(57)【要約】移動可能な光ブロッカー（５）と、光ブロッカー（５）の後側に配置され、光ブロッカー（５）の動きに応じてカバー範囲が異なるように光ブロッカー（５）にカバーされ、カバー範囲に基づいて光ブロッカー（５）の位置を検出する、少なくとも２個の光検出器と、光検出器に向けて光を照射する少なくとも１個の光源とを備えた、スキャニング装置用の位置検出器。反射器（２５）が、光ブロッカー（５）の前側に配置されている。光源は、当該光源から照射される光が反射器（２５）に入射するように配置されている。さらに、反射器（２５）は、当該反射器に入射する光を光検出器に向けて反射するように配置されている。
2004503762.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動可能な光ブロッカーと、
前記光ブロッカーの後側に配置され、前記光ブロッカーの動きに応じてカバー範囲が異なるように前記光ブロッカーにカバーされ、前記カバー範囲に基づいて前記光ブロッカーの位置を検出する、少なくとも２個の光検出器と、
前記光検出器に向けて光を照射する少なくとも１個の光源とを備え、
前記光ブロッカーの前側に配置される反射器を設け、
前記光源は、当該光源から照射される光が前記反射器に入射するように配置され、
前記反射器は、当該反射器に入射する光を光検出器に向けて反射するように配置されていることを特徴とする、スキャニング装置用の位置検出器。
【請求項２】
前記光源は、前記光検出器の側部に位置し、かつ前記光検出器に隣接して配置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】
前記反射器は、拡散型反射器であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の位置検出器。
【請求項４】
前記反射器は、反射材、特に、拡散性の反射ワニスにより構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の位置検出器。
【請求項５】
前記反射器は、基体にコーティングを施すことによって形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の位置検出器。
【請求項６】
前記基体は、当該位置検出器の前方を閉じ、密閉するためのカバーであ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】
少なくとも２個の光源を設けることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の位置検出器。
【請求項８】
前記光ブロッカーは、回転可能に設けられており、各光検出器は、環の一部を切り取った形状を有することを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の位置検出器。
【請求項９】
それぞれ環の一部を切り取った形状を有する少なくとも４個の光検出器を備え、これら４個の光検出器のうちの、それぞれ２個の光検出器は、光ブロッカーによってカバーされる範囲が相互に等しくなるように、光ブロッカーの回転軸の周囲に互いに対称に配置されていることを特徴とする請求項８に記載の位置検出器。
【請求項１０】
前記各光検出器は、環の一部を切り取った形状の穴部を有するマスクを設けることによって環の一部を切り取った形状に規定された光感知素子を備えていることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の位置検出器。
【請求項１１】
前記各光検出器は光感知素子を備え、前記光検出器のうちの少なくともいくつかの光検出器に対して共通のマスクを設け、前記マスクには、対応する数の穴部が設けられ、前記各穴部は環の一部を切り取った形状を有し、これにより、対応する光検出器の形状が環の一部を切り取った形状に規定されていることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の位置検出器。
【請求項１２】
前記４個の光検出器は、それらのうち、等しいカバー範囲を有する２個の光検出器の出力信号をそれぞれ加算することによって２個の加算信号を算出し、前記２個の加算信号の差をとることによって、光ブロッカーの位置に比例する線形出力信号を生成する制御装置に接続されていることを特徴とする請求項９に記載の位置検出器。
【請求項１３】
