(57)【要約】  本発明は、ミラー（２）と、ミラー（２）が旋回可能に接続されたフレーム（６）と、ミラー（２）に強固に接続されかつ自身のＮ極とＳ極とが磁気軸線（９）を規定する永久磁石（８）と、周囲にコイル巻線が巻回された巻線軸線（１２；１３）を有しかつ前記永久磁石（８）に磁気偏向力を作用させるための少なくとも１つのコイル（１０；１０’；１４；１４’）とを備え、ここではコイル（１０；１０’；１４；１４’）は、フレーム（６）に強固に接続され、永久磁石（８）は、コイル（１０；１０’；１４；１４’）の磁場内に配置され、ここでは磁気軸線（９）およびコイル（１０；１０’；１４；１４’）の巻線軸線（１２；１３）は、平行には延在しておらず、ここでは、ミラー（２）の旋回軸線（Ａ；Ｂ）と巻線軸線（１２；１３）とに対して垂直方向で見て、永久磁石（８）の断面の高さ（Ｈ）がコイルの断面の高さ（ｈ）の２倍以下であり、永久磁石（８）の断面とコイル（１０；１０’；１４；１４’）の断面とが少なくとも部分的に重畳している、レーザビームを偏向するための装置（１）に関しており、この装置は、永久磁石（８）が、コイル（１０；１０’；１４；１４’）に対する中心位置からミラー（２）の方向にオフセットされて配置されていることを特徴とする。
2018521364.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザビームを偏向するための装置（１）であって、
ミラー（２）と、
前記ミラー（２）が旋回可能に接続されたフレーム（６）と、
前記ミラー（２）に強固に接続されかつ自身のＮ極とＳ極とが磁気軸線（９）を規定する永久磁石（８）と、
周囲にコイル巻線が巻回された巻線軸線（１２；１３）を有しかつ前記永久磁石（８）に磁気偏向力を作用させるための少なくとも１つのコイル（１０；１０’；１４；１４’）と、
を備え、
前記コイル（１０；１０’；１４；１４’）は、前記フレーム（６）に強固に接続され、前記永久磁石（８）は、前記コイル（１０；１０’；１４；１４’）の磁場内に配置され、
前記磁気軸線（９）および前記コイル（１０；１０’；１４；１４’）の前記巻線軸線（１２；１３）は、平行には延在しておらず、
前記ミラー（２）の旋回軸線（Ａ；Ｂ）と前記巻線軸線（１２；１３）とに対して垂直方向で見て、前記永久磁石（８）の断面の高さ（Ｈ）がコイルの断面の高さ（ｈ）の２倍以下であり、前記永久磁石（８）の断面と前記コイル（１０；１０’；１４；１４’）の断面とが少なくとも部分的に重畳している、装置（１）において、
前記永久磁石（８）が、前記コイル（１０；１０’；１４；１４’）に対する中心位置から前記ミラー（２）の方向にオフセットされて配置されていることを特徴とする装置（１）。
【請求項２】
前記永久磁石（８）の断面の高さ（Ｈ）は、前記コイルの断面の高さ（ｈ）の０．３倍乃至０．６倍の間である、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記永久磁石（８）の断面の高さ（Ｈ）は、前記コイルの断面の高さ（ｈ）よりも低い、請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
前記永久磁石（８）の断面と前記コイル（１０；１０’；１４；１４’）の断面との重畳部分の高さ（Δ）は、前記２つの高さ（ｈ，Ｈ）のうちの低い方の高さの５０％以上である、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項５】
前記永久磁石（８）の断面と前記コイル（１０；１０’；１４；１４’）の断面との重畳部分の高さ（Δ）は、前記２つの高さ（ｈ，Ｈ）のうちの低い方の高さの１００％に等しい、請求項４記載の装置。
【請求項６】
前記ミラー（２）は、接続要素（５）を用いて前記フレーム（６）に旋回可能に支承され、前記永久磁石（８）と前記接続要素（５）との間にスペーサ（７）が配置され、前記スペーサ（７）の長さは、前記永久磁石（８）の中心点と、前記少なくとも１つのコイル（１０；１０’；１４；１４’）の前記巻線軸線（１２；１３）との間の距離を規定する、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つのコイル（１０；１０’；１４；１４’）は、非強磁性材料から成るコイルコア（１１）を有する、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つのコイル（１０；１０’；１４；１４’）の前記コイルコア（１１）は、銅合金、アルミニウム合金、酸化アルミニウムまたは窒化アルミニウムから成る、請求項７記載の装置。
