CN101846742A - 光束照射装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种通过精度良好地检测目标区域中表示激光的扫描位置的信号而能提高激光的扫描精度的光束照射装置。其中，S/H电路(34)按照每个采样时刻保持输入电压信号，并将保持电压信号输出到减法运算器(35)。减法运算器(35)将从输入电压信号中减去保持电压信号后的减法运算电压信号输出到端子(32b)及比较电路(36)。A/D变换电路(38)与S/H电路(34)中的采样时刻同步地将减法运算电压信号变换为数字信号并输出到PSD处理电路(7)。由此，由于能有效利用A/D变换电路(38)的分辨率，故通过由信号运算电路(7b)基于从A/D变换电路(38)输入的信号生成位置检测信号，从而能提高位置检测信号的精度。

Description

光束照射装置

技术领域

本发明涉及向目标区域照射激光的光束照射装置，特别是适用于搭载在所谓的激光雷达上的光束照射装置，该激光雷达以向目标区域照射激光时的反射光为基准来检测目标区域内有无障碍物或到障碍物的距离。

背景技术

近年来，为了提高行驶时的安全性，向行驶方向前方照射激光并根据该反射光的状态来检测目标区域内有无障碍物或到障碍物的距离的激光雷达被搭载于家用小汽车等上。一般地，激光雷达使激光在目标区域内扫描并根据各扫描位置有无反射光来检测各扫描位置有无障碍物，进而以各扫描位置处从激光的照射时刻到反射光的受光时刻为止的所需时间为基准来检测障碍物到该扫描位置的距离。

为了提高激光雷达的检测精度，需要使激光在目标区域内适当地扫描，另外需要适当地检测激光的各扫描位置。作为用于使激光在目标区域内进行扫描的结构，能够利用双轴驱动反射镜的结构(专利文献1)。在该扫描机构中，使激光从水平方向倾斜入射到反射镜。通过在水平方向和铅直方向上双轴驱动反射镜，从而激光扫描目标区域。

在扫描机构中，由于目标区域中的激光的扫描位置与反射镜的转动位置一一对应，故激光的扫描位置能通过检测反射镜的转动位置来检测。

在此，反射镜的转动位置能通过检测随着反射镜转动的其他反射镜(伺服用反射镜)的转动位置而检测。即，使伺服光入射到伺服用反射镜，利用光检测器(PSD：Position Sensing Device)接受其反射光。于是，随着反射镜的转动，伺服光扫描光检测器。通过以从光检测器输出的信号为基础来检测光检测器上的伺服光的入射位置，从而能检测反射镜的转动位置且能检测目标区域内的激光的扫描位置。

【专利文献1】日本特开2009-14698号公报

反射镜转动时从上述光检测器输出的信号是连续变化的。通常，该信号的变动幅度与其峰值相比变得格外小。但是，在以来自光检测器的信号为基础进行伺服光的位置检测的情况下，一般采样该信号后的采样值(峰值)被进行A/D(Analog Digital)变换，由此输出的数字信号被进行运算处理。因此，A/D变换时不能有效利用A/D变换电路的分辨率，结果产生不能生成精度高的位置检测信号的问题。

发明内容

本发明是为了解决相关问题而进行的，其目的在于提供一种通过提高位置检测信号的精度而能提高与目标区域相对的激光的扫描精度的光束照射装置。

本发明相关的光束照射装置具备：光源，其出射激光；传动装置(actuator)，其使所述激光在目标区域扫描；伺服光学系统，其发出伺服光并且随着所述传动装置的驱动使所述伺服光的行进方向变化；光检测器，其接受所述伺服光，输出与受光位置相应的检测信号；信号处理部，其基于所述检测信号生成位置检测信号；和控制部，其基于所述位置检测信号控制所述激光光源和所述传动装置。在此，所述信号处理部具有：差分取得部，其取得在连续的两个采样时刻采样所述检测信号后的两个采样值的差分；第一A/D变换部，其将所述差分变换为数字信号；和第一运算部，其基于在所述第一A/D变换部被变换为数字信号后的所述差分，对所述位置检测信号进行运算。

根据本发明相关的光束照射装置，由于比采样值格外小的差分值在第一A/D变换部进行A/D变换，故在A/D变换时能有效利用A/D变换电路的分辨率。因此，能提高位置检测信号的精度且能提高与所述目标区域相对的所述激光的扫描精度。

在本发明相关的光束照射装置中，所述信号处理部能由以下部件构成：第二A/D变换部，其将在规定的采样时刻采样所述检测信号后的采样值变换为数字信号；第二运算部，其基于在所述第二A/D变换部被变换为数字信号后的所述采样值，对所述位置检测信号进行运算；和选择部，其将由所述第一运算部和所述第二运算部中的其中一方运算后的所述位置检测信号提供给所述控制部。此时，在所述激光正在扫描所述目标区域时，所述选择部能构成为将由所述第一运算部运算后的所述位置检测信号提供给所述控制部。

由此，由于在激光扫描了目标区域的情况下能利用由第一运算部运算后的位置检测信号，故能良好地控制与目标区域相对的扫描动作。另外，由于能将利用的位置检测信号从第一运算部的信号适当地切换为第二运算部的信号，故例如即使在利用第一运算部的位置检测信号而产生障碍的情况下，通过利用第二运算部的位置检测信号也能稳定地进行与目标区域相对的所述激光的扫描。

例如，在所述激光正在扫描所述目标区域时，若所述差分超过被设定为所述第一A/D变换部的容许变换范围的最大值以下的阈值，则所述选择部将由所述第二运算部运算后的所述位置检测信号提供给所述控制部。由此，即使在所述差分超过第一A/D变换部的容许变换范围且从第一A/D变换部无法输出合适的信号的情况下，通过利用来自第二A/D变换部的信号从而能生成合适的位置检测信号且能稳定地进行与目标区域相对的激光的扫描。

另外，本发明相关的光束照射装置还能由以下的部件构成：位置检测部，其检测所述传动装置是否处于参考位置；和误差检测部，其求出检测出所述驱动位置处于所述参考位置时的所述检测信号的采样值和其理想值的差分，以作为误差成分。此时，所述第二运算部能采取以下结构：基于从所述采样值中去除所述误差成分后的信号值，对所述位置检测信号进行运算。

由此，即使在来自光检测器的检测信号中重叠有误差成分的情况下，由于也能基于去除误差成分后的信号值生成位置检测信号，故能提高位置检测信号的精度。

此时，所述位置检测部能构成为具备：受光元件，其接受所述伺服光的一部分，以作为位置检测光；和光学元件，其在所述传动装置处于所述参考位置时使所述位置检测光入射到所述受光元件。由此，通过简单的结构能适当地进行位置检测。