隣接する２個の光検出器は、１個のスリット・ダイオードにより形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項１２のいずれかに記載の位置検出器。
【請求項１４】
前記光検出器の出力信号を加算することによって総加算信号を生成し、この総加算信号に従って光源の放射強度を制御する制御ユニットを備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項１３のいずれかに記載の位置検出器。
【請求項１５】
前記光検出器及び光源は、実質的に１個の平面に配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項１４のいずれかに記載の位置検出器。
【請求項１６】
前記光検出器及び前記光源は、共通プリント回路基板上に配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項１５のいずれかに記載の位置検出器。
【請求項１７】
請求項１ないし請求項１６のいずれかに記載の位置検出器を備えたスキャニング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、スキャンニング装置用の位置検出器、特に光学的位置検出器、及び本発明に基づく位置検出器を搭載したスキャニング装置に関する。
【０００２】
今日では、場所的位置の正確な測定は、低公差の構造部材の効率的な製造及び処理にとって、特に、製造及び処理方式の高度な自動化において、重要な必要条件である。例えば、レーザ・ビーム材料処理においては、強レーザ光のビーム軌道の正確な制御が要求される。かかる目的のために、光学的スキャナ、いわゆるガルバノメータがしばしば用いられる。中でも、例えば、ミラーが固定され、回転可能に設けられたシャフトを有するガルバノメータでは、そのシャフトがモータにより回転駆動され、ミラーに入射するレーザ・ビームのビーム軌道を場所的に変える。このようなガルバノメータを２個直列に配する構成とすれば、レーザ光の２次元的な偏向が可能となる。ビーム軌道を正確に制御するためには、シャフトの現在の回転角度を正確に測定し、測定の結果、回転角度が設定値からずれた場合には、そのずれを制御装置を介して補正する制御メカニズムが要求される。現在の回転角度は、制御量を表す出力信号を出力する位置検出器を用いて測定される。
【０００３】
今日において用いられているほとんどの光学的スキャナでは、容量式位置検出器が用いられている。この種の検出器では、回転可能に設けられたシャフトが、可変コンデンサ（Ａｄｊｕｓｔａｂｌｅ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）又はコンデンサのプレート間に配された誘電体に接続されている。コンデンサの容量を測定することにより、シャフトの現在の回転角度に直接対応した量が得られる。容量式位置検出器は、一般に、高い角度分解能を呈し、ドリフトの影響をほとんど受けない。しかし、このような検出器の製造は、比較的コストが高く、高価となる。さらに、特に小型スキャナでは、検出器がスキャナの慣性のマス・モーメントを大幅に増大させる。
【０００４】
そのため、小型スキャナにおいては、光学的位置検出器が用いられることが多くなってきている。しかし、光学的位置検出器は、容量式位置検出器に比べると、角度分解能が低く、ドリフトが大きかったので、ビーム軌道に対する正確な位置設定の要求がそれほど高くない用途（例えば、レザーショー）に用いられるにすぎなかった。しかし、さらに改良された光学的位置検出器は、高い精度が要求されるレーザ光製造・処理技術にも適用可能な光学的位置検出器に要求される角度分解能及びドリフトに関する仕様を満足するようになってきている。
【０００５】
米国特許第５，８４４，６７３には、回転要素の角度位置を測定する位置検出器が開示されている。この位置検出器は、均一で広角の光の領域を回転要素の縦軸に沿う方向に形成する単一の光源と、前記光源から光を直接受け取るために回転要素の周囲に配された多セクタ型の光検出器と、前記光源から前記光検出器に入射する光の一部が周期的に遮断される部位を形成するために、前記縦軸の周囲を回転要素と共に回転するように回転要素に接続された光ブロッカーとを備えている。光源と検出器との間の空間は、光ブロッカーを除き、あらゆる物体から完全に解放されているので、光ブロッカーによる遮断がないときには、光源からの光は、少なくとも前記検出器の遮断部位に直接入射する。すなわち、光は、他のいかなる物を通過することなしに、検出器に直接入射する。２個の接続された検出器のそれぞれの線形出力を用いることにより、回転要素の角度位置の信頼性のある計測を実現することができる。