【請求項９】
前記ミラー（２）は両面に、同じ厚さの金属誘電体ハイブリッドコーティング層を備えている、請求項１から８までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１０】
前記永久磁石（８）は、前記コイル（１０；１０’；１４；１４’）よりも前記ミラー（２）の近傍に配置されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１１】
前記永久磁石（８）は、自身の高さ（Ｈ）の５０％乃至１００％が前記コイル（１０；１０’；１４；１４’）の断面と重畳している、請求項１から１０までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１２】
請求項１から１１までのいずれか１項記載の偏向装置（１）と、
前記装置（１）を駆動制御するための制御部（１６）と、
ミラー（２）の旋回角度を測定しかつ前記制御部（１６）用の入力信号（１８）を生成するためのセンサ（１７）と、
を備え、
前記制御部（１６）は、出力信号（１９）を介して、前記偏向装置（１）の少なくとも１つのコイル（１０；１０’；１４；１４’）を通って流れる電流を設定し、
前記出力信号（１９）は、システムの目標値および伝達関数によって定められる配置構成（１５）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザビームを偏向するための装置に関しており、この装置は、ミラーと、ミラーが旋回可能に接続されたフレームと、ミラーに強固に接続されかつ自身のＮ極とＳ極とが磁気軸線を規定する永久磁石と、周囲にコイル巻線が巻回された巻線軸線を有しかつ永久磁石に磁気偏向力を作用させるための少なくとも１つのコイルとを備え、ここでは、コイルは、フレームに強固に接続され、永久磁石は、コイルの磁場内に配置され、ここでは磁気軸線およびコイルの巻線軸線は、平行には延在しておらず、ここでは、ミラーの旋回軸線と巻線軸線とに対して垂直方向で見て、永久磁石の断面の高さがコイルの断面の高さの２倍以下であり、永久磁石の断面とコイルの断面とが少なくとも部分的に重畳している。
【背景技術】
【０００２】
この種のレーザビームを偏向するための装置は、例えば、独国特許出願公開第２７１８５３２号明細書（ＤＥ２７１８５３２Ａ１）から公知である。この公知の偏向装置においては、永久磁石が、ミラーの旋回軸線と巻線軸線とに対して垂直方向において見て、コイルに対する中心に配置され、永久磁石の断面の高さは、コイルの断面の高さの約３分の１である。
【０００３】
さらに、電磁アクチュエータを備え、ＭＥＭＳ技術に基づいたレーザビームを偏向するための装置は、例えば、Ａｔａｍａｎらによる著書「Ｊ．Ｍｉｃｒｏｍｅｃｈ．Ｍｉｃｒｏｅｎｇ．２３（２０１３）０２５００２（１３ｐｐ）」またはＴ．Ｉｓｅｋｉらによる著書「ＯＰＴＩＣＡＬ  ＲＥＶＩＥＷ  Ｖｏｌ．１３、Ｎｏ．４（２００６）ｐ１８９−１９４」から公知である。
【０００４】
レーザビームを偏向するための装置、特に、レーザ材料加工のための配置構成においては、角速度および角加速度に関する高い動特性と、角度設定および再現性に関する高い精度とが提供されるべきである。同時に、使用されるレーザビームはより強力にパワーアップし続け、構造空間はますます小さくなる。ここでの注目すべき技術は、ＭＥＭＳ（微小電気機械システム）に基づくスキャナであり、特に、電磁アクチュエータに基づく装置である。
【０００５】
Ａｔａｍａｎらの著書では、アクチュエータのコイルがフラットコイルとして形成されているＭＥＭＳスキャナが記載されている。
【０００６】
Ｉｓｅｋｉらの著書では、その電磁アクチュエータが永久磁石とコイル配置構成との相互作用に基づくジンバル式偏向ミラーが記載されている。
【０００７】
しかしながら、これらの既知の偏向装置では、達成可能な角加速度および角速度は、レーザ加工のための用途において経済的な加工速度を達成するのに十分な高さではない。このことは、加工自体がミラーの一定の角速度だけでなく、異なる角速度間の迅速な切り替えを必要とする場合に特に当て嵌まる。レーザビーム偏向の設定精度および再現精度は、加工結果の品質と、ひいては加工プロセスのプロセス安全性とを決定する大きな要因である。ここでも公知の構想は、産業使用の要求を満たしていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】独国特許出願公開第２７１８５３２号明細書
