JP3081278B2 - 物体の位置と方位を光学的に決定する装置 - Google Patents

物体の位置と方位を光学的に決定する装置

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JP3081278B2
JP3081278B2 JP03153812A JP15381291A JP3081278B2 JP 3081278 B2 JP3081278 B2 JP 3081278B2 JP 03153812 A JP03153812 A JP 03153812A JP 15381291 A JP15381291 A JP 15381291A JP 3081278 B2 JP3081278 B2 JP 3081278B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は放射線ビームを発生させ
る放射線源ユニットと、放射線−感応性検出システム
と、検出システム上に放射線スポットを作るために放射
線ビームの放射線経路内に配置された光学結像システム
を備え、前記光学結像システムは物体に完全に又は部分
的に結合されて、検出システム上の放射線スポットが放
射線経路を横切る方向の物体の位置の尺度となるように
なして成る物体の位置と方位を光学的に決定する装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の装置は特に、走査装置内に自由
に下がった走査鏡の位置を決定するために使用すること
ができる。本発明は光学的記録キャリアに情報を記録及
び／又は読み取りするための装置に関するものである。
前記位置決定装置は記録キャリアを走査するために軸線
の回りを回転する多角形体鏡を含む。
【０００３】走査スポットによって記録キャリア上の多
量の情報を光学的に記録及び／又は読み取りする装置で
は、この走査スポットは記録キャリア上において単位時
間当たりに大きな距離をカバーしなければならない。こ
のことが必要な理由は、記録キャリア上の情報密度は走
査スポットの広がりによって限定され、一方、前記スポ
ットの広がりは放射線の波長と走査システムの開口数に
よって決定されるからである。これら両者の大きさは任
意に選択することはできない。例えば、ＨＤＴＶ品質の
テレビジョンプログラムが光学的キャリア上に数字化さ
れた形で記録されるか、又はされた場合、かつもし記録
キャリア上の線形情報密度が略1.5 ビット/ μｍであれ
ば、走査スプリッターの走査速度は略60ｍ／ｓになるべ
きである。たとえ限定された数の平行走査スポットを用
いる場合にも、走査速度は10ｍ／ｓ以上となる。走査
鏡、例えば回転する多角形体鏡によってかかる速度に達
するために、また走査する位置に走査スポットを正確に
ねらい定めさせた状態を保つために、多角形体又は鏡位
置を絶えず測定すること、及び鏡の制御機構へのフィー
ドバックが必要である。
【０００４】かかる測定は本発明により本文冒頭に記載
した如き装置によって非接触法で行うのが好適である。
【０００５】上記の如き装置はEP-A-0,124,145号から既
知である。この出願には、光学的測定システムが記載さ
れており、このシステムでは、第１の光ファイバーの端
部がレンズ又は凹面鏡によって２つの他の光ファイバー
の端部が配置された平面上に結像させられる。第１の光
ファイバーは放射線源に結合され、第２の他のファイバ
ーは検出器に結合される。結像レンズ又は鏡は膜材に結
合される。前記膜材の変位は入射放射線ビームの方向を
横切る方向のレンズ又は鏡の変位をもたらす。その結
果、形成された放射線スポットも２つの光ファイバーの
端部に対して変位させられ、２つの検出器上に印加され
る放射線の相対的強度が変化する。そのため、検出器が
受け取る相対的強度はレンズを結合した放射線経路を横
切る方向における物体位置の尺度となる。
【０００６】既知の装置では、放射線ビームに平行な方
向での結像システムの変位を検出することはできない。
かかる多角形体鏡又は他の走査鏡の如き物体の位置を正
確に決定するためには、追加の光学システムの数をでき
るだけ少数にして迅速にかつ確実に３次元的位置の測定
をすることが必要である。可能な追加の光学素子は走査