【０００６】
本発明は、さらに小型化を実現でき、同時に、高精度な位置検出を実現できるスキャニング装置用の位置検出器を提供する。さらに、本発明は、前記位置検出器を備えたスキャニング装置を提供する。
【０００７】
本発明による、スキャニング装置用の位置検出器は、移動可能な光ブロッカーと、光ブロッカーの背後に位置すると共に光ブロッカーの移動に伴って異なるカバー範囲をもって光ブロッカーによりカバーされる少なくとも２個の光検出器とを備えている。その異なるカバー範囲から、光ブロッカーの位置が検出される。本発明による位置検出器は、光検出器に光を照射する少なくとも１個の光源を備えている。光源は、そこから照射された光が光ブロッカーの前に位置する反射器に照射されるように配置されており、前記反射器はそこに入射した光を光検出器に向けて反射させるように配置されている。
【０００８】
反射器が設けられているので、光源を光検出器に近づけて配置することができる。これにより、例えば信号線や電源供給線といった配線を、大きく迂回させることなしに、直接に、光検出器と光源の双方に向けて配することができる。光検出器の前に位置する反射器は、構造的にみて深さ方向の寸法が小さく形成することができるため、位置検出器の前部のサイズが大きくなることはない。したがって、さらに小型の位置検出器を実現することができる。
【０００９】
位置検出器の構造的なサイズをできる限り小さくするために、反射器は、薄い基体の上に塗布されたコーティングとして構成することが望ましい。この基体は、ゴミや水のような汚濁物に対して光検出器を密閉するカバーキャップであることが好ましい。前記コーティングは、例えばフォイル又は塗料の塗布によって実現することができる。好ましくは、この反射コーティングは、反射性ワニスにより形成する。
【００１０】
本発明による位置検出器は、光ブロッカーの位置と線形的な対応関係をもった測定信号を形成し、これに基づき、異なる範囲でカバーされている光検出器の出力信号をそれぞれ比較することによって、例えば、両信号を互いに引き算することによって、位置を検出する。
【００１１】
光源は、例えば、反射器と光検出器との間に配置し、光を例えば反射器に向けて斜めに照射する構成としてもよい。しかし、光源は、光検出器の側面に隣接させて配置することが好ましい。
【００１２】
このように、光源を光検出器の側に直接的に位置させることで、光源と光検出器への電気配線のための経路をきわめて短くでき、非常にコンパクトな構造を実現することができる。
【００１３】
光源から照射された光をほぼ対称的に反射させるミラーを反射器として使用することも可能であるが、拡散型反射器（Ｄｉｆｆｕｓｅ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）を反射器として用いることが望ましい。特に、この拡散型反射器は、拡散反射性のワニスによって構成することが望ましいが、基体に塗布された他の反射性コーティングによって構成してもよい。
【００１４】
このような反射器を用いることにより、検出器のアクティブな表面、すなわち検出器のカバーされていない表面上において、放射強度の分布がきわめて均一な（等質的な）反射光を、簡単な方法で得ることができる。さらに、このような拡散型反射器によれば、光源の品質に対する要請を緩和することができる。また、これにより、反射器による反射を考慮しつつ、光源の場所的位置及び検出器のアクティブな表面に対応するような立体角で照射される光強度の等質性を得ることできる。検出器のアクティブな表面に入射する光の強度の等質性によって、検出すべき角度位置とそれに対応する出力信号中の測定信号との間の高精度の線形性を得ることができる。さらに、本発明による位置検出器によれば、この優れた光強度の等質性により、光源と反射器との間及び反射器と各検出器との間の配置又は取付誤差の影響を非常に有効に除去することができる。さらに、本発明による位置検出器によれば、熱の影響をも減少させることができる。
【００１５】
反射器においては、すべての光学的要素（光源、検出器）が１つの面に配置されていることが望ましい。これにより、上記光学的要素を共通のプリント回路基板上に設けることができる。したがって、位置検出器の製造をより一層容易ならしめることができる。