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Ａｔａｍａｎらによる著書「Ｊ．Ｍｉｃｒｏｍｅｃｈ．Ｍｉｃｒｏｅｎｇ．２３（２０１３）０２５００２（１３ｐｐ）」
【非特許文献２】Ｔ．Ｉｓｅｋｉらによる著書「ＯＰＴＩＣＡＬ  ＲＥＶＩＥＷ  Ｖｏｌ．１３、Ｎｏ．４（２００６）ｐ１８９−１９４」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
それゆえ、本発明の課題は、冒頭に述べたようなタイプの装置において、角速度および角加速度に関する動特性を高め、角度設定および再現性に関する精度を向上させるように改善を施すことである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この課題は、本発明により、永久磁石が、コイルに対する中心位置からミラーの方向にオフセットされて配置されることによって解決される。
【００１２】
冒頭に述べたコイルに電流が流されると、コイルは磁場
【数１】
2018521364.tif 000003
を発生する。この磁場は、端面近傍に高磁場領域を有し、そこでは磁力線がコイル軸線に対して平行に方向付けられる。この磁力線は、コイル端面から離れるほどその方向が変わり、磁場強度は低減する。均質な磁場内で磁気モーメント
【数２】
2018521364.tif 000004
を有する磁石に作用するトルク
【数３】
2018521364.tif 000005
に対しては、以下の関係式が当て嵌まる。すなわち、
【数４】
2018521364.tif 000006
および
【数５】
2018521364.tif 000007
ここで、前記θは２つのベクトルの間の角度を表している。好ましくはここでの永久磁石は、高磁場強度の領域に配置されており、そのためコイルの断面と永久磁石の断面とが少なくとも部分的に重畳している。ここでは磁気軸線とコイルの巻線軸線とが平行に延在していないことに注意する必要がある。したがって、磁気モーメント
【数６】
2018521364.tif 000008
と
磁場
【数７】
2018521364.tif 000009
も平行ではなく、ｓｉｎθ≠０である。
【００１３】
永久磁石は、例えば、ＳｍＣｏまたはＮｄＦｅＢから成っている。この種の材料は高密度を有する。装置の可動部分の慣性モーメントを僅かにして維持するために、永久磁石の体積は、好ましくは当該永久磁石の磁気モーメントが有効な外部磁場と相互作用し得る領域に集中される。このことは、永久磁石の断面の高さをコイルの断面の高さの２倍に制限し、コイルの断面と永久磁石の断面とが少なくとも部分的に重畳するように永久磁石をコイルの磁場内に配置することによって達成される。本発明による偏向装置の高い動特性については、作動部の高いパワーもしくは高いトルクが寄与し得る。
【００１４】
本発明によれば、永久磁石は、コイルに対する中心位置からオフセットされて配置される。これにより、永久磁石に作用するトルクが低減される。なぜなら、永久磁石には、ミラーの方向にオフセットされたその位置で、不均一なためにより僅かな外部磁場が作用するからである。しかしながら、ここでは不均一な磁場により、トルクに対して付加的に永久磁石に作用する力成分が生じる。本発明によれば、永久磁石は、ミラーの方向にオフセットされて配置される。それにより、慣性モーメントは、中心を外した位置決めから反対方向に低減する。全体として、回転軸線においてミラーに作用するトルクの増加が生じ、それによってより高い角速度および角加速度が達成可能となる。
【００１５】
好ましくは、磁気軸線と巻線軸線とは交差し、相互に０とは異なる角度を含む。この場合、動特性は、磁気モーメントとコイル軸線とによって拡張された平面内で起こり、それによって本発明による偏向装置は、駆動制御にプラスの特性を有する。この０とは異なる角度は特に好ましくは９０°である。この特定のケースでは、コイルに電流が流れるときに磁石に作用するトルクの絶対値が最大となる。
【００１６】
好ましくは、永久磁石の断面の高さは、コイルの断面の高さの０．３倍乃至０．６倍の間である。この構成は、永久磁石の断面と少なくとも１つのコイルの断面との最大限の重畳部分を可能にする。
【００１７】
