい。これは、例えば、特定の回転角度についてのミラー７の回転時に、回折光の位相関係のより強い付随する変化、ひいては、例えば、各光検出器により検出される輝度推移の周期の減少をもたらしてよく、それ故、例えば、各位置検出器のより高い角度分解能を可能とするだろう。例えば、位置検出器の光源から出射された光は、ミラーを介して回折格子上へ向けられ、回折格子により回折され、そして、生成された回折光が干渉デバイスへ向けられる、と予想されるだろう。ここで、干渉デバイスは、回折光がもう一度回折格子に向けられ、それ故、回折光が回折格子によりもう一度回折されるように、例えば偏向ミラー、レンズ及びアパーチャー等の対応する複数の光学要素により形成されてよい。ここで、干渉デバイスにより、特定の回折反射が、（例えば、上述した複数の実施形態のうち一つにより）今２回（又は、複数回）回折され、干渉を引き起こし得る、回折光の回折反射から選択され得る。結果として生成された干渉縞の輝度の変化は、例えば、上述した複数の実施形態のうち一つにより、検出及び評価され得る。
【０１２４】
図１０及び１１は、夫々、他の実施形態による位置検出器１２３の一部を示している。ここで、位置検出器１２３は、参照位置光検出器１２５と、ここでは、部分ビームアウトカップリング回折格子１２７として形成された部分ビームアウトカップリングデバイスと、を備えている。参照位置光検出器１２５及び部分ビームアウトカップリングデバイス１２７を除いて、位置検出器１２３の構成は、例えば、位置検出器１、２、６１、７７及び９３（図１又は図５参照）の一つの構成に対応してよい。ここで、参照位置光検出器１２５の動作原理は、図１の位置検出器１の構成に基づく一例として、図１０及び１１に描かれている。
【０１２５】
（ここでは、部分ビームアウトカップリング回折格子１２７の形の）部分ビームアウトカップリングデバイス１２７は、光ビーム１７の光路の光源５及びミラー７間に、例えばシリンドリカルレンズ２１の形の入射ビーム集束オプティクスと、ビームスプリッタ２３間に、配置され、更に、部分ビーム１２９を光ビーム１７から外に連結し、光ビーム１７に対して（又は、光ビーム１７の中央主ビームに対して）角度βで伝搬している際に、部分ビーム１２９がミラー７へ向けられ、ミラーにより反射される（図１１参照）ように、それをｘｙｚ調整システムの正のｚ軸の方向に振り向けることができるように形成されている。
【０１２６】
参照位置光検出器１２５は、ミラー７の回転時に反射された部分ビーム１２９により通過されるように、ミラー７により反射された光ビーム１８の光路の外側位置に、例えば、反射回折格子９の上端の上方の垂直距離Δｚの位置に、配置される。参照位置光検出器１２５は、更に、ミラー７により反射された部分ビーム１２９が、ミラー７が対応する回転角度位置（又は、対応する、小回転角度範囲）に位置する場合のみ、参照位置光検出器１２５上に衝突するような方法で、配置されている。
【０１２７】
図１０及び１による構成では、部分ビーム１２９が、シリンドリカルレンズ２１の形である入射ビーム集束オプティクスを光ビーム１７が通過した後に、光ビーム１７から外に連結される。ここで、部分ビーム１２９は、入射ビーム集束オプティクスにより関連する焦点１３１に集束される。本構成によれば、部分ビーム１２９の焦点１３１のｘｙ位置は、光ビーム１７又は反射された光ビーム１８の焦点３１のｘｙ位置と実質的に一致する。ここで、これら二つの焦点３１、１３１の位置は、ｚ方向に異なっている。ミラー７の回転時に、これら二つの焦点３１、１３１は、対応する実質的に円形の焦点軌道を通過する。本構成によれば、参照位置光検出器１２５は、部分ビーム１２９の焦点１３１の焦点軌道上の位置に配置されている。
【０１２８】