【００１６】
望ましくは、少なくとも２個の光源を設ける。これにより、さらなる光強度の等質性を実現することができる。この場合、光源は、対称的な位置に配置された光検出器の対称配置における軸に対して対称となるように配置する。
【００１７】
光ブロッカーは、例えば光検出器上を並進して移動する構成としてもよいが、回転可能な構成とするのが好ましい。この場合、光検出器の形状を、環の一部を切り取ったような形状（ｔｈｅ ｓｈａｐｅ ｏｆ ａ ｓｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ａｎ ａｎｎｕｌｕｓ）にする。
【００１８】
回転可能な構成を有する光ブロッカーは、シャフトを用いた簡単な方法で実現することができる。それは、光源の並進運動と比べるとより一層簡単に、かつ高精度に実現することができる。光検出器の形状を、環の一部を切り取ったような形状とすることにより、光ブロッカーの回転角度に対して線形の測定信号を得ることができる。各光検出器のかかる形状は、例えば、環の一部を切り取ったような形状の光感知素子を光検出器として用いることにより実現することができる。しかながら、光検出器は、従来の円形又は方形のフォトダイオード等の光感知素子を、環の一部を切り取ったような形状の凹み（穴）を有するマスクと共に用いることによって構成することが望ましい。このような構成とすれば、環の一部を切り取ったような形状を有する光検出器をきわめて安価な方法で実現することができる。好ましくは、個々の光検出器を光検出素子により検出し、そこには、少なくともいくつかの光検出器のための共通のマスクを設け、そのマスクには、対応する数の凹みを設け、各凹みの形状を環の一部を切り取ったような形状とする。さらに好ましくは、１個のマスクを設け、そのマスクに、複数の光検出器の数に対応する数の凹みを形成し、各凹みの形状を環の一部を切り取ったような形状にするのがよい。これにより、検出器の表面を相互に一層高精度に調整することができる。
【００１９】
本発明の好ましい実施形態によれば、少なくとも４個の光検出器を設け、これらを、回転可能に設けられた光ブロッカーの回転軸の周囲に配置する。そして、これらの光検出器の配置は、互いに正反対（直径上正反対）に配置された２個の光検出器のそれぞれが、光ブロッカーによって実質的に同じカバー範囲をもってカバーされうるように設定することが好ましい。このような光検出器の配置によれば、光ブロッカーの半径方向の好ましくない位置ずれ（変動）を、単純な方法で検出でき、そして補正することができる。なぜなら、光検出器が光ブロッカーの回転軸に対して相互に対称に配置されているので、光検出器がカバーされた表面に関し同量の変化を受けることとなるからである。４個より多い数の光検出器を設けてもよいが、その場合には、その数を偶数とするのがよい。例えば、６個又は８個の光検出器を設ければ、より多くの信号を得ることができ、これにより、検出信号をわずかに増幅するだけで用いることができ、高速信号処理、ひいてはより高速な動作が可能な検出器を実現することができる。
【００２０】
本発明の実施形態として、それぞれ２個の隣接する光検出器をスリット・ダイオードによって形成し、全体的な光検出器の配置を安価にかつ省スペースに実現する構成としてもよい。
【００２１】
例えば、熱の影響又は組付公差に起因する光ブロッカーの放射位置のずれ（変化）の影響を受けない測定信号を得るために、光検出器に接続された制御装置を設け、この制御装置を次のように構成することが好ましい。すなわち、それぞれ同じカバー範囲を有する光検出器から出力される信号を加算し、これによって得られる２個の加算信号の差をとる。そして、この差に対応する信号を、光ブロッカーの位置に比例する出力信号とする。
【００２２】
本発明の他の実施形態として、光検出器から出力される信号を加算し、これにより総加算信号を生成し、光源の放射強度をこの総加算信号によって制御する制御ユニットを設ける構成としてもよい。経時劣化や熱の影響などによって、光源から照射される放射強度が変動することがあるが、かかる制御ユニットによってこれを補正することができる。
【００２３】
位置検出器は、例えば、任意の回転運動又は並進運動を測定するために使用できる。対応する電子回路の支援により、角度周波数も測定できるので、本発明に基づく位置検出器は回転カウンターとしても利用できる。
【００２４】