综上所述，根据本发明能提供一种能提高位置检测信号的精度且能提高与目标区域相对的激光的扫描精度的光束照射装置。

本发明的效果及意义通过以下所示的实施方式的说明变得更清楚。其中，以下所示的方式只是实施本发明时的一个例示，本发明并未限定于以下实施方式所述的内容。

附图说明

图1是表示实施方式相关的反射镜传动装置的结构的图。

图2是表示实施方式相关的光束照射装置的光学系统的图。

图3是表示实施方式相关的光束照射装置的光学系统的图。

图4是表示实施方式相关的PSD的结构的图。

图5是说明实施方式相关的位置检测信号的生成方法的图。

图6是表示实施方式相关的光束照射装置的电路结构的图。

图7是表示实施方式相关的电平调整电路和PSD处理电路的图。

图8是表示实施方式相关的PSD处理电路内的主要部分电路的图。

图9是示意实施方式相关的激光的扫描轨迹的图。

图10是表示实施方式相关的各电压信号的变化的图。

图11是表示实施方式相关的各电压信号的变化的图。

图12是表示变形例相关的光束照射装置的光学系统的图。

图13是表示变形例相关的狭缝的图。

图14是表示变形例相关的光束照射装置的电路结构的图。

图15是表示变形例相关的误差重叠的输入电压信号的图。

图16是表示变形例相关的PSD处理电路的主要部分电路的图。

图17是表示其他变形例的光检测器的变形例的图。

符号说明：

3～6-电平调整电路(信号处理部)，7-PSD处理电路(信号处理部)，7b-信号运算电路(第一运算部、第二运算部、信号处理部)，7d-选择器(选择部、信号处理部)，8-控制电路(控制部)，35-减法运算器(差分取得部、信号处理部)，37-A/D变换电路(第二A/D变换部、信号处理部)，38-A/D变换电路(第一A/D变换部、信号处理部)，100-反射镜传动装置(传动装置)，200-透明体(伺服光学系统)，303-半导体激光器(伺服光学系统)，315-PSD(光检测器)，316-狭缝(光学元件、位置检测部)，317-PD(受光元件、位置检测器)，320-四次分割传感器(光检测器)，401-激光光源。

具体实施方式

图1示出本实施方式相关的反射镜传动装置100的结构。且有，图1(a)是反射镜传动装置100的分解立体图，图1(b)是处于装配状态的反射镜传动装置100的立体图。

在图1(a)中，110是反射镜架。在反射镜架110中形成有在端部具有止动部的支轴111和在端部具有支撑部112a的支轴112。在支撑部112a上配置有与透明体200的厚度大致相同尺寸的凹部，在该凹部中安装有透明体200的上部。而且，在反射镜架110的前面安装有平板状的反射镜113，在背面安装有线圈114。且有，线圈114卷绕为方形状。

如上所述，隔着支撑部112a而在支轴112上平行地安装有平板状的透明体200。在此，透明体200以两个平面与反射镜113的镜面平行的方式被安装在支轴112上。

120是以支轴111、112为轴可转动地支撑反射镜架110的可动框。在可动框120中形成有用于收容反射镜架110的开口121，另外形成有与反射镜架110的支轴111、112卡合的沟槽122、123。而且，在可动框120的侧面形成有在端部具有止动部的支轴124、125，在背面安装有线圈126。线圈126卷绕为方形状。

130是以支轴124、125为轴可转动地支撑可动框120的固定框。在固定框130中形成有用于收容可动框120的凹部131，另外形成有与可动框120的支轴124、125卡合的沟槽132、133。而且，在固定框130的内面安装有将磁场施加到线圈114上的磁铁134和将磁场施加到线圈126上的磁铁135。且有，沟槽132、133分别从固定框130的前面延伸到上下两个磁铁135之间的间隙内。

140是以使反射镜架110的支轴111、112不从可动框120的沟槽122、123脱落的方式从前方压住支轴111、112的压板。另外，141是以使可动框120的支轴124、125不从固定框130的沟槽132、133脱落的方式从前方压住支轴124、125的压板。

在装配反射镜传动装置100时，以使反射镜架110的支轴111、112与可动框120的沟槽122、123卡合进而压住支轴111、112的前面的方式将压板140安装在可动框120的前面。由此，通过可动框120可转动地支撑反射镜架110。

由此，在将反射镜架110安装到可动框120上之后，以使可动框120的支轴124、125与固定框130的沟槽132、133卡合进而压住支轴132、133的前面的方式将压板141安装在固定框130的前面。由此，可动框120可转动地安装在固定框130上，反射镜传送装置100的装配结束。

若反射镜架110相对于可动轴120而言以支轴111、112为轴转动，则随着其转动，反射镜113也转动。另外，若可动框120相对于固定框130而言以支轴124、125为轴转动，则随着其转动，反射镜架110也转动，与反射镜架110一体的反射镜113也转动。反射镜架110由相互正交的支轴111、112和支轴124、125在二维方向上可转动地支撑，随着反射镜架110的转动，反射镜113在二维方向上转动。此时，安装在支轴112上的透明体200也随着反射镜113的转动而转动。

且有，在处于图1(b)所示的装配状态下，两块磁铁134通过向线圈114施加电流从而能以在反射镜架110中产生以支轴111、112为轴的转动力的方式来调整配置及极性。因此，若向线圈114施加电流，则通过在线圈114处产生的电磁驱动力，从而反射镜架110以支轴111、112为轴转动。

另外，在图1(b)所示的装配状态下，两块磁铁135通过向线圈126施加电流，从而能以在可动框120中产生以支轴124、125为轴的转动力的方式来调整配置及极性。因此，若向线圈126施加电流，则通过在线圈126处产生的电磁驱动力，从而可动框120以支轴124、125为轴转动，并随着其转动，透明体200也转动。

图2是表示安装了反射镜传送装置100的状态下的光学系统的结构的图。

在图2中，500是支撑光学系统的基座。在基座500中，在反射镜传送装置100的设置位置形成有开口510a，以使透明体200插入到该开口的方式，反射镜传动装置100被安装在基座500上。

在基座500的上表面安装有用于将激光引导到反射镜113上的光学系统400。该光学系统400由激光光源401、光束整形用的透镜402、403构成。激光光源401被安装在配置于基座500的上表面的激光光源用的基板401a。

从激光光源401出射的激光通过透镜402、403分别受到水平方向及铅直方向的会聚作用。透镜402、403以目标区域(例如，设定为距离光束照射装置的光束出射口前方100m左右的位置)中的光束形状成为规定大小(例如，纵2m、横1m左右的大小)的方式进行设计。