鏡に機械的に結合しないのが好適である。というのは、
結合すれば、走査鏡のシステムの質量が増大し、その複
雑さが増すからである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、物体
の位置が唯１つの光学結像システムによって放射線ビー
ムの方向において決定されるような本文冒頭に記載した
如き装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は検出システム上の放射線スポットを放射線
経路の方向の物体の位置に依存して変化させる手段を備
えたことを特徴とする。物体の位置は放射線−感応性検
出システムを用いて放射線スポットの形状の変化を測定
することによって決定される。同様に、放射線ビームを
横切る方向の物体の位置は検出システム上の放射線スポ
ットの位置によって検出される。
【０００９】本発明の第１の実施例は、放射線ビームに
非点収差を導入する非点収差素子を光学結像システムと
検出システム間の放射線経路内に配置し、検出システム
は放射線スポットの形状を検出するために適用されるこ
とを特徴とする。物体位置は非点収差によって正確に決
定することができる。US-A-4,023,033号からは、非点収
差法によって放射線方向における放射線ビーム中のレン
ズの位置を修正することが既知である。しかしこの既知
の装置では、放射線ビームは対物レンズによって反射面
上に焦点を結ぶ。この場合レンズ自身の位置は重要でな
く、レンズと前記面間の相対的距離が重要である。更
に、レンズは放射線源に対して固定され、検出システム
は放射線方向を横切る方向に固定されている。
【００１０】他の実施例は、光学システムは非点収差素
子の場所に収斂ビームを作るために適用され、非点収差
素子は放射線経路内に斜めに配置される平面−平行な板
とすることを特徴とする。他の実施例はまた、非点収差
素子はホログラム又は円柱レンズとすることを特徴とす
る。上記両者の場合、非点収差素子は物体に結合される
か、又は放射線源ユニットと検出システムに対して固定
される。質量を減らすためには後者が好適である。
【００１１】本発明の他の実施例は、放射線−感応性検
出システム上に２つの放射線スポットを作る屋根形プリ
ズムが光学結像システムと検出システム間で放射線経路
内に配置され、放射線スポット間の距離は放射線経路の
方向における物体の位置の尺度となすことを特徴とす
る。これによれば、放射線ビームの方向の結像システム
の位置を測定することもできる。例えばEP-A-0,063,830
号又はUS-A4,533,826 号からは、屋根形プリズムによっ
て反射面に対してレンズの位置を修正することが既知で
ある。しかしこの場合、対物レンズの位置は重要でな
く、反射面上におけるビームの正確な結像が重要であ
り、レンズは放射線ビームの方向を横切る方向に動くこ
とができない。
【００１２】検出システムの実施例は、光学結像システ
ムは少なくとも１つの反射素子をもつことを特徴とす
る。従って、放射線源ユニットと検出システムは構造上
互いに接近して配置でき、従って前進する放射線ビーム
を物体において考慮する必要はない。結像システムはそ
のため放射線源と検出システムに向き合う物体の側に備
えることができる。更に、放射線経路のためのスぺース
は物体の一側に備えるようにすべきである。
【００１３】本発明によれば更に、光学結像システムの
反射素子は凹面又は凸面鏡からなることを特徴とする。
凹面鏡又は凸面鏡は光学結像システムを形成し、又はそ
の一部をなす。凸面鏡を使用すれば、反射素子は、物体
自体を別個に処理する必要なしに例えば接着によって物
体の１面上に配置することができる。
【００１４】本発明装置は更に、凹面又は凸面鏡は球形
をなすことを特徴とする。球の中心を通る任意の軸線の
回りに物体が回転することは位置の測定に何らの影響も
与えない。その上、球は簡単に作ることができる。
【００１５】本発明の好適な実施例では、光学結像シス
テムは他の部分をもち、この部分は放射線源と検出シス
テムに対して固定した位置に配置されることを特徴とす
る。結像システムは物体に結合される部分に厳重な要件
を課す必要はない。例えば物体に結合される部分の容積
や質量は最小にすることができるに拘らず、複数の素子