本発明の実施形態としてのスキャンニング装置は、本発明による位置検出器を備えている。かかるスキャンニング装置において、光ブロッカーに接続されるのは、例えば、レーザ・ビームを指向し、かつレーザ・ビームを偏向するために動作、特に回転するミラーである。この場合、ミラーは、ミラーの動きに比例して光ブロッカーも動くように、特に、両者の動きが対応するように（同種類の動きになるように）、光ブロッカーに接続されている。これにより、ミラーの位置をそこに接続した位置検出器によって検出することができる。スキャニング装置は、例えば、ある部分に何かを刻み込むために使用でき、その場合、レーザ・ビームは、制御されたミラーの動きによって導かれ、刻み込むべき部分に指定のプリント・イメージを焼き付ける。スキャニング装置は、医療技術、例えば、正確に先導されたレーザ・ビームによってしわや墨のような皮膚刺激物を除去するのに用いることができる。
【００２５】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施例を説明する。
【００２６】
図１及び図２に示すように、本発明によるスキャニング装置１は、位置検出器２を備えており、位置検出器２は、スキャンイング装置１の前面側に配置されている。位置検出器２は、光学的位置検出器として構成されている。光学的位置検出器２は、光ブロッカー５の背後に位置する２つの光源３、４を備えており、光ブロッカー５は、２つの光源３、４間で後方に伸長し、回転可能に設けられたシャフト６に強固に接続されている。従って、光ブロッカー５は、シャフト６の回転に伴って回転する。光源３、４は、シャフト６の縦軸と対称に配置されている。光源３、４としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いることが好ましいが、他のランプを用いることも可能である。
【００２７】
光源３、４のすぐ横には、４つの光検出器１８、１９、２０、２１を備えた検出器構造が設けられており、かかる検出器構造は、シャフト６の縦軸に対して垂直に伸長する面に配置されている。これらの４つの光検出器１８、１９、２０、２１はシャフト６と対称に配置されており、各々２個の光検出器１８、１９と２０、２１とが、互いに正反対に（軸を挟んで対称に）配置されている。各々２個の相互に隣接する光検出器１８、１９と２０、２１は、それぞれに、スリット・ダイオード７、８を割り当てることによって構成されており、これにより、４個の検出器を備えた小型の構造及びその取付を実現している。光検出器１８、１９、２０、２１、すなわち、この場合、スリット・ダイオード７、８と光源３、４とが互いに隣接して配置されているので、光源３、４から照射された光は、光検出器１８、１９、２０、２１、すなわち、それらの光感応面に直接入射できない。更に、光検出器１８、１９、２０、２１と光源３、４は、共通プリント回路基板９上にコンパクトに配置されている。
【００２８】
プリント回路基板９は、２個の光源３、４が挿入される導入開口部３９、４０を備えており、これにより、光源３、４は、プリント回路基板９から前方に向けて光を照射する。プリント回路基板９はシャフト６と同心状に形成した開口部４１を搭載しており、それを介してシャフト６が前方に導かれる。
【００２９】
さらに、プリント回路基板９には、２個の固定ホール３７、３８が形成されており、これらは、プリント回路基板９上において軸を挟んで相互に正反対に配置されている。これらのホールを介して、プリント回路基板９がスキャナ・ハウジングに、例えばねじを用いて、固定されている。プリント回路基板と一体的に形成された突出部４２は、光源３、４から横方向外向きに伸長している。突出部４２には、複数の導入開口部３９が形成されている。これら開口部３９は半田付けタグ（Ｓｏｌｄｅｒｉｎｇ Ｔａｇｓ）として機能し、これにより、スキャニング装置１と光学的位置検出器２との電気的接続を容易かつ確実に実現することができる。
【００３０】
光源３、４及びスリット・ダイオード７、８の前には、複数の凹み（穴）を有するマスク１０が配置されている。シャフト６は、マスク１０の中心に位置する第一の円形穴１１を介して伸長している。さらに、マスク１０には、２個の円形の穴１２、１３が、光源３、４の位置に対応する位置に設けられており、それらの光の錐面に対して実質的に同心状に配置されている。
【００３１】