同様に好ましくは、永久磁石の断面の高さは、コイルの断面の高さよりも低い。このことは、コイルの断面と永久磁石の断面との重畳部分を減少させることなく、高磁場領域内で永久磁石を最適に位置決めすることを可能にする。
【００１８】
永久磁石の断面とコイルの断面との重畳部分は、コイルの磁場内で永久磁石に作用するトルクの大きさに影響を及ぼす。それゆえコイルの断面と永久磁石の断面との重畳部分の高さは、２つの高さのうちの低い方の高さの５０％以上である。特に好ましくは、コイルの断面と永久磁石の断面との重畳部分の高さは、２つの高さのうちの低い方の高さの１００％に等しい。
【００１９】
上述のことから、コイルの磁場内で永久磁石を適切に位置決めすることは、生成可能なトルクの大きさと、ひいては、レーザビームの偏向の際の達成可能な角加速度および角速度とに対して重要な役割を果たすことが明らかである。同様に、永久磁石の寸法を選択する際においては、装置の可動部品の慣性質量への影響も考慮しなければならないことが明らかである。それゆえ、好ましくは、永久磁石と、ミラーをフレームに旋回可能に支承する接続要素との間に非強磁性材料から成るスペーサが配置され、当該スペーサの長さに関して、永久磁石の中心点と、少なくとも１つのコイルの巻線軸線との間の距離が規定され得る。
【００２０】
好ましくは、装置は、それぞれ１つの巻線軸線を有する複数のコイルを含んでいる。これらのコイルの巻線軸線は、例えば同一線上でなくてもよく、それによって力は異なる方向から永久磁石に作用することができ、ミラーも１つ以上の方向で旋回可能である。好ましくは、１つの巻線軸線上に同旋巻回方向の少なくとも２つのコイルが設けられ、永久磁石が、少なくとも２つのコイルの間に配置される。この場合は引力も斥力もトルクのために寄与し得る。好ましくは、装置は、相互に垂直でかつ磁気軸線に対しても垂直な関係にある、コイルを備えた２つの巻線軸線を含む。そのような実施形態は、異なる旋回軸線周りのミラーの変位の際の簡単な駆動制御に関して特に有利である。
【００２１】
通電コイルが永久磁石の磁場内で永久磁石に作用し得る力は、コイルのインダクタンスＬによって増加する。コイルのインダクタンスは、コイル内に強磁性材料のコアを挿入することによって増加させることができる。コイルに電圧が印加されると、コイル内の電流は、逆方向に方向付けられた誘導電圧に基づいて最初は徐々に生じ、この場合時定数はコイルのインダクタンスによって増加する。その結果、少なくとも１つのコイルのより高いインダクタンスは、レーザビームを偏向するための装置の設定信号の変化に対するより緩慢な応答をもたらす結果となり、したがって達成可能な偏向速度および角加速度にマイナスの影響を与える。その上さらに、強磁性コイルコアの挿入を介したインダクタンスの増加は、移動する永久磁石の時間的に変化する磁場内のコイルコアの繰り返される再磁化により付加的な損失に結び付く。さらに強磁性コイルコアは、ヒステリシスまでのコイル内の電流強度の変化に対して非線形性の応答を示す。これにより、ビームを偏向するための装置における角度設定の精度と角度設定の再現精度とが低下する。本発明による装置の特に好ましい実施形態では、永久磁石および少なくとも１つのコイルの寸法と配置構成とによって、トルクは、少なくとも１つのコイルに対して非強磁性材料から成るコイルコアが設けられるように大きくなり、慣性モーメントは、少なくとも１つのコイルに対して非強磁性材料から成るコイルコアが設けられるように小さくなる。さらに少なくとも１つのコイルのインダクタンスは、簡単な例えば線形性の閉ループ制御を用いた駆動制御によって十分な精度が達成されるように小さくなる。
【００２２】
偏向装置の動作中の不可避な電力損失は、例えば少なくとも１つのコイルのオーム抵抗に基づいて生じ、さらに別の手段を講じなければ少なくとも局所的な温度上昇に結び付く。そのような温度上昇は、ミラーの正確でかつ再現可能な変位という意味では望ましくない。それゆえ発生する電力損失の例えばフレームへの導出は有利である。少なくとも１つのコイルは、好ましくはコイルコア周りで巻回され、このコイルコアは特に好ましくは、銅合金、アルミニウム合金、酸化アルミニウムまたは窒化アルミニウムから成る。これらの材料は、非常に良好な熱伝導特性を有する。磁気軸線および巻線軸線が平行でない本発明による特徴のために、導電性コイルコアにおける渦電流の発生は著しく低減される。なぜならコイルコアに作用する磁場強度が、平行な磁場および巻線軸線の場合よりも大幅に小さくなるからである。これにより、導電性コイルコアにおける電力損失が低減され、偏向装置の駆動制御可能性が改善される。なぜなら渦電流の誘導が付加的な減衰のように作用するからである。酸化アルミニウムおよび窒化アルミニウムからなるコイルコアは、渦電流による電力損失が誘起されないので特に有利である。