透镜402是在铅直方向上有透镜效果的柱面透镜，透镜403是用于使扫描用激光成为大致平行光的非球面透镜。从激光光源出射的光束在铅直方向和水平方向上束散角不同。第一透镜402改变铅直方向和水平方向上的激光的束散角的比率。第二透镜403改变出射光束的束散角(铅直方向和水平方向两个方向)的倍率。

透过透镜402、403后的扫描用激光入射到反射镜传动装置100的反射镜113，通过反射镜113反射到目标区域。通过由反射镜传送装置100二维驱动反射镜113，从而扫描用激光在目标区域内沿二维方向扫描。

反射镜传动装置100在反射镜113处于中立位置时以来自透镜403的扫描用激光在水平方向上以45度的入射角入射到反射镜113的反射镜面上的方式配置。且有，“中立位置”是指反射镜面与铅直方向平行且扫描用激光在水平方向上以45度的入射角入射到反射镜面上时的反射镜113的位置。

在基座500的下表面配置有电路基板300。而且，在基座500的背面和侧面也配置有电路基板301、302。

图3(a)是从背面侧观看基座500时的一部分俯视图。图3(a)示出在基座500的背侧安装有反射镜传动装置100的位置的附近。

如图所示，在基座500的背侧周缘形成有壁501、502，比壁501、502更靠近中央侧成为比壁501、502更低一级的平面510。在壁501上形成有用于安装半导体激光器310的开口。以使半导体激光器310插入到该开口的方式，安装有半导体激光器310的电路基板301被安装在壁501的外侧面。另一方面，安装有PSD315的电路基板302被安装在壁502的附近。

在基座500背侧的平面510中，由安装器具314安装集光透镜311、光圈312、和ND(中性：neutral density)滤光器313。而且，在该平面510上形成有开口510a，经由该开口510a，安装在反射镜传送装置100上的透明体200向基座500的背侧突出。在此，在反射镜传动装置100的反射镜113处于中立位置时，透明体200以两个平面与铅直方向平行且向半导体激光器310的出射光轴倾斜45度的方式定位。

从半导体激光器310出射的激光(以下，称为“伺服光”)透过了集光透镜311之后，由光圈312缩小光束径，进而由ND滤光器313消光。其后，伺服光被入射到透明体200上，通过透明体200而受到折射作用。然后，透过透明体200后的伺服光由PSD315接受，从PSD315输出与受光位置相应的位置检测信号。

图3(b)是示意性地表示由PSD315检测透明体200的转动位置的图。

通过与激光光轴倾斜配置的透明体200的折射作用，激光在入射前和入射后，在X-Y平面内的出射位置不同。在此，若透明体200如虚线箭头所示地转动，则伺服光的光路如图中的虚线变化，光检测器315上的伺服光的受光位置变化。由此，通过由光检测器315检测出的伺服光的受光位置，能检测透明体200的转动位置。

图4(a)是表示PSD315的结构的图(侧剖面图)，图4(b)是表示PSD315的受光面的图。

参照图4(a)，PSD315成为在N型高电阻硅基板的表面形成了兼具受光面和电阻层的P型电阻层的结构。在电阻层表面形成有用于输出图4(b)的横向上的光电流的电极X1、X2和用于输出纵向上的光电流的电极Y1、Y2(在图4(a)中省略图示)。另外，在背面侧形成有共用电极。

若激光入射到受光面，则在照射位置产生与光量成正比的电荷。该电荷作为光电流而到达电阻层，与到各电极的距离成反比例地被分割，然后从电极X1、X2、Y1、Y2输出。在此，从电极X1、X2、Y1、Y2输出的电流具有与从激光的照射位置到各电极的距离成反比例地被分割的大小。因此，以从电极X1、X2、Y1、Y2输出的电流值为基础，能检测受光面上的光的照射位置。

例如，激光照射到了图5(a)的位置P。此时，若将从电极X1、X2、Y1、Y2输出的电流量分别设为Ix1、Ix2、Iy1、Iy2，将X方向及Y方向上电极间的距离设为Lx、Ly，则例如通过以下的式子能计算以受光面的中心为基准点的位置P的坐标(x，y)。

【公式1】

$\frac{\mathrm{Ix}2-\mathrm{Ix}1}{\mathrm{Ix}2+\mathrm{Ix}1}=\frac{2x}{\mathrm{Lx}}\·\·\·\left(1\right)$

$\frac{\mathrm{Iy}2-\mathrm{Iy}1}{\mathrm{Iy}2+\mathrm{Iy}1}=\frac{2y}{\mathrm{Ly}}\·\·\·\left(2\right)$

图5(b)是表示实现该计算式的运算电路的结构的图。从电极X1、X2、Y1、Y2输出的电流信号Ix1、Ix2、Iy1、Iy2通过放大器21、22、23、24进行放大。并且，通过加法运算电路25、27分别进行(Ix2+Ix1)和(Iy2+Iy1)的运算，另外通过减法运算电路26、28分别进行(Ix2-Ix1)和(Iy2-Iy1)的运算。而且，通过除法运算电路29、30分别进行式(1)及式(2)的左边的除法运算，并从该除法运算电路29、30输出在伺服光的受光位置P处表示X方向位置(2x/Lx)和Y方向位置(2y/Ly)的位置检测信号。

且有，虽然在图5(b)中示出了运算处理电流信号Ix1、Ix2、Iy1、Iy2时的电路结构，也可以以对电流信号Ix1、Ix2、Iy1、Iy2进行I/V变换后的电压信号为基础，进行同样的运算处理来生成位置检测信号。

图6是表示本实施方式相关的光束照射装置的电路结构的图。且有，在图6中，为了方便起见示出图3(a)所示的伺服光学系统1的主要结构。

如图所示，光束照射装置具备：I/V变换电路2、电平调整电路3至6、PSD处理电路7、控制电路8、D/A变换电路9、11、13和伺服激光器驱动电路10、扫描激光器驱动电路12、和传动装置驱动电路14。

在伺服光学系统1中，从半导体激光器310出射的伺服光如上所述在由透明体200折射后被入射到PSD315的受光面。由此，从PSD315输出与伺服光的受光位置相应的电流信号(从图5(a)中的电极X1、X2、Y1、Y2输出的电流信号)并被输入到I/V变换电路2中。

I/V变换电路2将从电极X1、X2、Y1、Y2输入的电流信号变换为电压信号，并分别输出到电平调整电路3、4、5、6。电平调整电路3至6将对输入来的电压信号或其差分信号的其中一个进行A/D变换后的数字信号输出到PSD处理电路7中。且有，对电平调整电路3至6的结构追加详细叙述。