を含む高品質の光学システムを使用することができる。
物体の位置に加えて、スぺース内における物体の傾斜
は、例えば走査鏡によって反射される走査ビームが走査
される表面の何処に入射するかを決定するために重要で
ある。
【００１６】物体の位置を決定するのみでなく傾斜も決
定する本発明の装置は、物体の傾斜に依存して放射線ビ
ームからの放射線をそらせる光学手段は物体に結合さ
れ、検出システムはそれた放射線を、それ故物体の傾斜
を検出するために更に適用されることを特徴とする。
【００１７】他の実施例は、放射線をそらせる手段は反
射手段とすることを特徴とする。傾斜を決定する手段は
例えば平面鏡によって構成される。この鏡は結像システ
ムの反射部分と簡単に組合せることができる。
【００１８】US-A4,829,175 号から、多角形体の端面上
で反射される放射線ビームによって多角形体鏡の回転軸
線の位置を決定することは既知である。しかしこの既知
の装置では、スぺース内の多角形体鏡の位置は同時に決
定されず、多角形体鏡の回りの限定された情報のみが得
られるにすぎない。この既知の装置では鏡位置は機械的
支承手段によって決定される。機械的支承手段は最大の
回転速度を制限するため、高回転速度では望ましくな
い。
【００１９】物体の位置と方位を決定する部分は組合せ
ることができる。その実施例は、光学結像システムは他
の部分をもち、この部分は放射線源と検出システムに対
して固定した位置に配置され、前記他の部分は物体の位
置と傾斜を夫々決定するために放射線ビームを２つのサ
ブビームに分割するビームスプリッターを備えたことを
特徴とする。
【００２０】このように構成すれば、発生した放射線ビ
ームは放射線が結像システム上に入射するまで位置と傾
斜を決定するためのビームに分割されない。放射線源と
結像システム間の放射線経路は単一である。他の実施例
では、反射した放射線の放射線経路は普通に延在し、従
って普通の光学部品からなる。
【００２１】本発明の物体の位置及び／又は傾斜を決定
する装置の使用分野は軸線の回りに回転できかつ例えば
光学的記録キャリアを走査するために或る物体又は面積
を光学的に走査する装置に使用される多角形体鏡につい
て前記位置や傾斜の大きさを決定することである。
【００２２】本発明によれば、光学的記録キャリアに情
報を記録及び／又は読み取るする装置は、放射線源ユニ
ットと、検出システムと、結像システムを含み、前記結
像システムは検出システム上に放射線スポットを作るた
めに多角形体鏡に結合された少なくとも１部分をもち、
放射線源ユニット、検出システム及び結像システムは多
角形体鏡の位置及び／又は回転する多角形体鏡の回転軸
線の位置を決定するための装置の一部を成すことを特徴
とする。かかる多角形体鏡は高速度で記録キャリア上の
平行ストリップを走査するために使用されるので、既に
走査されたストリップがもう１度走査されることのない
ように、又は走査すべきストリップがスキップしないよ
うに、注意深く多角形体鏡の位置と軸線の位置をモニタ
することが必要である。
【００２３】かかる装置の実施例は、回転する多角形鏡
が反射面を備え、前記面は前記回転軸線に対して直角を
なし、凹面又は凸面の回転対称形の鏡が回転軸線の回り
に配置されることを特徴とする。多角形体鏡の位置を決
定するために使用する凹面鏡又は凸面鏡を回転軸線に対
して回転対称的に配置すれば、回転軸線の回りの多角形
体鏡の回転は位置の測定に何ら影響を与えることがな
い。
【００２４】本発明によれば、回転する多角形体鏡によ
って光学的記録キャリアに記録及び／又は読み取りする
装置は好適には、回転する多角形鏡は複数の電磁石によ
って磁気的に支承され、該装置は更に検出システムの出
力信号に依存して電磁石に附勢信号を印加するために適
用されることを特徴とする。
【００２５】この場合、多角形体鏡は磁界内に自由に下
げられるので、回転するときに支承体との摩擦がない。
多角形体鏡と回転軸線は前述の如く位置検出装置によっ
て正確な位置に保持することができる。以下、本発明を
図示の実施例につき説明する。
【００２６】
【実施例】図１の１０は或る境界以内を自由に動く物体
を示す。物体１０はレンズ２０に結合され、レンズ２０
の位置は物体１０に直接関係する。レンズ２０はこの物
