JP2000508430A

JP2000508430A - 並進運動の光学式測定

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Publication number: JP2000508430A
Application number: JP11545558A
Authority: JP
Inventors: オフェルキンロット; ウリキンロット; ギラッドレデレール
Original assignee: オーティーエムテクノロジーズリミテッド
Priority date: 1998-03-09
Filing date: 1999-03-09
Publication date: 2000-07-04
Anticipated expiration: 2019-03-09
Also published as: JP3321468B2; WO1999046603B1; CA2322874A1; CN1256755A; EP1062519A2; CN1548963A; WO1999046603A1; CN1144063C; MXPA00009038A; AU2743999A; NZ506914A; AU750415B2

Abstract

(57)【要約】測定装置に対する表面の相対運動を決定する方法であって、入射照明で前記表面を照明するステップと、前記表面から反射した照明を検出して、少なくとも１つの検出信号を形成するステップと、前記少なくとも１つの検出信号から、前記表面に平行な相対運動の量を決定するステップとを含み、前記決定するステップが、前記表面に対して垂直な相対運動の影響を修正するステップを含むことを特徴とする方法。

Description

【発明の詳細な説明】並進運動の光学式測定発明の分野本発明は速度および並進運動の測定の分野、特に速度および並進運動の非接触光学式測定方法および装置に関する。発明の背景測定系に対する相対的な物体の速度および／または運動を測定する種々の光学的方法が存在する。対象となる物体の種類および動作の種類により、それぞれの方法および装置が特徴づけられる。測定可能な物体の種類は、以下のように幾つかのグループにおおまかに分類することができる。・スケール等、特別なパターンを有する物体。・鏡等、反射性表面。・前駆物質の粒子や流体中に浮遊する気泡等、小さい粒子（または少数の粒子）。・線やドット・パターン等、光学的にコントラストのある表面。・白紙等、光学的に拡散する物体。測定可能な運動の種類は、以下のように幾つかのグループにおおまかに分類することができる。・測定装置に向かう、または測定装置から離れる軸方向の動作。・測定装置と物体間の間隔が基本的に一定である横向きの（または接線方向の）運動。・測定装置に対する物体の向きが変化している回転運動。測定装置を、同時に取得可能な測定方向の数（１、２または３次元）、および重要な構成要素（光源、光検出器、レンズ等）の数に従って分類することも有用である。なお、ある方法を上述した分類体系の２つ以上のグループと関連付けることもできるのに留意されたい。光学手段を使用した物体の横方向の速度および／または運動を非接触測定することができる幾つかのシステムが報告されている。これらの方法には、スペックル速度測定法およびレーザ・ドップラ速度測定方法が含まれる。本発明の理解に当たって興味深いその他の方法として、画像速度測定法、ホモダイン／ヘテロダイン・ドップラ速度計測定または干渉測定および光学コヒーレンス・トモグラフィー（ＯＣＴ）がある。スヘックル速度測定法は概ね以下の動作原理に基づく。・コヒーレント光源が、運動を測定する必要がある物体を照明する。・照明された物体（一般に不透明な表面）が、複数の散乱要素で構成され、それぞれが独自の反射係数および他の散乱要素に対する位相ずれを有する。・個々の反射係数および位相ずれは、実質的に不規則である。空間の特定の点で、物体からの反射の電界強度は、照明された散乱要素からの反射、および該点と各要素間の距離に依存する位相成分の追加分とのベクトル和である。・ある点での光の強度は、概して同じ位相で寄与が増加すると高くなり、異なる位相で増加すると（つまり差し引くと）低くなる。・（点ではなく）平面の表面上で、ランダムな明および暗領域の画像が形成される。というのは、光源点の相対的な位相の遅れは、面上での位置に依存するからである。この画像を「スペックル画像」と呼び、これは明点と暗点（別個の「スペックル」）で構成される。・典型的な「スペックル」のサイズ（光強度が変化が顕著な典型的な平均距離）は、主に光の波長、物体とスペックル画像面および照明される領域のサイズに依存する。・物体が、スペックル画像が観察される面に対して移動すると、スペックル画像も、基本的に同じ横方向の速度で移動する。（スペックル画像も変化する。これは、照明区域を出る散乱体もあれば、入る散乱体もあるからである。）・スペックル画像が、一連の交互する透明なラインおよび不透明または反射性のラインを備えた構造を通過し、したがってスペックル画像が変調される。この構造は、一般に純粋な透過型回折格子であり、理想的にはコントラストを最大にするために検出器の近傍に配置される。・検出器が上記構造を通過する光の強度を電気信号に変換し、これは強度の関数（通常は一次関数）である。・物体が測定装置に対して移動すると、スペックル画像が上記構造によって、検出器に到達する光の強度が周期的になるように変調される。周期は上記構造のライン間隔に比例し、相対速度に反比例する。・適切な信号解析により、物体と測定装置との間の相対速度を示す振動周波数を求めることができる。以上の方法では、高精度で周波数を求めるには大型の検出器が必要である一方、高いコントラストの信号を求めるには小型の検出器を必要とする。「ＴａｎｇｅｎｔｉａｌＶｅｌｏｃｉｔｙＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｏｆＤｉｆｆｕｓｅＯｂｊｅｃｔｓｂｙＵｓｉｎｇＭｏｄｕｌａｔｅｄＤｙｎａｍｉｃＳｐｅｃｋｌｅ」と題するＰｏｐｏｖおよびＶｅｓｅｌｏｖの論文（ＳＰＩＥ０−８１９４−２２６４−９／９６）は、スペックル速度測定の精度を数学的に分析している。Ｆｌｏｗｅｒ他の米国特許第３，４３２，２３７号は、透過パターンまたはピンホールを使用してスペックル画像を変調するスペックル速度計測定システムについて記載している。ピンホールを使用する場合、信号は個々のスペックルがピンホールを通過することを表す。Ｂｌａｕ他の米国特許第３，７３７，２３３号は、多くのスペックル速度計測定において存在する方向の曖昧さの問題を解決しようと、２つの検出器を使用する。２つの検出器を有し、各検出器が透過型回折格子を伴うシステムについて記載している。格子の一方は対応する検出器に対して静止し、他方は対応する検出器に対して移動する。２つの検出器が生成した信号の比較に基づき、速度の符号および大きさを求めることができる。Ｍａｕｇｈｍｅｒ他の米国特許第３，８５６，４０３号も、移動する格子を設けることにより方向の曖昧さを回避しようとしている。これは、表面と速度計との間に予想される最大相対速度より高速で格子を移動させることにより、速度測定に対してバイアスを与えている。周波数のずれが、光の総強度（ＤＣおよび低周波成分）の変化の影響を減少させ、従って測定のダイナミック・レンジを広げ、精度を高める。Ｇａｒｄｎｅｒ他のＰＣＴ国際特許出願第８６／０６８４５号は、光源からの光の基準サンプルをスペックル検出器信号から引いて、検出器信号のＤＣおよび低周波信号成分の強度を減少させるよう設計したシステムについて記載している。基準信号は検出器への光の総強度に比例し、総強度の変動が測定に及ぼす影響を減少させるかまたは排除する。この基準信号は、測定表面と一次検出器の間にビームスプリッタを使用することにより、あるいは、スペックル検出に使用する格子をビームスプリッタとして使用する（一次検出器に透過光、基準検出器に反射光を使用する）ことにより、または第２組の検出器を使用して基準信号を提供することにより、生成される。公報に記載された１つの実施形態では、２つの信号は同じＤＣ成分および反対のＡＣ成分を有し、したがって信号の差はＤＣ（および近ＤＣ）成分をほぼ除去するばかりでなく、ＡＣ成分を大幅に増加させもする。米国特許第４，７９４，３８４号で、Ｊａｃｋｓｏｎは測定表面から反射したスペックル・パターンが２次元ＣＣＤアレイ上に形成されるシステムについて記載している。２次元の、表面の並進運動は、連続的画像間の電子的相関を用いて求められる。彼は、「パッドなし光学マウス」として彼の装置を使用する用途についても記載している。画像速度測定法は、画像の面にわたって画像の速度を測定する。画像は対照的な要素を含んでいなければならない。（格子のような）線パターンが画像を空間変調し、光検出器がパターンを通過する光の強度を測定する。したがって、画像速度と検出器のＡＣ成分との間に速度と周波数との関係が形成される。通常、線パターンが検出器に対して移動し、したがって周波数にバイアスがかかる。したがって、方向の曖昧さが解決され、ダイナミック・レンジが拡張される。「ＶｅｌｏｃｉｔｙＳｅｎｓｉｎｇｂｙＩｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎｗｉｔｈａＬａｓｅｒ−ＢｅａｍＰａｔｔｅｒｎ」と題するＬｉおよびＡｒｕｇａの論文（ＡｐｐｌｉｅｄＯｐｔｉｃｓ，３２．ｐ．２３２０，１９９３）は、（画像をこのようなパターンに通すのではなく）物体自体を周期的な線構造で照明する画像速度測定について記載している。拡大したレーザ・ビームを周期的透過型回折格子（または線構造）に通すことによって、線パターンが獲得される。ここで示唆された方法によると、この場合も物体は対照的な特徴を有する必要がある。画像速度測定（ＩＶ）とスペックル速度測定（ＳＶ）との間には、幾つか違いがある。特に、ＳＶではコヒーレントな光源によって不規則な画像が形成され、ＩＶでは適切な対照的要素を有する画像が既に想定されている。さらにＳＶでは物体の接線速度が測定され、ＩＶでは角速度が測定される（画像面の画像速度が、視線の角速度に比例する）。Ｗｈｉｔｎｅｙ他の米国特許第３，５１１，１５０号では、線パターンの２次元の並進運動が周波数のずれを発生させる。一周分の円形の線パターンが、円形マスクの個々の長尺の開口により、必要な並進運動する線パターンを全て生成する。固定した画像を測定するための追加の検出器を使用して、周波数のずれをオンラインで測定する。線パターンは２つの領域に分割され、それぞれが異なる速度範囲を測定するようになっている。システムは基本的に、航空写真の画像のぼけを減少させるための画像の動きの補正を意図している。これはミサイルのホーミング・ヘッドにも有用である。Ｄｏｙｌｅの米国特許第２，７７２，４７９号は、回転体上の格子によってもたらされる周波数のシフトを利用した画像速度測定システムについて記載している。レーザ・ドップラ速度計は、一般に、１つの源を分割して形成した、既知の位置で干渉する２本のレーザ・ビームを使用する。干渉空間を通過して光を散乱させる物体が、両方のビームからの光を検出器に散乱させる。検出器の信号は、物体の速度に依存する周波数を有する振動要素を含む。この現象は、２通りの方法で説明することができる。一方の説明は、２本のビーム間に形成される干渉パターンに基づく。したがって、この空間では、強度が明るい面と暗い面との間で周期的に変化する。この明暗の面を通過する物体は、光の強度に比例して光を散乱させる。したがって、検出された光は、干渉面に対して垂直な物体の速度成分に比例した周波数で変調される。第２の説明は、両方の光線が存在する空間を通過する物体が、両方からの光を散乱させることを考慮に入れる。それぞれの反射は、ドップラ効果によって周波数が偏移する。しかし、ビームの入射角が異なるので、２本のビームのドップラ偏移は異なる。２本の反射光が検出器上で干渉し、したがってドップラ偏移の差と等しい周波数を有するビート信号が確立される。したがって、この差は、干渉面に対して垂直な物体の速度成分に比例する。ゼロの物体速度で非ゼロの周波数が測定されるよう、ビームの一方に周波数のオフセットを加えることが一般に行われている。これで運動方向の曖昧さ（プラスとマイナスの周波数を差別できないことから生じる）が解決され、ＤＣ成分から遠く離れた信号を生成することにより、ダイナミック・レンジ（低速に対する感度）が大幅に広がる。周波数オフセットは、信号識別および自動追跡に関する別の利点も有する。Ｋａｔｏ他の米国特許第５，５８７，７８５号は、このようなシステムについて記載している。周波数オフセットは、ソース・ビームが分割される前に、それに高速線形周波数掃引を行うことによって実現される。分割する方法は、その結果生じるビームに遅延が存在するような方法である。周波数が掃引されるので、遅延の結果、ビーム間の周波数の差が固定される。追加の遅延でソースをさらに分割することにより、周波数オフセットが異なる複数のビームを抽出することができる。これらの遅延は、それぞれ、異なる速度のダイナミック・レンジの測定に使用する。「ＳｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅＶｅｌｏｃｉｔｙａｎｄｔｈｅＤｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅＭｏｖｉｎｇＲｏｕｇｈＳｕｒｆａｃｅｂｙａＬａｓｅｒＤｏｐｐｌｅｒＶｅｌｏｃｉｍｅｔｅｒ」と題するＭａｔｓｕｂａｒａ他の論文（ＡｐｐｌｉｅｄＯｐｔｉｃｓ，３６，ｐ．４５１６，１９９７）は、ＬＤＶを使用した粗い表面のトランスバース速度の測定の数学的解析およびシミュレーションの結果を提示している。軸方向の軸に沿った変位量は、表面から異なる距離にある２つの検出器で同時に実行した測定から計算できることを示唆している。ホモダイン／ヘテロダイン・ドップラ測定では、コヒーレントな光源を２本のビームに分割する。一方のビーム（「１次」ビーム）が、速度を測定する物体を照明する。他方のビーム（「参照」ビーム）は、測定システムの一部である反射要素（通常は鏡）から反射され、物体および反射要素から反射した光を（通常は同じビームスプリッタで）再合成し、光検出器へと向ける。物体で反射した光の周波数は、ドップラ効果により、１次ビームと反射ビームとの間の二等線分に沿った物体の速度成分に比例してずれる。したがって、反射したビームが１次ビームと一致する場合、軸方向の運動が検出される。検出器は光の強度に、つまり電界の２乗に対し感度を有する。基準路から検出信号は（Ｅ₀＋Ｅ₁）²＝Ｅ₀ ²＋Ｅ₀Ｅ₁＋Ｅ₁ ²に比例する。等式の右側の第１項は、検出器の時定数によって平均され、ＤＣ成分になる。基準ビームの強度は一般に、物体から検出器に到達する光の強度よりはるかに強く、したがって最後の項は通常無視することができる。中央の項を展開すると、以下の通りである。この等式から、Ｅ₀Ｅ₁が２つの振動する項を含むことが明白である。これらの項の一方は、光学的周波数の約２倍で振動し、検出器の時定数によって平均されゼロになる。２番目の項はω₀−ω₁の周波数で、つまりドップラ効果による周波数偏移と同じ周波数で振動する。したがって、検出器の出力信号は、速度測定値を示す周波数を有する振動成分を含む。基準ビームに周波数オフセットを与えるのが普通である。このような周波数バイアスを加えると、これはヘテロダイン検出と呼ばれる。Ｂｙｒｎｅ他の米国特許第５，５８８，４３７号は、レーザ光源で生物学的組織を照明するシステムについて記載している。皮膚の表面から反射した光が、皮膚の下で流れる血液から反射した光のホモダイン検出の基準ビームとして働く。したがって、皮膚は、測定される物体に近接した拡散ビームスプリッタとして作用する。ビームスプリッタとして皮膚を使用する利点は、全身の動きが測定に影響しないことである。血液と皮膚との相対速度のみが測定される。この構成は２対の検出器を使用する。検出器の各対において差信号を生成する。上記構成は、測定を妨害するＤＣおよび低周波成分を減少させる働きをする。ビーム走査システムにより、２次元の血流のマッピングが可能となる。光学コヒーレンス・トモグラフィー(ＯＣＴ)では、サンプリングするボリュームに低コヒーレンス光源(「白色光」)を向け、焦点を合わせる。ビームスプリッタを使用して、光源からの光の一部を基準路に逸らす。基準路の光路長は制御可能である。ビームスプリッタ（光源からの光の分割に使用したものと同じであると都合がよい）を使用して、光源から反射した光と基準路からの光を再合成する。光検出器が、再合成した光の強度を測定する。光源のコヒーレンス長は非常に短く、したがってソースからの光学的距離が基準光と同じ箇所を中心とした小さいボリュームから反射した光のみが、基準光とコヒーレントに干渉する。サンプル・ボリュームからの他の反射は、基準光とコヒーレントではない。基準路の長さは、線形に（一般に鋸歯状波形の場合のように周期的に）変更される。これにより、深さがある材料のサンプリングが可能となる。また、ドップラ周波数偏移を測定に導入し、高いダイナミック・レンジで戻りコヒーレントに干渉するボリュームを明瞭に検出できるようにする。従来通りのＯＣＴでは、反射規模の深度プロファイルが獲得され、サンプル・ボリュームのコントラスト画像を与える。より進んだＯＣＴでは、公称ドップラ周波数からの周波数偏移を検出し、これを（コヒーレンス範囲で）サンプリングするボリュームと測定システムとの相対速度の大きさおよび方向に関連付ける。Ｓｗａｎｓｏｎ他の米国特許第５，４５９，５７０号は、基本的なＯＣＴシステムおよびシステムの多数の応用について記載している。「ｉｎＶｉｖｏＢｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌＣｏｌｏｒＤｏｐｐｌｅｒＦｌｏｗＩｍａｇｉｎｇｏｆＰｉｃｏｌｉｔｅｒＢｌｏｏｄＶｏｌｕｍｅｓＵｓｉｎｇＯｐｔｉｃａｌＣｏｈｅｒｅｎｃｅＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ」と題するＩｚａｔｔ他の論文(ＯｐｔｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ２２，ｐ．１４３９，１９９７)は、速度マッピング機能を有する光ファイバ・ベースのＯＣＴについて記載している。光ファイバ・ビームスプリッタを使用して、１次路にあるサンプル、および基準路にある鏡により反射される前に光路を分離し、反射光を反対方向で合成する。「ＭｏｎｏｌｉｔｈｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄ−ＯｐｔｉｃＰｏｓｉｔｉｏｎ／ＤｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔＳｅｎｓｏｒＵｓｉｎｇＷａｖｅｇｕｉｄｅＧｒａｔｉｎｇｓａｎｄＱＷ-ＤＦＢＬａｓｅｒ」と題するＳｕｈａｒａ他の論文(ＩＥＥＥＰｈｏｔｏｎＴｅｃｈｎｏｌ．Ｌｅｔｔ．７，ｐ．１１９５，１９９５)は、測定装置から反射鏡までの距離の変動を測定することができるモノリシックで完全に一体化した干渉計について記載している。装置は、光源からの光路に、ビームスプリッタと局部発振の反射器との組合せとして反射回折素子（分散ブラッグ反射器の焦点を合わせる）を使用する。方向の検出は、検出器の信号間に静止位相ずれを導入する構成によって達成される。上記で参照した特許、特許出願および参考文献はそれぞれ、参照により本明細書に組み込む。発明の概要本発明は、その最も広い形態で、装置とそれに隣接する物体との間の相対的な並進運動の量、および任意選択で方向を示す情報を提供することができる光学式並進運動測定（ＯＴＭ）の方法および装置を提供する。物体は、少なくとも部分的に粗く、装置に近接していることが好ましい。本明細書では、「粗い」または「拡散する」という用語は、光学的に不規則または不均一であることを意味する。特に、物体は、紙等の光を拡散する不透明または半透明の表面を有してもよい。本明細書は、主に、このような拡散する表面の並進運動または速度を求める。しかし、本発明の方法の多くは、場合によっては流体に浮遊していることもある小さい散乱性粒子等、他のタイプの物体の並進運動を求める場合にも適用することができる。物体の並進運動とは、以下で説明するように、空間でのその回転が無視できることを意味する。第１の態様の幾つかの好ましい実施形態では、本発明は、光学的に不規則な表面からの反射の位相および／または振幅の変化から得られる非ドップラ・非スペックル画像信号のヘテロダインまたはホモダイン検出を提供する。第２の態様の、種々の動作または速度検出方法に適用することができる幾つかの好ましい実施形態では、本発明は、入射光の一部を反射する反射器を、動作を測定すべき表面に隣接配置するシステムを提供する。反射器は、表面から反射する光と本質的にコヒーレントな局部発振信号を提供する。本発明のこの態様は、ドップラ法および非ドップラ法の動作検出の両方に適用することができる。本発明の好ましい実施形態では、部分的反射器が格子であり、動作が測定される表面の照明が、格子を通過する。本発明の好ましい実施形態では、格子は測定表面の一部を覆い、かなりの透過量を有する。本発明のこの好ましい実施形態では、表面からの反射光が格子を通過する。反射と部分的透過との組合せが有用であることが多く、特に本発明の第３の態様に係る本発明の好ましい実施形態では有用である。第３の態様の本発明の幾つかの好ましい実施形態では、非対称の透過パターンを設けて、表面の動作方向の判定を補助する。第４の態様の本発明の幾つかの好ましい実施形態では、部分的反射器からの反射の少なくとも一部と、表面からの反射の少なくとも一部との間に、位相ずれを導入する。この位相ずれによって動作方向を求めることができ、ダイナミック・レンジが広がり、信号対雑音比が改善される。この位相ずれは、本発明の幾つかの好ましい実施形態ではダイナミック、つまり時間で変化する。このような位相の変動は、反射器を表面に対して垂直、または表面に平行、または両方の組合せで移動することにより都合良く実行することができる。また、運動は、例えば表面弾性波（ＳＡＷ）成分中の格子として作用する定常波の運動等、反射器上のパターンの運動でよい。この点で、動くのは反射器上のパターンであり、反射器全体ではない。あるいは、位相のずれは、例えば光路に圧電材料を挿入する等、反射器と表面との間の光路長を周期的に変化させることによって導入される。位相のずれは、静止位相ずれでもよい。この静止位相ずれは、ビームの一方( またはビームのエネルギーの一部)の偏光成分間に導入すると都合がよい。運動の方向は、検出された信号間の対応する位相変化の測定、特に信号間の位相変化の符号の測定によって求められる。本発明のこの態様を組み込んだ、本発明の幾つかの好ましい実施形態では、偏光子を使用して、表面から反射した照明を偏光する。これは、表面が偏光特性を有しない場合に特に重要である。第５の態様の本発明の幾つかの好ましい実施形態は、表面に平行な方向で表面の動作をドップラに基づき検出する。本発明のこの態様では、１本のビームをある角度で表面に入射させても良く、表面に垂直に入射させることさえできる。第６の態様の本発明の幾つかの好ましい実施形態は、１本の照明ビームおよび１つの反射器を使用して局部発振の基準ビームを提供し、２次元または３次元の並進運動を同時に検出する。本発明の好ましい実施形態では、１つの検出器が生成する信号を使用して、２次元での並進運動を求める。第７の態様の本発明の幾つかの好ましい実施形態では、表面から反射した照明の実質的にただ１つの空間周波数を検出器で検出するよう、空間フィルタを設ける。本発明のこの態様を組み込んだ、本発明の幾つかの好ましい実施形態では、空間フィルタは、ある焦点を有するレンズと、該レンズの焦点に配置されたピンホールとを有する。実質的に、ある１方向で表面から反射した放射のみが検出器に入射するよう、表面の照明をコリメートすると共に、反射した照明を空間フィルタにかけることが好ましい。８番目の態様の本発明の幾つかの好ましい実施形態では、空間フィルタは「有効ピンホール」で実現される。この有効ピンホールは、例えば格子から反射または拡散した光等、局部発振の場の焦点を検出器上に合わせることによって獲得される。このようにして、表面から反射した場の増幅は局部発振の場の焦点でのみ実現される。有効ピンホールを使用する本発明の好ましい実施形態の方が、簡単に調整することができ、許容差の要件が緩い。これは、局部発振を、格子で回折した非ゼロ次光から得る場合に、特に当てはまる。というのは、この場合、ピンホールの配置が波長によって決定されるからである。したがって、照明源の波長安定性の要件は、物理的ピンホールではなく有効ピンホールを使用する場合に、大幅に緩和される。装置は、本発明の好ましい実施形態によると、光源、格子、空間フィルタ、光検出器、および信号処理エレクトロニクスを含む。光源は、少なくとも部分的にコヒーレントな放射を提供し、これは表面に向けられ、したがって該照明の一部が格子から検出器へと反射または逆回折する。光学格子を表面と光源との間、好ましくは表面の近傍に配置する。表面から反射した光は、格子から反射または逆回折する光と干渉する。検出器の信号は振動成分を含み、これは光学装置に対する表面の並進運動を表す。干渉は、格子からの正常な反射、または格子ののいずれかの回折次数で回折する光とともに生じる。光を、検出器で検出する前に空間的にフィルタにかけることが、最も好ましい。２次元並進運動の測定は、２次元格子からの直交反射次数の照明光で照明した２つ以上の検出器を使用するか、２方向に２つの別個の格子を使用することによって達成することができる。第３の次元は、同じ信号で異なる信号解析技術を使用して、同じ軸で異なるオーダーで測定した並進運動のベクトルを計算することにより演繹することができる。さらに、（絶対量ではなく）並進運動の方向の検出は、格子の位置を調整して周波数オフセットを与えることによって達成することが好ましい。あるいは、格子と表面との間の変動する光路長で、周波数オフセットを導入する。あるいは、異なる偏光成分間に位相ずれを導入し、対応する検出信号間に、方向に依存する位相差を与える。あるいは、他の手段で方向を求めてもよい。９番目の実施形態の本発明の幾つかの好ましい実施形態は、運動の方向を求める代替方法に関する。本発明のこの態様を提供する本発明の好ましい実施形態では、光学部品の機械的動作を利用して、運動の方向を求める。本発明の幾つかの好ましい実施形態では、２つの検出器を設ける。１方向の動作により、格子から反射または回折した光で検出器の一方が照明される。他の方向に動作すると、他方の検出器が照明される。１０番目の態様の本発明の幾つかの好ましい実施形態は、表面から反射する光のドップ偏移を用いる方法に関する。局部発振の場は、移動する表面からある角度で配置された反射表面から反射した光によって与えられる。反射表面から反射する光と、移動する表面から反射する光とは、検出器上で干渉し、２つの表面の相対速度に比例する周波数を有する信号を生成する。この方法は、格子を必要とせず、照明の配列および周波数の安定性が実質的に重大ではないという利点を有する。本発明の方法および装置は、並進運動の測定を必要とする幅広い用途に適用することができる。このような用途の１つが「パッドなし光学マウス」であり、これは、紙またはデスクトップ等の光学的に拡散する表面でマウスを移動させることにより、カーソルの動きを効果的に制御することができる。本発明の別の例示的な用途は「タッチ・ポイント」であり、これは装置の開口の上で指の動作を変換してて、カーソルまたは他の任意の並進運動または速度制御要素を制御する。本発明の好ましい実施形態によると、測定装置は、少なくとも部分的にコヒーレントな放射を提供する光源を備える。放射源の放射は、１次元または２次元の光学格子に向けられ、これは表面に近いことが好ましい。格子および表面からの光の反射が干渉し、光は空間フィルタ（例えばレンズおよびその焦点にあるピンホール）を通して光険出器に集められる。その結果生じた干渉信号は、光学装置と表面との相対的な並進運動に関連したビートを含む。本発明の好ましい実施形態では、並進運動は発振検出器信号のゼロクロスをカウントして直接測定し、したがって速度変化によって生じる誤差に影響されない。