PSD处理电路7根据从电平调整电路3至6输入来的电压信号(数字信号)、基于利用图5说明的运算，生成表示伺服光的受光位置的信号并输出到控制电路8中。另外，PSD处理电路7向电平调整电路3至6输出提供采样时刻的时钟信号，并且进行电平调整电路3至6内的开关的切换。对PSD处理电路7的结构及控制动作追加详细叙述。

控制电路8以表示输入来的伺服光的受光位置的位置检测信号为基础，检测目标区域内的激光的扫描位置，执行反射镜传动装置100的驱动控制或激光光源401的驱动控制等。

即，控制电路8在目标区域内的激光的扫描位置到达规定的位置的时刻经由D/A变换电路11将脉冲驱动信号输出到扫描激光器驱动电路12。由此，激光光源401脉冲发光，激光照射到目标区域。另外，控制电路8将用于使目标区域内的激光的扫描位置跟踪期望的轨道的伺服信号经由D/A变换电路13输出到传动装置驱动电路14中。传动装置驱动电路14接收该伺服信号，以驱动反射镜传动装置100，并以激光跟踪期望的轨道的方式扫描目标区域。

而且，控制电路8经由D/A变换电路9将控制信号输出到伺服激光器驱动电路10中。由此，伺服光学系统1内的半导体激光器310以一定的功率等级时常发光。

接着，参照图7对电平调整电路3至6的电路结构进行说明。且有，在图7中，虽然为了方便起见示出对来自图5的电极X2的信号进行处理的电平调整电路4的结构，但是其他电平调整电路3、5、6的结构也与电平调整电路4相同。另外，来自其他的电平调整电路3、5、6的信号也在PSD处理电路7中进行同样地处理，存储到存储器7a中进行信号处理。而且，其他调整电路3、5、6内的开关电路32也与图7示出的调整电路4内的开关电路32同样地进行切换。以下，取出电平调整电路4进行说明，其他的电平调整电路3、5、6的说明省略。

如图所示，电平调整电路4具有：放大器31、开关电路32、缓存放大器33a、33b、S/H(伺服保持)电路34、减法运算电路35、比较电路36、和A/D变换电路37、38。

放大器31对从I/V变换电路2输入的与电极X2相应的电压信号进行放大，并输出到缓存放大器33a、33b中。以下，将从放大器31输出的电压信号称为“输入电压信号”。

缓存放大器33a将从放大器31输入的电压信号输出到端子32a，缓存放大器33b将从放大器31输入的电压信号输出到S/H电路34及减法运算器35中。缓存放大器33a及33b用于吸收由开关电路32的切换带来的负荷变动的影响。从这些缓存放大器33a、33b输出的电压彼此相等。

开关电路32根据来自比较电路36或PSD处理电路7的信号，在端子32a和32c连接且端子32b和32d未连接的状态(以下，称为“峰值连接”)与端子32a和32c未连接且端子32b和32d连接的状态(以下，称为“差分连接”)之间进行切换。

S/H电路34按照基于从PSD处理电路7输入的时钟信号的采样时刻来保持从缓存放大器33b输入的电压信号。即，S/H电路34将在某一采样时刻保持的电压信号继续保持到下一采样时刻，在下一采样时刻，在该采样时刻时重新保持从缓存放大器33b输入的电压信号。以下，将由S/H电路34保持的电压信号称为“保持电压信号”。

减法运算器35将从缓存放大器33b输入的电压信号中减去从S/H电路34输入的电压信号后的差分输出到端子32b及比较电路36中。以下，将从减法运算器35输出的电压信号称为“减法运算电压信号”。

比较电路36比较减法运算电压信号和阈值Vsh，在从减法运算器35输入的减法运算电压信号的绝对值比Vsh大时将检测信号输出到开关电路32和PSD处理电路7中。通过该检测信号，开关电路32被设定为峰值连接。此时，PSD信号处理电路7以该检测信号为基础，将与电极X2成对的电极X1的电平调整电路3的开关电路切换为峰值连接。同样地，在检测出来自信号调整电路3的检测信号的情况下，将信号调整电路4的开关电路切换为峰值连接。而且，即使在与电极Y1、Y2相关的信号调整电路5、6中，同样地也将开关电路切换为峰值连接。

且有，阈值Vsh被设定为A/D变换电路38中的模拟输入信号的容许变换范围的最大值Vmax或比其略小的值。对于阈值Vsh及最大值Vmax而言，参照图11追加详细叙述。

A/D变换电路37及38分别与S/H电路34中的采样时刻同步地对从端子32c及32d输入的电压信号进行数字变换，并输出到PSD处理电路7中。

存储器7a基于从A/D变换电路37及38输入的各电压信号存储按照后述的顺序生成的输入电压信号(与来自图5的电极X2的信号对应的电压信号)。另外，在该存储器7a中存储有由来自电平调整电路3、5、6的各电压信号生成的输入电压信号(与来自图5的电极X1、Y1、Y2的信号对应的电压信号)。

信号运算电路7b根据从与电平调整电路3至6对应的各存储器输出的输入电压信号并基于上述式子(1)、式子(2)的运算生成表示伺服光的受光位置的位置检测信号，并输出到控制电路8中。

接着，对电平调整电路4和PSD处理电路7的动作进行说明。

在开关电路32的连接状态为峰值连接时，从放大器31输出的输入电压信号经由端子32a及32c被输入到A/D变换电路37，被变换为数字信号。被变换为数字信号后的输入电压信号依次输出到PSD处理电路7中。

与此相对，在开关电路32的连接状态为差分连接时，来自减法运算器35的减法运算电压信号经由开关电路32的端子32b和32d被输入到A/D变换电路38中，被变换为数字信号。被变换为数字信号后的减法运算电压信号依次输出到PSD处理电路7中。

图8是表示PSD处理电路7内的主要部分电路的图。

在开关电路32的连接状态为峰值连接时，从A/D变换电路37输入的输入电压信号在暂时被存储到缓存器7c后，经由选择器7d从缓存器7c存储到缓存器7a中。由此，按照每个上述采样时刻，来自A/D变换电路37的输入电压信号被存储到存储器7a中。此时，来自其他电平调整电路3、5、7的输入电压信号同时被存储到存储器7a中。

若开关电路32的连接状态从峰值连接切换为差分连接，则在该切换之前缓存器7c所存储的输入电压信号被存储到缓存器7e中。其后，若在下一采样时刻从A/D变换电路38输入减法运算电压信号，则该减法运算电压信号被暂时存储到缓存器7f中，进而通过加法运算电路7g与缓存器7e中所存储的输入电压信号相加。由于通过该加法运算生成的电压信号是将减法运算电压信号相加到一个采样前的输入电压信号后的信号，故表示在该采样时刻下的输入电压信号的峰值。