体に定着され、又は例えばレバー、ビーム、シャフトを
介して結合される。放射線源ユニット３０はレンズ２０
の一側に配置され、検出システム４０は反対側に配置さ
れる。放射線源ユニット３０、検出システム４０、レン
ズ２０は相互に適切に位置決めされて、物体とレンズが
正規の位置にあるとき、放射線源ユニット３０が検出シ
ステム４０上に結像するようになす。放射線源ユニット
は例えばランプ３１、コンデンサレンズ３２、ダイアフ
ラム３３からなる。
【００２７】検出システム４０は位置−感応性ダイオー
ドシステムであり、例えば４個の四角形に配置した放射
線−感応性ダイオード４１、４２、４３、４４からな
る。レンズ２０は適切に配置して、非点収差を示すよう
になし、検出システム４０上に投射された放射線スポッ
ト３４の形状が放射線ビームの主軸方向のレンズ２０の
位置に依存するようになす。前記放射線ビームは放射線
源ユニット３０から出て、レンズ２０に入射する。
【００２８】物体１０、従ってレンズ２０が二重矢印１
１の方向、放射線ビームの方向を横切るｘ又はｙ方向に
変位させられると、検出システム４０上に形成されたス
ポット３４はレンズ２０と同じ方向に変位させられる。
物体１０、従ってレンズ２０が矢印１２の方向に変位さ
せられると、ｚ方向、即ち放射線ビームの方向に平行な
方向に、スポット３２の形状は円形から横たわる楕円形
に又は起立した楕円形に変化する。というのは、レンズ
２０はかなりな程度の非点収差をもつレンズであるから
である。レンズ２０の位置、それ故物体１０の位置は放
射線スポット３４の形状と位置から３つの方向で規定す
ることができる。非点収差はレンズ２０によって放射線
ビームに導入されるばかりでなく、物体１０に結合され
ない特別の素子５３、例えば格子、ホログラム又は円筒
形レンズによっても導入される。
【００２９】ｘ、ｙ、ｚ方向のレンズ位置を規定する３
つの信号を放射線スポット３４から得られるようになす
ために、検出システム４０は４つの検出器４１、４２、
４３、４４に細分される。これらの検出器は四角形に配
置され、それらの中で検出器間の境界線は放射線スポッ
ト３４の横たわる又は起立した楕円形の軸線に対して４
５°の角度をなして延在している。検出素子４１、４２
はｙ方向に並置され、検出素子４３、４４はｘ方向に並
置される。レンズの位置を規定する信号は次の関係式に
より検出システムの出力信号から得られる： Ｓx ＝（Ｉ43−Ｉ44） ＳY ＝（Ｉ41−Ｉ42） ＳZ ＝（Ｉ41＋Ｉ42）−（Ｉ43＋Ｉ44） ここで、Ｓx 、ＳY 、ＳZ は正規の位置に対する変位を
規定する信号であり、Ｉ41、Ｉ42、Ｉ43、Ｉ44は各検出
素子によって検出された強度を表す。これらの信号
Ｓx 、ＳY 、ＳZ から正確な位置を規定するためには、
ビームの強度、レンズのひとみの変位に及ぼす効果、放
射線スポットの形状の如き影響に基づいて修正を行うべ
きである。
【００３０】図２は光学システムが反射式である実施例
を示す。凹面鏡２１は自由に可動の物体１０に定着され
る。半導体レーザの如き図２に示す放射線源３０は放射
線ビームを発生し、これは部分的に透明な鏡５０を介し
て凹面鏡２１に入射する。そこで反射したビームはその
後部分的に透明な鏡５０を経て屋根形プリズム５２に入
射する。屋根形プリズムは放射線ビームを２つのサブビ
ームに分割し、各サブビームは放射線−感応性検出シス
テム６０上に夫々放射線スポット３５、３６を形成す
る。２つの放射線スポット３５、３６間の相互距離は放
射線ビームの方向、ｚ方向の凹面鏡２１と物体１０の位
置の尺度となる。
【００３１】検出システム６０は例えば８個の放射線−
感応性素子６１、６２、６３、６４、６５、６６、６
７、６８からなり、これらは各々４つの素子の２つの平
行列からなり、適切に配列されて、素子６１、６３、６
５、６７からなる列と素子６２、６４、６６、６８から
なる列間の境界線が放射線スポット３５、３６の正規の
位置と一致するようになす。対６１、６２と６３、６４
は適切に配列して、それらが放射線スポット３５の正規
の位置の両側に置かれるようになす。両対６５、６６と
６７、６８は放射線スポット３６に対して相似形に配列
される。
【００３２】凹面鏡２１の位置は下記の式に従ってｘ、