本発明の好ましい実施形態では、実質的に瞬間的な位置検出が可能である。多くの用途では、並進の方向およびその大きさが必要である。本発明の好ましい実施形態では、これは、格子と表面とから反射した光の非対称形の位相ずれパターン（通常は鋸歯状波形）を生成する動的位相ずれ装置（圧電変換器等）を組み込み、方向の情報を簡単に抽出できるようにすることによって達成される。本発明の別の好ましい実施形態では、ビームの異なる偏光成分間に静的位相ずれを導入し、その結果、検出された対応する信号間に生じた位相差を用いて、方向を求める。あるいは、好ましくは特別に設計した格子／マトリクスの非対称透過パターン（鋸歯状透過または本明細書で述べるような他の形状等）を、検出器出力信号の適切な信号処理／操作とともに使用して、方向を求める。非対称透過パターンは、スペックル速度測定法等、他の速度測定法でも運動方向の検出手段を提供する。あるいは、動作の方向に応じて検出器間で反射照明を切り替える、機械的に移動可能な要素を使用して、方向を検出する。並進運動の、スペックルがないコヒーレントな検出は、散乱光(格子を通過し、移動する表面から反射する光)を、合焦レンズおよびレンズの焦点にあるピンホール開口（または単一モード光ファイバ）の組合せ等の空間フィルタで集めることによって求めることができる。表面から反射した光は、局部発振光の場（好ましくは格子自体から反射または回折した光）と組み合わされ、この場は、これも空間フィルタを通過する光線の一部であることが好ましい。強力な局部発振光源と干渉することにより、光強度に反応する光検出器によって検出した信号が増幅される。このコヒーレントな検出方法をホモダイン検出と呼ぶ。空間フィルタは、表面から検出器へと反射した光を空間的に統合し、したがって表面が検出器に対して移動した場合に、表面上の異なる位置からの反射の相対的位相が基本的に変化しないよう作動することができる。さらに、（検出器で測定した）表面上の散乱体の位相は、表面の並進運動に直線的に依存する。また、空間フィルタは、局部発振と表面から反射した光との干渉で生じた１つ以内の干渉縞を検出器が取り込むよう、局部発振にフィルタをかけるために使用するのが理想である。１つの極端なケースを考えると、表面に入射する光が完全にコリメートされる（つまり平面波である）。したがって、空間フィルタは単純に、レンズと、その焦点に配置されたピンホールでよい。表面がいかに並進しても、空間フィルタで取り込まれた光の相対位相は変化しない。反射器または格子からの反射または回折によって形成された局部発振ビームも、完全にコリメートされ、したがってこれも空間フィルタを通過することができる（空間フィルタは、ソースの画像がピンホール上またはその中にくるように配置される）。これは、検出器上に１つの干渉縞を生じる。反射器と表面との間の間隔には、（空間フィルタリングに関して）制限がない。別の極端なケースでは、表面と反射器との間隔を無視できる。これによって、実質的にコリメートしていない入射ビームを使用しながら、並進運動に関係なく表面からの反射の相対位相を維持し、局部発振と表面からの反射とについて同じ焦点を維持することもできる。さらに、レンズおよびピンホールを局部発振としての反射光の像面に配置されたピンホールにより、空間フィルタを実現することがでざる。検出器で取り込まれるスペックルが（多くても）１つになるためには、ピンホールのサイズは表面からの反射によって形成される１つのスペックル程度のサイズを超えてはならない(この理由から、この測定は「スペックルなし」と呼ばれる)。したがって、検出器自体が十分小さい場合、これは空間フィルタの一体部品として働くことができ、ピンホールは不必要である。検出器において、相対位相が変化せず、局部発振との間での干渉縞が１本であるという好ましい条件は、複数の光学的にほぼ等しい状態で満たすことができる。特に、局部発振反射器から光が反射する前または後に配置した１枚の収束レンズを使用して、この要件を確立することができる。あるいは、レンズと反射器を１つの光学素子として結合することができる。また、コリメートレンズをビームスプリッタと表面との間に配置することもできる（つまり表面へ、および表面からの光のみがこのレンズを通る）。（ピンホールが大きすぎる、または表面からの反射または局部発振またはその両方の焦点からずれる場合のように）空間フィルタリングが理想的でないと、信号が劣化し、場合によっては測定値のノイズが加わる。劣化のレベルは、理想からのずれの量および種類によって決まる。本発明による好ましい方法では、表面の照明および基準光は両方とも、１つの光学素子、好ましくは格子を使用して提供する。表面と基準光は、装置の光学素子の大半または全部を通して、１本の光路を共有する。さらに、表面に到達する光に格子によって空間的な振幅および／または位相変調を加え、表面の並進運動の測定に追加の手段を提供する。特に、ドップラ偏移が存在しない格子からの鏡面反射の場合でも、接線並進運動を測定することができ、運動の方向も識別することができる。１１番目の態様の本発明の幾つかの好ましい実施形態では、一体型の運動検出システムは、運動の大きさ、および任意選択で方向を示す信号を提供する。本発明の好ましい実施形態では、運動検出システムの構成要素の少なくとも幾つかが、光学的基板に装着される。これらの構成要素は、少なくとも放射源、格子のような光学素子、および放射から局部発振の場を生成する、反射器または部分反射器等を含むことが好ましい。光学基板には、局部発振の場および相対動作が測定される表面から反射する放射によって照明される検出器も装着される。本発明のこの実施形態では、局部発振の場および動作を測定される表面から反射した場の光路長は、２つの場が検出器の位置でコヒーレントになるような長さである。１２番目の態様の本発明の幾つかの好ましい実施形態では、表面に対して垂直な動作の影響を補正し、測定装置の傾斜の影響を補正することにより、表面に平行な動作を正確に測定することができる。本発明のこの態様は、コンピュータ・マウス等、コンピュータの制御装置に使用するのに特に有用である。したがって、本発明の好ましい実施形態によると、測定装置に対する表面の相対運動を決定する方法で、入射照明で表面を照明し、表面から反射した照明を検出して、少なくとも１つの検出信号を形成し、前記少なくとも１つの検出信号から表面に平行な相対運動の量を決定するものにおいて、前記決定が、表面に対して垂直な相対運動の影響を補正することを含むことを特徴とする方法が提供される。前記少なくとも１つの信号は、少なくとも２つの信号、表面に平行な相対運動および表面に垂直な相対運動によって影響される少なくとも１つの第１信号、および少なくとも表面に垂直な運動によって影響される少なくとも１つの第２信号を備え、前記決定が、２つの信号から表面に平行な相対運動の量を決定することを含むことが好ましい。判定するステップは、前記２つの信号の少なくとも一方から相対運動の第１量を決定するステップを含み、前記相対運動の第１量は、表面に平行な成分と表面に垂直な成分を含み、さらに、前記２つの信号の少なくとも一方から相対運動の第２量を決定するステップを含み、前記相対運動の第２量は、表面に垂直な成分を含み、さらに、相対運動の第１および第２判定量に応答して、表面に平行な相対運動の量を決定するステップを含むことが好ましい。相対運動の第２量は、表面に平行な成分を含まないことが好ましい。相対運動の第２量は、表面に平行な成分を含むことが好ましい。本発明の好ましい実施形態では、表面に垂直な相対運動は、反射した照明のドップラ偏移に基づいて判定される。本発明の好ましい実施形態では、判定するステップは、表面に垂直な相対運動の量を決定せずに、２つの信号から直接、表面に平行な相対運動の量を決定するステップを含む。少なくとも１つの第２信号は、実質的に、表面に垂直な相対運動によって決定されることが好ましい。本発明の好ましい実施形態では、少なくとも１つの第２信号は、ドップラ偏移に基づく信号である。少なくとも１つの第２信号は、表面に平行な相対運動に応答することが好ましい。本発明の好ましい実施形態では、方法は、表面に垂直な相対運動の量を決定するステップを含む。本発明の好ましい実施形態では、表面に平行な相対運動の量を決定するステップは、２つの非共線的方向に沿った相対運動の量を決定するステップを含む。本発明の好ましい実施形態では、照明は表面に垂直に入射する。本発明の好ましい実施形態では、検出するステップが、コヒーレントに検出するステップを含む。方法は、測定装置の一部であり局部発振として作用する物体から照明の一部を反射または回折するステップを含むことが好ましい。物体は、入射または反射照明が通過する、部分的に反射する物体であることが好ましい。入射照明と反射照明との両方が物体を通過することが好ましい。本発明の好ましい実施形態では、物体は表面に隣接する。本発明の好ましい実施形態では、表面は物体の近距離場である。あるいは、表面は格子の近距離場の外側にある。本発明の好ましい実施形態では、物体は格子である。格子は、基本的に、表面を照明する１次の透過照明しか生成しないことが好ましい。照明は、少なくとも部分的にコヒーレントであり、物体が表面から照明のコヒーレンス長内に配置されることが好ましい。本発明の好ましい実施形態では、局部発振の照明および反射した照明が、少なくとも１つの検出器に入射して前記信号を生成し、局部発振の照明および反射した照明が、検出器において少なくとも部分的にコヒーレントである。本発明の好ましい実施形態によると、さらに、装置と表面との間の相対運動を測定する装置で、照明を伝達して表面を照明する照明源と、表面から反射された源からの照明を受ける第１検出器と、照明の一部を前記第１検出器へと反射する物体とを備え、したがって照明が局部発振としての物体で反射する状態で、検出器が表面から反射した照明のコヒーレントな検出に基づいて第１信号を生成し、さらに、表面から反射した照明を受けずに光源からの照明を受け、それに対応して第２信号を生成する第２検出器と、第２信号に基づき、照明の強度の変化に合わせて第１信号を調節する信号補正器と、信号補正器からの信号に応答して相対運動を計算する運動計算機とを備える装置が提供される。第２検出器で受ける源からの照明は、物体が反射または回折した照明であることが好ましい。信号補正器は、第２信号に基づく一定の条件で第１信号を補正することが好ましい。信号補正器は、第１信号を受信して、それから第２信号を引き、調節済みの第１信号を生成する差動増幅器を含むことが好ましい。信号補正器は、調整済み第１信号を受信し、これを第２信号に対して正規化するノーマライザを含むことが好ましい。本発明の好ましい実施形態では、装置は、物体からまたは光源からの実質的な照明を受けずに表面から反射した照明を受け、これに対応して第３信号を生成する第３検出器を含み、信号補正器が、第３信号に基づいて調節済みの信号を補正する。本発明の好ましい実施形態によると、さらに、装置と表面との相対運動を測定する装置で、照明を伝達して表面を照明する照明源と、表面から反射された源からの照明を受ける第１検出器と、照明の一部を第１検出器へと反射する物体とを備え、したがって照明が局部発振としての物体で反射する状態で、検出器が表面から反射した照明のコヒーレントな検出に基づいて第１信号を生成し、さらに、表面から反射した照明を受けずに源からの照明を受け、それに対応して第２信号を生成する第２検出器と、第２信号に比例する量で第１信号を減少させる信号補正器と、信号補正器からの信号に応答して相対運動を計算する運動計算機とを備える装置が提供される。第２検出器で受ける源からの照明は、物体が反射または回折した照明であることが好ましい。本発明の好ましい実施形態では、信号補正器は、第２信号に基づいて照明の強度の変化に合わせて第１信号を調節するノーマライザを含む。本発明の好ましい実施形態では、装置は、物体または源からの実質的な照明を受けずに、表面から反射した照明を受け、これに応答して第３信号を生成する第３検出器を含み、信号補正器が、第３信号に基づいて調節済みの信号を補正する。本発明の好ましい実施形態によると、さらに、装置と表面との相対運動を測定する装置で、照明を伝達して表面を照明する照明源と、表面から反射された源からの照明を受ける第１検出器と、照明の一部を前記第１検出器へと反射する物体とを備え、したがって照明が局部発振としての物体で反射する状態で、検出器が表面から反射した照明のコヒーレントな検出に基づいて第１信号を生成し、さらに、物体または表面から反射した照明を受けずに源からの照明を受け、それに対応して第２信号を生成する第２検出器と、第２信号に比例する量で第１信号を減少させる信号補正器と、信号補正器からの信号に応答して相対運動を計算する運動計算機とを備える装置が提供される。本発明の好ましい実施形態では、物体は部分的に透過性であり、物体は、表面の照明が物体を通過するよう、照明源と表面との間に配置される。本発明の好ましい実施形態では、照明はコヒーレンス長を有し、物体と表面とが前記コヒーレンス長の中に位置する。本発明の好ましい実施形態では、物体は格子である。格子は、基本的に、表面を照明する１オーダーの透過照明しか生成しないことが好ましい。表面は格子の近距離場にあることが好ましい。あるいは、表面は格子の近距離場の外側にある。本発明の好ましい実施形態では、表面から反射した照明と物体から反射した照明とは、第１検出器で少なくとも部分的にコヒーレントである。本発明の好ましい実施形態によると、さらに、測定装置に対して表面の相対運動を決定する方法で、照明が表面の一部から反射するよう、入射照明で表面を照明するステップと、局部発振器としての表面で反射していない前記入射照明から得た照明を使用して、表面から反射した照明をコヒーレントに検出し、少なくとも２つの信号を生成するステップと、２つの信号の少なくとも一方から表面の相対運動の大きさを決定するステップと、表面から反射した照明の少なくとも一部に対して、局部発振器の照明の少なくとも一部の層を変化させるステップと、前記変化した相対位相によって生じた信号の特性に基づいて、表面に平行な相対運動の方向を決定するステップとを含む方法が提供される。局部発振器の照明は、測定装置の一部である物体からの入射照明の反射または回折によって生成されることが好ましい。物体は表面に隣接することが好ましい。照明は、照明がコヒーレンス長を有し、物体および表面が前記コヒーレンス長内に位置することが好ましい。物体は格子であることが好ましい。格子は、基本的に、表面を照明する１次の透過照明しか生成しないことが好ましい。表面は格子の近距離場に配置されることが好ましい。あるいは、表面は格子の近距離場の外側に配置される。本発明の好ましい実施形態では、位相を変化させるステップは、静止位相変化を導入するステップを含み、相対運動の方向を決定するステップは、前記静止位相変化によって生じた信号の特性に基づいて相対運動の方向を決定するステップを含む。本発明の好ましい実施形態では、方法は、表面から反射する照明を、第１位相を有する第１照明と、第２位相を有する第２照明とに分割するステップを含む。第１照明と第２照明とは異なる極性を有することが好ましい。分割するステップは、表面に入射する照明を複屈折材料に通過させるステップを含むことが好ましい。代替的または追加的に、分割するステップは、表面から反射した照明を複屈折材料に通過させるステップを含むことが好ましい。方法は、複屈折材料を物体と表面との間に配置するステップを含むことが好ましい。本発明の好ましい実施形態では、物体と表面との間に複屈折材料を配置するステップは、検出した照明を複屈折材料に２回通過させる効果を有する。本発明の好ましい実施形態では、方法は、並進運動の方向に応じて異なる検出信号を生成する２つの検出器を使用し、並進運動の大きさと方向とを決定するステップを含む。並進運動の方向を決定するは、異なる検出信号間の位相差の符号から方向を決定するステップを含むことが好ましい。方法は、表面から反射した照明を直線的に偏光させるステップを含むことが好ましい。本発明の好ましい実施形態によると、さらに、装置に対する表面の並進運動を決定する装置で、光学ブロックと、衝突する光に対応して信号を生成し、光学ブロックに取り付けられた検出器と、照明を生成する照明源とを備え、ブロックを通過する照明の一部が表面で反射して、光学ブロックを通過した後に検出器に衝突し、さらに、信号に応答して、表面に平行な並進運動の大きさを計算する回路を備える装置が提供される。装置は、ブロック内またはブロックの表面上に、照明の一部を前記一部が表面に衝突しない状態で検出器へ反射または回折する物体を含み、前記一部が、検出器による反射照明の同期検出の局部発振として作用することが好ましい。本発明の好ましい実施形態によると、さらに、測定装置に対する表面の相対運動を決定する方法で、照明が表面の一部から反射するよう、入射放射で表面を照明するステップと、表面から反射した照明の少なくとも第１部分を検出して、第１検出信号を形成するステップと、表面から反射した照明の少なくとも第２部分を検出して、第２検出信号を形成するステップと、反射した放射のドップラ偏移に基づいて相対運動の量を決定するステップとを含み、第１および第２信号が直角位相であり、検出が直角位相の検出を含む方法が提供される。方法は、前記第１および第２信号に応答して相対運動の方向を検出するステップを含むことが好ましい。方法は、表面に平行な２つの非共線的方向で相対運動を決定するステップを含むことが好ましい。方法は、表面に垂直な方向で相対運動を決定するステップを含むことが好ましい。方法は、相対運動の決定が、前記第１および第２信号の少なくとも一方のゼロクロスをカウントするステップを含むことが好ましい。検出するステップがコヒーレントな検出を備えることが好ましい。本発明の好ましい実施形態によると、さらに、測定装置に対する表面の相対運動を決定する方法で、照明が表面の一部から反射するよう入射照明で表面を照明するステップと、検出器を使用して表面から反射した照明をコヒーレントに検出して、信号を形成するステップと、前記コヒーレント検出のために、表面から反射していない前記入射照明から得た照明を局部発振として使用するステップと、信号から表面の相対運動の大きさを決定するステップとを含み、局部発振が検出器の小さい区域に焦点を合わせ、したがって基本的に反射した照明の１つの空間周波数しか、検出器の前記局部発振との干渉場を形成しないことを特徴とする方法が提供される。本発明の好ましい実施形態によると、さらに、装置に対する表面の相対運動を決定する装置で、開口がその内部に形成された筐体と、相討運動の決定に使用する信号を生成する筐体内の検出器と、筐体内で、開口を通して表面を照明する所与の波長のレーザ照明源とを備え、したがって照明が表面から開口を介して検出器に反射され、さらに、開口を覆い、所与の波長を通過させて、検出器が感知する他の波長の光を遮断するフィルタとを備える装置が提供される。本発明の好ましい実施形態によると、さらに、装置に対する表面の相対運動を決定する装置で、開口がその内部に形成された筐体と、相対運動の決定に使用する信号を生成する筐体内の検出器と、筐体内で、開口を通して表面を照明する所与の波長のレーザ照明源とを備え、したがって照明が表面から開口を介して検出器に反射され、さらに、表面から反射した照明を受ける筐体内の第２検出器と、第２検出器が受けた照明が閾値より下に下がると照明源を切る回路とを備える装置が提供される。回路は、第２検出器が受けた照明が閾値を下回る場合、源を周期的に点灯および消灯する働きをすることが好ましい。装置は、所与の波長を通過させながら、第１および第２検出器が感知する他の波長の光を遮断するフィルタで覆われることが好ましい。本発明の好ましい実施形態では、検出器への照明の一部は、前記一部が最初に表面に衝突せずに、検出器を照明し、前記一部が、検出器による反射照明のコヒーレント検出の局部発振として作用する。本発明の好ましい実施形態では、反射した照明は、源によって生成された照明に対して前記並進運動によってドップラ偏移し、前記ドップラ偏移を動作の決定に使用する。本発明の好ましい実施形態によると、さらに、装置と表面との相対運動を測定する装置で、表面の照明に使用する照明源と、表面から反射された源からの照明を受け、照明の一部を、前記表面が表面から反射していない状態で受ける検出器とを備え、したがって検出器は、照明の一部を局部発振として、表面から反射した照明のコヒーレント検出に基づいて信号を生成し、前記信号が相対運動の速度に関連した周波数を有し、さらに、信号のゼロクロスのカウントに応答して、相対運動の量を計算する運動計算機を備える装置が提供される。検出器は、検出器の出力をフィルタにかけて前記信号を形成する高域フィルタを含むことが好ましい。高域フィルタは、約２０ｄＢ／オクターブ未満の傾斜を有することが好ましい。高域フィルタは約０．５ｍｍ／秒以下の運動速度に対応する周波数に中断点を有することが好ましい。装置は、表面から反射した照明の少なくとも第２部分を検出して、コヒーレント検出を用いた第２検出信号を形成する第２検出器を含み、動作検出器が、反射した放射のドップラ偏移に基づいて相対運動の量を決定し、信号および第２検出信号が直角位相であり、検出が直角位相の検出を含むことが好ましい。本発明の好ましい実施形態によると、さらに、装置に対する表面の祖対運動を決定する装置で、開口がその内部に形成された筐体と、相対運動の決定に使用する信号を生成する筐体内の検出器と、筐体内で、開口を通して表面を照明する所与の波長のレーザ照明源とを備え、したがって照明が表面から開口を介して検出器に反射され、さらに、検出器が表面から受けた照明が閾値を下回ると照明源を切る回路を備える装置が提供される。回路は、検出器が表面から受けた照明源を周期的に点灯および消灯する働きをすることが好ましい。本発明の好ましい実施形態によると、さらに、測定装置に対して表面の相対運動を決定する方法で、測定装置の一部として、表面に隣接して部分的に透過する物体を配置するステップと、照明が表面の一部から反射するよう、表面を入射照明で照明するステップとを含み、入射および反射照明の少なくとも一方の少なくとも一部が物体を通過し、さらに、表面から反射した照明を検出して検出信号を生成するステップを含み、物体および表面が、検出される照明のコヒーレンス長より短い距離内に配置され、さらに、検出信号から、表面に平行な表面の相対運動を決定するステップを含む方法が提供される。物体の透過性は、空間的に変化することが好ましい。本発明の好ましい実施形態では、物体は部分的に反射性であり、基準照明および照明の方向がコヒーレントであるので、前記基準照明を使用して、入射照明の一部が物体で反射または回折される。本発明の好ましい実施形態によると、さらに、測定装置に対する表面の相対運動を決定する方法で、測定装置の一部である部分的に反射性の物体を、表面に隣接して配置するステップと、入射照明の一部が、基準照明および一部が表面から反射するにつれ、物体で反射または回折されるよう、入射照明で物体を照明するステップと、基準照明を使用して、表面から反射した照明をコヒーレントに検出して、検出信号を生成するステップと、検出信号から、表面に平行な表面の相対運動を決定するステップとを含む方法が提供される。本発明の好ましい実施形態では、物体は部分的に透過性の物体であり、入射照明および反射照明の少なくとも一方の少なくとも一部が物体を通過する。物体の反射は空間的に変動することが好ましい。空間的な変動は、周期的な空間的変動を備えることが好ましい。本発明の好ましい実施形態では、表面に隣接して物体を配置するステップが、表面に隣接して格子を配置するステップを含む。表面に隣接して格子を配置するステップは、表面が格子の近距離場にあるよう、表面に十分近く格子を配置するステップを含むことが好ましい。あるいは、表面に隣接して格子を配置するステップは、表面が格子の近距離場の外側にあるよう、表面から十分離れて格子を配置するステップを含む。本発明の好ましい実施形態では、検出された照明は少なくとも部分的にコヒーレントである。本発明の好ましい実施形態によると、さらに、測定装置に対する表面の相対運動を決定する方法で、測定装置の一部である格子を表面に隣接して配置するステップと、少なくとも照明の一部が表面に入射して、そこから反射するよう、入射照明で格子を照明するステップとを含み、入射および反射照明の少なくとも一方が格子を通過し、さらに、基準照明を使用して、表面から反射した照明を検出するステップと、反射照明に対応して信号を生成するステップと、検出信号から、表面に平行な表面の相対運動を決定するステップとを含み、表面が格子の近距離場にある方法が提供される。表面から反射した照明は、物体で反射または回折した照明から周波数がずれ、運動を決定するステップが、周波数のずれに基づいて動作を決定するステップを含むことが好ましい。動作を決定するステップは、位置による信号の振幅の変動を決定するステップを含むことが好ましい。動作は、検出信号のゼロクロスから決定されることが好ましい本発明の好ましい実施形態では、物体は、空間的に非対称である透過特性を有する。方法は、前記非対称性による信号の特性に基づき、相対運動の方向を決定するステップを含むことが好ましい。本発明の好ましい実施形態によると、さらに、測定装置に対する表面の相対運動を決定する方法で、測定装置の一部である部分的に透過性の物体を表面に隣接して配置するステップと、照明が表面の一部から反射されるよう、干渉パターンを構成しない入射照明で表面を照明するステップとを含み、入射および反射照明の少なくとも一方の少なくとも一部が物体を通過し、さらに、表面から反射した照明を検出して、検出信号を生成するステップと、検出信号から、表面に平行な表面の相対運動を決定するステップとを含む方法が提供される。本発明は、物体で反射または回折した照明と表面から反射した照明の少なくとも一部との間の位相を変動させるステップを含むことが好ましい。本発明の好ましい実施形態によると、さらに、測定装置に対する表面の相対運動を決定する方法で、照明が表面の一部から反射するよう、入射照明で表面を照明するステップと、測定装置の一部である部分的に反射性の物体を、表面に隣接して配置するステップとを含み、入射照明の一部が基準照明として物体で反射または回折し、さらに、物体で反射または回折した照明を局部発振として使用して、表面から反射した照明をコヒーレントで検出し、信号を形成するステップと、信号から表面の相対運動を決定するステップと、表面から反射した照明の少なくとも一部に対して、物体で反射または回折した照明の少なくとも一部の位相を変動させるステップと、前記変動した相対位相による信号の特性に基づき、表面に平行な相対運動の方向を決定するステップとを含む方法が提供される。反射器を表面に隣接して配置するステップは、格子を表面に隣接して配置するステップを含むことが好ましい。本発明の好ましい実施形態では、位相を変動させるステップが、位相を周期的に変動させるステップを含むことが好ましい。相対運動の方向を決定するステップは、前記周期的に変動する相対位相によって生じる信号の特性に基づき、相対運動の方向を決定するステップを含むことが好ましい。本発明の好ましい実施形態では、位相を変動させるステップが、物体をほぼ動作を測定する方向に周期的に移動させるステップを含む。本発明の好ましい実施形態では、位相を変動させるステップが、物体をほぼ測定する動作の方向に垂直に周期的に移動させるステップを含む。本発明の好ましい実施形態では、位相を変動させるステップが、物体と表面との間に透明な材料を設けるステップと、光路長が照明の方向に変動するよう材料に通電するステップとを含む。透明材料は圧電材料であることが好ましい。方法は、１つの検出器を使用して並進運動の大きさと方向との両方を判定するステップを含むことが好ましい。本発明の好ましい実施形態では、位相を変動させるステップが、静止位相変化を導入するステップを含み、相対運動の方向を決定するステップが、前記位相変化によって生じた信号の特性に基づいて相対運動の方向を決定するステップを含む。方法は、表面から反射した照明の少なくとも一部を、少なくとも第１位相を有する第１照明と第２位相を有する第２照明とに分割するステップを含むことが好ましい。第１および第２照明は異なる極性を有することが好ましい。分割するステップは、表面に入射する照明を複屈折材料に通過させるステップを含むことが好ましい。方法は、表面から反射した照明を複屈折材料に通過させるステップを含むことが好ましい。