该电压信号(峰值信号)被覆写在缓存器7e上直到下一采样时刻为止作为该采样时刻下的输入电压信号，经由选择器7d从缓存器7e存储到存储器7a中。并且，在下一采样时刻，在由此存储到缓存器7e上的电压信号(峰值信号)和下一采样时刻的减法运算电压信号相加，新的电压信号(峰值信号)被覆写到缓存器7e上。覆写后的电压信号(峰值电压)作为下一采样时刻的输入电压信号经由选择器7d被存储到存储器7a中。

由此，按照每个采样时刻，将来自A/D变换电路38的减法运算电压信号依次累积相加到开关电路32被切换为差分连接之前的输入电压信号后的电压信号(峰值信号)，作为各采样时刻的输入电压信号而被存储到存储器7a中。此时，来自其他调整电路3、5、6的同样的电压信号(峰值信号)作为输入电压信号同时被存储到存储器7a中。

信号运算电路7b依次读取被由此存储的基于来自A/D变换电路37或38的信号的输入电压信号，进行基于上述式子(1)、式子(2)的运算。由此，生成对应采样时刻下的位置检测信号并将其输入到控制电路8中。

接着，对本实施方式相关的光束照射装置的动作进行说明。

图9(a)是示意性地表示扫描用激光扫描目标区域时的PSD315受光面上的激光的扫描轨迹的图。在本实施方式中，假设扫描用激光在水平方向上三段扫描目标区域内。

图9(a)所示的L1、L2、L3分别是扫描用激光扫描目标区域内的上段、中段、下段的各扫描行时的PSD315受光面上的伺服光的扫描轨迹。图中，从S到E的区间是与目标区域的探索区间相当的水平扫描区间。在各行的扫描轨迹中，伺服光从比水平扫描区间的开始位置Ps1、Ps2、Ps3更前的位置P开始扫描，直到到达位置S的区间向开始位置Ps1、Ps2、Ps3推进。并且，在扫描位置到达开始位置Ps1、Ps2、Ps3后，直到结束位置E为止在水平方向上扫描，其后返回下一行的位置P。

在本实施方式中，在从位置E返回到位置P的区间和从位置P到位置S的区间内，图7的开关电路32被设定为峰值连接，在从位置P到位置E的水平扫描区间内，开关电路32被设定为差分连接。该开关电路32的切换控制是通过从PSD处理电路7提供给开关电路32的控制信号进行的。

在开关电路32从峰值连接切换为差分连接时，在切换前的采样时刻图8的缓存器7c所存储的输入电压信号被存储到缓存器7e中。并且，在开关电路32被切换为差分连接后，在各采样时刻取得的减法运算电压信号(从A/D变换电路38输入的信号)被累积相加到该输入电压信号中，求出各采样时刻的电压信号(峰值信号)。如上所述，由此求出的电压信号(峰值信号)作为输入电压信号被存储到存储器7a中，并以此为基础由信号运算电路7b生成位置检测信号。

另外，由此开关电路32被设定为差分连接后，若在到图9(a)的水平扫描区间结束为止的区间从比较电路36输出检测信号，则开关电路32再次被切换为峰值连接，接着该状态被维持在伺服光的扫描位置到开始位置Ps1～Ps3中的其中一个为止的期间。例如，如图9(b)所示，若在扫描轨迹L1的图中的位置Pe从比较电路36输出检测信号，则其后在伺服光的扫描位置到达下一扫描轨迹L2的开始位置Ps2为止的期间，开关电路32被设定为峰值连接。此时，在从位置Pe到开始位置Ps2为止的期间，图8的缓存器7c中所存储的输入电压信号被存储到存储器7a中，提供给位置检测信号的生成。

图10是表示在减法运算电压信号不比阈值Vsh大的情况下、即从比较电路36不输出检测信号的情况下的电平调整电路4中的各电压信号的变化的图。且有，由于对于其他的电平调整电路3、5、6而言进行同样地考虑，故在此只对电平调整电路4进行说明。

图10(a)、(b)、(c)是分别表示输入电压信号、保持电压信号、减法运算电压信号的图。另外，在图10中，横轴表示由PSD处理电路7发生的采样时刻，纵轴表示各电压信号。图中，输入电压信号和减法运算电压信号是A/D变换前的信号(模拟)。

参照图10(a)，在采样时刻t，通过峰值连接电压信号Vt被存储到图8的缓存器7c中。此时，通过S/H电路34保持电压信号Vt。在此，其后开关电路32的连接被切换为差分连接。

在从采样时刻t到采样时刻t+1的期间，输入电压信号从Vt到Vt+1曲线状变化。此时，在S/H电路34中保持的保持电压信号是在之前的采样时刻保持的保持电压信号Vt。另外，减法运算电压信号在图10的采样时刻t为0，直到采样时刻t+1为止与输入电压信号同样地曲线状上升，在采样时刻t+1为ΔVt。

接着，在采样时刻t+1，输出到信号运算电路7b中的电压信号成为将减法运算电压信号相加到电压信号Vt后的值。即、输出到运算电路7b中的电压信号Vt+1’利用电压信号Vt和减法运算电压信号ΔVt表示为如下的式子。

Vt+1’＝Vt+ΔVt

而且，即使在下一采样时刻t+2，输出到信号运算电路7b中的电压信号Vt+2’也能表示为如下的式子。

Vt+2’＝Vt+1’+(ΔVt+1)

      ＝Vt+{ΔVt+(ΔVt+1)}

同样，在下一采样时刻t+3，输出到信号运算电路7b中的电压信号Vt+3’也能表示为如下的式子。

Vt+3’＝Vt+2’+(ΔVt+2)

      ＝Vt+{ΔVt+(ΔVt+1)+(ΔVt+2)}

由此，在开关电路32的连接被切换为差分连接之后，各采样时刻的减法运算电压信号被累积到初始的输入电压信号Vt中，生成各采样时刻的电压信号(峰值信号)，生成后的电压信号(峰值信号)被输出到信号运算电路7b中。

且有，由此在累积相加减法运算电压信号而求出电压信号的情况下，在各采样时刻进行A/D变换的减法运算电压信号的绝对值一般与输入电压信号的峰值相比格外小。因此，图7中的A/D变换电路38与A/D变换电路37相比能设定为与输入模拟信号相对的容许变换范围的最大值Vmax格外小的值。此时，若这两个A/D变换电路37、38中的变换后的比特数相同，则与减法运算电压信号相对的分辨率与输入电压信号相比格外高。结果，输入到信号运算电路7b中的电压信号累积相加来自A/D变换电路38的减法运算信号后求出，而与利用来自A/D变换电路37的输入电压信号的情况相比精度高。