参照位置光検出器１２５は、例えば、入射する輝度又は光パワーＰの変化を検出することができ、反射された部分ビーム１２９の焦点１３１を通過する際の、関連する参照位置輝度変化を検出できるように構成されてよい。例えば、参照位置光検出器１２５は、集束され、反射された部分ビーム１２９と共に検出器１２５の通過時に、それにより検出された参照位置輝度推移が、軸３又はミラー７が対応する参照回転角度位置αｒｅｆに位置する場合に、最大、最小又はゼロ交差を含むように構成されてよい。例えば、図１０及び１１に記載されたように、参照位置光検出器１２５は、ゼロ交差を含む異なる信号の、又は、部分ビーム１２９の焦点１３１が、スリットダイオードのスロットの中間を移動する場合の最大値を含むサム信号（sum signal）の、スリットダイオードとして実現されてよい（図１０及び１１では、説明の便宜上、スリットダイオードが連続スロットで象徴的に描かれている。ここで、実際、スリットダイオードは、このようなスロットを含まなくてよい）。更なる例として、参照位置光検出器１２５は、小さなスロットでマスクされ、その出力信号が、部分ビーム１２９の焦点１３１が光検出器のスロットを移動する場合に、最大となる、光検出器として実現されてよい。
【０１２９】
図１２は、二つの参照位置輝度推移１３３、１３５の例を示している。輝度推移１３３は、スリットダイオード１２５の形である参照位置光検出器の二つのダイオード要素により検出された光パワーＰの異なる信号１３３を図示している。ここで、異なる信号１３３は、ミラー７が参照回転角度位置αｒｅｆに位置する場合に、ゼロ交差を含む。輝度推移１３５は、二つのダイオード要素により検出された複数の光パワーＰのサム信号１３５を図示している。ここで、このサム信号１３５は、ミラー７が参照回転角度位置αｒｅｆに位置する場合に、最大値を含む。
【０１３０】
評価ユニット１５は、参照光検出器１２５に接続され、参照位置輝度推移１３３、１３５から軸３又はミラー７の参照回転角度位置αｒｅｆを決定可能なように構成されている。評価ユニット１５は、例えば、各参照位置輝度推移１３３、１３５におけるゼロ交差、最大値又は最小値（又は他の特性）を決定し、参照回転角度位置αｒｅｆとしての、軸３又はミラー７の、各極値又は特性に関連する、回転角度位置を特定するように構成されてよい。
【０１３１】
以降では、発明の追加的な実施形態を記載する。以降に記載される発明の全ての実施形態及び態様は、上述された及び／又は特許請求項に記載された実施形態の全てと組み合わせることができる。
【０１３２】
追加的な実施形態によれば、入射ビーム集束レンズ（例えばシリンドリカルレンズ２１又は球レンズ３４）から来る光は、例えば、ビームスプリッタを用いることなく（即ち、例えば、ビームスプリッタ２３、２４なしに）光学干渉デバイス（例えば、干渉デバイス１１、１２，７９、９５）へ向けて偏向されてよい。例えば、入射ビーム集束オプティクスから来る光（例えば、光ビーム１７）は、湾曲した回折格子により反射されたビーム（例えばビーム２９）の光軸が、入射ビーム（例えばビーム１８）の光軸に対して傾く（即ち、例えばある角度を規定する）ように、特定の角度で（例えば、０．１°から５及び／又は５°から２０°及び／又は２０°から４０°及び／又は４０°から８９°及び／又は４°から８９°の範囲内で）湾曲した回折格子（例えば回折格子９、例えば反射回折格子９）に衝突してよい。それ故、入射及び回帰ビームは、空間的に分離された方法で伝搬するだろうし、それ故、ビームスプリッタを用いることなく、互いから分離の状態とされる（get separated）又は分離される（be separated）だろう。
【０１３３】
追加的な実施形態によれば、光学干渉デバイスにより生成された回折パターンは、参照位置の決定にも用いられる。参照位置光検出器（例えば参照位置光検出器１２５）は、例えば光学干渉デバイスと一体的に実現されてよい（例えば、参照位置光検出器が、光学干渉デバイス１１、１２、７９、９５と一体的に提供されてよい）が、この目的のために特別に設計された追加的な干渉又はイメージングデバイスが、同様に、提供及び／又は用いられてよい。参照位置の決定のために、例えば、干渉縞内の局所的な偏差が用いられてよい（例えば、参照マークが、回折格子の特定の位置に取り付けられてよい、或いは、回折効果が、局所的に修正されてよい）。この干渉縞内の偏差は、例えば、干渉縞の輝度推移も検出する光検出器（例えば、光検出器１３、６３、８１、９７）により記録されてよい。しかしながら、例えば参照マークの位置決定に改造された又は最適化された、付加的な光検出器も提供及び／又は用いられてよい。