方法は、物体と表面との間に複屈折材料を配置するステップを含むことが好ましい。本発明の好ましい実施形態では、方法は、並進運動の方向に応じて異なる検出信号を生成する２つの検出器を使用して、並進運動の大きさと方向とを決定するステップを含む。方法は、異なる検出信号の位相差の符号から、並進運動の方向を決定するステップを含むことが好ましい。本発明の好ましい実施形態によると、さらに、測定装置に対する表面の相対運動を決定する方法で、測定装置の一部である口付きの反射器を表面に隣接して配置するステップと、照明が表面の一部から反射し、照明が口付き反射器で反射または回折するよう、入射照明で表面を照明するステップと、開口付き反射器で反射または回折した照明を局部発振として使用して、表面から反射した照明をコヒーレントで検出し、信号を形成するステップと、信号から開口付き反射器に垂直および平行な表面の相対運動を決定するステップとを含む方法が提洪される。コヒーレントに検出するステップは、反射した照明の振幅または位相の変動を検出するステップと、反射した照明の周波数のずれを検出するステップとを含み、相対運動を決定するステップが、検出した振幅または位相の変動の少なくとも一方に応答して、口付き反射器に平行な方向で表面の相対運動を測定するステップと、検出した周波数のずれに応答して、口付き反射器の表面に垂直な方向で表面の相対運動を測定するステップとを含むことが好ましい。方法は、開口付き反射器の表面を、その表面に垂直の方向に周期的に移動させて、そこから反射した照明に周期的な位相ずれを加えるステップと、前記位相ずれを使用して表面の運動を測定するステップとを含むことが好ましい。本発明の好ましい実施形態によると、さらに、測定装置に対する表面の相対運動を決定する方法で、照明が表面の一部から検出器に向かって反射するよう、源から入射照明で表面を照明するステップと、表面上にある所与の散乱体から検出した光学照明の位相がほぼ一定するか、表面の並進運動に直線的に関連するよう、反射した照明を空間フィルタにかけるステップと、検出器に入射した照明に応答して検出器で信号を生成するステップと、信号から表面の相対運動を決定するステップとを含む方法が提供される。照明するステップは、空間的に変動する照明で表面を照明するステップを含むことが好ましい。表面を照明するステップは、照明を検出器へと反射または回折させる表面に隣接して配置された口付き反射器を通して表面を照明するステップを含むことが好ましい。信号を生成するステップは、開口付き反射器から反射または回折した照明を使用して、表面から反射した照明をコヒーレントに検出するステップを含むことが好ましい。相対運動を決定するステップは、反射した照明のドップラ偏移を使用するステップを含むことが好ましい。表面の照明は実質的にコリメートされ、検出器が反射した照明の１つの空間周波数しが実質的に検出しないよう、空間フィルタで反射照明にフィルタをかけることが好ましい。表面の照明が実質的にコリメートされ、検出器が、実質的に１方向で表面から反射した照明しか検出しないよう、空間フィルタで反射照明にフィルタをかけることが好ましい。本発明の好ましい実施形態では、空間フィルタをかけるステップは、焦点を有するレンズで反射照明の焦点を合わせるステップと、レンズの焦点にピンホールを配置するステップとを含む。本発明の好ましい実施形態では、空間フィルタをかけるステップは、焦点を有するレンズで反射照明の焦点を合わせるステップと、レンズの焦点に単一モード光ファイバを配置して、照明を検出器に伝達するステップとを含む。本発明の好ましい実施形態では、空間フィルタをかけるステップは、レンズで反射照明の焦点を合わせるステップと、源の画像にピンホールを配置するステップとを含む。本発明の好ましい実施形態では、空間フィルタをかけるステップは、レンズで反射照明の焦点を合わせるステップと、単一モードの光ファイバを源の画像に配置して、照明を検出器に伝達するステップとを含む。本見明の好ましい実施形態によると、さらに、測定装置に対する表面の相対運動を決定するステップで、少なくとも準連続的な透過関数を有する物体を、表面に隣接して配置するステップと、照明が表面の一部から検出器へと反射されるよう、入射照明で表面を照明するステップと、検出器を使用して表面から反射した照明を検出し、信号を生成するステップと、信号から表面の相対運動を決定するステップとを含む方法が提供される。物体は非対称の透過関数を有し、相対運動を決定するステップが、検出信号に基づいて動作の方向を決定するステップを含むことが好ましい。照明は、物体から検出器へと反射または回折し、検出が、物体から反射または回折した照明を局部発振と使用して信号を形成するコヒーレント検出であることが好ましい。本発明の好ましい実施形態によると、さらに、測定装置に対する表面の相対運動を決定する方法で、照明が表面から反射して、表面上の点または表面の一部の画像ではない照明で検出器を照明するよう、口付き反射器を通して照明で表面を照明するステップと、前記入射照明から得た基準照明で、同時に検出器を照明するステップと、検出器が信号を生成するよう、前記基準照明を使用して検出器の反射照明をコヒーレントに検出するステップと、相対運動によって生じた信号の変動に基づき、表面に平行な表面の相対運動を決定するステップとを含む方法が提供される。入射照明は所与の波長であり、基準照明は、コヒーレント検出がホモダイン検出であるよう、同じ波長であることが好ましい。この方法は、表面の照明を空間的に変化させるステップを含むことが好ましい。表面の照明を空間的に変化させるステップは、空間的に変化する周期的透過を有する透過格子を通して表面を照明するステップを含むことが好ましい。表面の照明を空間的に変動させるステップは、入射した照明の一部を検出器へと鏡面反射する格子を通して表面を照明し、前記基準照明を形成するステップを含むことが好ましい。本発明の好ましい実施形態によると、さらに、測定装置に対する表面の相対運動を決定する方法で、照明が表面の一部から反射するよう、照明で表面を照明するステップと、開口付き反射器を表面に隣接して配置するステップと、開口付き反射器で反射または回折した照明を局部発振として使用して、表面から反射した照明をコヒーレントに検出するステップと、信号の特性から、表面に平行な方向で表面の相対運動を決定するステップとを含む方法が提供される。相対運動は、表面から反射した照明のドップラ偏移を使用して検出することが好ましい。開口付き反射器が格子であり、格子で回折した照明を使用して動作を決定することが好ましい。本発明の好ましい実施形態では、照明は表面に垂直に入射する。本発明の好ましい実施形態では、表面は光学的に拡散反射する表面である。本発明の好ましい実施形態では、表面は位置を示すマークを持たない。照明は可視照明を備えることが好ましい。代替的または追加的に、照明は赤外線照明を備える。本発明の好ましい実施形態によると、さらに、表面と装置との相対運動を決定する装置で、表面に隣接して配置された部分的に透過性の物体と、入射した照明を検出して検出信号を生成する検出器と、照明が物体から検出器へと反射または回折し、入射照明の一部が表面から検出器へと反射するよう、入射照明で物体を照明する照明源とを備え、したがって検出器が、物体から検出器へと反射または回折した照明を使用して表面から反射した照明をコヒーレントに検出し、さらに、検出信号から、装置に対して表面に平行な表面の相対運動を決定する回路を備える装置が提供される。本発明の好ましい実施形態によると、さらに、表面に面する開口を有する筐体と、開口を通して表面を見る光学運動検出器とを備え、光学運動検出器が本発明の方法を使用して、表面に対する筐体の並進運動を決定する光学マウスが提供される。本発明の好ましい実施形態によると、さらに、制御装置として使用するタッチ・ポイントで、開口を有する筐体と、開口上を並進する指の運動を決定する光学検出器とを備えるタッチ・ポイントが提供される。光学検出器は、本発明の方法を使用して並進運動を決定することが好ましい。本発明の好ましい実施形態によると、さらに、ポインタ・デバイスで、本発明に従い、これ自体に応答してポインタを移動させる回路を含む第１タッチ・ポイントと、本発明に従い、これ自体に応答してスクロールさせる回路を含む第２タッチ・ポイントとを備えるポインタ・デバイスが提供される。本発明の好ましい実施形態によると、さらに、コンピュータ用のポインタとして使用するマウス／タッチ・ポイントの組合せで、開口を有する筐体と、開口上で並進する物体の運動を決定する光学検出器と、開口が上向きか下向きかを決定する手段とを備える組合せが提供される。光学検出器は、本発明の方法を使用して並進運動を決定することが好ましい。本発明の好ましい実施形態によると、さらに、ドキュメント上のスキャナの動作によってドキュメントを読み取るスキャナで、ドキュメントの表面のパターンを検出する光学読み取りヘッドと、スキャナがドキュメントの表面上を並進するにつれ、その運動を決定する光学検出器とを備え、光学検出器が本発明の方法を使用して並進運動を決定するスキャナが提供される。パターンは印刷されたパターンを備えることが好ましい。代替的または追加的に、パターンは手書きのパターンを備える。代替的または追加的に、パターンは署名を備える。本発明の好ましい実施形態によると、さらに、エンコーダで、光学的に拡散反射する表面と、表面に対して相対運動する光学検出器とを備え、光学検出器が、表面上のマークを使用せずに表面に対する相対運動を測定するエンコーダが提供される。本発明の好ましい実施形態によると、さらに、エンコーダで、基準マーク以外のマークがない光学的に拡散反射する表面と、表面に対して相対運動する光学検出器とを備え、光学検出器が基準マークに関して表面に対する相対運動を測定するエンコーダが提供される。表面は、軸を中心に回転するディスクの表面であり、検出器がディスクの回転を測定することが好ましい。エンコーダは本発明の方法を用いることが好ましい。本発明の好ましい実施形態によると、さらに、仮想ペンで、本発明によるエンコーダと、前記測定された相対運動を書かれたデータまたはグラフィカルなデータに変換する回路とを備えた仮想ペンが提供される。本発明の好ましい実施形態によると、さらに、紙を移動させる装置で、紙を移動させる手段と、紙上のいかなるマークも使用せずに、紙の動作を測定する光学検出器とを備える装置が提供される。光学検出器は本発明の方法を用いることが好ましい。本発明の好ましい実施形態によると、さらに、本発明によりシートを移動させる装置と、紙から情報を読み取る読み取りヘッドと、紙の動作の測定に応答してメモリ・ロケーションに情報を格納するメモリとが提供される。本発明の好ましい実施形態によると、さらに、印刷機で本発明によりシートを移動させる装置と、紙のシートに印刷される情報を含むメモリと、紙の動作の測定に応答して情報を印刷する印刷ヘッドとを備える印刷機が提供される。本発明の好ましい実施形態によると、さらに、本発明によるスキャナを備えるファックス機が提供される。本発明の好ましい実施形態によると、さらに、本発明によるプリンタを備えるファックス機が提供される。本発明の好ましい実施形態によると、さらに、測定装置に対する表面の相対運動の方向を決定する方法で、照明が表面の一部から検出器へと反射するよう、入射照明で表面を照明するステップと、非対称の透過関数を有する物体を検出器に隣接して配置するステップと、検出器を使用して表面から反射した照明を検出し、信号を生成するステップと、信号から、表面の相対運動の方向を決定するステップとを含む方法が提供される。図面の簡単な説明本発明は、添付の図面類と共に本発明の好ましい実施形態に関する以下の記述を読むことにより、さらに明瞭に理解される。図１は、本発明の好ましい実施形態による運動変換器の好ましい実施形態の概略図である。図２は、本発明の好ましい実施形態による格子の透過関数のグラフである。図３Ａ、図３Ｂおよび図３Ｃは、本発明の好ましい実施形態による一体型運動変換器の好ましい実施形態の概略図である。図４は、本発明の好ましい実施形態による光学式マウスの概略ダイアグラムである図５Ａおよび図５Ｂは、本発明の好ましい実施形態によるマウス／指並進運動測定装置の概略ダイアグラムである。図６は、本発明の好ましい実施形態による走査ペンの概賂ダイアグラムである。図７は、本発明の好ましい実施形態による回転エンコーダのダイアグラムである。図８は、本発明の好ましい実施形態による光ファイバ・ベースの並進運動測定装置の概略ダイアグラムである。図９は、本発明の好ましい実施形態に使用するのに適した電子回路の単純化し一般化したブロック図である。図１０は、本発明の好ましい代替実施形態による並進運動測定装置の単純化したダイアグラムである。図１１Ａおよび図１１Ｂは、本発明のさらに別の好ましい実施形態を示す図である。図１２Ａおよび図１２Ｂは、本発明の好ましい実施形態による、機械的切換システムを使用して並進運動測定装置の運動方向を決定する、本発明の第１の好適な実施形態の原理を示す図である。図１３Ａから図１３Ｄは、機械的切換システムを使用して並進運動測定装置の運動方向を決定する、本発明の、さらに２つの好適な実施形態の原理を示す図である。図１４から図１６は、格子を使用しない、本発明の好適な実施形態による３つの並進運動測定装置の原理を示す図である。図１７および図１８は、ドップラ偏移に基づいて表面の運動を測定する、本発明の好適な実施形態による、さらに２つの運動検出器の原理を示す図である。図１９Ａおよび図１９Ｂは、図３Ｃ、図１７および図１８のような方向検出と組み合わせて、図１５および図１６の装置と同じ原理に従って作動する一体化した構造を概略的に示す図である。図１９Ｃおよび図１９Ｄは、本発明の幾つかの好適な実施形態に使用される検出器モジュールの詳細を概略的に示す図である。図２０Ａおよび図２０Ｂは、本発明の好適な実施形態により、比較的小さいシャフトの回転を測定する装置の一般的構造を示す２つの図である。図２１は、本発明の好適な実施形態による、表面に平行な運動の測定に対する、表面に垂直な運動の影響を低下させるのに有用な検出器の構成を概略的に示す図である。図２２Ａから図２２Ｄは、表面の面に沿った２次元の運動を決定するため、本発明の好適な実施形態による検出器の種々の構成を概略的に示す図である。図２３は、種々の濾過技術について、表面速度の関数としてカーソルの速度の曲線を示す図である。図２４は、本発明の好適な実施形態に有用な回折格子を示す図である。図２５は、本発明の好適な実施形態により生成された第２回折格子を示す図である。図２６Ａから図２６Ｃは、本発明の好適な実施形態による、検出器が表面の鏡面反射から遠く離れて配置された、光源、検出器および格子の配置を示す図である。図２７は、本発明の幾つかの態様に有用な適応帯域通過回路の好適な実施形態の概略回路図である。本発明の好適な実施形態の詳細な説明図１は、本発明の好適な実施形態による、表面１２の並進運動を測定する装置１０を示す。装置１０は、レーザ等の少なくとも部分的にコヒーレントで、好ましくはコリメートされた光学放射１４の光源を備える。レーザは、例えば低出カ赤外線レーザ等のダイオード・レーザであることが好ましい。他の波長を使用することができるが、赤外線レーザが好ましい。というのは、高出力で目に安全に作動するからである。源はコリメートすることが好ましい。場の深さを考慮して、コリメートしたビームを使用することが望ましいが、コリメートが特に良好である必要はない。しかし、下記のような補正を用いる場合は、コリメートしていない光源を使用してもよい。装置１０は、１次元または２次元反射性格子１６も含み、これは表面１２と近接配置されている。格子１６の表面１２からの間隔に関する制限を以下で述べる。通常、格子１６と表面１２との間隔は、数ミリメートル以下である。格子１６で反射（または回折）する光および表面１２で反射する光は、両方とも光検出器２２で検出する前に、空間フィルタ（レンズ１８およびピンホール２０で構成される）に入射することが好ましい。その結果生じる干渉が、表面の運動に依存するビート信号を生成する。図１に示すように、放射は表面からほぼ全方向に反射する。この放射は、幾つかの図面では表示を明確にするために省略されている。図１では、光はある角度から表面に入射するように見える。しかし、光が格子１６に垂直に入射することも可能である。さらに、図１は入射光の角度を検出角度と等しくし、したがって格子で反射した光（またはゼロ次回折光）を局部発振に使用するが、格子からの１次以上の回折を効果的に使用することもできる。ゼロ次は、波長に左右されない（波長の安定性が重要でない）という利点を有する。入射光は、パルス状でも連続光でもよい。図１では、−１および＋１次回折光を、それぞれ参照番号１９および２１で示す。表面で散乱した光を参照番号１７で示す。図１に示す本発明の好適な実施形態では、スペックルのないコヒーレントな検出（ホモダインまたはヘテロダインで、図１にはホモダインを示す）を使用して、接線運動を決定する。このように検出すると、測定に使用する信号に固有の振幅が生じ、ダイナミック・レンジが大きくなる。コヒーレント検出の基準局部発振の場は、移動する表面の近傍に配置された格子１６からの反射によって提供される。格子と移動する表面からの反射光が検出器上で干渉し、並進運動に依存した振動信号を生成する。格子からの表面付近の反射を局部発振の源として組み込むと、以下の少なくとも幾つかを含む複数の利点が得られる。１．格子は、コヒーレントなホモダイン／ヘテロダイン検出の光学構成で、ビームスフリッタと鏡との役割を組み合わせた単一の素子であり、したがって光学システムが単純で頑丈になり、位置合わせの要件が少なくなる。２．格子は、表面を格子の近距離場に配置すると、表面から反射した照明の強度および／または位相を空間的に周期的に変調させる。これによって、鏡面（ゼロ次）反射を基準波として使用し、並進運動を検出することができる。３．格子からの高次回折（±１次、±２次等）が、表面反射のドップラ偏移を使用して表面の並進運動を検出するための局部発振場として働く。非鏡面反射のオーダーで基準波と表面波との間の並進運動に依存する位相ずれは、並進運動を表す振動を生成する。回折次数が高くなると、解像度が向上する。４．並進運動の検出は、格子位置を周期的にずらすことによって周波数にバイアスをかけることができ（例えば鋸歯状変調）、並進運動の大きさばかりでなく方向も判定することができる。５．２次元格子は、２次元の横方向の運動を測定するため、基準（局部発振）波を提供し、１つの素子内で２つの直交する並進方向について表面の照明とそこからの反射光とを変調する。６．異なる格子次数での測定は、表面の並進運動または速度ベクトルの様々な成分を提供する。例えば、鏡面反射の場合、格子の垂直な軸に沿った並進運動を、他の方向の並進運動とは無関係に測定することができる。これによって３次元の並進運動の測定が可能となる。７．非対称格子の透過関数（振幅および／または位相）によって、適切な信号の操作／解析を用いて、あらゆる反射次数で方向を検出することができる。８．局部発振の位相ずれを、近距離場での格子による振幅変調と組み合わせて使用して、周波数にバイアスをかけると、１つの検出器を使用して２次元の（横方向および軸方向の並進運動面で）同時に測定することができる。空間フィルタリングに関する制約に加えて、格子と表面との間に許容される距離は、概して格子の周期Λ、光の波長λ、スペクトルのコヒーレンス幅Δλ、照明される面積、および入射ビームと反射ビームとの角度に依存する。格子で反射または回折した光を局部発振として使用する、本発明のこれらの好ましい実施形態の場合、表面１２と格子１６との間隔は、約λ²／Δλで与えられる光のコヒーレンス長より小さいことが最も好ましく、ここでΔλは検出器に到達する放射のスペクトル幅である（光源のスペクトル幅である必要はない）。さらに、源のコヒーレンス長は、回折ビーム幅にわたってコヒーレンスを維持するため、ｎλＬ／Λより大きいことが好ましく、ここでＬは照明ビームの幅である。光路に沿ってスペクトルに適切なフィルタをかけることにより、検出器に到達するスペクトル成分を制限することができ、必要に応じてそのコヒーレンス長を増加させることができる。変調した透過パターンが検出方法で重要な役割を果たす本発明の好ましい実施形態の場合、格子と表面１２との間隔も、格子から近距離場の距離、つまりおよそΛ²／４λ以内であるとよい。以下の実施形態では、間隔は近距離場であると仮定する。この要件は、これが本質的でない場合は緩和される。表面の相対運動は、様々な方法で測定することができる。入射の場と格子の場の透過関数をそれぞれ考えてみる。格子は、周期Λの純粋な振幅格子と仮定し、したがってその透過は実係数を伴う非負空間周波数の和である。同様の形式が２進位相格子、または幾つかの一般位相格子にも当てはまり、これも本発明を実施するに当たって使用することができる。振幅と位相との両方の格子の一般的ケースでは、位相遅延の項を加える。記述を単純化するため、以下の記述は純粋な振幅格子に基づいている。しかし、他の格子を使用することもでき、本発明の幾つかの実施形態ではそれが好ましいことを理解されたい。以下の数学的処置の様々な部分では、重要でない一定の因数も省略される。格子順域には光源による平面波の照明（つまりコリメートしたビーム）が仮定されるが、厳密にそうである必要はなく、例えばシステムの別の部分（例えば空間フィルタ）で非コリメートについては補償される。単純化のため、入射光は格子に垂直であるものとする（そして図１に図示の通りではない）。斜め入射光（格子線の方向および／またはそれに垂直な方向）はほぼ同じ結果を生じ、反射角度がずれる。したがって、格子の場は、鏡面反射成分（ゼロ次成分）を中心に対称形に配置され、（ｎ次の）角度条件に従う一連の反射回折次数を含む。図１に示すように、検出器の前にある空間フィルタは、合焦レンズ１８、およびレンズの焦点にある狭いピンホール２０を備えることが好ましい。このような空間フィルタは、検出器に到達する１つの空間周波数成分のみを選択するよう調節することが好ましい。ピンホールは、同様の芯径を有して光を離れた検出器に導く単一モード光ファイバで置換することができる。空間フィルタは、回折次数の１つが検出器に到達し、反射放射のホモダイン検出、または下記のようなヘテロダイン検出のための局部発振として働くよう位置合わせされる。局部発振の場は下式によって与えられる。ｎ番目の回折次数と同じ方向に移動する表面からの反射の場は、表面とは無関係の反射の照明表面積の積分で表される。格子の線（ｙ）に平行な方向、および表面に垂直な方向（表面への光の透過に対応する）で積分すると、下式に等しい反射の場が得られる。ここでｒ（ｘ）およびφ（ｘ）はそれぞれ、位置に依存する振幅および位相の、表面の反射度である。反射度は、測定の時間に依存しないものとし、ｒもφも位置ｘの確率変数である。表面の初期位置からの並進運動はｐ（ｔ）で与えられ、ｐ（Ｏ）＝０である。周期的な位相の項２πｎｘ／Λは、角度ｓｉｎ（α）＝ｎ λ／Λでの反射から得られる。積分区間はｘ₁からｘ₂で、両方とも照明面積によって決定される。基準座標系に対する静止表面および移動する格子の対称性に対応して、積分変数をｘからｘ−ｐ（ｔ）へと変更する。積分区間はここではｘ₁−ｐ（ｔ）からｘ₂−ｐ（ｔ）へと拡張されており、したがって時間に依存する。Ａ（ｘ）をフーリエ級数で置換し、φ_n、（ｘ）＝φ（ｘ）＋２πｎｘ／Λと書くと、下式が与えられる。表面上の散乱体の（光学）位相は、並進運動ｐ（ｔ）に一次従属し、φ＝φ_n （ｘ）＋２πｎｐ（ｔ）／Λである。鏡面反射（ｎ＝０）については、位相は一定である、反射の場も局部発振の場も検出器に到達する。検出器は強度を測定し、これは場の２乗に比例するので、強度は下式で与えられる。局部発振の場が反射の場よりはるかに大きい、つまりＥ_LO≫Ｅ_rで、検出器の積分時間が光学的周期時間よりはるかに長いが、Λ／ｎＶ_maxよりはるかに短いものとする（ここでＶ_maxは最大測定速度である）。光学的振動数を積分すると、ＤＣ成分のみ与えられ、他の変数は瞬時に検出される。これらの仮定から、最初の強度の項を定数Ｉ_LO＝０．５Ｅ_LO ²で置換し、３番目の強度の項を無視する、つまりＩ_r＝０．５Ｅ_r ²＝０である。本発明の好適な実施形態では、局部発振の場と反射の場との強度の比率は本質的に大きい。というのは、格子からの反射が、特定の狭い次数にのみ向けられ、拡散表面からの反射は広い角度に散乱するからである。以下の検討は、第３の項をゼロとするが、第３の項のみがある、つまり表面から反射した光が格子で反射または回折した基準光と組み合わされない場合でも、空間透過変調を使用する並進運動の測定は可能である。これは（所望に応じて）、格子の次数間の角度を選択することによって達成することができる。これは、位置合わせの制約を大幅に緩和させるという利点（光が空間フィルタの焦点面にあることのみを必要とする）を有するが、一般に精度が下がり、信号対雑音比が低くなる。局部発振の場は、信号検出の第１段階で非常に強力な増幅器として働く。この点で、局部発振の場を可能な限りノイズのない状態に維持することが非常に好ましい。というのは、そこでのノイズが検出された信号に直接伝達されるからである。測定された交差項は下式に等しい。発振の場の項ｃｏｓ（ω₀ｔ）をＥ、（ｔ）の積分に挿入し、（７）の最も右のコサインにコサイン和の関係式ｃｏｓαｃｏｓβ＝０．５（ｃｏｓ（α＋β）＋ｃｏｓ（α−β））を使用すると、１つの強度成分が光学的振動数の２倍（２ ω₀）となり、別の強度成分はゆっくり変動する位相となる。高速で振動する成分は、検出器の時間応答により、平均するとゼロになる。残りの信号は下式の通りとなる。合計を積分で置き換えると、各項の合計への寄与は下式の通りとなる。ｃ₀，ｃ₁≫｛Ｃ_m，ｍ＞１｝とする。したがって、最後の要件によって格子の高調波の合計で最後の２項、つまりｍ＝０およびｍ＝１の項のみに注目することができる。これらの２つの項について、下式のように書くことができる。次に、格子から反射および回折した波の特定の回折次数に注目すると、ｎ＝０（鏡面反射）およびｎ＝±１方向である。鏡面反射の項では、ｍ＝０の寄与は下式の通りである。輝度が一定の拡散性表面では、この項はほぼ一定となり、表面からの平均反射が変化すると、それにつれてゆっくり変化する。ｍ＝１の項は下式の通りである。ここで強度Ｉ（ｔ）および位相θ（ｔ）は、空間周波数１／Λでの拡散性表面の振幅および位相反射に対応する確率変数の積分の結果である。空間波長Λより大きい単一反射器での拡散性表面では、粒子境界が寄与し、粒子サイズが小さい拡散性表面では、１／ｄまでの全空間周波数について強い寄与があり、ここでｄは平均粒子サイズである。これらの「ランダムウォーク」変数の変化率は、任意の反射中心｛ｘ_i｝の組が新しい組に置換されるのにかかる平均時間に依存し、これは上記の積分領域τ ∝（ｘ₁−ｘ₂）／ｖ＝Ｌ／ｖの変化に関係し、ここでＶは瞬間速度、Ｌは格子の照明サイズである。Ｌ≫Λのように多数の格子周期が照明されている場合、結果は、統計上の振幅および位相がゆっくり変動する高速振動である。並進運動測定の誤差はΛ／Ｌに比例し、速度には依存しない。要するに、鏡面反射の並進運動測定の場合は、以下の通りである。１．検出器出力部での信号測定値はｖ／Λの周波数で振動する。検出およびこの信号のゼロクロス点のカウントにより、並進運動が直接測定され、測定中に並進運動の方向が変化しないとすると、各ゼロクロスはΔｐ＝Λ／２の並進運動に対応する。２．測定された信号の振幅および位相は、ゆっくり変動する統計上の集合の和である。測定の相対的精度はΛ／Ｌに比例し、Ｌは照明される格子のサイズである。３．表面と格子との間隔は、近距離場の距離（≒Λ²／４λ）および検出器に到達する光のコヒーレンス長（≒λ²／Δλ）の両方より小さいことが好ましい。鏡面反射と異なり、１次反射にはドップラ位相ずれもある。再びｍ＝０、１の寄与を見てみると、空間周波数成分で下式が与えられる。（１５）の場合のように（１６）のコサインの項を分解すると、下式のようになる。同様に、ｍ＝１項の場合、式（１７）は下式のようになる。等式（１９）は、平均的な検出器の信号を大きくしゆっくり変動する項（「ＤＣ」成分）を無視している。等式（１６）〜（１９）を分析すると、ｃ₀≫ｃ₁の場合、信号のゼロクロスがΔｐ＝Λ／２に相当し、ｃ₀≪ｃ₁の場合はゼロクロスがΔｐ＝Λ／４に相当する。