【００２３】
温度上昇の際のミラーの変形に対抗するために、ミラーは好ましくは両面に、同じ厚さのコーティング層を備えている。このコーティング層は、特に好ましくは金属誘電体ハイブリッドコーティング層である。
【００２４】
好ましくは、永久磁石はコイルよりもミラーの近傍に配置され、自身の高さの５０％乃至１００％がコイルの断面と重畳している。
【００２５】
本発明はまた、上述したような偏向装置と、偏向装置を駆動制御するための制御部と、ミラーの旋回角度を測定しかつ制御部用の入力信号を生成するためのセンサとを備え、制御部は、出力信号を介して、偏向装置の少なくとも１つのコイルを通って流れる電流を設定し、出力信号は、システムの目標値および伝達関数によって定められる配置構成にも関している。本発明による装置の好ましい実施形態は、良好な線形近似の特性曲線を示し、すなわち、ミラーの旋回角度と設定信号の値とが、良好な線形近似で相互に依存している。したがって、本発明による配置構成によれば、線形システム理論の原理に基づく簡単な閉ループ制御により、最新のレーザ加工の要求を満たすことが可能になる。
【００２６】
本発明の態様のさらに別の利点および好ましい実施形態は、明細書、特許請求の範囲および図面から明らかになる。同様に、上述してきた特徴および以下でさらに言及する特徴の各々またはいくつかについては任意の組み合わせで使用することができる。図示され説明される実施形態は、網羅的な列挙として理解されるべきではなく、むしろ本発明を描写するための例示的な性質を有する。
【００２７】
本発明の好ましい実施例は図面に概略的に示されており、以下ではそれらを図面描写に関連してより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】レーザビームを一次元偏向するための本発明による第１の装置の縦断面図。
【図２】レーザビームを二次元偏向するための本発明による第２の装置の底面図。
【図３】レーザビームを二次元偏向するための本発明による第３の装置を図１に類似した縦断面図で示した図。
【図４】レーザビームを二次元偏向するための本発明による第４の装置を図１に類似した縦断面図で示した図。
【図５】図５ａ乃至図５ｉは本発明による異なる実施形態のための永久磁石および少なくとも１つのコイルの断面図。
【図６】本発明による装置を備えた配置構成を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下の図面描写の説明では、同一または機能的に同一の構成要素には同一の参照符号が使用される。
【００３０】
図１は、ミラー２を用いてレーザビームを一次元偏向するための本発明による装置１を示している。ミラーに対しては、例えば半導体材料からなるミラー基板３の両面に、同じ厚さの反射性コーティング層４が被着されている。この反射性コーティング層４は、金属層、誘電体層または金属誘電体ハイブリッドコーティング層であってもよく、これには層スタックまたは層システムも含まれる。ミラー２は、接続要素５の上側に固定されており、この接続要素５は、図示のように固体継手として形成されていてもよく、それにより、フレーム６に軸線Ａ周りで旋回可能に支承される。
【００３１】
永久磁石８は、例えば非強磁性材料から成るスペーサ７を介して接続要素５の下側に接続されており、それによって当該接続要素５上に配置されたミラー２にも強固に接続される。永久磁石８は、Ｎ極とＳ極とを有する円筒体として形成されており、この場合これらの磁極は、円筒体の上側と下側に配置され、磁気軸線９を規定している。この磁気軸線９は、永久磁石８の円筒軸線もしくは対称軸線とも一致する。永久磁石は、他の幾何学形状を有することもできる。
【００３２】
永久磁石８は、２つのコイル１０，１０’の間に配置されており、これらのコイル１０，１０’はそれぞれコイルコア１１（例えば非強磁性材料から成る）を介してフレーム６に強固に接続され、周囲にコイル巻線が巻回された共通の巻線軸線１２を有している。コイル１０，１０’内の電流通流に関連してこれらのコイル１０，１０’は、同旋巻回方向を有する。磁気軸線９および巻線軸線１２は平行に延在するのではなく、０とは異なる角度で交差している。詳細には図１では、単に例示的に、９０°の角度で交差している。スペーサ７の長さは、永久磁石８の中心点と巻線軸線１２との間の距離を決定する。コイル１０，１０’内を電流が流れると、永久磁石８はコイルによって生成された磁場内に配置され、それによって、接続要素５の復元力に抗して軸線Ａ周りで変位する。それに応じて、永久磁石８に強固に接続されているミラー２は一次元的に変位される。