【０１３４】
追加的な実施形態によれば、例えば、参照マークとして用いられる、一又は複数の付加的なトラック（例えば、周期的な回折構造２７の追加）は、回折格子（例えば回折格子９）に重ね合わされてよい。付加的なトラックは、回折格子９上に、例えば、回折構造２７の隣に又は回折構造２７に隣接する（図１と比べて）ｚ方向へのオフセット、位置してよい。付加的なトラックは、回折構造２７上又は内に、或いはそれと一体的に形成されてもよい。トラックは、電磁放射（例えば光、例えばレーザ光、例えば光ビーム１８）の回折に適した、及び／又は、例えば反射効率の局所的な偏向による異なる方法での電磁放射の変調を実現する、一又は複数の特性である又は含んでよい。その目的のために、トラックは、例えば回折光に適した任意の構成を含んでよい（例えば、付加的なトラックが回折構造２７と一体的に形成され、又は、反射性若しくは回折効率が局所的に変更されてよい、場合に、
回折構造２７における周期性からの局所的なずれが、（例えば、回折格子線の欠如により）提供されてよい）。付加的なトラックは、例えば参照マークとなるために、又は特定の回転角度位置を規定するために（例えば側面の爪（lateral stops）若しくは最大回転角度位置の検出のために）適する特徴を含んでよい。これらは、光検出器（例えば、１３、６３、８１及び／又は９７）により、或いは（本発明により任意に提供されてよい）付加的な光検出器により、検出されてよい。例えば、付加的なトラックが、回折構造２７上に（on）／内に（in）／に（at）／と一緒に（with）配置されている場合、光検出器１３、６３、８１及び／又は９７が用いられてよく、及び／又は、例えば、付加的なトラックが回折構造２７のｚ方向の隣に提供される場合、付加的な光検出器が提供されてよい。検出器状の参照構造のイメージングのために、この目的のために特別に設計された付加的な干渉又はイメージングデバイスが提供されてよい。しかしながら、唯一の干渉デバイス（例えば、干渉デバイス１１、１２，７９、９５）が、提供され、２以上のトラックのイメージング若しくはビーム誘導に用いられてよい。例えば、相対的な位置値を生成するための周期的な回折格子（例えば回折構造２７）が、一トラック内に存在してよく、絶対的な位置の決定のための一又は複数の明確な（absolute）マークが、第２のトラック（例えば、付加的なトラック）内に存在してよい。以前に記載したように、例えば、−１次及び１次の回折次数のみが干渉デバイスにより伝搬される場合、参照位置マーキングのための伝搬された光量は、マーキングの適切な実現により調整又は最適化されるだろう。マーキングは、例えば、その距離が、回折光が、例えば低損失で、干渉デバイスを通過できるように選択された、複数の線又は回折格子線からなってよい。
【０１３５】
一実施形態によれば、周期的な回折格子（例えば、回折格子２７）は、第１のトラック内に備えられてよく、参照マークは、例えば反射回折格子９上においてｚ方向にオフセット配置された第２のトラック内に備えられてよい。参照マークは、例えば、ミラー７の中ほどの位置又は他の位置に対応する位置に配置された、３から８のクモの巣状のもの（webs）（及び／又は、他の回折構造特性及び／又は他の数）からなってよい。代えて又は加えて、参照マークは、ミラー７の最大回転角度位置に実質的に対応する位置に配置されてもよい。参照マークを有する付加的なトラックは、ミラー７の絶対的な位置の特定に用いられてよく、周期的な回折格子を有する第１のトラックは、例えば、輝度の変化の検出により、絶対的な位置に対するミラー７の相対的な位置の決定に用いられてよい。一の実施形態によれば、第１の特徴数を含む第１の参照マーク（例えばクモの巣状のもの、例えば回折構造特性、例えば変更された反射性の範囲）は、最大回転角度位置に実質的に対応するミラー７の回転角度位置に備えられてよく、第２の特徴数を含む第２の参照マークは、他の位置（例えば、ミラー７の中ほどの位置に実質的に対応する位置）に備えられてよい。