この結果は他の反射次数ｎ＞１に拡張することができるｃ₀≫ｃ₁の場合、信号測定値はｎｐ（ｔ）／Λに従って振動する。｜ｎ｜＞１の場合、ｃ₁の項は、高い方の周波数信号の振幅変調の場合と同様に、ｃ₀の振動の周囲の２つの側帯波で振動する量になる。ｍ＝０の項は近距離場の条件を必要とせず、したがって移動する表面への距離を近距離場の限界≒Λ²／４λより大きくなるように（しかしコヒーレンス長≒λ²／Δλより小さいことが好ましい）固定すると、ｍ＝0の寄与が優勢になることに留意されたい。あるいは、近距離場でも、ｃ₀≫ｃ₁のような格子の透過関数を使用することが好ましい。好ましいドップラ操作モードでは、入射照明を検出器へと回折させることによって局部発振を生成するため、格子を使用する。しかし、透過でも回折次数が存在することがある（例えば、純粋な振幅格子を使用する場合）。このような次数があると、格子の近距離場の外側でも表面が複数のビームで照明され、表面から検出器へと反射する照明の回折が複数のビームとなることがある。したがって、各検出器が複数のドップラ成分を検出し、それぞれが検出器を照明する局部発振の場と干渉する透過および反射した次数の組合せのドップラ偏移に相当し、「光学的クロストーク」を構成することになる。本発明の好ましい実施形態では、１本のビームで表面の照明を行い、上記の「光学的クロストーク」を解消する。同様に、表面から反射した照明を格子で回折しない方がよい。したがって、格子の非ゼロ透過次数は最小限に抑えるとよく、除去することが好ましい。反射の次数を使用して局部発振の場を生成するために、回折格子を使用することが好ましく、これは実質的に透過次数を１つしか持たないよう設計される（つまり１本のビームで表面を照明し、表面の照明が表面上で干渉パターンを構成しない）。また、表面から反射した照明は、所望に応じて、検出器に向かって格子を通過する時に、前方に回折しない。この原理を実現する例示的な回折格子８００を示す図２４を参照する。格子は、屈折率がｎ_gで別の屈折率ｎ_sの媒質中に配された２進位相格子と仮定する。格子は、深さｈの矩形の溝８０２を組み込むことが好ましい。入射法線照明８０４の場合、格子の内側８０６からの反射の相対位相差はＰ_r＝２ｎ_g・ｈ／λであり、透過ビーム８０８の場合、相対位相差はＰ_t＝（ｎ_g−ｎ_s）・ｈ／λである。Ｐ_tが自然数の場合は無視できる高次の透過が獲得され、したがって最小溝深さはｈ＝λ／（ｎ_g−ｎ_s）である。それと同時に、反射効率は反射の光学的位相差に依率がｎｇ≒１．５７の場合、溝の深さが約１．５マイクロメートルであると逆回折効率が最適になり、ゼロ次のみが透過するので理想的である。図２５は実質的にゼロ次の透過しかなく、少なくとも１次の逆回折を有する格子８１０を生成する別の方法を示す。本発明の好ましい実施形態によると、回折位相格子８１２は、反射係数が制御された部分的反射器として機能する金属（または誘電体）層８１４て被覆される。この被覆は、例えば被覆材料を格子の表面のスハッタリングまたは蒸着させて作成することができる。層８１４の他方側は、屈折率が格子材料と基本的に等しい光学媒質８１６で充填される。通常この材料は、格子を参照番号８１８で示す偏光子、波長板または保護ガラスに取り付ける光学的接着剤、または素子８１６と８１８を結合するエポキシ成形品でよい。この構造では、透過放射上に格子によって光路に差があると、光学的接着剤の対応する光路の差によって補償され、したがって複合体の配置の出口の位相面は変化しない。したがって、ゼロ次以外に実質的に透過次数はない。これに対して、逆回折は、異なる位置、例えば溝８０２の内縁８２０と溝の外縁８２２における層８１４からの反射の位相の差によって達成される。図２５に示す方法の利点は、層８１４の反射および透過を変更することにより、反射（および逆回折）および透過した格子照明力を都合良く制御できることである。この効果は、例えば信号対雑音比を最大にし、放射を目に安全なレベルに制限するのに使用することができる。図２５に示すような透過の格子回折を解消する方法は、複雑な位相パターンに適しており、２進位相格子のみではない。また、透過と反射とを別個に制御することが望ましい回折性レンズおよび他の回折性光学素子にも適用することができる。透過は、光学要素の他方の外表面８２４にある第２の回折または屈折特性によって変更することもできる。ｃ₀振動に関連する周波数は、軸方向（垂直）ばかりでなく横方向の並進運動成分（以下で述べる）にも依存する。逆に、（ｃ₁成分による）振幅変調は、横方向の成分にのみ依存する。ｃ₀振動の周波数が十分に高い場合、この周波数は、振幅変調周波数の検出と同時に、上記の周波数関連の技術で測定し、横方向の並進運動成分を測定することができる。この方法で、１つの検出器を使用して２次元の並進運動測定（表面の面に垂直な運動、つまり軸方向の並進運動を含む）を達成することができる。基準信号の周波数にバイアスをかけることにより、搬送波周波数と振幅変調周波数との比率を大きくし、測定精度を改善するばかりでなく、並進運動の方向を検出することもできる。また、格子からの鏡面反射を局部発振を使用すると、横方向の並進運動成分（振幅変調で示す）と軸方向の並進運動成分（搬送波周波数の位相または周波数ずれで示す）とを明確に区別することができる。さらに、横方向の並進運動方向を検出するため、位相ずれを格子の非対称透過パターン（例えば鋸歯状パターン）と組み合わせることができる。あるいは、２次元の方向検出のために格子を移動させてもよく、以下でさらに詳細に説明するように、静止位相変化を使用することもできる。本質的に、本発明の非鏡面回折の実施形態では、検出器による検出のために２つの準平面波を選択する。この波の一方は、格子からのｎ次回折の結果である。第２の平面波は、表面からの反射から１つの平面波を（空間フィルタで）選択することによって生成される。要するに、非鏡面回折を使用して並進運動を測定する場合は以下の通りである（理解しやすいよう、速度は一定とする）。１．検出器出力で測定する信号は、ｎｖ／Λの周波数で振動し、ここでｎは次数である。この信号のゼロクロス点を検出してカウントすると、並進運動が直接測定され、測定中に並進運動の方向が切り替わらなければ、各ゼロクロスはΛ／２ｎの並進運動に対応する。２．測定された信号の振幅および位相は、ゆっくり変動する統計上の集合の和である。測定の相対的精度はΛ／ｎＬに比例し、ここでＬは照明される格子のサイズであり、これはｎλＬ／Λより大きいことが好ましい。３．表面と格子との間の距離は、検出器に到達する光のコヒーレンス長さλ²／ Δλより小さいことが好ましい。時間で変動する絶対並進運動｜ｐ（ｔ）｜を非常に正確に測定することができるが、その方向は以下で述べる方法の１つの用いて判定することが好ましい。本発明の１つの好ましい実施形態では、基準（局部発振）の場と反射した場との間に追加的位相ずれを適用して判定することができる。この追加的位相ずれは、例えば格子を表面に近づけるか、表面から遠ざけることによって発生させることができる。この動作は、表面に入射する場の位相を変更せず、したがって表面から反射した場は上記で与えられた場と等しい。しかし、局部発振の場は、並進運動により、格子の変位ｄ（ｔ）に依存するこの追加の位相ずれを獲得する。格子と表面との間の距離をほぼ一定に維持し、反射した場と局部発振の場との間に固定した周波数ずれを導入することは、ｄ（ｔ）を鋸歯状周期関数にすることによって達成できる。ここでτを鋸歯のサイクル時間とし、鋸歯の振幅を固定すると、ｎ次回折での反射で２πの位相ずれ（または２πの倍数）が与えられる。この運動による周波数ずれはτ^-1であり、τ^-1＞ｎｖ／Λが維持されれば、検出器の信号の振動周波数による曖昧さ、つまりτ^-1＋ｎｖ／Λがなく、運動方向が判定される。あるいは、検出した信号のゼロクロスをカウントし、これを発振器周波数τ^-1の同時カウントの結果から引くことにより、並進運動（プラスおよびマイナスの両方）が直接判定される。鋸歯状振幅が理想的でない（つまりこれが波長の整数倍数に相当しない）場合でも、方向を決定することはできるが、式はより複雑になる。本明細書では、「鋸歯」という用語はこのような理想的でないものを含む。局部発振の場と表面から反射した場との間に周期的位相ずれを導入する代替方法は、格子と表面との間の光路長を調整することである。これは、透明な圧電素子を格子と表面との間に装着して達成することが好ましい。プラスとマイナスの相対並進運動の対称性を破り、したがって並進運動の方向を検出できるようにする代替方法は、格子の透過（振幅および／または位相）関数に非対称の関数を使用することである。単純化のため、式を振幅格子について展開する。単純化のため、格子は並進運動の軸に沿った線の間隔より大きく、格子を通してｋポイントの散乱体を照明するものとする。照明される区域に出入りする散乱体は無視される（これは包括的な処置ではノイズ要因として現れる）。局部発振（ここではずれていない）と干渉し、光学的振動数にフィルタをかけた後、結果として生じた信号は下式のように書くことができる。ここでｒ_i、ｘ_iおよびφ_iはそれぞれ散乱体ｉの反射率、（ｔ＝０の時点の）位置および（局部発振に対する）相対位相である。拡散体の場合、これらは全て確率変数である。このような検出器信号の表現を、以下の方向検出のメカニズムに使用する。鏡面反射の場合は、下式の通りである。並進運動の方向の判定に用いる積分時間の間、ｐ（ｔ）＝ｖｔつまり表面速度の変化は比較的小さいものとする。したがって、受信した信号の第１および第2 導関数は下式の通りである。の大きさ、およびより重要な符号（つまり並進運動の方向）は、検出器信号の第１および第２時導関数の比率から導くことができる。方向決定の積分時間中、速度が一定であると仮定できない場合は、測定した並進運動（ゼロクロスから、または高精度で平行に動申した別の検出器から分かる）に対して導関数を実行してもよい。（速度の大きさは不要で）方向のみが必要な場合は、第１および第２導関数が同じ符号（１方向）または異なる符号（反対方向）を有するかどうかを検査するだけで十分である。導関数の符号を検出した後、単純ＸＯＲ（排他的ＯＲ）の操作で、ηの符号がｖの符号と反対であれば「１」となり、同じであれば「０」となる。一定の導関数比率を満足するＡ（ｘ）の一例は、下式のような指数の組合せである。ここでパターンはサイクルΛで反復的である。このパターンでは、第１および第２（および実際には全部の）導関数が、必要に応じてη＝−γ／Λ、という一定の比率を有することが明白である。しかし、Λ／２の倍数にある特異点が、測定に「ノイズ」を導入する。これらの特異点は、散乱体の数が多くなるにつれて誤差の確率を高める。というのは、散乱体が通過する時に受信した信号に１個ずつ現れるからである。方向検出の積分時間が増大するにつれ、相対的なノイズの寄与は低下する。パターンは、表面上の照明の強度であるとする。したがって、近距離場の要件は、ｎ＝０の鏡面反射のみで並進運動の大きさを測定する場合の同様の要件より厳しい。γ＝５の場合、推定される透過パターンを図２に示す。これは、図２に示すような振幅透過関数を有する格子に、部分的に反射／透過する特性を有することによって獲得することができる。透過パターンから緩和された要件は、導関数が一定の符号の関係を有する（つまり、完全に比例するのではなく、比率の符号がパターンに沿って一定である）ということである。ここでも１つの散乱体で方向の検出が保証されるが、（特異体の影響がなくても）散乱体の数が多くなるので、エラーの確率は以前のケースより高い。高次回折（｜ｎ｜≫１）でも同様の分析が可能である。この場合も、単純化のために表面は一定の速度ｖで移動するものとする。式（２１）は、周波数ｎｖ／ Λを有する搬送波の振幅変調信号の和と見なすことができる。次に、Ａ（ｘ）が非対称（つまり鋸歯状波形）であるとする。｜ｎ｜≫１の場合、「プラス」方向の並進運動においては、検出器の信号包絡線は透過関数と一致し、逆方向の場合には逆の形になる。したがって、散乱体の数が少ない（限界は格子の次数ｎによって決まる）場合、並進運動の方向は検出された信号の包絡線の第１導関数の符号で表される。また、包絡線導関数の大きさは、並進運動の速度の大きさに比例する。非対称の透過パターンによって、スペックル速度測定法で方向を検出することができる。任意のスペックル・パターンから生じ、検出器に隣接する強度透過パターンＡ（ｘ）の格子でフィルタをかけた検出器の信号は、下式で表すことができるここでｒ_iおよびx_iは、それぞれｉ番目の「スペックル」の強度および位置であり、ｐ（ｔ）は表面の並進運動である。並進運動が一定速度ｐ（ｔ）＝ｖｔとすると、検出器信号の時間導関数は下式の通りになる。強度ｒ_iはプラスの値である。したがって、ｄＡ／ｄｘが一定の場合、検出器信号の導関数は並進運動の方向を示す。このようなパターンは、鋸歯状の透過パターンを使用して達成される。パターンの不連続性が測定にノイズを加えるので、エラーの確率を制限するために、適切な積分間隔を使用する必要がある。運動速度は検出器信号の振動周波数から決定される。ＯＴＭ装置の相補的構成要素として、機械的または他の手段（例えば加速度計）を使用して運動方向を決定することも可能である。上述したように、光源の振幅の変動は、局部発振の場を介して受信する信号に直接伝達される。このようなノイズを最小限に抑えるため、本発明の好ましい実施形態によると、光源の振幅に比例する信号を検出し、その結果生じた信号（「補正」検出器および信号と呼ぶ）を検出器の信号から引く。この検出は、例えば以下のいずれかによって実行することができる。・光源ビームをビームスプリッタ（正確に位置合わせする必要はない）で分割し、分岐したビームを補正検出器に向ける。・格子から回折したビームのいずれかを、空間フィルタにかけずに補正検出器に向ける（しかし、大幅に減衰している可能性がある）。これは、空間フィルタの測定に使用しない格子次数の１つであると都合がよい。例えば１次を空間フィルタ、０次を光源ノイズの補正に使用する。・図１９Ｄに関して詳細に説明するように、表面からの反射が偏光子で遮断されるよう、１つまたは複数の格子次数を１つまたは複数の補正検出器に向ける。補正検出器の出力は、その結果生じた差の信号が、表面が装置に対して移動していない場合（または「窓」が不透明なカバーで閉じられている場合）に可能な限りゼロに近くなり、局部発振の出力変動を補正するよう、増幅（または減衰）される。式（８）で述べたような検出された強度（およびその結果得られた検出信号）は、局部発振成分Ｅ_LO ²（＝Ｅ₀ ²）、交差項Ｅ₀Ｅ_rおよび２次表面反射項Ｅ_r ²を含む。Ｅ_r成分のＥ₀乗数の変動を補正するため、補正検出器からの信号は信号増幅の段階の１つ（Ｅ₀ ²成分を引いた第１の補正の後）で利得制御増幅器の制御電圧でよい。利得は、補正信号の平方根の逆数にほぼ比例するはずである。信号の品質を最高にするためＥ_r ²成分も補正することが好ましい。これは、「有効ピンホール」（以下で説明）を使用して反射した表面照明に空間フィルタをかける実施形態に特に有用である。この実施形態では、Ｅ_r ²成分が積分される検出器の露光領域は、「有効ピンホール」区域よりはるかに大きくてよい。Ｅ_r ²成分は、局部発振の場を検出しない検出器を使用して補正することができる。補正検出器は、基本的にどの格子次数も入らないよう配置するのが良い。あるいは、局部発振の場があると、それを効果的に遮断するよう、偏光のみを検出してもよい。これは、例えば検出器の前に偏光子を配置することによって実現することができる。Ｅ_r ²成分の変化は、概して表面のコントラストの変化によって生じ、これは例えば異なる色の反射係数の差によるものである。しかし、反射率の高い表面（例えばラミネート紙）の反射は、図２６Ａで示すように、鏡面反射の角度に近い反射角度の小さい変化にも感度を有する。単純化するため、図２６Ａ〜図２６Ｃは、光源８３２から格子８３０への垂直照明を示し、表面８３６以外には１つの検出器８３４のみを示す。Ｅ_r ²成分の変化を小さくするため、図２６Ｂのように検出器が表面の鏡面反射から遠くに配置されるよう、光源と検出器を配置することが好ましい。あるいは、表面から検出器への鏡面反射は、図２６Ｃのように、構成要素全体を表面の面に対して検出器方向とは反対に数度傾斜させることによって回避することができる。しかし傾斜角度がドップラ周波数に与える影響を考慮しなければならない。（図２１に関して述べるような）Ｚ補正を用いて、傾斜角度の精度に対する測定の感度を大幅に下げることが好ましい。図３Ａは、ゼロ次検出を使用し、方向の検出を組み込まない、または方向の検出が非対称の格子透過パターンおよび適切な信号分析に基づく、本発明の好ましい実施形態による並進運動検出器の好ましい実施例を示す。図３Ａは、大量生産に適した一体型光学チップ並進運動装置３０を示す。これは、低価格で大量生産できる数個の構成要素しか使用していない。装置３０はレーザ・ダイオード３２を備え、これは単一横モード・レーザであることが好ましい。レーザ・ダイオード３２からのレーザ光は、レンズ３４でコリメートすることが好ましく、これはガラス、クォーツ等の光学チップ基板３６の表面にエッチングまたは蒸着し、好ましくは指定区域以外は両側を非反射層で被覆した回折性コリメートレンズであることが好ましい。格子３８は振幅および／または位相タイプ格子でよく、これは光学チップ基板３６に装着される。格子３８は、基板３６の下面にエッチングまたは蒸着することが好ましい。格子で反射した光および表面４２から反射した光は、２つの反射性表面４０および４１によって反射し、好ましくは反射回折集束レンズであって、光学チップ基板３６の表面にエッチングされたレンズ４４で焦点を合わせる。光はさらに、反射面４５で反射する。レンズ４４の焦点位置に形成された反射性／不透明層に形成されたピンホール４６は、表面４２からの平面波および格子３８からの反射光のみを、例えばＰＩＮ発光ダイオードまたは同様のデバイスである検出器５０へと通過させる。補正検出器５２は、レンズ４４の背後に配置し、格子３８から反射した光の部分を検出することが好ましい。制御装置５４は、レーザ・ダイオード３２を駆動するレーザ・ダイオード・ドライバ／変調器、検出増幅器およびゼロクロスカウント回路または周波数検出手段を備え、表面の並進運動または速度の判定に使用される。補正検出器５２は、レーザ出力の変動の残留効果がある場合はそれを減少させるため、局部発振の振幅に比例する補正信号を洪給する。ノイズ減少のため、撚り線対、遮蔽線または同軸ケーブルを使用し、制御装置５４との間で信号をやりとりすることが好ましい。装置には、格子３８の損傷を防止し、格子と表面との間の距離をかなり一定に維持するため、装置を表面４２に載せる脚部またはリング支持部５６または他のこのような手段を設けることが好ましい。図３Ｂは、局部発振の位相ずれで方向を検出し、格子からの１次回折を使用する、本発明の好ましい代替実施形態を示す。機能的に等しい要素には、図３Ａおよび図３Ｂの両方で同じ参照番号を付す。図３Ｂは、レーザ・ダイオード３２からの光がレンズ６２によってコリメートされ、格子３８に当たる装置６０を示す。格子３８は、圧電リング６４（光学基板３６に装着される）に装着することが好ましい。上述したように方向の検出を可能とするため、リング６４を励起して、局部発振（格子３８から回折した光）に可変位相を加える。図３Ｂに示す実施形態では、一方で並進運動および方向の検出、他方で補正検出に使用する信号の検出は両方とも、格子３８による１次回折に基づくが、符号が反対である。適宜、反射防止膜を使用して、望ましくない反射を減少させることが好ましい。一体型光学チップが好ましい実装であるのは、低コストで大量生産できるからである。図は、１つの方向のために１つの検出器しか図示していないが、第２の検出器が直交方向を測定することが好ましい。光学素子、つまりレンズ、格子、鏡およびピンホールは全て、光学基板上にエッチングされるか蒸着され、機能に応じて反射性または透過性である。システムの個別に構成される素子、つまりレーザ・ダイオード、検出器および圧電変換器は、チップの頂部に装着される。制御装置５４の電子部品も、チップの頂部に製造するか、配置するのが良い。図３Ａおよび図３Ｂの特徴を混合し、組み合わせられることを理解されたい。例えば、図３Ａで格子３８をリング６４等の変換器に装着すると、その結果、ダイナミック・レンジが広がり、場合によっては追加の軸方向の並進運動を検出する、鏡面反射（ゼロ次）モードで作動するデバイスになる。さらに、方向検出のために、図３Ｂの格子３８およびリング６４の代わりに非対称格子を使用することが可能である。本発明の以上およびその他の好ましい実施形態では、本発明の様々な態様を組み合わせることが当業者には想起される。図３Ｃは、本発明の好ましい実施形態による、さらに別の方向判定方法を示す。図３Ｃの装置７０は図３Ｂの装置６０と同様であるが、格子３８がチップ３６の下面に配置され、複屈折板６６が圧電リング６４の代わりに設けられている。光源３２は、板６６の複屈折軸に対して４５度の角度にある極性を有する直線偏光を生成する。表面から反射した放射は、板６６を２回通過し、２つの波で構成され、それぞれが格子３８で反射または回折した放射に対して４５度の偏光方向を有する。またこれらの波が互いに９０度の位相差であることが理想である。また、偏光ビームスプリッタ６８を、検出器５０の前に配置することが好ましい。その軸は、一方の偏光が検出器５０に伝達され、直交する偏光が検出器６７に向けて反射されるような軸である。また、ビームスプリッタ６８は格子３８で反射または回折した放射の半分を、検出器５０および６７のそれぞれに向ける。その結果生じた、検出器６７および５０で検出される信号は、９０度の位相差を有する。位相差の符号を使用して、運動の方向を判別することができる。あるいは、部分的に反射する鏡を使用して、放射を２つの部分に分離し、直交する偏光器を２つの検出器の前にそれぞれ配置して、偏光を分離する。格子の照明はコリメートすることが好ましい。しかし、コリメートしていない照明も使用することができ、その場合、格子からの回折は非点収差になる（つまり１つの焦点面を持たなくなる）。空間フィルタリングが最適になるよう、この効果を補正することが好ましい。１つまたは複数のレンズを、格子の非点収差を補正するよう設計すると都合がよい。代替的または追加的に、格子自体を、非点収差補正を含むよう設計することもできる。同様の非点収差の影響および補正が、非コリメート光で照明された他の回折素子にも予想される。本発明を、並進運動測定の一般的問題の解決に関して以上で様々な実施形態で述べているが、方法は多数の製品に適用することができる。本発明の光学並進運動測定法の１つの特定の用途は、新規な光学式カーソル制御装置（マウス）であり、これは並進運動の情報を、紙またはデスクトップなどのほぼあらゆる拡散性表面上の運動から得る。本発明の好ましい実施形態によると、このような装置の１つのデザインを図４に示す。光学マウス８０は「光学チップ」８２を備え、これは装置３０、装置６０、装置７０またはその変形などの装置であることが好ましい。チップ８２は筐体８４内に装着され、筐体８４の光学開口８６を通して紙４２に面している。チップ８２からの入出力リード線は、装置３０、６０または７０のコントローラに対応する電子回路９０を装着したプリント回路基板８８などに接続することが好ましい。また、ＰＣ基板８８には、従来通りのマウスと同様に１つまたは複数の押しボタン９４で起動する１つまたは複数のスイッチ９２も装着される。マウスはケーブル９６を介して、または無線接続でコンピュータに接続すると都合がよい。以上で述べた本発明の好ましい実施形態による測定法は、ダイナミック・レンジが広い並進運動速度を考慮し、通常のマウス操作に必要な範囲を全てカバーする。このような装置は、紙またはデスクトップなどの十分に拡散する反射性表面上におけるマウスの運動に応答して、カーソルを表示画面上のある位置から別の位置へと移動させる直交信号を提供する「パッドなし光学マウス」と特徴付けることができる。したがって、特別なコントラストマーキングや特殊なパターンは必要ない。マウス・システムは、通常、表面（通常は「マウス・パッド」）上の手の並進運動を測定するため、機械的変換器を使用する。マウス・システムに使用する、可動部品がなく、信頼でき、正確な並進運動測定テクノロジーに対する必要性は、今日、十分認められている。幾つかの光学装置が開発されたが、専用のパターン化したパッドが必要であったり、変換性能が低かったり、コストが高いなど、まだ様々な欠点がある。本発明の１つの実施形態による光学パッドなしマウスは、使用者の都合にしたがって２通りの方法で使用することができる。「通常の」マウスとして使用することができ、マウスを表面の上で移動させ、その表面に対する運動を測定する。また、所望に応じてひっくり返し、装置の開口に沿って指を動かして使用することもできる。静止しているマウス本体に対する指の動作を測定するのである。このような装置の１つ１００を図５Ａおよび図５Ｂに示す。図５Ａの装置は構造的には図４の装置の構造に似ている（そして比較を容易にするため、２つの図では同じ参照番号を使用する）が、ボタン９４が装置１００の筐体８４の側部にある。図５Ａに示す態様では、装置１００は静止しており、オペレータの指１０２の動作を追跡するのに使用される。装置１００をひっくり返し、図４のマウスとほぼ同じ方法でマウスとして使用できることが明白なはずである。図５Ｂは、装置の視図を示し、装置１００を普通のマウスとして、または図５Ａおよび図５Ｂに示すモードで使用するかを示すのに使用する光学スイッチ１０４を示す。あるいは、このようなスイッチは、装置に取り付けられているモードを自動的に切り替える重力スイッチでもよい。一般に、装置がどちらのモードで作動しているか知ることが望ましい。というのは、カーソルの移動方向が２つのモードでは反対であり、通常、所望の感度が２つのモードでは異なるからである。さら,に、本発明のように小さい開口を有する並進運動測定装置を使用し、開口に沿って指を動かすと、タッチ・パッドとほぼ同じように、指の並進運動を測定してカーソルを動かすことができる。この機能を「タッチ・ポイント」と呼ぶことができ、キーボード上の専用の微小な場所にも使用することができる。この装置は図５の装置と等しくなるが、光学チップがスイッチのようにキーボードに取り付けられる。また、スクローリング・ホイールの代替品として、マウスの頂部にＯＴＭ「タッチ・ポイント」を使用することができる。「クリック」は、例えば指をタッチ・ポイントの範囲に入れるか、出すかによって検出することができる。この装置は、例えばラップトップまたはパームトップ・コンピュータに使用されているポインディング・デバイスなど、マウス以外のポインティング・デバイスに代わって使用することができる。このような装置を使用して、ほぼ全ての１または２次元の動作を制御することができる。現在、ラップトップ・コンピュータのポインティング・デバイスは、トラック・ボール、タッチ・パッド、トラックポイント（ニップル）または付属のマウスを使用する。これらの装置には様々な欠点がある。特に、トラック・ボールは通常のマウスと同様に埃が付き、タッチ・パッドは湿気に敏感で、多くのユーザにとっては使いにくいと認められ、トラックポイントはアイドル状態でいるべき時にドリフトし、付属マウスは繊細で、作業にはデスクトップが必要である。タッチ・ポイント・デバイスはサイズが小さく、作業用の口は１ｍｍ²未満にすることができ、高い解像度とダイナミック・レンジを提供する。これによって、ラップトッブ・コンピュータに組み込むポインティング・デバイスとして理想的な解決法となる。デバイスは指を開口の面で動かすことによって、タッチ・パッドを使用するのと多少似た方法で操作される。違いは、開口がタッチ・パッドと比較すると非常に小さいサイズであるということであり、湿気のような問題がなく、信頼性が高いと予想されることである。実際、幾つかのタッチ・ポイント・デバイスを、キー上、キーの間、または画面の隣など、１つのラップトップまたはパームトップに簡車に組み込むことができる。また、タッチ・ポイント・デバイスの下に感圧デバイスを含め、タッチ・ポイントの感度をタッチ・ポイント上の指の圧力に反応するようにすることができる。