スリット・ダイオード７、８は、それぞれ、２個の光感知素子４３、４４、及び、４５、４６を備え、各光感知素子は、スリットで互いに分離され、方形の形状をしている。なお、他の形状の光素子を用いることも可能であり、例えば、円形の光感知素子を用いてもよい。マスク１０は４つの凹み（穴）１４、１５、１６、１７を備え、これらは、それぞれ、光感知素子４３、４４、４５、４６が配置された位置に対応する位置に配置されている。これらの凹み１４、１５、１６、１７は、それぞれ、環の一部を切り取ったような形状であり、その環の中心がシャフト６の縦軸の位置に対応している。スリット・ダイオード７、８の光感知素子は、それらの前に位置するマスク１０と凹み１４、１５、１６、１７と共に、検出器のアクティブな表面１８、１９、２０、２１を形成し、それらは、それぞれ、環の一部を切り取ったような形状をなし、シャフト６の縦軸の周囲に対称に配置されていて、２個の表面１８と２１、及び、１９と２０は、それぞれ、互いに軸を挟んで正反対に配置されている。
【００３２】
光ブロッカー５は、回転可能の設けられたシャフト６に接続され、ねじ２２によってシャフト６に固定されている。このため、ねじ２２は、シャフト６の前側の中心位置にねじ止めされており、これにより、平らなプレート形状の光ブロッカー５は、シャフト６の前側とねじ２２の頭部との間に締め付けられている。光ブロッカー５は、シャフト６の縦軸を基準にして互いに向き合う２個のブレード２２、２３を備えている。光ブロッカー５をシャフト６に固定する機能を有する部分とは別に、ブレード２２、２３は、円の一部を切り取ったような形状（ａ ｓｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｃｉｒｃｌｅ）を有しており、その円の中心がシャフト６の縦軸の位置に対応している。
【００３３】
位置検出器２の前側には、ポット型カバー２４及び反射器２５が設けられており、反射器２５は、ポット型カバー２４の内部底面に形成されている。この反射器２５の表面は、そこに入射する光が拡散して反射するように構成されている。できるだけ小さく位置検出器２を形成するために、反射器２５は、コーティングによって形成する構成とするのが好ましい。このコーティングは、例えば、拡散反射性のワニスを用いて形成することが可能であり、これは、ポット型カバー２４の内部底面だけでなく、─本発明の実施形態においては─その内部周辺表面に塗布してもよい。
【００３４】
位置検出器２が接続されたスキャニング装置１は、前部に位置する位置検出器２に対して縦方向に後方に伸長する、円筒状の細長いハウジング２６を備えている。ハウジング２６は、その前側において、外側に突き出した環状フランジ４７を備え、それは、その前端で、その周方向に伸長する凹みを備えている。カバー２４は、凹みに嵌め込み可能に形成されており、これにより、カバー２４をハウジング２６の外周側に嵌め込むことができ、凹みに形成された位置決め肩部４８により位置決めすることができる。プリント回路基板９は、外部に向けてハウジングから伸長しており、ハウジング２６の前側にぴったりと嵌め込まれ、プリント回路基板９の嵌め込みを可能にするために、カバーには、これに対応する凹み４９が形成されている。このスルーホールと対抗する側で、プリント回路基板９はハウジング２６の前面にぴったりと嵌め込まれている。これにより、プリント回路基板９は、全体として、ハウジング２６によって確実に支えられている。
【００３５】
ハウジング２６の前端と後端で、それぞれ、滑動軸受ブッシュ２７、２８が挿入されて、シャフト６を支えている。滑動軸受の代わりに、回転軸受もシャフト６を支えるために設けることができる。
【００３６】
シャフト６は、３つの分離シャフト部２９、３０、３１から構成されている。シャフトの中間部は、円筒状の細長い磁石３１から形成されている。シャフトの前部３０は、前部滑動軸受ブッシュ２８で支えられ、プリント回路基板９を介して前部に伸長し、光ブロッカー５が、前述のように、その自由前端５０に組み込まれている。シャフトの前部３０の後端部５１は受取ブッシュ４９の形状をしており、そこには、永久磁石３１がそれらの間の相対的な回転を阻止するようにして支持されている。シャフトの後部２９は、後部滑動軸受ブッシュ２７によって支持され、後部滑動軸受ブッシュ２７を介して伸長している。シャフトの後部２９の端部５２は、ミラー（図示せず）を固定することができる、スリット型保持装置３６を備えている。ミラーは、シャフト６と同じ回転運動を行うように、スリット型保持装置３６に固定されている。ミラーは、所定の方式でレーザ光のビーム軌道を変更するように作動する。
【００３７】