ｙ、ｚ方向の検出素子の放射線分布から規定することが
できる： Ｓx ＝（Ｉ62＋Ｉ64＋Ｉ66＋Ｉ68）−（Ｉ61＋Ｉ63＋Ｉ65＋Ｉ67） ＳY ＝（Ｉ63＋Ｉ64＋Ｉ67＋Ｉ68）−（Ｉ61＋Ｉ62＋Ｉ65＋Ｉ66） ＳZ ＝（Ｉ61＋Ｉ62＋Ｉ67＋Ｉ68）−（Ｉ63＋Ｉ64＋Ｉ65＋Ｉ66）
【００３３】図２の破線で示すように、部分的に透明な
鏡は部分的に透明な鏡５０をもつ透明な平面−平行な板
５１で置き換えることができる。この板は収斂する放射
線ビーム内に置かれる。その結果、それは非点収差を放
射線ビームに導入し、従ってｚ方向の凹面鏡２１の位置
は図１に示す非点収差法によって決定することができ
る。平面−平行な板５１を用いた場合、屋根形プリズム
５２はない。
【００３４】図３ａ、３ｂ、３ｃは夫々本発明によって
使用する物体に結合される鏡の他の実施例を示す。図３
ａでは、放射線源３０により発生した放射線ビームはレ
ンズ７１により平行ビームに作られる。このビームは部
分的に透明な鏡５０を経て凹面の放物面鏡２２に入射す
る。この放物面鏡は検出システム４０上にビームの焦点
を結ばせ、そこに放射線スポット３４を形成する。図３
ｂ、３ｃでは、放射線ビームはレンズ７１により物体１
０に最も近い焦点に焦点を結ばせる。図３ｂでは凹面鏡
２３をなし、図３ｃでは凸面鏡２４をなす球面鏡２３又
は２４は物体１０に結合され、この鏡の球面形の中心点
は、鏡２３又は２４が正規の位置にあるとき、前記焦点
に一致する。
【００３５】放射線ビームは鏡２３又は２４により反射
され、それはビームスプリッター又は部分的に透明な鏡
５０を横切った後に、検出システム４０上の放射線スポ
ット３４にレンズ７３により焦点を結ばせる。非点収差
は例えばビームの収斂又は発散部分に斜面−平行板５１
を配置することによってこのビームに導入することがで
きる。円柱レンズ又は格子５３もビーム中に配置するこ
とができる。それによってできる放射線スポット３４の
歪みは例えば図１につき説明した方法により検出システ
ム４０で検出される。
【００３６】放物面形又は球面形ではなく、鏡は双曲面
又は楕円体形状となしてもよい。その場合、放射線ビー
ムはレンズ７１により双曲面又は楕円体の第１焦点に焦
点を結び、第２焦点は検出システムと一致するか、又は
他の光学結像システムにより結像させられる。
【００３７】図示の実施例では、検出システム上の放射
線スポットの位置は物体の位置によってのみ決定される
のであり、その方位によって決定されるのではない。
【００３８】図４は物体の方位を決定できるシステムの
第１実施例である。この実施例では位置は例えば図３ｃ
に示す如き凸面鏡２４により決定される。平面鏡２５は
凸面鏡２４に加えて配置される。該装置はコンデンサレ
ンズ７１を備え、このレンズにより放射線源によって発
生した放射線ビームは平行ビームに変えられる。この平
行ビームはビームスプリッター５０上で反射によって物
体１０の方向にそれる。対物レンズ７２でビームの一部
は凸面鏡２４の中心の名目上の位置に一致する点に焦点
を結ぶ。この対物レンズはこのビーム中に配置される。
図示の如く、レンズ７２は放射線ビームの横断面の一部
のみをカバーするので、上記のことは達成される。例え
ば、別法としては、放射線ビーム内に光学くさびを配置
することができる。このくさびによってビームの一部は
対物レンズ７２を通して案内される。レンズ７２を横切
りかつ曲面鏡２４上で反射される放射線ビームの一部
は、物体１０の位置を得ることができる信号を供給する
ためにビームスプリッター５０とレンズ７３を経て検出
システム４０上に投射される。ビームの他の部分は平面
鏡２５に入射し、ビームスプリッター５０とレンズ７３
を横切った後に、検出システム上に第２の放射線スポッ
ト３４ａを形成する。この放射線スポット３４ａの位置
は殆ど完全に平面鏡２５の傾斜に依存しており、その位
置には依存せず、又は殆ど依存しない。夫々鏡２４と２
５によって反射される２つの放射線ビーム部分の内の一
方の部分中にくさび又はプリズムを備えることによって
放射線スポット３４、３４ａは空間的に互いに分離され
るため、それらは検出システム４０の２つの部分４５と
４６上でお互いに独立して検出することができる。図示