本発明の好ましい実施形態では、２つのタッチ・ポイントが提供され、それは第１のタッチ・ポイントおよびこれに反応してポインタを移動させる回路と、第２のタッチ・ポイントおよびこれに反応してスクロールさせる回路である。本発明のさらなる好ましい実施形態では、本発明を改良型の並進運動および／または速度測定システムとして、テキストの行（または他のパターン）を走査して、これを後にＰＣにダウンロードするため格納したり、ＯＣＲソフトウェアを使用してＡＳＣＩＩコードに変換したりすることができる走査ペンに使用することができる。このようなデバイスの一例を図６に示す。走査ぺン１２０は、典型的な行の高さを走査するのに十分な広さの１次元または２次元アレイの光検出器（ＣＣＤアレイなど）１２２およびレンズ１２３、および従来通りのライト・ペンの場合のような光源１２４を伴う「読み取り」ヘッドを備える。ペンのヘッドは、走査される紙上でのペン・ヘッドの並進運動を１または２軸測定し、場合によっては回転情報を抽出する別の測定をするため、本発明による光学並進運動測定システム８２も含む。これで、ペンは走査した行をビットマップ・ファイルとして格納する（手書きまたは図面に適する）か、内部ＯＣＲアルゴリズムを使用して即座にこれをバイナリ・テキストに変換することができる。格納された情報は、後にコンピュータ、パームトップまたは電話などにダウンロードしてよい。このため、およびペン１２０の様々なデバイスに動力を提供して制御するため、コントローラまたはマイクロプロセッサ１２８およびバッテリ１２９を設ける。本発明の光学並進運動法は、サイズが小さく、便利に使用でき、正確な装置を可能とする。高精度は、現在の機械的なマウスと比較した本発明の方法の本質的な高精度、および２または３次元での測定の容易さの結果である。今日市販されている同様の装置はパターン化したホイールを使用し、これは走査中に走査される表面に押しつけられ、ホイールの回転角度を検出して並進運動を測定するために回転させられる。この技術は、行に沿った位置のみで、垂直軸に沿っては検出せず、比較的低い精度のために、使用できる用途の範囲が制限される。本発明の光学並進運動法および装置のさらなる好ましい用途は、署名を走査し、これを認証システムに中継する携帯用または固定の装置である。原理は走査ペンと同様で、署名リーダーは、（ＣＣＤアレイなどの）１次元または２次元アレイの光険出器を伴う「読み取り」ヘッドを含む。これは、より広い、または高さの高い署名を読み取ることができるよう、走査ペンより広い開口を有し、走査される署名上で装置を動かす手または器具の２軸並進運動を検出するため、光学並進運動測定装置を含む。署名リーダーは、テキスト・ファイルを作成しないので、ＯＣＲを含まない。これは（直接の配線またはワイヤレス・リンク、またはオフライン・システムを通して）「認証センター」に接続され、ここで走査した署名を照合するために「基準署名」と比較する。この装置は、正確ながら安価で小さく、簡単に使えるものにすることができる。上述した装置および方法のさらに別の用途は、エンコーダの分野にある。本発明は、ほぼマークのないエンコーダによって、エンコーダのホイール上または表面上に非常に正確なマーキングを必要とする直線エンコーダおよび角エンコーダに取って代わることができる。本発明のこの態様による角エンコーダ１３０を図７に示す。エンコーダ１３０は、シャフト１３１に装着された拡散反射性表面１３２を有するディスクを備える。これは、好ましくは基本的に上述のような光学チップ８２およびコントローラ９０も含む。表面１３２には、エンコーダ用および回転中の角度の読み取りに発生するようなエラー補正用に基準マークとして作用する１つまたは２つの放射状のマークを付けることが好ましい。このマークは、光学チップ８２によって、または別個の検出器を使用して読み取ることができる。チップ８２で照明された表面の動作は、照明部分における接線運動に応じた全散乱体の共通の並進運動と、表面１３２の角速度に応じた回転運動との組合せとして記述することができる。照明領域は、曲率に起因する成分を無視できるよう、回転の中心からの距離と比較して小さいことが好ましい。あるいは、非ドップラ動作モードでは、格子線間の角間隔が等しい格子を使用し、同等の表面の並進運動を測定するのではなく、角変位を直接測定できるようにすることが好ましい。本発明のさらなる実施形態は、仮想ペン、つまり特徴のないページ上の動作を位置読み取りに変換するペンである。これらの位置読み取りは、コンピュータによって仮想ライティング（書き込み）に変換でき、これを表示するか、文字または言葉に変換することができる。次に、コンピュータはこの仮想ライティングをＡＳＣＩＩコードとして格納することができる。コンピュータへの転送は、（コンピュータへの有線接続、または好ましくは無線接続を使用した）オンライン、またはコードまたは位置を「ペン」に格納し、書き込みが終了した後に転送するオフラインでもよい。本発明のこの実施形態は、コンパクトで紙や音声を使わないメモ装置を提供する。典型的なファックス／プリンタでは、紙が正確なモータで書き込みヘッドに対して一定速度で移動する。ヘッドは、前進する紙の速度と相関する方法で、印刷したデータを１行ずつ放出する。この方法は、正確なモータおよび機械的機構を必要とするため費用がかかり、しかも紙が時々装置中で滑るので不正確でもあり、したがって紙の並進運動は印刷装置とよく相関がとれず、その結果、行が失われたり、曲がったりする。光学並進運動測定装置では、紙の前進をオンラインで測定することにより、紙の滑りを検出することが可能である。これで、印刷装置は実際の紙の並進運動と連繋され、したがって非常に正確で経済的なシステムを生成する。同様に、これらの原理は、印刷ヘッドを読み取りヘッドに置き換えれば、デスクトップ・スキャナにも適用することができる。さらに、紙のタイプまたは他の表面（例えば布のタイプ）を、検出器の信号の特徴から識別することができる。特徴とは、紙のタイプを識別するのに使用することができ、反射したＡＣとＤＣパワーの比率、絶対的なＡＣおよびＤＣパワー、高調波比率など、またはこれらの特徴の組合せを含む。さらに、センサは紙の高さの不連続性を検出し、これは重送状態に相当する。この不連続性は、軸方向の並進運動測定、測定される横方向での明らかな不連続性、または反射と局部発振との間の一時的なコヒーレンスの喪失によって生じる信号の損失によって判定される。図８は、運動が一方向のみにあるスキャナ、ファックス機またはプリンタに有用な運動センサを概略的に示す図である。運動検出器２００は、光ファイバ・ケーブル２０５によって筐体２０４に供給されるソース２０２を含む。ケーブル２０５の出力はレンズ２０６によってコリメートされ、格子２１０を通して移動する表面２０８を照明する。格子２１０および表面２０８から反射する光は、レンズ２０６の焦点に配置される光ファイバ・ケーブル２１２に集光される。ケーブル２１２の出力は、上述したようなさらなる処理のため、検出器２１４に供給される。本発明の好ましいドキュメント・スキャナの実施形態では、運動検出器は、好ましくはドキュメント上の印刷を使用せずに、読み取りヘッドがドキュメントから印刷情報を読み取る間、ドキュメントの相対運動を測定する。メモリは印刷ヘッドから情報を受信し、ドキュメントの運動の測定に応答して、それをメモリ・ロケーションに格納する。本発明の好ましいプリンタ実施形態では、運動検出器はマーキングされるシートの運動を測定し、メモリは紙の運動の測定に応答して、メモリの情報に従い、紙にマークするよう命令を転送する。本発明の好ましいスキャナおよびプリンタの実施形態のいずれか、または両方を、本発明の好ましい実施形態に従ってファックス機に使用することができる。本発明の運動検出器は、ＣＤおよび磁気メモリの種々の運動の測定にも使用することができる。図９は、本発明の実行に有用な典型的な電子回路１４０の単純化したブロック図である。「１次」光検出器１４２（例えば図３Ａおよび図３Ｂの検出器５０に相当する）が、上述したように光信号を受信する。検出器は光を検出し、その結果生じた信号は、好ましくは増幅器１４４で増幅し、フィルタ１４６で帯域フィルタにかけ、増幅器１４８でさらに増幅し、「１次」信号を生成する。補正信号は、例えば光検出器１５０（図３Ａ〜図３Ｃの検出器５２に相当する）で検出し、（増幅器１５２で増幅し、フィルタ１５４で帯域フィルタにかけた後）差動増幅器１５５で「１次」信号から引き、１次信号に残っている低周波成分を除去する。帯域フィルタ１５４と１４６は全く同じであることが好ましい。その結果生じる差信号は、電圧制御増幅器１５６で増幅され、その利得は低域フィルタ１５３の出力で制御される（これはシステムの較正中に任意選択で調節される減衰器１５８によって減衰される）。増幅器１５６の出力は、ゼロクロス検出器、カウンタ１６０および方向制御論理１６２に供給され、これが表面の並進運動の方向を決定する。圧電素子６４（図３Ｂ）を使用する場合、素子の変位の周波数に対応する制御信号が方向制御論理１６２に供給され、ここでゼロ交差検出器のカウントから引かれる。本発明の好ましい実施形態の場合、レーザ光源の波長は赤外線で、例えば１５５０ナノメートルであることが好ましい。２ナノメートルのスペクトルの幅は、ダイオード・レーザの典型であり、これで達成することができる。光源電力の５ｍＷも典型的な値である。１．５ｍｍ×１．５ｍｍという格子の開口および１５０行／ｍｍという格子周期も典型的である。レーザ光源の出力は、通常コリメートされて、直径が１．５ｍｍより多少小さいビームを形成し、通常は法線から３０度の角度で格子に入射する。光学基板は任意の都合がよい厚さを有することができる。しかし、数ｍｍの厚さが典型的であり、使用するレンズの焦点距離は、上述したように焦点を合わせるよう設計される。通常、レンズの焦点距離は数ｍｍである。通常、ピンホール４６（図３Ａ〜図３Ｃ）は数マイクロメートル、通常は１０マイクロメートルの直径を有する。上記の典型的な寸法およびその他の特徴は、参考のために提供するものであり、使用する波長および光学チップの用途のその他のパラメータに応じて、これらの寸法および特徴のそれぞれに比較的広い変形が可能であることを理解されたい。本発明の幾つかの好ましい実施形態では、ピンホールが省略され、「有効ピンホール」に置き換わる。この有効ピンホールは、例えば格子から反射または回折した光等の、局部発振の場を検出器に合焦させることによって達成される。この方法で、表面から反射した場の増幅は、局部発振の場の焦点でのみ達成される。したがって、例えば図３Ａ、図３Ｂおよび図３Ｃのピンホール４６を除去し、局部発振の場を検出器表面に合焦させることができる。合焦された局部発振の場の強度プロファイルは、検出器の同じ位置における信号場の増幅を決定する。したがって、強度が高い場合は増幅が大きく、局部発振の強度が低いと増幅が小さくなる。したがって、検出器表面上の合焦点は、「標準的」空間フィルタの実際のピンホールと同じように機能する。局部発振のビームの空間プロフィールの品質、つまり回折が制限された状態にいかに近づくかが、その結果得られる空間フィルタリングの品質を決定する。回折が制限され、検出器上に合焦した局部発振の場は、信号の増幅のために最大量のパワーを使用し、実際のピンホールと異なり、角度の位置合わせ不良の影響を受けない。この方法で物理的ピンホールを排除した結果、機械的振動に対する感度が低いより頑丈な構成になり、角度の位置合わせに対する許容度が広く、全体的な増幅が大きくなる。増幅されない信号光はピンホールと共には除去されないが、局部発振の場が信号の場よりはるかに強力な状態で、測定に及ぼすその影響が無視できる。同じ構成は、焦点合わせの誤差にも比較的感度が低い。局部発振の場の方向が波長に依存する、格子を使用したドップラ測定に有効ピンホールの構成を使用すると、光源の波長変動の影響を受けないという利点を有する。波長が変化すると、格子からの反射角度がそれに対応して変化し、したがって検出器上の局部発振の像が動く。実際のピンホールを使用する場合、これは信号の振幅測定値に影響を与え、信号が全て失われることさえある。有効ピンホールの場合、信号測定値は焦点が検出器上にある限り、影響を受けない。さらに、検出器の信号は、格子−反射器の構成で波長に依存せず、上述したように、格子をベースとしたシステムに関して、並進運動、格子周期および局部発振の反射次数の関数である。検出器上で直接焦点を合わせる構成の好ましい実施形態を、図１０に示す。図１０は、（説明を単純化するために）標準的な電子回路（エレクトロニクス）パッケージ（ＴＯ５など）にパッケージされた方向検出のない１次元センサを示す。センサは、レーザ・ダイオード２５０等の少なくとも部分的にコヒーレントな放射源、レンズ２５２、格子２５４、検出器（例えばＰＩＮダイオード）２５６、筐体２５８、出口リード線２６０およびエレクトロニクス２６２を含む。レーザ・ダイオード２５０および検出器２５６は、光学的に同じ面にあることが好ましく、これはレンズ２５２の焦点面であることが好ましい。格子２５４からのレーザのゼロ次反射は、検出器２５６の表面上に合焦され、局部発振として働く。レーザ・ダイオード２５０および検出器２５６のレンズからの距離が異なる場合、非コリメート光源およびそれに合う空間フィルタを使用する実施形態に関して上記で詳細に述べたように、構成は、レーザの像がレンズによって検出器表面上に合焦されるようなものとなる。図１０および以下の実施形態の幾つかでは方向検出が示されていないが、以上（または以下）で述べるような方向検出を、これらの実施形態にも適用することができる。動作は、局部発振の場として１次（以上）の回折を使用するセンサの場合と同様である。構成は、わずかに異なる。本発明の好ましい実施形態によるこのような構成の１つを、図１１Ａおよび図１１Ｂに示す。図示のセンサは、方向を検出しない２次元センサであり、レーザ・ダイオード２７０などの放射源、レンズ２７２、２次元格子２７４、１対の検出器２７６および２７８、筐体２８０、出口リード線２８２およびエレクトロニクス２８４を含む。図１０の実施形態の場合のように、レーザ・ダイオード２７０と検出器２７６および２７８は光学的に同じ面にあることが好ましい。図１１Ｂは、断面ＸＩＢ−ＸＩＢから見た検出器２７６および２７８および光源２７０の面の平面図を示す。検出器２７６はＸ軸検出器として、検出器２７８はＹ軸検出器として機能する。Ｘ方向の格子２７４からの１次回折は、Ｘ検出器２７６上で合焦され、Ｙ方向の１次回折はＹ検出器２７８上で合焦される。有効ピンホールを使用する本発明の好ましい実施形態は、位置合わせが容易になり、一体式光学ブロックとして製造する場合は、許容度の要件が緩やかになる。これは、局部発振を非ゼロ次で格子から回折した光から得た場合に特に当てはまる。というのは、この場合、ピンホールの配置が波長に依存するからである。したがって、照明源の波長の安定性は、物理的ピンホールではなく、有効ピンホールを使用した場合に、大幅に緩和される。本発明の幾つかの好ましい実施形態では、運動方向を決定する代替方法が用いられる。これらの代替方法を提供する本発明の好ましい実施形態では、光学部品の機械的運動を使用して、運動の方向が決定される。本発明の幾つかの好ましい実施形態では、２つの検出器を設け、１方向に運動すると、格子から反射または回折した光によって検出器の一方が照明される。この原理を用いた方向検出を提供する本発明の２つの好ましい実施形態を、図１２Ａ〜図１２Ｂおよび図１３Ａ〜図１３Ｂで示す。図１２Ａおよび図１２Ｂは、実施形態の一方の原理を示す。これらの図は、レーザ・ダイオード２９２などの少なくとも部分的にコヒーレントな放射源、レンズ２９４、検出器２９６、第２検出器２９８および１対の格子３００および３０２、を含むセンサ２９０を示す。格子３００および３０２は、双安定楔状素子３０４の表面に装着される。センサが１方向に移動すると、素子３０４が図１２Ａに示す姿勢になり、したがって放射が格子３００から検出器２９６へと反射または回折する。センサが他の方向に移動した場合、動作が測定される表面と素子３０４との摩擦によって、素子３０４は図１２Ｂに示す位置へと変わる。この配置では、放射が格子３０２から検出器２９８へと反射または回折される。このようにして、運動方向はどちらの検出器が信号を生成するかによって判定される。この実施形態を２次元の操作に拡大することは、素子３０４を同様に動作する４面の角錐に置き換え、格子は２次元格子とし、対応する４つの検出器と共に用いることによって提供される。図１３Ａおよび図１３Ｂは、２つの隣接する格子を使用する機械的方向検出方法の第２の実施形態を示す。図１２Ａおよび図１２Ｂの場合のように、実施形態は、レーザ・ダイオード２９２などの少なくとも部分的にコヒーレントな放射源、レンズ２９４、検出器２９６およびレンズ２９８を備える。実施形態は、２つの格子３１０および３１２も含む。格子３１０および３１２はそれぞれ、周期性が異なる２つの部品を有する。例えば左側半分は１５０ｌｐ／ｍｍ、右側半分は１７０ｌｐ／ｍｍである。下部格子は表面４２との摩擦によってずれ、運動方向の予め規定した停止点まで移動する。格子の２つの半分は、運動によって格子の片方が遮断され（つまり格子の一方の反射部分が他方の開口を覆う）、一方で他方の半分の格子が見えるようになる（つまり金属部分が一致する）よう配置されるが、通常は５０％のデューティ比ではない。反対方向の運動は２つの格子の半分の役割を交換させ、したがって２つの方向間の反射角度の違い、および異なる検出器の照明を可能にする。この２つの配置をそれぞれ図１３Ａおよび図１３Ｂで示す。運動方向は、どちらの検出器が信号を生成するかから判定される。図１３Ｃおよび図１３Ｄは、一方の格子から他方へと切り替えるシステムを示す。これらの図では、格子のみを示す。反射素子４００でを有する上部分は、検出器に対して動かない。下部分は、異なる周期を有する格子のセクション４０１および４０２が交互に配される。図１３Ｃに示す位置では、素子４００が格子のセクション４０１を遮断し、したがって格子に入射する光は、入射放射から見え、これを部分的に伝達する格子セクション４０２の周期によって定まる１つの角度に向けられる。下部分が、速度が測定される表面との摩擦によって移動する第２の位置では、素子４００が格子セクション４０２を遮断し、区間４０１を露出させ、したがって入射光は格子４０１の周期に依存する角度に向けられる。これによって、図１３Ａおよび図１３Ｂの場合のように、光を受ける検出器を切り替えることができる。本発明のこの実施形態の原理は、図１３Ａおよび図１３Ｂに示す同じ原理に基づき、格子を４分割された２次元格子で置き換えることにより、２次元に拡張することができる。図１４は、表面の速度を測定するドップラ・ベースのセンサ・システムの実施形態の原理を示す。上述したセンサとは異なり、このセンサは格子を使用する必要がない。コリメートされ、少なくとも部分的にコヒーレントな光源３２０が、表面４２に隣接して、これに対してある角度を有する第１面３２４と、表面４２に平行な第２面３２５とを有する光学素子３２２を照明する。面３２４（反射被覆することが好ましい）から反射する光はレンズ３２６によって検出器３２８上に合焦され、局部発振として働く。表面４２から反射した光の一部も検出器３２８上に合焦され、局部発振の場とコヒーレントに干渉する。表面４２から検出器３２８に向かって反射する光は、表面の並進運動によってドップラ偏移する。したがって、検出器信号は表面４２の並進運動を示す振動成分を含む。表面３２５は、検出プロセスには何の役割も果たさないことに留意されたい。さらに、構成要素は全て光学素子３２２上に装着し、一体センサを形成できることに留意されたい。２次元測定への拡張は、２つの傾斜面および２つの検出器を使用して達成される。本発明の幾つかの好ましい実施形態によると、局部発振の場が反射する反射器は、速度が測定される表面に隣接しない。同様の原理を実現する本発明の２つの好ましい実施形態を、図１５および図１６に示す。図１５は、レーザ３５０などの少なくとも部分的にコヒーレントな光源および部分的に反射し、部分的に透過する表面３５４と全反射面３５６とを有する光学媒体３５２、を含むセンサを示す。センサは、光源３５０をコリメートするレンズ３５８と、本実施形態では、光を検出器３６２上で合焦させるレンズ３６０により実現される空間フィルタと、信号処理エレクトロニクス３６４とを含むことが好ましい。合焦された光は、上述したように有効ピンホールとして作用する。光源は少なくとも部分的にコヒーレントな放射を提供し、これが表面４２に向けられる。光源からの光は、表面３５４によって、表面３５２から表面３５６へと反射する１本のビーム、および表面４２に向けて透過される１本のビームに分割される。表面４２で反射された光は、表面３５４を通して検出器３６２に向けて透過する。表面３５４で反射する光は、表面３５６で全反射し、表面３５４での３回目の反射により検出器３６２に向かう。複数の反射によって媒体中を伝播する光（局部発振）と、表面４２から検出器に向かって反射する光との光路長の差は、光源のコヒーレンス長以内でなければならない。表面が並進運動すると、前述した実施形態の場合のように、並進運動の量を示す検出器信号が振動する。本発明の好ましい代替実施形態では、表面３５４を格子として、そこから回折した光からその回折次数の１つで局部発振を得るようにしてもよい。この場合、表面３５４は表面４２に対して角度をつける必要はない。表面３５６は全反射であることが好ましいが、部分的に透過するか、部分的に吸収してもよい。これは局部発振の信号を減少させる。表面３５６が部分透過の場合、それを通過する光を使用して、別の検出器により光源の強度を測定し、その後、図３Ａおよび図３Ｂに関連して上述したように、速度範囲の下端での性能を改善するため、光源強度の振幅変調を補正することができる。本発明の好ましい実施形態によると、表面４２の平坦度を改善し（例えば紙など、硬質でない場合）、汚れの蓄積を防止する為、表面３５４と表面４２との間の領域を第２光学媒体で充填している。、図１６に示す本発明の別の好ましい実施形態によると、センサは、改造した立方体形状のビームスプリッタを使用して作製される。レーザ３８０などの好ましくはコリメートされ、少なくとも部分的にコヒーレントな光源を、部分的に反射し、部分的に透過する表面３８２に向ける。表面３８２を通して透過した光は、表面４２に向けられ、表面４２から（部分的に）反射され、表面３８２から（焦点合わせ光学系３８６を通して）検出器３８４へと向かう。表面３８２で反射した光は、反射器３８８へと向けられ、そこから（表面３８２を通して）検出器３８４へと向かう。したがって、ビームスプリッタは干渉計として作用し、したがって装置に対し、そして表面に平行な表面４２の並進運動は、反射器３８８からの反射（局部発振として働く）と表面４２からの反射との間にドップラ偏移を導入する。したがって、表面４２から反射した光と反射器３８８から反射した光とは、検出器３８４上で干渉する。光学媒体は、この２つの光波の光路長の差が、光源３８０のコヒーレンス長以内であるような大きさに形成される。配置は、部分的に反射するインタフェース、全反射するインタフェースおよび表面が、互いに全て平行ではないようにする。こうすることにより、検出器信号は、表面から反射する光のドップラ位相偏移による振動成分を含み、これは光学装置に対する、そして表面に平行な表面の並進運動を表す。光源３８０からの光はコリメートされていることが好ましい。検出器３８４に到達する光は、光源３８０の点像が形成されるよう、検出器表面上に合焦されていることが好ましい。２次元並進運動の測定は、直交して傾斜し、部分的に反射するインタフェース、または直交して傾斜し、全反射する表面を使用することによって達成することができる。表面４２から反射した光のドップラ偏移は、表面に入射する光線と、それから反射して検出器で集められる光の部分との間の二等分線に沿った、センサと表面４２との間の相対速度の成分に比例する。ドップラ偏移は、光の波長に反比例する。光学媒体は、屈折率の分散によって、波長の変化がドップラ偏移に及ぼす影響を補正する表面に対する二等分線の角度の変化が引き起こされるよう、選択することが好ましい。したがって、光源の有限のスペクトル幅およびその波長のドリフトによる測定誤差は、大いに減少する。図１５および図１６に示す方法およびその実施形態は、表面に平行に移動する粗い表面の並進運動を測定する、比較的安価かつ頑丈で、位置合わせを要せず、正確な装置を提供する。この方法は、本発明の他の実施形態に関して述べたように、並進運動の測定を使用する幅広い用途に適用することができる。図１７は、本発明の別の好ましい実施形態を示す。図１７の実施形態は、表面からの反射にある特定の偏光を強制的に与える。図３Ｃは、表面４２から反射した光および局部発振に異なる偏光を与えることによって方向を決定する方法を示す。位相ずれは、表面へ、および表面からの放射路中に複屈折プレートを配置することによって与える。しかし、この方法は、光が表面から反射した場合、その偏光は保持されるという仮定に基づく。往々にしてこれは当てはまらず、検出器が生成すると想定される直角位相信号が劣化し、同じ運動方向に対して符号を切り替えることさえある。複屈折材料（「４分の１波長板」）と表面との間に直線偏光子を追加すると、測定を表面の特徴に対して感度を無くすことができる。偏光子は、表面の特徴に関係なく、表面からの反射の直線偏光方向を規定する。偏光軸を複屈折材料の軸に対して４５度に配置することにより、反射は、それが複屈折層を通過して検出器に向かう場合、複屈折層によってほぼ円偏光となる。したがって、たとえ表面自体が偏光を保持しなくても、２つの直交偏光検出器に対し精密な直交位相信号が確保される。この構成のもう１つの特性は、（格子と表面との間ではなく）格子の「上」に複屈折層を配置できることである。局部発振の光は、二重の位相ずれを経る（４分の１波長板の場合は半波遅延が見られる）一方、表面反射は１回しかずれず、したがって直角位相測定が可能になる。図１７は、特にこの特徴を含む運動検出器５００の第１の好ましい実施形態を示す。運動検出器５００は、好ましくはコリメートレンズ５０４を照明する部分的にコヒーレントな光源５０２を備える。レンズ５０４の下から出る光は、コリメートされている（つまり光線が全て平行である）ことが好ましい。４分の１波長複屈折プレート５０６および格子５０８が、プレートの下に配置される。格子から反射／回折した光は、複屈折プレートを２回通過するので、直交成分間に１８０度の位相ずれがもたらされる。プレート５０６および格子５０８は別個の素子として図示されているが、例えば格子を複屈折プレートの表面に蒸着または型押しすることにより、１つの素子に結合することができる。直線偏光子５１０は格子の下にあることが好ましい。偏光器の下にある表面( 図示せず)から反射して、２回目に複屈折プレートを通過した光は、円偏光となる。しかし、光は、プレート５０６に到達する前に、偏光器５１０を２回通過するので、偏光方向が強制され、測定の「汚染」が回避される。格子線の間隔および回折次数で決定された角度で格子から回折した光、および表面から拡散反射した光は、検出モジュール５１２に入射する。検出モジュール５１２は、入射放射を２本の好ましくは等しい部分に分割し、それを１対の偏光器５１６および５１８を介して１対の検出器５２０および５２２にそれぞれ送る、位相格子５１４を含む。偏光器５１６および５１８は、互いに対して９０度で配置され、各検出器で好ましくは等しい強度の格子回折放射が得られるよう位置合わせされる。検出モジュール５１２は、図３Ｃの素子と同じ機能を実行する。つまり、検出モジュール５１２は（表面の反射に基づいて）円偏波を直線成分に分割し、これがそれぞれ、格子５０８で回折した波の部分と別個に干渉する。回折した波は、各偏光器の偏光方向に対して４５度の直線偏光を有し、これも格子によって分割され、検出器によって好ましくは同等に検出される。運動の大きさは、都合の良いことには、検出器で検出した信号のゼロクロスの数から（ドップラ偏移に基づいて）判定される、運動方向はこれらの信号の相対位相に基づいて判定される。検出モジュール５１２は、位相格子および２つの偏光器を使用して、入射波を分割し、これを図３Ｃの偏光ビームスプリッタではなく、検出器へ向ける。実際には、モジュール５１２の実施形態は、生産費がそれほど高くないと考えられる。