フラット・スプリング３２は、軸受２８とハウジング２６との間に配置されている。これにより、支持リング３３と３４を用いてシャフト６に伝えられる僅かな初期張力が生成される。滑動軸受２７及び２８の内部ブッシュは、支持リング３３、３４により、シャフトの部分２９と３０に固定されている。これにより、フラット・スプリング３２を用いることによって、シャフト６には、滑動軸受２８を介して、前側方向に力が加わり、その結果、後部滑動軸受２７をハウジング２６内の軸受座面に押しつけられることになる。
【００３８】
これにより、シャフト６の正確な回転を確保することができ、位置検出器２における高精度の位置検出が実現される。
【００３９】
コイル３５がハウジング２６と永久磁石３１との間に配置され、コイルは永久磁石３１と共に電気モータを形成している。電気モータにより、シャフト６が回転する。
【００４０】
直列に接続した２個のスキャニング装置１を用いて表面をスキャンするために、電気モータは、例えば、反転方向に、周期的に、又は任意の制御方式の回転運動を行う。これにより、保持装置３６に固定されたミラー（図示せず）は、レーザ・ビームの照射方向を指定表面で対応するポイントに向ける。シャフト６の回転角度を制限するために、４個のストッパー５３、好ましくはラバー・ストッパーが、シャフト６の部分３０の側面に配置されている。ネジ・ロッド５４が、シャフトの縦方向を横断してシャフト部３０にネジ止めされ、シャフト６を介して伸長している。従って、過剰な回転角度の場合に、シャフト６から突き出た対抗する末端部（図示せず）を持つネジ・ロッド５４が、これらの末端部でストッパー５３にあたるので、シャフト６の過剰な回転が回避される。
【００４１】
次に、光学的位置検出器２による位置検出について述べる。光発行ダイオード３、４により、拡散型反射器２５に向けて光が照射される。光は拡散型反射器２５により反射され、環の一部を切り取った形状を有する検出器の４個のアクティブ表面１８、１９、２０、２１上に照射される。このとき、光の強度は実質的に等質となる。シャフト６の角度位置に応じて、検出器の個々のアクティブ表面１８、１９、２０、２１は、光ブロッカー５により変動する。すなわち、検出器の個々のアクティブ表面１８、１９、２０、２１は、シャフト６の角度位置に応じた光ブロッカー５によるカバー範囲の変動により、増減する。したがって、反射器２５により反射され、個々のアクティブ表面１８、１９、２０、２１に照射される全体的な光の強度が、光ブロッカー５の角度位置に応じて決まる。光素子と光ブロッカーが対称的となるように調整されているときには、検出器の表面１８、１９、２０、２１のうち、互いに対称位置に配置された２個が、光ブロッカー５によって、カバー範囲が等しくなるように、カバーされる。検出器は、線形稼働領域内で動作する。すなわち、１個の検出器により生成される出力信号は、個々の検出器の表面に照射される全体的な光の強度に直接比例する。したがって、出力信号は、光ブロッカー５によってカバーされていない検出器のアクティブ表面１８、１９、２０、２１に対応した線形特性、すなわち、シャフト６に取り付けられた光ブロッカー５の角度位置に対応する線形特性を有する。
【００４２】
検出器の出力信号は、次に示すように、電気的に処理される。すなわち、まず、対称位置に配置された２個の検出器１８と２１、又は、検出器１９及び２０からそれぞれ出力される出力信号を互いに加算する。これにより、２個の加算信号が生成される。続いて、２個の加算信号の差をとる。２個の加算信号の差に対応する信号は、シャフト６の現在の回転位置の測定値に相当する。さらに、検出器１８、１９、２０、２１から出力されるすべての出力信号を加算する。この総加算信号は、光源３、４から照射された光の強度を制御して、ドリフトを低減するために、いわゆるＡＧＣ回路（自動利得制御回路）に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に基づく位置検出器を備えたスキャニング装置の縦方向の断面図である。
【図２】フロント・カバーを除去した図１のスキャニング装置の正面図である。
【図１】
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【図２】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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