由此，如本实施方式，在图9的水平扫描区间将开关电路32设定为差分连接，若以来自A/D变换电路38的减法运算电压信号为基础求出电压信号(峰值信号)并生成位置检测信号，则与以来自A/D变换电路37的输入电压信号为基础生成位置检测信号的情况相比能提高位置检测精度。由此，能更精确地检测与目标区域相对的扫描用激光的扫描位置。

接着，参照图11对开关电路32被设定为差分连接时减法运算电压信号比阈值Vsh大且从比较电路36输出了检测信号的情况下的动作进行说明。图11(a)是表示检测信号的输出后开关电路32的连接状态也一直维持差分连接的情况(比较例)的图，图11(b)是表示根据检测信号的输出切换开关电路32的连接状态的情况(本实施方式)的图。

首先，参照图11(a)对开关电路32的连接状态一直维持差分连接的情况进行说明。

参照图11(a)的上段，输入电压信号在采样时刻t和t+1期间急剧增加。此时，参照图11(a)的中段，保持电压信号由于不依据输入的电压信号故Vt为恒定。

另外，若输入电压信号急剧变化，与此相伴减法运算电压信号也急剧变大。此时，参照图11(a)的下段，若输入到A/D变换电路38的减法运算电压信号超过A/D变换电路38的变换最大值Vmax，则如图所示从A/D变换电路38输出的减法运算电压信号(数字信号)的大小成为A/D变换电路38的容许变换范围的最大值Vmax。由此，在采样时刻t+1，输出到信号运算电路7b的电压信号Vt+1’成为Vt+1’＝Vt+Vmax。

由此，此时输出到信号运算电路7b的电压信号与标准的输入电压信号Vt+1相比为小的值。并且，该误差成分在其后的采样时刻的电压信号中继续进行。即，此时将图11(a)的最上段以虚线所示的输入电压信号的电压信号(峰值信号)提供给信号运算电路7b。

接着，参照图11(b)，对根据减法运算电压信号切换开关电路32的连接状态的情况进行说明。

随着输入电压信号的急剧增加，减法运算电压信号也急剧增加，若减法运算电压信号变得比Vsh还大，则从比较电路36输出检测信号。由此，开关电路32的连接状态从差分连接被切换为峰值连接。同时，检测信号被输出到PSD处理电路7中。由此，PSD处理电路7检测到开关电路32从差分连接被切换为峰值连接，如上所述以将缓存器7c中所存储的输入电压信号存储到存储器7a中的方式来设定选择器7d。

由此，在下一采样时刻t+1，缓存器7c中所存储的来自A/D变换电路37的输入电压信号Vt+1被存储到存储器7a中，提供给由信号运算电路7b进行的信号运算。即使在以后的采样时刻t+2、……也同样地将来自A/D变换电路37的输入电压信号Vt+2、……存储到存储器7a中，提供给由信号运算电路7b进行的信号运算。

由此，若通过来自比较电路36的检测信号进行开关电路32的切换，则如图11(a)的比较例所述，在采样时刻t+1能避免从合适的输入电压信号偏离较大的电压信号被输出到信号运算电路7b这一不便，另外能抑制此时的误差成分在其后的采样时刻t+2、……的电压信号中被继续引起。

以上，根据本实施方式，由于基于减法运算电压信号生成了位置检测信号，故能提高图9的水平扫描区间内的位置检测信号的精度。另外，在该水平扫描区间内减法运算电压信号超过了阈值Vsh的情况下，将开关电路32的连接状态切换为峰值连接，由于基于从A/D变换电路37输出的输入电压信号生成了位置检测信号，故能将由减法运算电压信号超过A/D变换电路38的容许变换范围的最大值带来的位置检测信号的劣化抑制于未然。

且有，在本实施方式中，虽然若在图9(b)的位置Pe输出检测信号，则直到伺服光到达下一扫描轨迹的开始位置Ps2为止将开关电路32设定为峰值连接。但是，也可以在从位置Pe到结束位置E为止的期间在减法运算电压信号的绝对值比阈值Vsh小且不能输出检测信号时再次将开关电路32返回到差分连接。

<变形例>

在本变形例中，与上述实施方式相比追加了检测反射镜传动装置100的中立位置的结构。

图12是在本变形例中从背面侧观看基座500时的一部分平面图。根据上述实施方式，如图示追加了壁503、电路基板303、狭缝316、PD(PhotoDetector)317。壁503形成在基座500的背侧周边。安装有PD317的电路基板303被安装在壁503的附近。

在入射到透明体200的伺服光中、仅被透明体200的入射面反射的伺服光(以下，称为“反射光”)入射到狭缝316的入射面。在反射镜113处于中立位置时，入射到狭缝316的反射光并未被狭缝316的入射面遮光而是通过从狭缝316的入射面贯通到出射面的狭缝孔，并由PD317接受。由此，从PD317输出检测信号。

图13(a)是表示狭缝316的结构的图。狭缝316的入射面成为遮光面。另外，狭缝316具有从入射面贯通到出射面的狭缝孔316a。狭缝孔316a形成在狭缝316的中央。在图13中，由于在X轴方向上越长则狭缝孔316a越长且角度精度变得良好，故确定X轴方向的长度以符合需要的角度精度。

图13(b)是从入射面侧观看狭缝316的图。如图所示，反射光随着反射镜传动装置100的驱动在狭缝316的入射面上下左右方向地移动。若反射镜113定位在中立位置，则反射光入射到狭缝孔316a。在反射镜113处于中立位置时，狭缝316配置为反射光的光轴贯通狭缝孔316a的中心。在反射镜113处于中立位置时狭缝孔316a变得比入射到狭缝316的反射光的光束尺寸略小。

若狭缝316采取这种结构，则基于从PD317输出的受光信号能检测到反射镜113处于中立位置。即，作为中立位置，能检测出该受光信号为峰值时的反射镜113的位置。由此，反射镜传动装置100能准确地符合中立位置。

图14是表示本变形例相关的光束照射装置的电路结构的图。在本变形例中，根据上述实施方式追加了I/V变换电路15及A/D变换电路16。

I/V变换电路15将从PD317输入的电流信号变换为电压信号，并输出到A/D变换电路16中。A/D变换电路16将从I/V变换电路15输入的电压信号变换为数字信号，并输出到PSD处理电路7中。