２進位相格子（またはブレーズ格子）を使用すれば、システムは安価となるばかりでなく、光効率の良いものとなる。本発明の好ましい実施形態では、モジュール５１２は、光源５０２およびエレクトロニクス・モジュール５２６とともにバックプレートまたはヒートシンクを設けた基板５２４に装着される。エレクトロニクス・モジュール５２６は、光源５０２を制御するコントローラ、および検出器５２０および５２２から信号を受信するエレクトロニクスを含んでもよい。エレクトロニクス・モジュール５２６は、上述したように信号を部分的に、または完全に処理し、表面の運動の大きさおよび方向に関する情報を、コンピュータまたは他の装置（図示せず）に提供することが好ましい。図１８は、概ね図１７の構造と同様の別の運動検出器５３０を示す。しかし、検出器は、明記すべき幾つかの特徴を含む。説明を簡単にするため、図１７の検出器５００の部品と同様の検出器５３０の部品は、同じ参照番号を付し、これ以上説明しない。図１８では、局部発振が表面の照明および回折路から空間的に分離される。さらに図１８では、格子から回折した波と、相対運動が測定される表面から反射した波との波路長を等しくするため、切欠き５３２を設けることが好ましい。想起されるように、これらの波は検出器でコヒーレントであることが、必要でないまでも好ましい。表面から反射した波の波路は、格子からの波路より長いので、光源５０２は強いコヒーレンスの要件が求められる。本発明の好ましい実施形態では、切欠き５３２は路長を合わせるよう、表面から反射した波の光路長を短縮する。図１８に示すような分離した局部発振の光学的構成は、ドップラ動作モードで望ましいような、透過ビームが１本のみで、反射した表面照明の回折がない場合にも本質的に適している。しかし、ビームを、局部発振として働く１つの部分と、表面を照明するよう働く別の部分とに分離すると、局部発振と表面照明との両方の照明のほとんど、または全部を使用する機構より、ビームの品質に敏感になり、頑丈さが低下する。この切欠きは、例えば図１７に示す実施形態のように、本発明の他の好ましい実施形態にも有用であるが、保護層、好ましくは耐スクラッチ性の層または基板５３４を表面に隣接して設ける場合に、特に有用である。この基板は、格子で回折した波の光路長を変化させることなく、表面から反射する波の光路長を増大させる。保護層を設けることは、上述した実施形態の多くにも適用することができる。さらに、基板５３４または光路の他の部品を着色し（つまりスペクトルのフィルタをかけ）、レーザ光を通過させながら、迷光の影響を低下させることができる。図１８に示す実施形態では、反射および回折波を生成する構成は、図１７に示すものとは異なる。図１８では、位相格子５３６が、１／８波長複屈折プレート５３８上に配置され、その下には反射器５４０がある。反射器はプレート５３８に直接形成されていることが好ましい。反射器５４０から反射した波は、１／８波長プレートを２回通過するので、反射した波は円偏光となる。表面からの反射は、表面で反射されるため、両方向で直線偏光器５４２を通過することが好ましい。したがって、この波には強制的に直線偏光が与えられる。システムの残りの動作は、図１７で述べたものと同じである。本発明の好ましい代替実施形態では、光源５０２から発したビームの光路に１／４波長複屈折層を配置し、これを円偏光に変換することができる。したがって、この層は図１７および図１８に示す同等の層よりはるかに小さく(そして安価に)することができ、従って、ここに示されているような層は省略することができる。さらに、複屈折プレートを使用する本発明の実施形態の場合、（上述した円偏光ではなく）楕円偏光をもたらすプレートを使用してもよい。本発明の幾つかの好ましい実施形態では、円偏光のビームを生成する為に、直線偏光レーザ・ダイオードの発光表面に、（クォーツなどの複屈折材料からの）１／４波長層を配置することができる。配置は、例えば複屈折層を垂直空胴表面発光レーザの外部分散ブラッグ反射器の頂部に配置するなど、ダイオードの製造プロセスの一部として行うことが好ましい。この構成は、使用する複屈折材料の量が、はるかに少なくなる。というのは、被覆される領域が発光器の領域だけだからである。さらに、小さい複屈折層は、大きい層より精度良く製造することができる。複屈折層の下に配置される追加の直線偏光子は、光アイソレータの組合せを形成し、レーザ空胴（キャビティ）へ戻る反射迷光を減衰する。同様に、本発明の幾つかの好ましい実施形態では、本発明の上記の好ましい実施形態の幾つかにおいて必要であると示される場合は、別個の偏光子を提供するのではなく、直線偏光子を検出器の表面に組み込む。このような偏光検出器を使用すると、運動検出器の組立の複雑さを減少させることができる。ポリマー系偏光子を検出器の頂部に設けて、このような検出器を構成することができる。あるいは、誘電層の細かい線溝（線幅は波長程度）を検出器の面に配置することにより、偏光子を製造することができる。図１９Ａおよび図１９Ｂは、図３Ｃ、図１７および図１８と同様の方向検出原理に基づく運動検出器の２つの一体型の例を示す。図１９Ａは、ビームスプリッタ５５４および２つのレンズ５５６および５５８を備えるブロック５５２上に構築された運動検出器５５０を示す。レーザ・ダイオード光源５６０をレンズ５５６に隣接して装着し、これが光源からの光をコリメートする。コリメートされたビーム５６１はビームスプリッタ５５４に入射し、これがビームを、表面１２へと進む第１部分５６２と、１／８波長プレート５６６および鏡５６８へと反射する第２部分５６４に分割する。ビーム５６４は、ビームスプリッタ５５４へと戻る為、プレートを２回通過した後、円偏光となる。ビーム５６２は、直線偏光器５７０を通過し、好ましくは保護層５７２を通過してから、反射してビームスプリッタ５５４へと戻る。ビームスプリッタを通過する反射ビーム５６４の部分、およびビームスプリッタで反射される反射ビーム５６２の部分は、共にレンズ５５８に向けられ、これが合焦させる。第２ビームスプリッタ５７４は、両方のビームを分割し、これを偏光検出器５７６および５７８（それぞれ偏光器５８０および検出器５８２を有する）に向ける。検出器を使用して、図３Ｃ、図１７および図１８に関して上述したのと基本的に同じ方法で、表面１２から反射したビームの直線成分の周波数および相対位相を検出する。運動検出器５５０の上面は底部と直角ではなく、したがって反射ビームは表面１２に入射するビームからドップラ偏移することに留意されたい。このドップラ偏移（およびその符号）を使用して、運動を検出する。さらに、本発明の好ましい実施形態では、多重反射の影響を回避するため、レンズに反射防止膜を施している。図１９Ｂに示す第２の一体型運動検出器５９０も、同様の原理を実現する。システムの光学部品は全て、格子５９４を間に挟んだブロック５９２上に装着される。格子と上面および底面とは平行であることが好ましい。図１９Ａのレンズ５５６および５５８と同様の機能を有する２枚のレンズ５９６および５９８を、ブロック５９２内に組み込むことが好ましい。図１９Ｂでは、図１９Ａの対応する要素と同様の機能を有する素子には、同じ番号が付けてある。基準ビームは、格子５９４からバックミラー状の１／８波長プレート（５６６、５６８）に反射され、次に第２の反射でレンズ５９８へと向かう。格子を通過するビームは、直線偏光器および付加的な保護層を通過し、レンズ５９８へ向けて反射されることが好ましい。検出システムは、上述したのと同様の方法で作動する。図１９Ｃおよび図１９Ｄは、複屈折プレートを使用して、格子または表面から反射したビームの一方または両方に影響を与えるシステムの検出器モジュール６１０の詳細を示す。このようなシステムの例は、図１７、図１８および図１９Ａで述べた運動検出器である。これらの運動検出器では、光源を直線偏光された場合、複屈折プレートを検出器の近くに移動することができる。この場合、複屈折プレートは、他の場所に配置した場合より小さくなり、本発明の幾つかの好ましい実施形態では、偏光器について上述したように、検出器と一体化することができる。これらの実施形態の場合、偏光器は、表面へ、および表面からの光のみがこれを通過するよう（例えば測定される表面の付近に）配置される。偏光器の偏光軸は、光源からの光の偏光に対して４５度の角度に配置され、したがって表面からの光は、局部発振の偏光の軸から４５度の角度を有する。この場合、図１９Ｃおよび図１９Ｄに示すような検出器モジュール６１０を、図１７および図１８のモジュール５１２の代わりに使用すると有利であり、変形した形態で、同じ検出原理により、図１９Ａのモジュール５７６の代わりに使用すると有利である。と図１７および図１８の対応する素子と同じ機能を有する図１９Ｃおよび図１９Ｄの素子は、図１７および図１８の要素と同じ参照番号が与えられている。モジュール６１０はモジュール５１２と同様であるが、１／４波長プレート６１２が偏光器５１６および５１８の前に配置される点が異なる。１／４波長プレート、偏光器および入射光のの偏光方向を、図１９Ｃの線Ｄ−Ｄに沿って下から見た断面図である図１９Ｄに示す。偏光器の軸は、参照番号６１４、６１６で示され、１／４波長プレートの偏光軸は参照番号６１８で示される。その軸の１つに沿って１／４波長プレート６１２に入射する直線偏光光は、偏光が変化せずにプレートを通過する。軸６１８に対して４５度の偏光を有する直線偏光光は、円偏光に変換される。参照番号６２０、６２６は、格子に入射する波および表面で反射した波の偏光を示し、ここで、２つの波のどちらが方向６２０に偏光され、どちらが方向６２６に偏光されるかは重要ではない。さらに、波の１つは６２６ではなく方向６２６’に偏光されていてもよい。作動時には、偏光６２０を有する入射波は円偏波に変換される。この円偏波は、偏光器５１６および５１８によって２つの等しい成分、振幅が等しい２つの直線偏波に分割され、検出器５２０および５２２に入射する。しかし、これらの２つの波は（偏光が直交するばかりでなく）時間位相が９０度ずれる。偏光６２６または６２６’を有する波は、偏光を変化させずに１／４波長プレートを通過する。これも、直交する偏光を有する２つの波に分割される。しかし、これらの波は時間位相が合っている。したがって、各検出器は光波間の干渉を検出し、これは時間位相が９０度ずれた２つの信号に生じる。次に、この位相差を利用して、標準の直角位相検出の場合のように方向を決定することができる。複屈折プレート６１２を省略する場合は、局部発振および反射した表面照明の偏光方向に応じて、検出器の偏光器の一方で表面反射または局部発振の場を選択的に遮断する。例えば光源の偏光方向が６２０の場合は、６１６で示す偏光器により遮断される。したがって、反射した表面照明のみが検出器で検出され、これはＥ_r ²成分に相当する。あるいは、反射した表面照明の偏光が６２０の場合、偏光方向６１６に関連する検出器は、局部発振の場のみを検出し、これによってＥ_o ² 成分を補正することができる。Ｅ_o ²成分の補正に使用する検出器の出力は、基準電圧として使用し、並進運動測定に使用する他の検出器の出力電圧から引くことができる。これは、一種の「差動」検出モードを形成する。例えば、このような減算は、トランスインピーダンス増幅器段階の出力で実行し、したがって検出された信号からＤＣ電圧の大部分を除去することができる。あるいは、図９で述べたような、高域フィルタリングを使用してＤＣ電圧を除去する構成を使用してもよい。補正信号の帯域は、光源のノイズの帯域に従って制限されることが好ましい。さもないと、他の相関していないノイズ（例えば熱雑音）が、実際には補正信号の減算を通して不必要に加えられる。Ｅ_o ²成分の補正は、（例えばエネルギー節約または目の安全のために「スリープ・モード」で作動する場合など）光源を繰り返しオン・オフした場合に、特に有用である。変調した光源は、図９で述べたような高域でＤＣ電圧の除去を複雑にするが、これはＥ_o ²成分の補正を使用する場合、高域なしで減少するか、消去される。あるいは、光源を切った時に高域のコンデンサが遮断されている（それによって再び光源を入れるまで電荷を維持する）場合、Ｅ_o ²成分がなくても光源の切換を実行することができる。Ｅ_o ²成分測定のさらに別の用途は、光源電流制御ループのフィードバックとしてである。これは、（例えば運転温度範囲が大きいために）大幅な電力変動が予想される場合、光源の光学出力を制御するために特に重要である。図１９Ｃおよび図１９Ｄの構成において複屈折プレート６１２がないものは、垂直空胴表面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）を光源として使用する場合に有用なことがある。特定のＶＣＳＥＬダイオードは、適切に動作すれば、２つの可能な直交偏光方向の一方を有することができ、任意の所与の時に照明の偏光を該偏光方向の１つと一致する。したがって、偏光方向について曖昧さが存在する。偏光方向が２つあると、所与の運動方向について、直交偏光検出器対において反対の位相差が生じるので、検出方向が重要な場合に、ＶＣＳＥＬの使用に問題を生じる。図１９Ｄで提示した構成により、そして光源の偏光方向が６２０の方向または６２０に直交する（図示せず）と仮定する。すると、複屈折プレート６１２を除去した場合、例えば偏光器６１４が局部発振の照明を遮断または透過する。したがって、検出器５２２の出力は、光源の偏光方向に応じて高くなるか、低くなり、検出器の出力を信号の相対位相と運動方向との間の変換を制御するのに（例えばゼロクロスのカウントの符号を示すフラグとして）使用することができる。運動の検出に使用する検出器に加えて、このような偏光検出器（偏光方向に応じて出力が高くなるか、低くなる）を使用すれば十分である。しかし、２つの検出器（５２２および５２０）を使用する場合は、それぞれの偏光方向で検出器の一方が高い出力を有し、他方は反射した表面照明を測定して、Ｅ_r ²成分の補正に使用することができる。上記の構成では、追加の検出器を使用してＶＣＳＥＬの偏光の曖昧さを解決している。あるいは、ＶＣＳＥＬを、その「最適」偏光方向に対してわずかに回転することができる。ＶＣＳＥＬ偏光の「最適」方向αが、好ましい偏光がαまたはα＋π／２であるような方向であるとすると、検出器対のＤＣ電圧間の比率Ｒ_P は以下の通りとなる。したがって、α＝π／４の（例えば６２６に沿った）最適なＶＣＳＥＬの配置の場合、図１９Ｄで述べたような直交偏光対の検出器で検出されるＤＣ成分は、ＶＣＳＥＬの偏光方向に関係なく、等しくなる。しかし、α＝π／４＋βラジアンの場合、一方の偏光ではＲ_p≒１＋２βとなり、ＶＣＳＥＬの出力が他方の偏光であると、Ｒ_P≒１−２βとなる。このように、ＶＣＳＥＬが一方の偏光で発光し、Ｒ_Pが他方の偏光で１未満の場合は、Ｒ_p ＞１である。したがって、ＶＣＳＥＬが「最適」方向に対して回転していると、並進運動測定に使用する検出器対の検出器のＤＣ電圧を比較した結果は、偏光方向を示し、そのために専用の検出器を追加する必要がない。局部発振に生じ得る偏光の曖昧さを克服するさらに別の方法は、光源と格子の間の光路に、直交偏光方向のいずれかから偏光器の軸を４５度にして、直線偏光器を使用することである。従って、例えばＶＣＳＥＬ偏光が６２６または６２６ ’の場合、偏光器を６２０に沿って配置する。あるいは、ＶＣＳＥＬ偏光が６１４または６１６の方向の場合は、偏光器を６２６に沿って配置する。これによって、光のパワーの約半分を失う代わりに、光源の偏光は強制的に偏光器の偏光と同じにされる。比較的高い周波数の信号に低周波寄生ノイズ(Ｅ_r ²およびＥ_o ²成分および電力線の干渉など)が重なると、以下の理由から、高周波信号の直角位相検出に影響を及ぼすことがある。・高周波信号のゼロクロス事象を見落とす。・ゼロクロス事象が起きる順序が切り替えられ、したがって直角位相検出器による方向検出が切り替えられる。・信号周波数で制御され、ＯＴＭ成分に対して表面が加速した場合に生じる周波数の変化に適応することができる適応力のある帯域を使用する。適応力のある帯域は、熱ノイズやＩ／Ｆノイズなどの他のノイズ源も減少させる。これは、例えば高域および低域素子に電圧を制御したコンデンサを使用することにより、実行することができる。・高周波信号の増幅後の振幅が低周波の場合より大きくなり、したがって高周波のゼロ交差のカウントに穏やかな影響しか出ないよう、高周波信号の増幅を大きくする。高周波信号がある場合に、低周波ノイズを排除する、適応力のある帯域回路８９９の好ましい実施形態を図２７に示す。ゼロ交差検出器９００が、入力９１０のアナログ信号を出力９２０の論理信号に変換する。信号が低周波（例えば５０Ｈｚ）の場合、トランジスタ９３１および９３２は時間の大部分は導通せず、コンデンサ９４０は、低周波信号の検出に適した長い時定数（０．１秒）で抵抗器９４５を通して充電される。これに対して、ゼロ交差率が高い（数百ヘルツ以上）場合、高域回路９５０がトランジスタ９３１および９３２のベースを通して通電し、したがってコンデンサ９４０は抵抗器９６０を通してわずか０．１ミリ秒の時定数で充電される。このように、演算増幅器９７０のプラスの出力の閾値は低周波ノイズに従い、したがってその検出を排除し、演算増幅器の出力は高周波信号によって判定される。コンデンサ９８０を使用して、演算増幅器９７０の自発振動を抑制する。図２７は、本発明のこの態様の典型的な実装を１つ提示するものであり、適応力のあるゼロ交差検出器は様々な方法で実施でき、他の構成要素（例えばＦＥＴトランジスタ、異なる抵抗およびコンデンサの値、および異なる演算増幅器）を使用できることに留意されたい。矩象運動の測定は、間に一定の位相ずれがある２つの等しい信号の測定を利用する。運動の大きさは、所与の間隔におけるゼロ交差の数で検出される。運動の方向は、一方のチャネルのゼロ交差の符号（つまり「低から高」または「高から低」）を他方のチャネルの信号の符号（「高」または「低」）と比較することによって判定される。矩象信号にノイズがあると、ゼロ交差のカウントが増加する。他方の信号の符で抵抗器９４５を通して充電される。これに対して、ゼロクロス率が高い(数百ヘルツ以上)場合、ハイパス回路９５０がトランジスタ９３１および９３２のベースを通して通電し、したがってコンデンサ９４０は抵抗器９６０を通してわずか０．１ミリ秒の時定数で充電される。このように、演算増幅器９７０のプラスの出力の閾値は低周波ノイズに追従し、したがってその検出を排除し、演算増幅器の出力は高周波信号によって決定される。コンデンサ９８０は、演算増幅器９７０の自己発振を抑制する為に用いられる。図２７は、本発明のこの態様の典型的な実装を１つ提示するものであり、適応力のあるゼロクロス検出器は様々な方法で、他の構成要素（例えばＦＥＴトランジスタ、異なる抵抗およびコンデンサの値、および異なる演算増幅器）を使用して実施できることに留意されたい。直角位相運動の測定は、間に一定の位相ずれがある２つの等しい信号の測定を利用する。運動の大きさは、所与の間隔におけるゼロクロスの数で検出される。運動の方向は、一方のチャネルのゼロクロスの符号（つまり「低から高」または「高から低」）を他方のチャネルの信号の符号（「高」または「低」）と比較することによって判定される。直角位相信号にノイズがあると、ゼロクロスのカウントが増加する可能性がある。他方の信号の符号が変化しなかった間に、一方の信号に２つのゼロクロスが発生する場合、その方向は反対であり、加えてゼロになる。しかし、一方の信号のゼロクロスがやがてずれると、２本のチャネルでゼロクロスが発生する順序が逆転されることがあり、その結果、両方のチャネルの方向検出にエラーが発生し、結局は有効カウントのエラーになる。ゼロクロス事象の逆転によるエラーは、本発明の幾つかの好ましい実施形態により、ある間隔において「多数決投票」を使用して修正することができる。運動方向が各間隔（すなわち「セル」）内で変化しないと仮定する。これは、精度を高めるために分解能については妥協することを意味する。ゼロクロスをカウントするプロセスは、本質的でないセルで実行すると都合がよい。各セルは、前のｔルの終了時に開始し、両方の直角位相チャネルで所定の数以上のゼロクロス事象が起きると終了する。次に、全てのセルの方向を、（両方のチャネル、または一方のみで）そのセルの方向決定の多数側に従い判定する。各セルは、両方のチャネルの実際のカウント数に関係なく、固定数のカウントを表すことが好ましい( したがって分解能がセルの最小カウント数の２倍、低下する)。サイズ３または４のセルを使用できるので都合がよい。両方のチャネルのカウントがセルの最小数と等しい、またはそれを上回るという要件は、一方のチャネルの高周波ノイズが多数決投票を「支配する」のを防止するためのものである。本発明の幾つかの好ましい実施形態により、上述したタイプの多くの光学並進運動測定では、局部発振のエネルギーによって生じる検出器のＤＣ電圧が、ＡＣ信号をさらに増幅する前の第１増幅段階の出力で、ハイパスを使用して除去されるので都合がよい。したがって、ハイパスの遮断周波数が、測定可能な最低速度を決定する。（マウスまたは他のポインタ・デバイスなどの）入力装置に光学並進運動測定を用いる場合、例えば使用者が動作を遅くし、画面上の特定の位置に近づく場合など、低速制限は使用者によって重要な要素である。使用者が画面上で高精度で位置決めできるよう、カーソルをゆっくり動かせるために、（シャープな特性ではなく）中位の高域フィルタを使用することができる。周波数とともに緩やかに低下する増幅傾斜を用いると、フィルタの遮断周波数（カットオフ）付近でのゼロクロスが失われる。これは、フィルタによって設定された下限に速度が近づくにつれ、速度測定値を効果的に減少させる。このように、ＯＴＭがまだ測定帯域にある（そしてまだ動いている）間に、カーソルの速度が徐々にゼロまで低下する。この「減速」機構は、カウント率（つまり速度）を測定し、カウント率がフィルタの下限に近づいたらカーソルの速度を低下させることにより、ゼロクロスの検出後の信号解析の一部として、またはソフトウェアで適用することもできる。本発明の好ましい実施形態では、遮断周波数は、約０．５ｍｍ／秒未満の運動と同等である。本発明の好ましい実施形態では、ハイパスフィルタは、遮断周波数より下で、約２０ｄｂ／オクターブ未満の傾斜を有する。図２３は、装置速度の関数としてのカーソル速度の理想的曲線７５０を示す。図２３は、本発明の好ましい実施形態による、装置速度の関数としてのカーソル速度の曲線７５２も示す。また、比較的シャープなハイパスフィルタを使用した場合に得られる曲線７５４も示す。理解されるように、曲線７５４では、システムがカーソルを低速で動かすことは実質的に不可能である。これに対して、ゼロおよび低周波数を除外しなければならないので、理想曲線は達成不可能である。しかし、曲線７５２のように徐々に移行するのは、非線形伝達関数を使用して、カーソルを正確に位置させることを可能とする。例示的な装置では、曲線７５２は、例えば１ｍｍ／秒などのある値まで直線で下がり、手（装置）が最小直線速度の１／３から１／２より低速になった場合に、カーソルを動かさないようにすることができる。もちろん、さらに滑らかに移行する別の曲線を使用することもできる。上述したように、光学並進運動測定の精度は、照明ビーム中の格子線の数に左右される。したがって、曲率が高い表面の場合、光学的平面形状は十分に正確にすることができない。このような用途の一例は、図２０Ａおよび図２０Ｂに示すような、シャフト６００の回転の測定であり、ここでシャフトの半径は小さいことがある。シャフトの回転を測定するため、装置をシャフトに沿って（その側に）配置することができる。シャフトの曲率に対応し、小さい直径のシャフトを測定できるようにするため、装置構成要素の前端として特殊な光学系６０２を使用することができる。光学系の形状を、図２０Ａおよび図２０Ｂに概略的に示す。光学系の直径は、シャフトの直径に対応し、光学系の表面には、シャフトの軸に平行な線を有する１次元格子６０４のパターンを設ける。光源６０６をシャフトの中心に向け、そこに焦点を合わせ、その位相が格子全体に渡って一定になるようにする。測定は０次タイプであることが好ましい。検出器６０８は、シャフトの表面から反射した光、および格子から反射した光を検出する。光源と検出器とは、図２０Ｂで最も明白に示すように、シャフトに対して円周の位置にあるが、互いに軸方向にずれていることが望ましいことに留意されたい。前端光学系は、異なるシャフト直径に合わせて変更することができ、シャフト円周の有意の部分を見ることによって、高い分解能の測定ができる。方向の検出は、非対称格子を使用して、または光の別の部分をシャフト表面に合焦させて、上述した直交偏光法で方向を検出することによって、または他の手段(例えばモータ駆動の電流の極性を観察する)によって実行することができる。図１９Ａまたは図１９Ｂの構成を使用する利点は、両方にビームの同じ部分を使用しながら、局部発振と散乱放射との路長を等しくすることにある。粗い表面に平行な運動は、意図的でないＺ軸（上下）の運動も誘発することがある。Ｚ軸の運動は、表面から反射した放射のドップラ偏移を誘発し、放射の位相は、一般にＺとＸまたはＹの速度の組合せに応じて変化する。相対的寄与を切り離す１つの方法は、ＸおよびＹ軸のそれぞれで、＋１および−１の回折次数の両方（または±２、±３などの他の対称次数）で測定を行うことである。測定される表面に垂直な入射波の幾何学的形状、速度ｖ_xおよびｖ_z、光源波長λ、および格子線の間隔Λを見ると、＋１の次数で測定したＸ動作とＺ動作を組み合わせたドップラ周波数ずれは、 ω＝（２π／λ）（ｖ_xｓｉｎ（φ）−ｖ_x（１＋ｃｏｓ（φ）））となり、ここでｓｉｎ（φ）＝λ／Λである。 −１次で測定すると、ドップラ偏移は ω_-＝（２π／λ）（−ｖ_xｓｉｎ（φ）−ｖ_z（１＋ｃｏｓ（φ）））となる。２つの周波数の差で、信号の振動は ω₊−ω_-＝（４π／Λ）ｖ_xを有し、周波数の合計はω₊＋ω_-＝（４π／λ）ｖ_z （１＋ｃｏｓ（φ））となることが分かる。２つの次数に２つの直角位相信号をとると、以下の信号になる。 A⁺=cos(ω₊t+Φ₊)，B^-=sin(ω₊t+Φ₊)，A^-=cos(ω_-t+Φ_-)，B^-=sin(ω_-t+Φ_-). ｓｉｎおよびｃｏｓの加算規則を使用すると、合計または差の周波数で両方が振動し、直角位相の関係を維持する組合せを形成することができる。 C^-=B⁺A^--A⁺B^-=sin(ω₊t-ω_-t+Φ₊-Φ_-), D^-=A⁺A^-+B⁺B^-=cos(ω₊t-ω_-+Φ₊-Φ_-), C⁺=B⁺A^-+A⁺B^-=sin(ω₊t+ω_-t+Φ₊+Φ_-), D⁺=A⁺A^--B⁺B^-=cos(ω₊t+ω_-t+Φ₊+Φ_-). この結果生じた信号Ｃ^-、Ｄ^-は、したがって相対寄与が切り離され、Ｘ軸の測定に対する擬似のＺ軸の寄与が消去される。また、＋成分を、例えばタッチ・ポイントのタッチまたは「クリック」の検出に、ゼロ次回折を測定せず、特にＺ軸の測定にのみ使用することができる。Ｚ軸の速度が比較的大きい場合、通常、Ｘ−Ｙ測定をそれぞれＺ軸並進運動の大まかな推定にも使用することができる。したがって、指の「クリック」操作の「上下」の特性を検出することができる。また、タッチ・ポイントに指を接触させ、離すことによって、それぞれ突然の減速および加速を使用して「クリック」操作を検出することが可能である。後者の場合、絶対Ｚ軸速度（またはその導関数）のみを使用する。Ｚ軸並進運動を決定する別の方法および横方向の運動の正確な判定を、図２１を参照して示す。図２１は、２つの検出対、Ｚ検出器７０２およびＸ検出器７０４を使用してＺおよびＸ方向の運動を両方決定するのに使用するシステム７００の一部を示す。本発明の好ましい実施形態では、Ｚ検出器およびＸ検出器がそれぞれ、図１９Ｃおよび図１９Ｄで示し、図１８の素子５１２および図１９Ａおよび図１９Ｂの素子５７６のような１対の直交偏光検出器で構成される。表面は( 検出システムに対して)ｘおよびＺ両方向の速度を有する。全体的な速度を、図２１のベクトルＶ（垂直方向はＶ_Z、平行方向はＶ_X）として示す。Ｚ検出器７０２は、Ｚ運動に基づく周波数ずれのみを含む表面１２からのドップラ偏移したエネルギーを受けるよう配置することが好ましい（光源は図示されていず、格子に垂直に入射するものとする）。