の実施例では、このことは放射線ビーム内に光学素子７
４を配置することによって実施することができる。前記
素子は平面鏡２５からくる放射線が横断する部分ではく
さび形をなし、ビームの残余部分では一定の厚さをも
つ。
【００３９】ビームスプリッター５０は分割立方体とし
て構成することができるのみならず、部分的に透明な鏡
としても構成することができ、平面−平行な板によって
支持され、この板によって非点収差が物体１０と検出シ
ステム４０の間でビームに導入される。図５は好適実施
例を示す。この実施例は回転する多角形体鏡を安定化す
るための位置検出装置の使用方法を示す。この図は放射
線ビームを発生するための半導体レーザ３０と、物体１
０に向かって放射線ビームをそらせるための部分的に透
明な鏡５０を示す。ビームを平行にするコリメータレン
ズ７８と、物体１０上の球面鏡２４に放射線ビームの焦
点を結ばせるためのレンズ７５がこの実施例の物体１０
と部分的に透明な鏡５０の間に配置される。レンズ７５
は平面の中心部分７６をもち、この平面と、レンズの他
の反射面中の対応する平面７７は光学くさびとして働く
ように互いに小さい角度をなして延在する。レンズ７５
は物体１０上の凸面鏡２４の中心点に一致する点又は焦
点に向かって周囲の屈折面に入射する光を焦点に集め
る。この放射線は鏡２４によって反射され、レンズ７５
と７８及び平面−平行な板５１を介して検出システム４
０上に焦点を結ぶ。上記の如くして、放射線スポット３
４が検出システム４０の部分４５に形成される。上記ス
ポット３４の位置と形状は鏡２４の位置、それ故物体１
０の位置についての情報を与える。
【００４０】レンズ７５の平面中心部分７６に入射する
放射線は凸面鏡２４上に焦点を結ばないが、その付近の
反射面２５に入射する。この放射線はそこで反射する
が、反射した放射線の方向は平面鏡２５の、それ故、物
体１０の傾斜に専ら依存する。反射ビームは再びレンズ
７５の面７６と７７からなるくさびを横切り、その後、
レンズ７８と部分的に透明な鏡５０を横切り、放射線−
感応性の検出システム４０の部分４６上に放射線スポッ
ト３４ａを形成する。このスポット３４ａの位置は平面
鏡２５の傾斜、それ故物体の傾斜を規定する。
【００４１】放射線−感応性検出システム４０は例えば
２つの象限検出器４５、４６からなり、各象限検出器は
４つの放射線−感応性素子からなり、前記素子によって
放射線スポット３４、３４ａの位置と形状が決定され
る。
【００４２】本発明の位置及び方位検出器の適用例は図
５に示す。物体１０は例えば多角形体鏡とし、前記鏡は
シャフト１の回りに回転する。多角形体鏡は回転シャフ
ト１１に対して４５°の角度をなして延在する面１２の
如き図示の複数の小面をもつ。放射線源８１とコンデン
サレンズ８２からくる放射線ビーム８０は多角形体鏡の
反射面１２に入射し、多角形体の位置に応じて、それに
よって反射される。放射線ビームはレンズシステム例え
ばｆ−Θレンズにより走査される表面８４上の放射線ス
ポット８５に焦点を結ぶ。この表面は例えば光学的記録
キャリアの一部をなす。前記キャリアは走査ビーム８０
によって記録又は読み取りされる。記録キャリアは例え
ばディスク形又はテープ形の記録キャリアであり、前記
キャリアは多数の平行な比較的短いトラック又はストリ
ップによって記録される。トラック又はストリップの方
向は走査装置に対する記録キャリア８４の合成変位と、
多角形の回転に起因する走査スポット８５の運動によっ
て決定される。
【００４３】例えばＨＤＴＶプログラム（高解像度テレ
ビジョン）のためにこのように十分迅速に記録キャリア
に情報を記録し、又は読み取りできるようにするために
は、前記多角形体は毎秒数千回転の速度で回転すべきで
ある。そのためには、前記多角形体は磁気的に支承し、
金属の又は磁化されたディスク９０定着される。前記デ
ィスクは複数の電磁コイル９１によって所定位置に保持
され、駆動される。
【００４４】反射面２５と凸面鏡２４によって検出シス
テム４０上に形成される放射線スポット３４、３４ａは
前記システム４０によって検出素子によって電気信号に
変換される前記信号は多角形体の位置と傾斜の情報を与
え、処理ユニット９２で解析される。この処理ユニット