在开始与目标区域相对的扫描用激光的扫描动作之前，控制电路8驱动半导体激光器310，以使激光出射。接着，控制电路8驱动传动装置驱动电路14来执行中立位置的探索动作。即，控制电路8以在反射镜的可动范围内能彻底驱动反射镜113的方式驱动反射镜传动装置100。或者，由于反射镜处于大致中立位置，故也可以在该附近范围内执行探索动作。

在该探索动作时，PSD处理电路7将电平调整电路3至6内的开关电路32设定为峰值连接，取得从A/D变换电路37输入的输入电压信号。在该状态下，PSD处理电路7监控来自A/D变换电路16的信号，将该信号的大小为最大时的来自电平调整电路3至6的输入电压信号作为中立位置的输入电压信号而取得。由此，若取得中立位置的输入电压信号，则PSD处理电路7将表示其的信号输出到控制电路8中。

接着，对输入电压信号中重叠有误差成分的情况进行说明。

图15(a)是表示在PSD315上伺服光的入射位置变化时的输入电压信号的变化的图。在此，为了方便起见示出从电平调整电路3至6中的电平调整电路4内的放大器31输出的输入电压信号的变化。

在图15(a)中，横轴表示PSD315的X轴方向的位置，纵轴表示输入电压信号。另外，虚线表示在PSD315中未重叠有误差成分的情况下的理想的输入电压信号，实线表示在PSD315中重叠有误差成分且从理想的输入电压信号向上方只偏移Vc情况下的输入电压信号。且有，作为该误差的发生原因，举出了电漂移、干扰光、伺服光的能量变动、PSD315的暗电流等。

若在输入电压信号中重叠有误差成分，则在输入到缓存器7c的电压信号中重叠有误差成分，结果在输入到信号运算电路7b的电压信号中也重叠有误差成分。由此，从信号运算电路7b输出的位置检测信号会表示与入射到PSD315的受光面上的伺服光的实际入射位置不同的位置。

因此，在本变形例中，通过基于上述的中立位置检测动作时取得的输入电压信号进行以下的修正，从而不包括误差成分的输入电压信号被输出到信号运算电路7b中。

首先，PSD处理电路7按照上述的顺序取得反射镜113处于中立位置时的输入电压信号。在图15(a)的例子中，由于在输入电压信号中重叠有误差成分，故输入电压信号为Vm。

在此，PSD处理电路7预先保持反射镜传动装置100处于中立位置时的不重叠有误差成分的理想的输入电压信号Vmi，根据该输入电压信号Vmi和上述探索动作时取得的中立位置的输入电压信号Vm进行Vc＝Vm-Vmi的运算，从而取得误差成分Vc。

如图15(a)所示，在PSD315的特性上，由此在反射镜113处于中立位置时检测出的误差成分即使在反射镜113处于中立位置以外的位置的情况下也与实际的输入电压信号和理想的输入电压信号间的误差成分大致相等。因此，无论反射镜113处于任何位置，理想的输入电压信号都能通过从实际的输入电压信号中减去误差成分Vc而取得。

PSD处理电路7从实际的输入电压信号中减去误差成分Vc而求出合适的输入电压信号，并将其存储到存储器7a中。通过该修正，从而在存储器7a中存储无误差成分的输入电压信号。PSD处理电路7以该输入电压信号为基础进行上述式子(1)、(2)的运算处理，从而生成并输出位置检测信号。

图16是表示本变形例中的PSD处理电路7的结构的图。

如上所述，PSD处理电路7通过上述检索动作取得中立位置的输入电压信号Vm，并根据取得的Vm和预先保持的理想的输入电压信号Vmi取得误差成分Vc。且有，该取得动作除了如上所述在开始扫描用激光的扫描之前进行之外，也可以在设备的起动之后或者扫描用激光未扫描目标区域的时刻进行。

由此，在取得误差成分Vc之后，开始扫描用激光的扫描，电平调整电路4内的开关电路32被设定为峰值连接。由此，按照每个采样时刻将输入电压信号从A/D变换电路37输入到PSD处理电路7中。如上所述，该输入电压信号包括误差成分Vc。

在本变形例中，在A/D变换电路37与缓存器7c之间配置有减法运算器7h。在该减法运算器7h中输入有利用上述探索动作取得的误差成分Vc。减法运算器7h从A/D变换电路37输入的输入电压信号中减去误差成分Vc后输出到缓存器7c中。由此，在缓存器7c中存储有从输入电压信号中去除误差成分Vc后的输入电压信号。由此，在存储器7a中存储无误差成分的输入电压信号。

然后，若将开关电路32的连接状态从峰值连接切换为差分连接，则在此之前缓存器7c所存储的输入电压信号被存储到缓存器7e中。在此，被存储到缓存器7e中的输入电压信号是通过减法运算器7h已经去除了误差成分后的输入电压信号。另外，如图15(b)所示减法运算电压信号中未重叠有误差成分。即，采样时刻t和采样时刻t+1的输入电压信号的差不依据误差的有无而为ΔVt。

因此，在开关电路32的连接状态被切换为差分连接时，与上述实施方式同样地，也可以仅仅在被存储到缓存器7e的无误差成分的输入电压信号中累积相加从A/D变换电路38输入的差分减法运算信号。由此，如图16所示，从A/D变换电路38到缓存器7e的电路结构与上述实施方式相同。

由此，根据本变形例，即使在因为电漂移、干扰光、伺服光的功率变动、PSD315的暗电流等而在输入电压信号中重叠有误差成分的情况下，也能将去除该误差成分的影响后的输入电压信号存储到存储器7a中。由此，由于除了上述实施方式的效果以外，还能提高输出到PSD处理电路7内的信号运算电路7b中的电压信号的精度，故还能生成高精度的位置检测信号。

且有，如参照图16所进行说明的，在本变形例中设定差分连接的情况下，即使不进行减去误差成分Vc的处理也能将无误差成分Vc的输入电压信号存储到存储器7a中。因此，在差分连接的设定时既能减轻PSD处理电路7的处理负担又能将更高精度的位置检测信号提供给控制电路8。

以上，虽然对本发明的实施方式及变形例进行了说明，但是本发明并不现定于上述实施方式及变形例，另外本发明的实施方式也可以在上述以外进行各种变更。

例如，在上述实施方式及变形例中，虽然作为伺服光的光源利用了半导体激光器，也可以取代其而利用LED(Light Emitting Diode)。

另外，在上述的实施方式及变形例中，虽然通过驱动反射镜使激光在目标区域内扫描，但是也可以替换反射镜113而利用透镜，也能通过二维驱动透镜而使激光在目标区域内扫描。此时，例如也可以在透镜架上配置发出伺服光的光源，由PSD接受来自该光源的伺服光。或者，通过光束分离器使透过了透镜后的激光的一部分分支，从而能将分支后的激光作为伺服光由PSD接受。其中，此时需要使激光光源发出微弱的光并在向目标区域照射的时刻脉冲状地提高激光光源的出射功率等的结构，以使伺服光一直被PSD引导。