Ｘ検出器７０４は、（例えば）格子からの１次回折、および法線に対して角度φで表面１２から反射し、ドップラ偏移した光を受けるよう配置される。Ｘ検出器のドップラ偏移した反射は、検出器に対する表面のＸ方向およびＺ方向の運動のドップラ偏移の組合せに基づく。Ｕ_Xを、ゼロ次と１次の間の二等分線に沿った速度の成分とすると、下式の通りになる。Ｕ_x＝Ｖ_Xｓｉｎ（φ／２）＋Ｕ_Zｃｏｓ（φ／２）ドップラ効果は、それぞれＸおよびＺ検出器で測定する周波数ずれを生成する。Ｆ_X＝２Ｕ_Xｃｏｓ（φ／２）／λ、およびＦ_Z＝２Ｕ_Z／λ Ｘ軸に沿った速度、つまりＶ_Xは、上記の関係をした式に組み合わせることにより測定可能な量Ｆ_XおよびＦ_Zから判定することができる。Ｖ_X＝λＦ_X／ｓｉｎ（φ）−λＦ_Zｃｔｇ（φ／２）／２格子の１次を使用すると、ｓｉｎ（φ）＝λ／Λとなり、ここでΛは格子線の間隔である。したがって、下式のようになる。Ｖ_X＝Λ（Ｆ_X−Ｆ_Zｃｏｓ²（φ／２）） φが小さい場合はｃｏｓ²（φ／２）〜１になり、Ｚの切り離しが単純になる。Ｖ_X＝Λ（Ｆ_X−Ｆ_Z）ＸおよびＹの運動を決定するため、図２２Ａに示すような、３つの検出器を使用し、ここではシステム７００の焦点面に配置された検出器を示す。より正確な切り離しが必要な場合は、別個のゼロ次検出器を使用すればよい。 φ／２の角度で照明ビームの小さい部分を偏向させることにより、検出されたビームからの新しいゼロ次は、Ｚ軸の運動しか測定しないが、ドップラ周波数には１＋ｃｏｓ（φ）＝２ｃｏｓ²（φ／２）が掛けられ、つまりＸおよびＹ軸の測定に結合されたＺ軸の運動と正確に一致し、正確に切り離すことができる。本発明の好ましい代替実施形態では、非ゼロ次反射のみを使用しておよびＺ方向の運動の影響を切り離すことも可能である。これは、ゼロ付近の周波数における検出が回避されるので、望ましいことがある。説明を単純にするためにのみ、法線照明、３つの検出器ｉ＝１..３を使用し、それぞれがΛ_iの格子間隔を表し、Ｘ−Ｙ面でＸ軸に対して角度γ_iで配置されるものとする。したがって、検出器は下式に従って擬正弦波信号のサイクル数Ｎ_i を測定する。ここでＸおよびＹは、それぞれＸ軸およびＹ軸に沿った並進運動、Ｚは面の法線に沿った並進運動の成分、λは光源の波長、およびφ_iは反射面への照明方向に対するｉ番目の検出器角度であり、ｓｉｎ（φ_i）＝λ／Λ_iとしてΛ_iに関連づけられる。例えば、１つの検出器がＸ軸上にあり（γ₁＝０）、別の検出器がＹ軸上（γ₂ ＝π／２）、３番目が他に対して４５度にある（γ₃＝π／４）場合、下式の通りになる。以下の近似が得られる。１＋ｃｏｓφ₁＝１＋ｃｏｓφ₂＝１＋ｃｏｓφ３≡ｋ_z また、正方形の単位格子を有する単純な２次元格子を使用すると（図２２Ｂ参照）、下式の通りになる（φ角度は小さいものとする）。 Λ₁＝Λ₂≡ΛここでΛ₃はＸ軸から４５度の１次を表す。図２２Ｂでは、素子７１０はＹ１次検出器、７１２はＸ１次検出器、および７１４はＸ＋Ｙ１次検出器である。代入し、整理し直すと、Ｘ、ＹおよびＺについて下式の通りとなる。ＸおよびＹ方向の並進運動は、測定される軸上にない２つの検出器で測定されることが明白である。これは、Ｚ軸の結合を排除し、それと同時に運動方向が１次軸のいずれかに対して垂直方向に近い場合、はるかに優れた分解能を可能にする。別の例は後者に似ているが、Λ₃が２倍になる場合は下式のようになる。この構成は、Ｘ軸上に１つの検出器、Ｙ軸上に第２、その中間に第３の検出器がある場合と等しく（図２２Ｃ参照）、したがって３つの検出器が直線を形成する。図２２Ｃでは、７１４’が（Ｘ＋Ｙ）／２を組み合わせた次数の検出器を示す。この構成は、製造の目的にとって好ましい（特に静止位相ずれを使用する方向検出に使用するビーム分割を考慮した場合）。これは、専用の２次元位相格子でも容易に獲得することができる。この場合、軸に沿った並進運動に変換するには、下式の通りになる。さらに別の可能な構成は、１つの検出器（７２０）がＸ軸上にあり他の２つ（７２２および７２４）がこれに対して対称に配置されている場合、つまりγ₁＝０、γ₂＝γ、γ₃＝−γ、およびΛ₁≡Λ_x、Λ₂＝Λ₃≡Λ_yである場合である（図２２Ｄ参照）。再び１＋ｃｏｓφ₁＝１＋ｃｏｓφ₂＝１＋ｃｏｓφ₃≡ｋ_zとすると、下式の通りになる。ＸとＹの分解能が等しくなるよう以下のように選択できるので都合がよい（しかし、必ずしも選択しなくてよい）。この場合もＺ軸が切り離され、１次軸のいずれに対してほぼ垂直な運動であっても、分解能も高い。さらに、Ｚ軸の並進運動を都合よく抽出するため、γはｔａｎ（γ）＝２に設定され、下式の通りになる。検出器の構成のいずれも、１つの２次元格子（ただし、概して長方形の単位格子のアレイで構成されるものではない）の製品であるか、２つまたは３つの別個の格子を使用し、好ましくは初期ビームの異なる部分で照明し、それぞれが１つまたは２つの検出器に対する局部発振に寄与するものであってよい。図２２Ａ、図２２Ｂおよび図２２Ｃは、回折次数のそれぞれについて１つの検出器を示すが、実際には、それぞれが図１９Ｃおよび図１９Ｄで示した検出器および図１８の素子５１２および図１９Ａおよび図１９Ｂの素子５７６など、直交偏光検出器の対で構成されることに留意されたい。本発明の装置に使用する光源の総出力は、概ね高くない。しかし、本発明の幾つかの好ましい実施形態では、レーザが不注意で使用者の目に当たる可能性を下げる、目に安全な機構を提供することが望ましい。本発明の好ましい実施形態では、表面から反射した光を受け、それと同時に格子から反射または回折した光は受けないよう配置された追加の検出器を設ける。これは、追加の検出器をゼロ次回折ビームと１次回折ビームまたは他の任意の次数との間に配置することによって、容易に達成される。この検出器は、上述したようにＥ_r ²成分の補正にも同時に使用できるので都合がよい。例えば、追加の検出器を、図３Ａ、図３Ｂまたは図３Ｃの要素３４と４０の間に、上述した他の実施形態と同様の位置に配置することができる。光は追加の検出器に入射し、検出器は（格子以外の）物体がそれへの光を反射する位置にある場合のみ、信号を生成する。したがって、表面または指または他の物体がビームを遮断しない（したがって光を追加の検出器に反射する）場合、これは信号を生成しない。本発明の好ましい実施形態によると、追加のセンサが検出した光が何らかの閾値より下がった場合は、常に光源が消される。周期的、例えば１００ミリ秒ごとに、光源は再度非常に短時間点灯され、光が追加の検出器に入射するかチェックする。射した場合は光源は点灯し続け、何らかの運動があれば、装置がそれを測定する。検出される入射光がない、または少ない場合、光源は追加の期間だけ消灯する。このプロセスは、閾値より上の光信号が追加の検出器で検出されるまで繰り返される。寄生振動を防止するため、閾値にヒステリシスを導入することが好ましい。代替的または追加的に、所定の期間、例えば１分または数分間、運動が検出されない場合は、運動検出器が「スリープ・モード」に入る。スリープ・モードでは、光源は短い期間（例えば１秒または１／２秒ごとに５０または１００ミリ秒）を除いて消灯する。「オン」期間の間に運動が検出されると、運動検出器は通常の動作に切り替わる。本発明を、本発明の種々の特徴および種々の態様を組み合わせた幾つかの好ましい実施形態について述べてきた。これらの特徴および態様は様々な方法で組み合わせることができ、本発明の種々の実施形態は、本発明の１つまたは複数の態様を含むことができるのを理解されたい。本発明の範囲は以下の請求の範囲によって規定され、上述した個々の好ましい実施形態によっては規定されない。以下の請求の範囲では、「備えるcomprise」、「含むinclude」またはその変化形は、「含むが必ずしもそれに限定されない」という意味である。

【手続補正書】【提出日】１９９９年１１月９日（１９９９．１１．９）【補正内容】請求の範囲１．測定装置に対する表面の相対運動を決定する方法であって、入射照明で表面を照明し、前記表面から反射した照明を検出して、少なくとも１つの検出信号を形成し、前記少なくとも１つの検出信号から前記表面に平行な相対運動の量を決定し、平行な相対運動の量の決定に使用した同じ入射照明から得た信号を使用して、前記表面に対して垂直な相対運動の影響に合わせ、前記表面に平行な相対運動の決定を修正すること、を含む方法。２．前記少なくとも１つの信号が、前記表面に平行な相対運動および表面に垂直な相対運動によって影響される少なくとも１つの第１信号、および少なくとも前記表面に垂直な運動によって影響される少なくとも１つの第２信号の、少なくとも２つの信号を有し、判定するステップが、２つの信号から、前記表面に平行な相対運動の量を決定するステップを含む、請求項１に記載の方法。３．判定するステップが、前記２つの信号の少なくとも一方から相対運動の第１量を決定するステップを含み、前記相対運動の第１量は、前記表面に平行な成分と前記表面に垂直な成分を含み、さらに、前記２つの信号の少なくとも一方から相対運動の第２量を決定するステップを含み、前記相対運動の第２量は、前記表面に垂直な成分を含み、さらに、相対運動の第１および第２決定量に応答して、前記表面に平行な相対運動の量を決定するステップを含む、請求項２に記載の方法。４．相対運動の第２量が前記表面に平行な成分を含まない、請求項３に記載の方法。５．相対運動の第２量が前記表面に平行な成分を含む、請求項３に記載の方法。６．前記表面に平行な相対運動が、反射した照明のドップラ偏移に基づいて決定される、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。７．判定するステップが、前記表面に垂直な相対運動の量を決定せずに、２つの信号から直接、前記表面に平行な相対運動の量を決定するステップを含む、請求項２に記載の方法。８．前記少なくとも１つの第２信号が、実質的に、前記表面に垂直な相対運動によって決定される、請求項７に記載の方法。９．前記少なくとも１つの第２信号が、ドップラ偏移に基づく信号である、請求項７に記載の方法。１０．前記少なくとも１つの第２信号が、前記表面に平行な相対運動に応答する、請求項７に記載の方法。１１．前記表面に垂直な相対運動の量を決定するステップを含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。１２．前記表面に平行な相対運動の量を決定するステップが、２つの非共直線的方向に沿った相対運動の量を決定するステップを含む、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。１３．照明が前記表面に垂直に入射する、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。１４．検出するステップが、コヒーレントに検出するステップを含む、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。１５．測定装置の一部である、物体からの照明の一部を反射または回折して局部発振として作用させるステップを含む、請求項１４に記載の方法。１６．物体が、入射または反射照明が通過する、部分的に反射する物体である、請求項１５に記載の方法。１７．入射照明と反射照明との両方が物体を通過する、請求項１６に記載の方法。１８．物体が前記表面に隣接する、請求項１５から１７のいずれか一項に記載の方法。１９．前記表面が物体の近距離場にある、請求項１５から１８のいずれか一項に記載の方法。２０．表面が格子の近距離場の外側にある、請求項１５から１８のいずれか一項に記載の方法。２１．物体が格子である、請求項１５から２０のいずれか一項に記載の方法。２２．格子が、基本的に、表面を照明する１つの次数の透過照明のみを生成する、請求項２１に記載の方法。２３．照明が、少なくとも部分的にコヒーレントであり、物体が前記表面から照明のコヒーレンス長内に配置される、請求項１５から２２のいずれか一項に記載の方法。２４．局部発振照明および反射した照明が、少なくとも１つの検出器に入射して前記信号を生成し、局部発振照明および反射照明が、検出器において少なくとも部分的にコヒーレントである、請求項１５から２２のいずれか一項に記載の方法。２５．装置と表面との間の相対運動を測定する装置であって、照明を伝達して表面を照明する照明源と、前記表面から反射された、源からの照明を受ける第１検出器と、照明の一部を前記第１検出器へと反射する物体とを備え、検出器が、物体からの反射照明を局部発振として、前記表面から反射した照明のコヒーレントな検出に基づいて第１信号を生成し、さらに、前記表面から反射した照明を受けずに、源からの照明を受け、それに対応して第２信号を生成する第２検出器と、第２信号に基づき、照明の強度の変化に合わせて第１信号を調節する信号補正器と、信号補正器からの信号に応答して相対運動を計算する運動計算機とを備える装置。２６．第２検出器で受ける源からの照明が、物体により反射または回折した照明である、請求項２５に記載の装置。２７．信号補正器が、第２信号に基づいて、一定期間第１信号を補正する、請求項２５または２６に記載の装置。２８．信号補正器が、第１信号を受信して、それから第２信号を引いて、調節された第１信号を生成する差動増幅器を含む、請求項２７に記載の装置。２９．信号補正器が、調整された第１信号を受信し、これを第２信号に対して正規化するノーマライザを含む、請求項２８に記載の装置。３０．装置が、物体からまたは源からの実質的な照明を受けずに表面から反射した照明を受け、これに対応して第３信号を生成する第３検出器を含み、信号補正器が、第３信号に基づいて調節された信号を補正する、請求項２８に記載の装置。３１．装置と表面との相対運動を測定する装置であって、照明を伝達して前記表面を照明する照明源と、前記表面から反射された、源からの照明を受ける第１検出器と、照明の一部を第１検出器へと反射する物体とを備え、検出器が、物体からの照明を局部発振として、前記表面から反射した照明のコヒーレントな検出に基づいて第１信号を生成し、さらに、前記表面から反射した照明を受けずに、源からの照明を受け、それに対応して第２信号を生成する第２検出器と、第２信号に比例する量で第１信号を減少させる信号補正器と、信号補正器からの信号に応答して相対運動を計算する運動計算機とを備える装置。３２．第２検出器で受ける源からの照明が、物体が反射または回折した照明である、請求項３１に記載の装置。３３．信号補正器が、第２信号に基づき、照明の強度の変化に合わせて第１信号を調節するノーマライザを含む、請求項３１または３２に記載の装置。３４．装置が、物体または源からの実質的な照明を受けずに、表面から反射した照明を受け、これに対応して第３信号を生成する第３検出器を含み、信号補正器が、第３信号に基づいて調節された信号を補正する、請求項３２に記載の装置。３５．装置と表面との相対運動を測定する装置であって、照明を伝達して前記表面を照明する照明源と、前記表面から反射された源からの照明を受ける第１検出器と、照明の一部を前記第１検出器へと反射する物体とを備え、検出器が、物体からの照明を局部発振として、前記表面から反射した照明のコヒーレントな検出に基づいて第１信号を生成し、さらに、物体または源からの実質的な照明を受けずに、前記表面から反射した照明を受け、それに応答して第２信号を生成する第２検出器と、第２信号に比例する量で第１信号を減少させる信号補正器と、信号補正器からの信号に応答して相対運動を計算する運動計算機とを備える装置。３６．物体が部分的に透過性であり、前記表面の照明が物体を通過するよう、物体が照明源と前記表面との間に配置される、請求項２５から３５のいずれか一項に記載の装置。３７．照明がコヒーレンス長を有し、物体と前記表面とが前記コヒーレンス長の中に位置する、請求項３６に記載の装置。３８．物体が格子である、請求項２５から３７のいずれか一項に記載の装置。３９．格子が、基本的に、前記表面を照明する１つの次数の透過照明のみを生成する、請求項３８に記載の装置。４０．前記表面が格子の近距離場にある、請求項３８に記載の装置。４１．前記表面が格子の近距離場の外側にある、請求項３８に記載の装置。４２．前記表面から反射した照明と物体から反射した照明とが、第１検出器において少なくとも部分的にコヒーレントである、請求項２５から４１のいずれか一項に記載の装置。４３．測定装置に対して表面の相対運動を決定する方法であって、照明が前記表面の一部から反射するよう、入射照明で表面を照明するステップと、前記表面で反射していない前記入射照明から得た照明を局部発振として使用して、前記表面から反射した照明をコヒーレントに検出し、少なくとも２つの信号を生成するステップと、２つの信号の少なくとも一方から前記表面の相対運動の大きさを決定するステップと、前記表面から反射した照明の少なくとも一部に対して、局部発振の照明の少なくとも一部の位相を変化させるステップと、前記変化した相対位相によって生じた信号の特性に基づいて、前記表面に平行な相対運動の方向を決定するステップとを含む方法。４４．局部発振照明が、測定装置の一部である物体からの入射照明の反射または屈折によって生成される、請求項４３に記載の方法。４５．物体が前記表面に隣接する、請求項４４に記載の方法。４６．照明がコヒーレンス長を有し、物体および前記表面が前記コヒーレンス長内に位置する、請求項４４または４５に記載の方法。４７．物体が格子である、請求項４４から４６のいずれか一項に記載の方法。４８．格子が、基本的に、表面を照明する１つの次数の透過照明のみを生成する、請求項４７に記載の方法。４９．前記表面が格子の近距離場に配置される、請求項４７に記載の方法。５０．前記表面が格子の近距離場の外側に配置される、請求項４７に記載の方法。５１．位相を変化させるステップが、静止位相変化を導入するステップを含み、相対運動の方向を決定するステップが、前記静止位相変化によって生じた信号の特性に基づいて相対運動の方向を決定するステップを含む、請求項４３から５０のいずれか一項に記載の方法。５２．前記表面から反射する照明を、第１位相を有する第１照明と、第２位相を有する第２照明とに分割するステップを含む、請求項４３から５１のいずれか一項に記載の方法。５３．第１照明と第２照明とが異なる偏光を有する、請求項５２に記載の方法。５４．分割するステップが、前記表面に入射する照明を複屈折材料に通過させるステップを含む、請求項５２または５３に記載の方法。５５．分割するステップが、前記表面から反射した照明を複屈折材料に通過させるステップを含む、請求項５２から５４のいずれか一項に記載の方法。５６．複屈折材料を物体と前記表面との間に配置するステップを含む、請求項４４から５１のいずれか一項に記載の方法。５７．物体と前記表面との間に複屈折材料を配置するステップが、検出した照明を複屈折材料に２回通過させる働きを有する、請求項５６に記載の方法。５８．並進運動の方向に応じて異なる検出信号を生成する２つの検出器を使用し、並進運動の大きさと方向とを決定するステップを含む、請求項４３から５７のいずれか一項に記載の方法。５９．並進運動の方向を決定するステップが、異なる検出信号間の位相差の符号から方向を決定するステップを含む、請求項５８に記載の方法。６０．前記表面から反射した照明が直線偏光を含む、請求項４３から５９のいずれか一項に記載の方法。６１．相対運動の大きさを決定するステップが、信号のゼロクロスをカウントするステップを含む、請求項４３から６０のいずれか一項に記載の方法。６２．装置に対する表面の並進運動を決定する装置であって、光学ブロックと、光学ブロックに取り付けられ、入射する光に対応して信号を生成する検出器と、照明を生成する照明源とを備え、ブロックを通過する照明の一部が前記表面で反射し、光学ブロックを通過した後に検出器に入射し、さらに、信号に応答して、前記表面に平行な並進運動の大きさを計算する回路を備える装置。６３．ブロック内またはブロックの表面上に、照明の一部を前記一部が前記表面に衝突しない状態で検出器へ向けて反射または回折する物体を含み、前記一部が、検出器による反射照明の同期検出のための局部発振として作用する、請求項６２に記載の装置。６４．測定装置に対する表面の相対運動を決定する方法であって、照明が前記表面の一部で反射するよう、入射放射で表面を照明するステップと、前記表面から反射した照明の少なくとも第１部分を検出して、第１検出信号を形成するステップと、表面から反射した照明の少なくとも第２部分を検出して、第２検出信号を形成するステップと、反射した放射のドップラ偏移に基づいて相対運動の量を決定するステップとを含み、第１および第２信号が直角位相を為し、検出が直角位相の検出を含む方法。６５．前記第１および第２信号に応答して相対運動の方向を検出するステップを含む、請求項６４に記載の方法。６６．前記表面に平行な２つの非共直線的方向での相対運動を決定するステップを含む、請求項６４または６５に記載の方法。６７．前記表面に垂直な方向の相対運動を決定するステップを含む、請求項６４から６６のいずれか一項に記載の方法。６８．相対運動を決定するステップが、前記第１および第２信号の少なくとも一方のゼロクロスをカウントするステップを含む、請求項６４から６７のいずれか一項に記載の方法。６９．検出するステップが、コヒーレントな検出を含む、請求項６４から６８のいずれか一項に記載の方法。７０．測定装置に対する表面の相対運動を決定する方法であって、照明が表面の部分から反射するよう入射照明で表面を照明するステップと、信号を生成するため、検出器を使用して前記表面から反射した照明をコヒーレントに検出するステップと、前記コヒーレント検出のために、前記表面から反射していない前記入射照明から得た照明を局部発振として使用するステップと、信号から表面の相対運動の大きさを決定するステップとを含み、局部発振が検出器の小さい領域で合焦し、したがって基本的に反射した照明の１つの空間周波数のみが、検出器の前記局部発振との干渉場を形成することを特徴とする方法。７１．装置に対する表面の相対運動を決定する装置であって、開口が形成された筐体と、相対運動の決定に使用する信号を生成する筐体内の検出器と、筐体内で、開口を通して前記表面を照明する所与の波長のレーザ照明源とを備え、照明が前記表面から開口を介して検出器に反射され、さらに、開口を覆い、所与の波長を通過させて、検出器が反応する他の波長の光を遮断するフィルタとを備える装置。７２．装置に対する表面の相対運動を決定する装置であって、開口が形成された筐体と、相対運動の決定に使用する信号を生成する筐体内の検出器と、筐体内で、開口を通して前記表面を照明する所与の波長のレーザ照明源とを備え、照明が前記表面から開口を介して検出器に反射され、さらに、前記表面から反射した照明を受ける筐体内の第２検出器と、第２検出器が受けた照明が閾値より小さい場合に照明源を切る回路とを備える装置。７３．回路が、源を周期的に点灯すると共に、第２検出器が受けた照明が閾値を下回る場合にはこれを消灯する働きをする、請求項７２に記載の装置。７４．開口が、所与の波長を通過させると共に、第１および第２検出器が感知する他の波長の光を遮断するフィルタで覆われる、請求項７２または７３に記載の装置。７５．検出器への照明の一部は、前記一部が最初に表面に入射せずに、検出器を照明し、前記一部が、検出器による反射照明のコヒーレント検出の局部発振として作用する、請求項７０から７４のいずれか一項に記載する装置。７６．反射した照明が、源によって生成された照明に対して前記並進運動によってドップラ偏移し、前記ドップラ偏移を運動の決定に使用する、請求項７０から７５のいずれか一項に記載の装置。７７．装置と表面との相対運動を測定する装置であって、前記表面の照明に使用する照明源と、前記表面から反射された源からの照明を受け、照明の一部を、前記表面が表面から反射していない状態で受ける検出器とを備え、したがって検出器は、照明の一部を局部発振として、表面から反射した照明のコヒーレント検出に基づいて信号を生成し、前記信号が相対運動の速度に関連した周波数を有し、さらに、信号のゼロクロスのカウントに対応して、相対運動の量を計算する運動計算機を備える装置。７８．検出器が、検出器の出力をフィルタにかけて前記信号を形成するハイパスフィルタを含む、請求項７７に記載の装置。７９．ハイパスフィルタが、約２０ｄＢ／オクターブ未満の傾斜を有する、請求項７８に記載の装置。８０．ハイパスフィルタが、約０．５ｍｍ／秒未満の運動速度に対応する周波数において遮断点を有する、請求項７８または７９に記載の装置。８１．表面から反射した照明の少なくとも第２部分を検出して、コヒーレント検出を用いて第２検出信号を形成する第２検出器を含み、運動検出器が、反射した放射のドップラ偏移に基づいて相対運動の量を決定し、信号および第２検出信号が直交位相を有し、検出が直交位相の検出を含む、請求項７７から８０のいずれか一項に記載の装置。８２．装置に対する表面の相対運動を決定する装置であって、開口が形成された筐体と、相対運動の決定に使用する信号を生成する筐体内の検出器と、筐体内で、開口を通して前記表面を照明する所与の波長のレーザ照明源とを備え、照明が前記表面から開口を介して検出器に向けて反射され、さらに、検出器が前記表面から受けた照明が閾値を下回ると照明源を切る回路を備える装置。８３．回路が、検出器が前記表面から受けた場合に、照明源を周期的に点灯および消灯する働きをする、請求項８２に記載の装置。８４．測定装置に対して表面の相対運動を決定する方法であって、測定装置の一部として、前記表面に隣接して、部分的に透過する物体を配置するステップと、照明が表面の部分から反射するよう、前記表面を入射照明で照明するステップとを含み、入射および反射照明の少なくとも一方の少なくとも一部が物体を通過し、さらに、検出信号を生成するため、前記表面から反射した照明を検出するステップを含み、物体および前記表面が、検出される照明のコヒーレンス長より短い距離内に配置され、さらに、検出信号から、前記表面に平行な表面の相対運動を決定するステップを含む方法。８５．物体の透過性が空間的に変化する、請求項８４に記載の方法。８６．物体が部分的に反射性であり、入射照明の一部が基準照明として物体で反射または回折され、照明の検出がコヒーレントであって、前記基準照明を使用する、請求項８４または８５に記載の方法。８７．測定装置に対する表面の相対運動を決定する方法であって、測定装置の一部である部分的に反射性を有する物体を、前記表面に隣接して配置するステップと、入射照明の一部が、基準照明として物体で反射または回折され、一部が前記表面から反射するよう、入射照明で物体を照明するステップと、検出信号を生成するため、基準照明を使用して、表面から反射した照明をコヒーレントに検出するステップと、検出信号から、前記表面に平行な表面の相対運動を決定するステップとを含む方法。８８．物体が部分的に透過性の物体であり、入射照明および反射照明の少なくとも一方の少なくとも一部が物体を通過する、請求項８７に記載の方法。８９．物体の反射度が空間的に変動する、請求項８７または８８に記載の方法。９０．空間的な変動が、周期的な空間的変動を有する、請求項８５または８９に記載の方法。９１．前記表面に隣接して物体を配置するステップが、前記表面に隣接して格子を配置するステップを含む、請求項８４から９０のいずれか一項に記載の方法。９２．前記表面に隣接して格子を配置するステップが、前記表面が格子の近距離場にあるよう、表面に十分近く格子を配置するステップを含む、請求項９１に記載の方法。９３．前記表面に隣接して格子を配置するステップが、前記表面が格子の近距離場の外側にあるよう、表面から十分離れて格子を配置するステップを含む、請求項９１に記載の方法。９４．検出された照明が少なくとも部分的にコヒーレントである、請求項８４から９３のいずれか一項に記載の方法。９５．測定装置に対する表面の相対運動を決定する方法であって、測定装置の一部である格子を前記表面に隣接して配置するステップと、少なくとも照明の一部が前記表面に入射して、そこから反射するよう、入射照明で格子を照明するステップとを含み、入射および反射照明の少なくとも一方が格子を通過し、さらに、反射した照明に対応して信号を生成するステップと、表面に平行な表面の相対運動を、検出された信号から決定するステップとを含み前記表面が格子の近距離場にある方法。９６．