はその後出力信号９３を供給し、この出力信号は電磁石
９１に与えられ、この電磁石により発生する磁界は前記
信号に影響される。回転する多角形体鏡の位置と傾斜は
それによって一定に保たれる。
【００４５】走査速度を増大するために、又は多角形体
の回転速度を低くするために、光学システム８１〜８３
を備えて、記録キャリアが同時に複数の走査スポットに
よって複数の平行トラックを走査するようになすことが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の第１実施例を示す図である。
【図２】反射光学素子を用いる他の実施例を示す図であ
る。
【図３】（ａ）は反射光学素子の他の実施例を示す図で
ある。 （ｂ）は反射光学素子の更に他の実施例を示す図であ
る。 （ｃ）は反射光学素子の更に他の実施例を示す図であ
る。
【図４】物体の傾斜を測定する実施例を示す図である。
【図５】回転する多角形体鏡を安定化する実施例を示す
図である。
【符号の説明】
１０ 物体 ２０ レンズ ２１ 凹面鏡 ２４ 凸面鏡 ２５ 反射面 ３０ 放射線源ユニット ３４ 放射線スポット ４０ 検出システム ４１ 検出器 ５０ 部分的に透明な鏡 ５１ 平行な板 ５２ 屋根形プリズム ６０ 放射線−感応性検出システム ７３ レンズ ８０ 放射線ビーム ８４ 記録キャリア ８５ 放射線スポット ９０ ディスク ９１ 電磁コイル ９３ 出力信号
フロントページの続き (73)特許権者 590000248 Ｇｒｏｅｎｅｗｏｕｄｓｅｗｅｇ １, 5621 ＢＡ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ， Ｔ ｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ (72)発明者 ウィレム ヘラルド オペイ オランダ国 5621 ベーアー アインド ーフェン フルーネバウツウェッハ１ (56)参考文献 特開 昭50−104539（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−178101（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−209417（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−183423（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−79110（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 102 G02B 26/08 - 26/10 109 G11B 7/08 - 7/085

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 放射線ビームを発生させる放射線源ユニ
    ット（３０）と、放射線−感応性検出システム（４０；
    ６０）と、検出システム（４０；６０）上に放射線スポ
    ット（３４，３４ａ；３５，３６）を作るために放射線
    ビームの放射線経路内に配置された光学結像システム
    （２０；２１；２２；２３；２４）を備え、前記光学結
    像システム（２０；２１；２２；２３；２４）は物体
    （１０）に完全に又は部分的に結合されて、検出システ
    ム（４０；６０）上の放射線スポット（３４，３４ａ；
    ３５，３６）が放射線経路を横切る方向（ｘ，ｙ）の物
    体（１０）の位置の尺度となるようになして成る、物体
    （１０）の位置と方位を光学的に決定する装置におい
    て、検出システム（４０；６０）上の放射線スポット
    （３４；３５，３６）を放射線経路の方向（ｚ）の物体
    の位置に依存して変化させる手段（２０；５１；５２；
    ５３）を備えたことを特徴とする物体の位置と方位を光
    学的に決定する装置。
  2. 【請求項２】 放射線ビームに非点収差を導入する非点
    収差素子（５１；５３）を光学結像システム（２０）と
    検出システム（４０）間の放射線経路内に配置し、検出
    システム（４０）は放射線スポット（３４）の形状を検