第２の参照マークは、更に、第１の参照マークよりも、ミラーの最大回転角度位置に対応する位置から離れていてよい。第１の特徴数は、第２の特徴数よりも大きくてよく、例えば、第１の数（plurality）は、８〜２０（又は他の数）から成ってよく、第２の数は、３〜５（又は他の数）から成ってよい。ミラーの位置決定のために、（例えば、評価ユニット１５により）参照マークが光検出器により（例えば、光検出器１３、６３、８１、９７、又は、他の光検出器により）検出されたか否かが決定されてよい。参照マークが検出されなかった場合、ミラー７は、参照マークが検出されるまで、第２の参照マークから第１の参照マークへ向かう方向に対応する方向に回転され得る。参照マークが（直接、又は、第２の参照マークから第１の参照マークへ向かう方向に対応する方向へのミラー７の回転後に）検出された場合、ミラー７は、第１の参照マークから第２の参照マークへの方向に対応する方向に回転され得る。この回転は、光検出器により、参照マークがこれ以上検出されなくなるまで実行されてよい。その後、ミラー７は、反対方向（即ち、例えば、第２から第１の参照マークに向かう方向に対応する方向）に回転されてよい。（例えば、評価ユニット１５により）上述の如く光検出器により検出された特徴数が、第２の特徴数より大きいか否か、及び／又は、第１の特徴数より小さいか否か、が決定されてもよい。検出された特徴が、第１又は第２の参照マークの部分であるか否かが決定され得る。（例えば、評価ユニット１５により）ミラー７が、第１の参照マークに対応する位置にあるか否か、又は、第２の参照マークに対応する位置にあるか否か、が決定されてもよく、それにより、例えば、ミラー７の絶対的な位置が、決定された状態になってよい／決定されてよい。
【０１３６】
追加的な実施形態によれば、ミラー７の位置は、光検出器（例えば、光検出器１３、６３、８１、９７）により、ミラー７の回転範囲（例えば、第１の最大回転角度位置から、第２の最大回転角度位置まで）について、明暗の繰り返し（又は、輝度推移）の第１の順序（sequence）が測定されることにより、及び、順序をデータストレージ内に保存することにより、例えば順序を永久に保存することにより（例えば、評価ユニット１５は、データストレージを含み、相応に構成されてよい）、決定されてもよい。ずれ等の製造により、又は、例えば位置検出器へずれを故意に導入することにより（例えば、位置検出器の部分の、例えば理想的な形である、形のずれの故意の導入により）、明暗の繰り返しの（又は、輝度推移の）順序の、即ち、明暗の繰り返しの保存された第１の順序についても、ミラー７の回転角度αについての輝度推移の理論的な（例えば理想的な）順序からの、実質的に時間不変であり、（例えば各）位置検出器に対して特異的な、ずれが、生じてよい（即ち、ミラー７とみなされてよい可能な回転角度位置の全て又は一部）。ミラー７の位置を決定するために、明暗の繰り返しの第２の順序が測定されてよい（例えば、明暗の繰り返しの第２の順序が、位置検出器の各活性化若しくは初期化動作に伴い、又は他の時点で、測定されてよい）。明暗の繰り返しの第２の順序は、ミラー７の、第１の順序が測定された範囲と同一の回転範囲について、又は、（例えばこの）回転範囲の一部について、測定された状態になってよい／測定されてよい。この第２の順序は、明暗の繰り返しの第１の順序と比較され、それにより、明暗の繰り返しの第１の順序と第２の順序との間のずれ角が、第２の順序からの第１の順序のずれから（例えば、評価ユニット１５により）算出され得る（例えば、図４を参照して、第２の順序は、実質的に第１の順序と一致するまで、数学的にシフトされてよい。ここで、シフトは、ずれ角に対応してよい）。この方法により決定されたずれ角により、ミラー７の回転角度位置は、明暗の繰り返しの第１の順序について相対的に決定されてよく、一又は複数の通いか的な情報を含むことにより絶対的に決定されてよい。例えば、明暗の繰り返しの第１の順序及び第２の順序がミラー７の最大回転角度範囲について測定される、及び／又はミラー７の最大回転角度範囲（例えば、最大回転角度範囲の絶対値）が決定に含まれる、場合、位置が絶対的に決定されてよい。