【００３３】
損失熱、例えばコイル１０，１０’のオーム抵抗に基づく損失熱は、コイルコア１１とフレーム６との接触接続を介して放出される。この目的のために、コイルコア１１は、高い熱伝導率を有する材料、例えばアルミニウム合金、酸化アルミニウムまたは窒化アルミニウムから成っていると特に好適である。
【００３４】
図２は、ミラー２を用いてレーザビームを二次元偏向するための本発明による装置１を示している。ミラー２は、十字形の接続要素５の上側に固定されており、この接続要素５は、図示のように固体継手として形成されてもよく、フレーム６に相互に直角な関係の２つの軸線Ａ，Ｂ周りで旋回可能に支承されている。図示の十字形の接続要素の代わりに、他の実施形態、例えば固体継手として実施される螺旋状に揺動するスポークを備えたダイヤフラムばねを使用することもできる。
【００３５】
永久磁石８は、２つのコイル対１０，１０’および１４，１４’の間に配置され、これらの２つのコイル対１０，１０’および１４，１４’は、それぞれコイルコア１１（例えば非強磁性材料からなる）を介して強固にフレーム６に接続されている。各コイル対は、周囲にコイル巻線が巻回された共通の巻線軸線１２，１３を有する。コイル対における電流通流に関連して、各コイル対のコイルは、同旋巻回方向を有している。２つの巻線軸線１２，１３は同一線上にあるのではなく、相互におよび永久磁石８の磁気軸線９に対してそれぞれ垂直な関係にある。コイル１０，１０’ および１４，１４’内を電流が流れると、永久磁石８はそれぞれコイルによって生成された磁場内に配置され、それによって、接続要素５の復元力に抗して軸線Ａ，Ｂ周りで変位する。永久磁石８に強固に接続されているミラーの変位は、それに応じて、軸線Ａ，Ｂ周りの変位の重畳から生じる。
【００３６】
図３に示されているレーザビームを二次元偏向するための装置１では、スペーサ７が、非磁性体ミラー２もしくはそのミラーホルダのポスト７ａによっても、非強磁性体ポストピース７ｂによっても形成されている。永久磁石８は、コイル１０，１０’，１４，１４’に対する中心位置からミラー２の方向にオフセットされて配置されており、自身の高さＨの５０％乃至１００％（ここでは１００％の場合が示されている）がコイル１０，１０’，１４，１４’の断面と重畳している。図示の実施例では、永久磁石８の高さＨは約０．９乃至１ｍｍであり、コイル１０，１０’，１４，１４’の高さｈは、約２．３ｍｍである。この場合永久磁石８の断面の高さＨは、コイルの断面の高さｈの約０．３９倍である。
【００３７】
図４に示されているレーザビームを二次元偏向するための装置１では、スペーサ７が、非磁性体ミラーホルダのポスト７ａによって形成されている。図３のものとは異なり、永久磁石８は、スペーサ７のポスト７ａに固定された上部接続体ポスト８ａを有する段状の断面を有している。永久磁石８は、コイル１０，１０’，１４，１４’に対する中心位置からミラー２の方向にオフセットされて配置されており、自身の高さＨの５０％乃至１００％（ここでは約８０％の場合が示されている）がコイル１０，１０’，１４，１４’の断面と重畳している。図示の実施例では、永久磁石８の高さＨは約１．１ｍｍであり、コイル１０，１０’，１４，１４’の高さｈは約２．３ｍｍである。この場合永久磁石８はそのうちの０．９ｍｍの部分が、コイル１０，１０’，１４，１４’の断面と重畳しており、永久磁石８の断面の高さＨは、コイルの断面の高さｈの約０．４８倍である。つまり、永久磁石８は、コイル１０，１０’，１４，１４’よりもミラー２の近傍に配置されている。
【００３８】
図５ａ乃至図５ｉは、本発明による様々な実施形態のための永久磁石８とコイル１０の異なる断面を示しており、ここでの断面とは、関連する巻線軸線１２に対して垂直な断面を意味するものと理解されたい。断面の高さとは、ミラー２の旋回軸線Ａおよび巻線軸線１２に対して垂直な方向における断面の最大延在幅を意味するものと理解されたい。これらの定義は、永久磁石８の休止位置、つまり、コイル１０に電流が流れていないときの状態に関連している。
【００３９】
図５ａは、永久磁石８の断面の高さＨがコイルの断面の高さｈの２倍より小さく、かつ永久磁石８の断面とコイル１０の断面とが部分的に重畳している、本発明による実施形態を示している。