    出するために適用される、請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】 光学システム（２０）は非点収差素子の
    場所に収斂ビームを作るために適用され、非点収差素子
    は放射線経路内に斜めに配置される平面−平行な板（５
    １）とする、請求項２に記載の装置。
  4. 【請求項４】 非点収差素子（５３）はホログラム又は
    円柱レンズとする、請求項２に記載の装置。
  5. 【請求項５】 放射線−感応性検出システム（６０）上
    に２つの放射線スポット（３５，３６）を作る屋根形プ
    リズム（５２）が光学結像システム（２０；２１）と検
    出システム間で放射線経路内に配置され、放射線スポッ
    ト（３５，３６）間の距離は放射線経路の方向（ｚ）に
    おける物体（１０）の位置の尺度となす、請求項１に記
    載の装置。
  6. 【請求項６】 光学結像システム（２１；２２；２３；
    ２４）は少なくとも１つの反射素子をもつ、請求項１か
    ら５の何れか１項に記載の装置。
  7. 【請求項７】 光学結像システムの反射素子は凹面又は
    凸面鏡（２１；２２；２３；２４）からなる、請求項６
    に記載の装置。
  8. 【請求項８】 凹面又は凸面鏡（２３；２４）は球形を
    なす、請求項７に記載の装置。
  9. 【請求項９】 光学結像システムは他の部分（７２；７
    ５）をもち、この部分は放射線源（３０）と検出システ
    ム（４０；６０）に対して固定した位置に配置される、
    請求項１から８の何れか１項に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 物体（１０）の傾斜に依存して放射線
    ビームからの放射線をそらせる光学手段（２５）は物体
    に結合され、検出システム（４０；６０）はそれた放射
    線を、それ故物体の傾斜を検出するために更に適用され
    る、請求項１から９の何れか１項に記載の装置。
  11. 【請求項１１】 放射線をそらせる手段は反射手段（２
    ５）とする、請求項１０に記載の装置。
  12. 【請求項１２】 光学結像システムは他の部分（７５）
    をもち、この部分は放射線源（１０）と検出システム
    （４０）に対して固定した位置に配置され、前記他の部
    分は物体の位置と傾斜を夫々決定するために放射線ビー
    ムを２つのサブビームに分割するビームスプリッター
    （７６，７７）を備えた、請求項１０又は１１記載の装
    置。
  13. 【請求項１３】 記録キャリアを走査するために回転軸
    線（１１）の回りに回転する多角形体鏡を含む、光学的
    記録キャリアに情報を記録及び／又は読み取りするため
    の装置において、放射線源ユニット（３０）と、検出シ
    ステム（４０）と、結像システム（２４，７５，７８）
    を含み、前記結像システムは検出システム上に放射線ス
    ポットを作るために多角形体鏡に結合された少なくとも
    １部分（２４）をもち、放射線源ユニット（３０）、検
    出システム（４０）及び結像システム（２４，７５，７
    ８）は多角形体鏡の位置及び／又は回転する多角形体鏡
    の回転軸線の位置を決定するための装置の一部を成すこ
    とを特徴とする光学的記録キャリアに情報を記録及び／
    又は読み取りするための装置。
  14. 【請求項１４】 回転する多角形体鏡が反射面（２５）
    を備え、前記面は前記回転軸線（１１）に対して直角を
    なし、凹面又は凸面の回転対称形の鏡（２４）が回転軸
    線（１１）の回りに配置される、請求項１３に記載の装
    置。
  15. 【請求項１５】 回転する多角形体鏡は複数の電磁石
    （９１）によって磁気的に支承され、該装置は更に検出
    システム（４０）の出力信号に依存して電磁石に附勢信
    号（９３）を印加するために適用される、請求項１３又
    は１４に記載の装置。
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