例えば、ここで記載したような参照マークにより決定される位置が、第１の順序及び第２の順序により絶対的な位置の決定のための追加的な情報として含まれる場合も、位置が絶対的に決定されてよい。絶対的な位置の決定のための追加的な情報は、例えば、機械的な爪（位置検出器、例えばミラー７、の要素）により決定されてもよい。追加的な情報は、例えば、位置検出器（例えば、位置検出器１、２、６１、７７、９３及び／又は１２３）のミラー７の絶対的な位置を測定するために構成された測定デバイスにより、加えて又は代えて、提供されてよい。例えば、位置検出器は、この目的のためにしっかりと固定されてよく、位置検出器のミラー（例えばミラー７）を介する、（例えば、測定デバイスの一部であってよい��ーザ源又は光源により生成された）レーザビームの偏向が、（例えば、測定デバイスの一部であってよい、測定ガイド又は測定光検出器を介して）測定され得る。これにより、ミラー７の絶対的な位置が、測定されることができ、ミラー７の絶対的な位置を決定（例えば、算出）するために、明暗の繰り返しの第１の順序及び第２の順序に伴う追加的な情報として用いられることができる。言い換えれば、位置検出器は、例えば、測定デバイスにより一度校正されてよく、その後、ミラー７の絶対的な位置が、測定デバイスがこれ以上の利用可能なものを有することなく、位置検出器の仕様、時間不変なずれに基づいて決定されることができる。
【０１３７】
追加的な実施形態によれば、明暗の繰り返し（例えば、輝度推移）の第１の順序は、指示（例えばアルゴリズム）により演算されてもよい／演算された状態となってよい。指示は、位置検出器の（例えば、評価ユニット１５による）明暗の繰り返しの理想的な経過の演算に適合されてよい。ミラー７の位置は、絶対的な位置を決定するために、上述した追加的な情報を任意に用いて、明暗の繰り返しの、算出された、第１の（例えば理想的な）順序の比較と、明暗の繰り返しの測定された第２の順序の比較と、により、決定されてよい。
【０１３８】
発明の全ての実施形態では、ミラー７の絶対的な位置は、特定された絶対的な位置から始まるミラー７の回転に起因し、評価ユニット１５による（例えば、上述した参照マークによる）絶対的な位置の特定以後に生じる（周期的な回折格子、例えば回折構造２７、により引き起こされた）輝度推移の明暗の繰り返し数、又は形態を決定することにより決定されてよい。全ての実施形態において、ミラー７の絶対的な位置は、上述の如く、（例えば付加的なトラック内に位置してよい）参照マークの検出により規定されてよい。参照マークが検出された場合、絶対的な位置は、輝度（例えば、輝度推移内の）の所定値――その値は、例えば第１のトラック（例えば、周期的な回折格子（例えば回折構造２７））に起因し、ミラー７の回転についての参照マークの近くに位置される――に対応する位置として規定されることができる。例えば、絶対的な位置は、例えば、ミラー７の回転についての、第１のトラックに起因する輝度推移のゼロ交差――その交差は、第２のトラックに備えられるだろう参照マークの最も近くに位置される――（又は他の規定値、例えば最小値、例えば最大値）として規定されてよい。参照マークが検出された場合、絶対的な位置は、第１のトラックに起因する輝度推移の検出値に基づいて規定されてもよい。言い換えれば、絶対的な位置は、第２のトラックに起因する参照マークを検出することにより、そして、第１のトラックにより引き起こされる輝度推移が、絶対的な位置が存在するような所定値に達するまで（例えばとても小さい）回転角についてミラー７が回転することにより、決定又は規定されてよい。絶対的な位置は、第１のトラックに起因する輝度推移の値――その値は、参照マークが検出された、即ち、ミラー７の更なる回転を必要としない、場合に存在する――により、決定又は規定されてもよい。
【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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