【００４０】
図５ｂは、永久磁石８の断面の高さＨがコイルの断面の高さｈの２倍より小さく、かつ永久磁石８の断面とコイル１０の断面との重畳部分の高さΔがコイル１０の断面の高さｈの５０％以上である、本発明による実施形態を示している。
【００４１】
図５ｃは、永久磁石８の断面の高さＨがコイルの断面の高さｈの２倍より小さく、かつ永久磁石８の断面とコイル１０の断面との重畳部分の高さΔがコイル１０の断面の高さｈに等しい、本発明による実施形態を示している。
【００４２】
図５ｄは、永久磁石８の断面の高さＨがコイルの断面の高さｈの０．９倍乃至１．１倍の間にあり、特にコイルの断面の高さｈに等しく、かつ永久磁石８の断面とコイル１０の断面とが部分的に重畳している、本発明による実施形態を示している。
【００４３】
図５ｅは、永久磁石８の断面の高さＨがコイルの断面の高さｈの０．９倍乃至１．１倍の間にあり、特にコイルの断面の高さに等しく、かつ永久磁石８の断面とコイル１０の断面との重畳部分の高さΔが、２つの高さｈ，Ｈのうちの低い方の高さの５０％以上である、本発明による実施形態を示している。
【００４４】
図５ｆは、永久磁石８の断面の高さＨがコイルの断面の高さｈの０．９倍乃至１．１倍の間にあり、特にコイルの断面の高さｈに等しく、かつ永久磁石８の断面とコイル１０の断面との重畳部分の高さΔが、２つの高さｈ，Ｈのうちの低い方の高さの１００％に等しい、本発明による実施形態を示している。
【００４５】
図５ｇは、永久磁石８の断面の高さＨがコイルの断面の高さｈよりも小さく、かつ永久磁石８の断面とコイル１０の断面とが部分的に重畳している、本発明による実施形態を示している。
【００４６】
図５ｈは、永久磁石８の断面の高さＨがコイルの断面の高さｈよりも小さく、かつ永久磁石８の断面とコイル１０の断面との重畳部分の高さΔが、永久磁石８の断面の高さＨの５０％以上である、本発明による実施形態を示している。
【００４７】
図５ｉは、永久磁石８の断面の高さＨがコイルの断面の高さｈよりも小さく、かつ永久磁石８の断面とコイル１０の断面との重畳部分の高さΔが、永久磁石８の高さＨに等しい、本発明による実施形態を示している。図５ｈとの相違は、永久磁石８の断面が完全にコイル１０の断面の内部に存在している点にある。
【００４８】
図６は、偏向装置１と、当該偏向装置１を駆動制御するための制御部１６と、ミラー２の旋回角度を測定するためのセンサ１７とを備えた配置構成１５を示している。センサ１７は、制御部１６のための入力信号１８を生成し、この場合この制御部１６は、出力信号１９を介して、偏向装置１の少なくとも１つのコイルを通って流れる電流を設定している。ここではこの出力信号１９は、目標値２０とシステムの伝達関数とによって決定され、この場合の伝達関数は開制御ループの入力信号と出力信号との間の関係を再現する。
【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５ａ）】
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【図５ｂ）】
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【図５ｃ）】
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【図５ｄ）】
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【図５ｅ）】
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【図５ｆ）】
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【図５ｇ）】
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【図５ｈ）】
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【図５ｉ）】
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【図６】
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【国際調査報告】
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