另外，在上述实施方式及变形例中，虽然利用透明体200使伺服光的行进方向变化，但是也可以替换透明体而将伺服用的反射镜按照在反射镜传动装置100的支轴112上，并通过由该伺服用的反射镜使伺服光反射，从而使伺服光的行进方向变化。除此之外，也可以将发出伺服光的光源配置在反射镜架110、支轴111或支轴112上。

另外，在上述实施方式及变形例中，虽然A/D变换电路37及38被配置在PSD处理电路7之前，但是A/D变换电路37及38也可以包括在PSD处理电路7之中。

另外，在上述变形例中，虽然通过利用了狭缝316的光学系统检测反射镜113的中立位置，但是也可以通过在以反射镜传动装置100的X轴及Y轴为中心的转动范围的临界位置分别设置限位开关来检测反射镜113的位置。由此可知，在反射镜113以X轴或Y轴为中心转动到临界位置时按下限位开关，反射镜113的转动位置处于临界位置。此时，在PSD处理电路7内的存储器7a中存储有反射镜113处于临界位置时未重叠有误差成分的理想的输入电压信号。并且，在探索动作时反射镜113向各临界位置转动，取得限位开关被导通时的输入电压信号。由此取得的输入电压信号和理想的输入信号相减而取得误差成分。通过利用该误差成分对输入电压信号修正，从而能起到与上述变形例相同的效果。

且有，在上述实施方式及变形例中，虽然作为接受伺服光的光检测器而利用了PSD315，但是也可以代替其而利用四次分割传感器。

图17是表示作为接受激光的光检测器而利用四次分割传感器320的情况下的结构的图。伺服光在反射镜113处于中立位置时被照射到四次分割传感器320的中央位置。若激光被照射到四次分割传感器320，则如图所示各传感器输出电流信号S1、S2、S3、S4。

电流信号S1至S4在被输出到I/V变换电路2之后进行与上述实施方式同样的信号处理。即、电流信号S1至S4首先通过I/V变换电路2被变换为电压信号，并被分别输出到电平调整电路3至6。电平调整电路3至6通过开关电路32的峰值连接或差分连接的切换，从而将输入电压信号或减法运算电压信号输出到PSD处理电路7中。PSD处理电路7与上述同样地处理输入电压信号或减法运算电压信号，将与电流信号S1至S4对应的电压信号Sv1、Sv2、Sv3、Sv4存储到存储器7a中。进而，PSD处理电路7内的信号运算电路7b基于电压信号Sv1至Sv4，生成入射到四次分割传感器320中的伺服光的位置检测信号。

在此，在信号运算电路7b中，例如能根据下式求出伺服光的X方向的入射位置x和Y方向的入射位置y基于电压信号Sv1至Sv4。

$\frac{(\mathrm{Sv}1+\mathrm{Sv}2)-(\mathrm{Sv}3+\mathrm{Sv}4)}{\mathrm{Sv}1+\mathrm{Sv}2+\mathrm{Sv}3+\mathrm{Sv}4}=x\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(3\right)$

$\frac{(\mathrm{Sv}1+\mathrm{Sv}4)-(\mathrm{Sv}2+\mathrm{Sv}3)}{\mathrm{Sv}1+\mathrm{Sv}2+\mathrm{Sv}3+\mathrm{Sv}4}=y\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(4\right)$

由此，由式(3)及式(4)得到的表示伺服光的入射位置的位置检测信号被输出到控制电路8中。

且有，此时与上述变形例同样地，基于在反射镜114处于中立位置时被输入到PSD处理电路7的输入电压信号和被预先保持在存储器7a中的理想的输入电压信号的差分，能去除从四次分割传感器320输出的电流信号S1至S4所重叠的误差成分。由此，在信号运算电路7b中能生成高精度的位置检测信号。

除此之外，本发明的实施方式在本发明请求保护的技术思想的范围内能适当地进行各种变更。

Claims (5)

1.一种光束照射装置，具备：

激光光源，其出射激光；

传动装置，其使所述激光在目标区域扫描；

伺服光学系统，其发出伺服光并且随着所述传动装置的驱动使所述伺服光的行进方向变化；

光检测器，其接受所述伺服光并输出与受光位置相应的检测信号；

信号处理部，其基于所述检测信号生成位置检测信号；和

控制部，其基于所述位置检测信号，控制所述激光光源和所述传动装置，

该光束照射装置的特征在于，所述信号处理部具有：

差分取得部，其取得在连续的两个采样时刻采样所述检测信号后的两个采样值的差分；

第一A/D变换部，其将所述差分变换为数字信号；和

第一运算部，其基于在所述第一A/D变换部中被变换为数字信号后的所述差分，对所述位置检测信号进行运算。

2.根据权利要求1所述的光束照射装置，其特征在于，

所述信号处理部具备：

第二A/D变换部，其将在规定的采样时刻采样所述检测信号后的采样值变换为数字信号；

第二运算部，其基于在所述第二A/D变换部被变换为数字信号后的所述采样值，对所述位置检测信号进行运算；和

选择部，其将由所述第一运算部和所述第二运算部中的其中一方运算后的所述位置检测信号提供给所述控制部，

所述选择部在所述激光正在扫描所述目标区域时将由所述第一运算部运算后的所述位置检测信号提供给所述控制部。

3.根据权利要求2所述的光束照射装置，其特征在于，

所述选择部在所述激光正在扫描所述目标区域时，若所述差分超过被设定为所述第一A/D变换部的容许变换范围的最大值以下的阈值，则将由所述第二运算部运算后的所述位置检测信号提供给所述控制部。

4.根据权利要求2或3所述的光束照射装置，其特征在于，

所述光束照射装置还具备：

位置检测部，其检测所述传动装置的驱动位置是否处于参考位置；和

误差检测部，其求取检测出所述驱动位置位于所述参考位置时的所述检测信号的采样值和其理想值的差分，以作为误差成分，

所述第二运算部基于从所述采样值中去除所述误差成分后的信号值，对所述位置检测信号进行运算。

5.根据权利要求4所述的光束照射装置，其特征在于，

所述位置检测部具备：

受光元件，其接受所述伺服光的一部分，以作为位置检测光；和

光学元件，其在所述传动装置处于所述参考位置时使所述位置检测光入射到所述受光元件。

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