信号を生成するステップが、基準照明を使用し、前記表面から反射した照明を検出するステップを含む、請求項９５に記載の方法。９７．前記表面から反射した照明が、物体で反射または回折した照明から周波数がずれ、運動を決定するステップが、周波数のずれに基づいて運動を決定するステップを含む、請求項８４から９６のいずれか一項に記載の方法。９８．物体が、空間的に非対称の透過特性を有する、請求項８４から９７のいずれか一項に記載の方法。９９．前記非対称によって生じた信号の特性に基づき、相対運動の方向を決定するステップを含む、請求項９８に記載の方法。１００．測定装置に対する表面の相対運動を決定する方法であって、測定装置の一部である部分的に透過性の物体を前記表面に隣接して配置するステップと、照明が前記表面の一部から反射されるよう、干渉パターンを構成しない入射照明で前記表面を照明するステップとを含み、入射および反射照明の少なくとも一方の少なくとも一部が物体を通過し、さらに、前記表面から反射した照明を検出して、検出信号を生成するステップと、検出信号から、前記表面に平行な前記表面の相対運動を決定するステップとを含む方法。１０１．物体で反射または回折した照明と前記表面から反射した照明の少なくとも一部との間の位相を変動させるステップを含む、請求項８４から１００のいずれか一項に記載の方法。１０２．方向が、前記変動位相に基づいて決定される、請求項１０１に記載の方法。１０３．表面に垂直な方向の運動を決定するステップを含む、請求項８４から１０２のいずれか一項に記載の方法。１０４．測定装置に対する表面の相対運動を決定する方法であって、照明が前記表面の部分から反射するよう、入射照明で表面を照明するステップと、測定装置の一部である部分的に反射性の物体を、前記表面に隣接して配置するステップとを含み、入射照明の一部が基準照明として物体で反射または回折し、さらに、信号を生成するため、物体で反射または回折した照明を局部発振として使用して、前記表面から反射した照明をコヒーレント検出するステップと、信号から前記表面の相対運動を決定するステップと、前記表面から反射した照明の少なくとも一部に対して、物体で反射または回折した照明の少なくとも一部の位相を変動させるステップと、前記変動した相対位相による信号の特性に基づき、前記表面に平行な相対運動の方向を決定するステップとを含む方法。１０５．反射器を表面に隣接して配置するステップが、格子を前記表面に隣接して配置するステップを含む、請求項１０４に記載の方法。１０６．位相を変動させるステップが、位相を周期的に変動させるステップを含む、請求項１０１から１０５のいずれか一項に記載の方法。１０７．相対運動の方向を決定するステップが、前記周期的に変動する相対位相によって生じる信号の特性に基づき、相対運動の方向を決定するステップを含む、請求項１０６に記載の方法。１０８．位相を変動させるステップが、物体を、ほぼ動作を測定する方向に周期的に移動させるステップを含む、請求項１０１から１０７のいずれか一項に記載の方法。１０９．位相を変動させるステップが、物体を、ほぼ測定する動作の方向に垂直に周期的に移動させるステップを含む、請求項１０１から１０８のいずれか一項に記載の方法。１１０．位相を変動させるステップが、物体と前記表面との間に透明な材料を設けるステップと、光路長が照明の方向に変動するよう材料に通電するステップとを含む、請求項１０１から１０９のいずれか一項に記載の方法。１１１．透明材料が圧電材料である、請求項１１０に記載の方法。１１２．１つの検出器を使用して並進運動の大きさと方向とを決定するステップを含む、請求項１００から１１１のいずれか一項に記載の方法。１１３．位相を変動させるステップが、静止位相変化を導入するステップを含み、相対運動の方向を決定するステップが、前記位相変化によって生じた信号の特性に基づいて相対運動の方向を決定するステップを含む、請求項１０１から１０５のいずれか一項に記載の方法。１１４．前記表面から反射した照明の少なくとも一部を、少なくとも第１位相を有する第１照明と第２位相を有する第２照明とに分割するステップを含む、請求項１０１から１１３のいずれか一項に記載の方法。１１５．第１および第２照明が異なる偏光を有する、請求項１１４に記載の方法。１１６．分割するステップが、前記表面に入射する照明を複屈折材料に通過させるステップを含む、請求項１１５に記載の方法。１１７．前記表面から反射した照明を複屈折材料に通過させるステップを含む、請求項１１５または１１６に記載の方法。１１８．物体と前記表面との間に複屈折材料を配置するステップを含む、請求項１１６または１１７に記載の方法。１１９．並進運動の方向に応じて異なる検出信号を生成する２つの検出器を使用して、並進運動の大きさと方向とを決定するステップを含む請求項１００から１１１および１１３から１１８のいずれか一項に記載の方法。１２０．異なる検出信号の位相差の符号から、並進運動の方向を決定するステップを含む、請求項１１９に記載の方法。１２１．測定装置に対する表面の相対運動を決定する方法であって、測定装置の一部である部分的に反射性を有する物体を前記表面に隣接して配置するステップと、照明が表面の一部から反射し、照明が部分的に反射性を有する物体で反射または回折するよう、入射照明で表面を照明するステップと、部分的に反射性を有する物体で反射または回折した照明を局部発振として使用して、表面から反射した照明をコヒーレント検出し、信号を形成するステップと、信号から部分的に反射性を有する物体に垂直および平行な前記表面の相対運動を決定するステップとを含む方法。１２２．コヒーレントに検出するステップが、反射した照明の振幅または位相の変動を検出するステップと、反射した照明の周波数のずれを検出するステップとを含み、相対運動を決定するステップが、検出した振幅または位相の変動の少なくとも一方に応答して、部分的に反射性を有する物体に平行な方向で前記表面の相対運動を測定するステップと、検出した周波数のずれに応答して、部分的に反射性を有する物体の表面に垂直な方向の表面の相対運動を測定するステップとを含む、請求項１２１に記載の方法。１２３．部分的に反射性を有する物体の表面を、その表面に垂直の方向に周期的に移動させて、そこから反射した照明に周期的な位相ずれを加えるステップと、前記位相ずれを使用して前記表面の運動を測定するステップとを含む、請求項１２２に記載の方法。１２４．測定装置に対する表面の相対運動を決定する方法であって、照明が前記表面の部分から検出器に向かって反射するよう、源から入射照明で前記表面を照明するステップと、前記表面上にある所与の散乱体から検出した照明の位相がほぼ一定するか、表面の並進運動に直線的に関連するよう、反射した照明を空間フィルタにかけるステップと、検出器に入射した照明に応答して検出器で信号を生成するステップと、信号から前記表面の相対運動を決定するステップとを含む方法。１２５．照明するステップが、空間的に変化のある照明で表面を照明するステップを含む、請求項１２４に記載の方法。１２６．前記表面を照明するステップが、照明を検出器へと反射または回折させる表面に隣接して配置された部分的に反射性を有する物体を通して前記表面を照明するステップを含む、請求項１２４または１２５に記載の方法。１２７．信号を生成するステップが、部分的に反射性を有する物体から反射または回折した照明を使用して、前記表面から反射した照明をコヒーレント検出するステップを含む、請求項１２６に記載の方法。１２８．相対運動を決定するステップが、反射した照明のドップラ偏移を利用するステップを含む、請求項１２４から１２７のいずれか一項に記載の方法。１２９．表面の照明は実質的にコリメートされ、検出器が、反射した照明の１つの空間周波数のみを実質的に検出するよう、空間フィルタで反射照明にフィルタをかける、請求項１２４から１２８のいずれか一項に記載の方法。１３０．表面の照明が実質的にコリメートされ、検出器が、実質的に１方向で表面から反射した照明のみを検出するよう、空間フィルタで反射照明にフィルタをかける、請求項１２４から１２９に記載の方法。１３１．空間フィルタをかけるステップが、焦点を有するレンズで反射照明を合焦させるステップと、レンズの焦点にピンホールを配置するステップとを含む、請求項１２４から１３０のいずれか一項に記載の方法。１３２．空間フィルタをかけるステップが、焦点を有するレンズで反射照明を合焦させるステップと、レンズの焦点に単一モード光ファイバを配置して、照明を検出器に伝達するステップとを含む、請求項１２４から１３０のいずれか一項に記載の方法。１３３．空間フィルタをかけるステップが、レンズで反射照明を合焦させるステップと、源の像位置にピンホールを配置するステップとを含む、請求項１２４から１３０のいずれか一項に記載の方法。１３４．空間フィルタをかけるステップが、レンズで反射照明を合焦させるステップと、源の像位置に単一モード光ファイバを配置して、照明を検出器に伝達するステップとを含む、請求項１２４から１３０のいずれか一項に記載の方法。１３５．測定装置に対する表面の相対運動を決定するステップであって、少なくとも準連続的な透過関数を有する物体を、前記表面に隣接して配置するステップと、照明が前記表面の部分から検出器へと反射されるよう、入射照明で表面を照明するステップと、、信号を生成するため、検出器を使用して表面から反射した照明を検出するステップと、信号から表面の相対運動を決定するステップとを含む方法。１３６．物体が非対称の透過関数を有し、相対運動を決定するステップが、検出信号に基づいて動作の方向を決定するステップを含む、請求項１３５に記載の方法。１３７．照明が、物体から検出器へと反射または回折し、前記検出が、物体から反射または回折した照明を局部発振と使用して信号を形成するコヒーレント検出である、請求項１３５または１３６に記載の方法。１３８．測定装置に対する表面の相対運動を決定する方法であって、照明が前記表面から反射して、表面上の点または表面の一部の像ではない照明で検出器を照明するよう、部分的に反射性を有する物体を通して照明で前記表面を照明するステップと、前記入射照明から得た基準照明で、同時に検出器を照明するステップと、検出器が信号を生成するよう、前記基準照明を使用して検出器の反射照明をコヒーレント検出するステップと、相対運動によって生じた信号の変動に基づき、前記表面に平行な表面の相対運動を決定するステップとを含む方法。１３９．入射照明が所与の波長であり、基準照明は、コヒーレント検出がホモダイン検出であるよう、同じ波長である、請求項１３８に記載の方法。１４０．前記表面の照明を空間的に変動させるステップを含む、請求項１３８または１３９に記載の方法。１４１．前記表面の照明を空間的に変動させるステップが、空間的に変化のある周期的透過を有する透過格子を通して、表面を照明するステップを含む、請求項１４０に記載の方法。１４２．表面の照明を空間的に変動させるステップが、格子を通して前記表面を照明するステップを含み、該格子は入射した照明の一部を検出器へと鏡面反射することにより前記基準照明を形成する、請求項１４０に記載の方法。１４３．測定装置に対する表面の相対運動を決定する方法であって、照明が表面の部分から反射するよう、照明で表面を照明するステップと、部分的に反射性を有する物体を前記表面に隣接して配置するステップと、部分的に反射性を有する物体で反射または回折した照明を局部発振として使用して、表面から反射した照明をコヒーレント検出するステップと、信号の特性から、表面に平行な方向で表面の相対運動を決定するステップとを含む方法。１４４．相対運動が、前記表面から反射した照明のドップラ偏移を使用して検出される、請求項１４３に記載の方法。１４５．部分的に反射性を有する物体が格子であり、格子で回折した照明を使用して運動を決定する、請求項１４３または１４４に記載の方法。１４６．照明が表面に垂直に入射する、請求項８４から１４５のいずれか一項に記載の方法。。１４７．表面と装置との相対運動を決定する装置であって、表面に隣接して配置された部分的に透過性の物体と、入射した照明を検出して検出信号を生成する検出器と、照明が物体から検出器へと反射または回折し、入射照明の一部が前記表面から検出器へと反射するよう、入射照明で物体を照明する照明源とを備え、検出器が、物体から検出器へと反射または回折した照明を使用して表面から反射した照明をコヒーレントに検出し、さらに、検出信号から、装置に対して前記表面に平行な前記表面の相対運動を決定する回路を備える装置。１４８．測定装置に対する表面の相対運動を決定する方法であって、照明が表面の一部から反射するよう、照明で表面を照明するステップと、部分的に反射性の物体を表面に隣接して配置するステップと、部分的に反射する物体で反射または回折した照明を局部発振として使用して、表面から反射する照明をコヒーレントに検出するステップと、前記表面から反射した反射に基づいた信号の特性から、前記表面に平行な方向で表面の相対運動を決定するステップとを含む方法。１４９．測定装置に対する表面の相対運動を決定する方法であって、照明が表面の部分から検出器へと反射するよう、入射照明で源から表面を照明するステップと、表面上の所与の散乱体から検出された光学照明の位相が、表面の並進運動とほぼ一定または線形の関係を持つよう、反射した照明に空間的にフィルタをかけるステップと、検出器に入射する照明に対応して、検出器で信号を生成するステップと、信号から前記表面の相対運動を決定するステップとを含む方法。１５０．前記表面の相対運動を決定するステップが、前記表面に平行な方向で前記表面の相対運動を決定するステップを含む、請求項１４９に記載の方法。１５１．照明するステップが、空間的に変化のある照明で前記表面を照明するステップを含む、請求項１４９または１５０に記載の方法。１５２．前記表面を照明するステップは、検出器への照明を反射または回折する、前記表面に隣接して配置された、部分的に反射性を有する物体を通して、表面を照明するステップを含む、請求項１４９から１５１のいずれか一項に記載の方法。１５３．信号を生成するステップが、部分的に反射性を有する物体から反射または回折する照明を使用して、前記表面から反射した照明をコヒーレントに検出するステップを含む、請求項１５１に記載の方法。１５４．相対運動を決定するステップが、反射した照明のドップラ偏移を使用するステップを含む、請求項１４９から１５３のいずれか一項に記載の方法。１５５．表面の照明がほぼコリメートされ、反射した照明の実質的に１つの空間周波数のみが検出器によって検出されるよう、反射照明に空間フィルタをかける、請求項１４９から１５４のいずれか一項に記載の方法。１５６．表面の照明がほぼコリメートされ、実質的に１つの方向で表面から反射した照明のみが検出器に検出されるよう、反射照明に空間フィルタをかける、請求項１４９から１５５のいずれか一項に記載の方法。１５７．運動の方向を決定するステップを含む、請求項１から２４、７０、８４から９８、１０２から１０５、１２３から１３７および１４０から１５６のいずれか一項に記載の方法。１５８．測定装置に対する表面の相対運動の方向を決定する方法であって、放射が前記表面の部分から検出器へと反射されるよう、入射放射で前記表面を照明するステップと、非対称透過関数を有する物体を、検出器に隣接して配置するステップと、信号を生成するため、検出器を使用して前記表面から反射した放射を検出するステップと、信号から、前記表面の相対運動の方向を決定するステップとを含む方法。１５９．運動を決定するステップが、位置による信号の強度の変動を決定するステップを含む、請求項１から２４、７０、８４から１５８のいずれか一項に記載の方法。１６０．運動が、検出された信号のゼロクロスから決定される、請求項１５９に記載の方法。１６１．表面が光学的に拡散性の反射表面である、請求項１から２４、４３から６１、７０および８４から１６０のいずれか一項に記載の方法。１６２．表面が位置を示すマークを持たない、請求項１から２４、４３から６１、７０、および８４から１６１のいずれか一項に記載の方法。１６３．照明が可視照明を含む、請求項１から２４、４３から６１、７０および８４から１６１のいずれか一項に記載の方法。１６４．照明が赤外線照明を含む、請求項１から２４、４３から６１、７０および８４から１６１のいずれか一項に記載の方法。１６５．前記表面に平行な２方向で前記表面の相対運動を検出するステップを含む、請求項１から２４、４３から６１、７０、８４から１５２のいずれか一項に記載の方法。１６６．ある表面に面する開口を有する筐体と、開口を通して前記表面に望む光学運動検出器とを備え、光学運動検出器が請求項１から２４、４３から６１、６４から７０または８４から１６５のいずれか一項に記載された方法を使用して、前記表面に対する筐体の並進運動を決定する光学マウス。１６７．制御装置として使用するタッチ・ポイントであって、開口を有する筐体と、開口上を並進する指の運動を決定する光学検出器とを備え、光学検出器が請求項１から２４、４３から６１、６４から７０または８４から１６５のいずれか一項に記載の方法を使用して、並進運動を決定するタッチ・ポイント。１６８．請求項１６７に記載の第１タッチ・ポイント、およびこれに応答してポインタを移動させる回路と、請求項１６７に記載の第２タッチ・ポイントおよびこれに応答してスクロールを行わせる回路とを備えるポインタ・デバイス。１６９．コンピュータ用のポインタとして使用するマウス／タッチ・ポイントの組合せであって、開口を有する筐体と、開口上で並進する物体の運動を決定する光学検出器と、開口が上向きか下向きかを決定する手段とを備える組合せ。１７０．光学検出器が、請求項１から２４、４３から６１、７４から７０および８４から１６５のいずれか一項に記載の方法を使用して並進運動を決定する、請求項１６９に記載のマウス／タッチ・ポイントの組合せ。１７１．ドキュメント上のスキャナの動作によってドキュメントを読み取るスキャナであって、ドキュメントの表面のパターンを検出する光学読み取りヘッドと、スキャナがドキュメントの表面上を並進する際に、その運動を決定する光学検出器とを備え、光学検出器が請求項１から２４、４３から６１、６４から７０または８４から１６５のいずれか一項に記載の方法を使用して並進運動を決定するスキャナ。１７２．パターンが、印刷されたパターンを備える、請求項１７１に記載のスキャナ。１７３．パターンが、手書きのパターンである、請求項１７１または１７２に記載のスキャナ。１７４．パターンが署名である、請求項１７３に記載のスキャナ。１７５．基準マーク以外のマークがない光学的に拡散反射する表面と、前記表面に対して相対運動する光学検出器とを備え、光学検出器が基準マークに関して前記表面に対する相対運動を測定し、光学検出器が請求項１から２４、４３から６１、６４から７０および８４から１６５のいずれか一項に記載の方法を使用するエンコーダ。１７６．前記表面が軸を中心に回転するディスクの表面であり、検出器がディスクの回転を測定する、請求項１７５に記載の方法。１７７．請求項１７５または１７６に記載のエンコーダと、前記測定された相対運動を、書かれたデータまたはグラフィカルなデータに変換する回路とを備える仮想ペン。１７８．紙を移動させる装置であって、紙を移動させる手段と、紙上のいかなるマークも使用せずに、紙の動作を測定する光学検出器とを備え、光学検出器が請求項１から２４、４３から６１、６４から７０および８４から１６５のいずれか一項に記載の方法を使用する装置。１７９．請求項１７８に記載の装置と、紙から情報を読み取る読み取りヘッドと、紙の運動の測定に対応してメモリ・ロケーションに情報を格納するメモリとを備えるドキュメント・スキャナ。１８０．請求項１７８に記載の装置と、紙のシートに印刷される情報を含むメモリと、紙の動作の測定に応答して情報を印刷する印刷ヘッドとを備えるプリンタ。１８１．請求項１７９に記載のスキャナを備えるファックス機。１８２．請求項１８０に記載のプリンタを備えるファックス機。１８３．さらに、請求項１７９に記載のスキャナを備える、請求項１８２に記載のファックス機。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号１２５４３１ (32)優先日平成10年７月20日(1998．7．20) (33)優先権主張国イスラエル（ＩＬ） (31)優先権主張番号１２６６５６ (32)優先日平成10年10月19日(1998．10．19) (33)優先権主張国イスラエル（ＩＬ） (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者レデレールギラッドイスラエル国テルアヴィヴ 69690, アルミムストリート７

Claims

【特許請求の範囲】１．測定装置に対する表面の相対運動を決定する方法であって、入射照明で表面を照明し、前記表面から反射した照明を検出して、少なくとも１つの検出信号を形成し、前記少なくとも１つの検出信号から前記表面に平行な相対運動の量を決定し、平行な相対運動の量の決定に使用した同じ入射照明から得た信号を使用して、前記表面に対して垂直な相対運動の影響に合わせ、前記表面に平行な相対運動の決定を修正すること、を含む方法。２．前記少なくとも１つの信号が、前記表面に平行な相対運動および表面に垂直な相対運動によって影響される少なくとも１つの第１信号、および少なくとも前記表面に垂直な運動によって影響される少なくとも１つの第２信号の、少なくとも２つの信号を有し、判定するステップが、２つの信号から、前記表面に平行な相対運動の量を決定するステップを含む、請求項１に記載の方法。３．判定するステップが、前記２つの信号の少なくとも一方から相対運動の第１量を決定するステップを含み、前記相対運動の第１量は、前記表面に平行な成分と前記表面に垂直な成分を含み、さらに、前記２つの信号の少なくとも一方から相対運動の第２量を決定するステップを含み、前記相対運動の第２量は、前記表面に垂直な成分を含み、さらに、相対運動の第１および第２決定量に応答して、前記表面に平行な相対運動の量を決定するステップを含む、請求項２に記載の方法。４．相対運動の第２量が前記表面に平行な成分を含まない、請求項３に記載の方法。５．相対運動の第２量が前記表面に平行な成分を含む、請求項３に記載の方法。６．前記表面に垂直な相対運動が、反射した照明のドップラ偏移に基づいて決定される、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。７．判定するステップが、前記表面に垂直な相対運動の量を決定せずに、２つの信号から直接、前記表面に平行な相対運動の量を決定するステップを含む、請求項２に記載の方法。８．前記少なくとも１つの第２信号が、実質的に、前記表面に垂直な相対運動によって決定される、請求項７に記載の方法。９．前記少なくとも１つの第２信号が、ドップラ偏移に基づく信号である、請求項７に記載の方法。１０．前記少なくとも１つの第２信号が、前記表面に平行な相対運動に応答する、請求項７に記載の方法。１１．前記表面に垂直な相対運動の量を決定するステップを含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。１２．前記表面に平行な相対運動の量を決定するステップが、２つの非共直線的方向に沿った相対運動の量を決定するステップを含む、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。１３．照明が前記表面に垂直に入射する、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。１４．検出するステップが、コヒーレントに検出するステップを含む、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。１５．測定装置の一部である、物体からの照明の一部を反射または回折して局部発振として作用させるステップを含む、請求項１４に記載の方法。１６．物体が、入射または反射照明が通過する、部分的に反射する物体である、請求項１５に記載の方法。１７．入射照明と反射照明との両方が物体を通過する、請求項１６に記載の方法。１８．物体が前記表面に隣接する、請求項１５から１７のいずれか一項に記載の方法。１９．前記表面が物体の近距離場にある、請求項１５から１８のいずれか一項に記載の方法。２０．表面が格子の近距離場の外側にある、請求項１５から１８のいずれか一項に記載の方法。２１．物体が格子である、請求項１５から２０のいずれか一項に記載の方法。２２．格子が、基本的に、表面を照明する１つの次数の透過照明のみを生成する、請求項２１に記載の方法。２３．照明が、少なくとも部分的にコヒーレントであり、物体が前記表面から照明のコヒーレンス長内に配置される、請求項１５から２２のいずれか一項に記載の方法。２４．局部発振照明および反射した照明が、少なくとも１つの検出器に入射して前記信号を生成し、局部発振照明および反射照明が、検出器において少なくとも部分的にコヒーレントである、請求項１５から２２のいずれか一項に記載の方法。２５．装置と表面との間の相対運動を測定する装置であって、照明を伝達して表面を照明する照明源と、前記表面から反射された、源からの照明を受ける第１検出器と、照明の一部を前記第１検出器へと反射する物体とを備え、検出器が、物体からの反射照明を局部発振として、前記表面から反射した照明のコヒーレントな検出に基づいて第１信号を生成し、さらに、前記表面から反射した照明を受けずに、源からの照明を受け、それに対応して第２信号を生成する第２検出器と、第２信号に基づき、照明の強度の変化に合わせて第１信号を調節する信号補正器と、信号補正器からの信号に応答して相対運動を計算する運動計算機とを備える装置。２６．第２検出器で受ける源からの照明が、物体により反射または回折した照明である、請求項２５に記載の装置。２７．信号補正器が、第２信号に基づいて、一定期間第１信号を補正する、請求項２５または２６に記載の装置。２８．信号補正器が、第１信号を受信して、それから第２信号を引いて、調節された第１信号を生成する差動増幅器を含む、請求項２７に記載の装置。２９．信号補正器が、調整された第１信号を受信し、これを第２信号に対して正規化するノーマライザを含む、請求項２８に記載の装置。３０．装置が、物体からまたは源からの実質的な照明を受けずに表面から反射した照明を受け、これに対応して第３信号を生成する第３検出器を含み、信号補正器が、第３信号に基づいて調節された信号を補正する、請求項２８に記載の装置。３１．装置と表面との相対運動を測定する装置であって、照明を伝達して前記表面を照明する照明源と、前記表面から反射された、源からの照明を受ける第１検出器と、照明の一部を第１検出器へと反射する物体とを備え、検出器が、物体からの照明を局部発振として、前記表面から反射した照明のコヒーレントな検出に基づいて第１信号を生成し、さらに、前記表面から反射した照明を受けずに、源からの照明を受け、それに対応して第２信号を生成する第２検出器と、第２信号に比例する量で第１信号を減少させる信号補正器と、信号補正器からの信号に応答して相対運動を計算する運動計算機とを備える装置。３２．第２検出器で受ける源からの照明が、物体が反射または回折した照明である、請求項３１に記載の装置。３３．信号補正器が、第２信号に基づき、照明の強度の変化に合わせて第１信号を調節するノーマライザを含む、請求項３１または３２に記載の装置。３４．装置が、物体または源からの実質的な照明を受けずに、表面から反射した照明を受け、これに対応して第３信号を生成する第３検出器を含み、信号補正器が、第３信号に基づいて調節された信号を補正する、請求項３２に記載の装置。３５．装置と表面との相対運動を測定する装置であって、照明を伝達して前記表面を照明する照明源と、前記表面から反射された源からの照明を受ける第１検出器と、照明の一部を前記第１検出器へと反射する物体とを備え、検出器が、物体からの照明を局部発振として、前記表面から反射した照明のコヒーレントな検出に基づいて第１信号を生成し、さらに、物体または源からの実質的な照明を受けずに、前記表面から反射した照明を受け、それに応答して第２信号を生成する第２検出器と、第２信号に比例する量で第１信号を減少させる信号補正器と、信号補正器からの信号に応答して相対運動を計算する運動計算機とを備える装置。３６．物体が部分的に透過性であり、前記表面の照明が物体を通過するよう、物体が照明源と前記表面との間に配置される、請求項２５から３５のいずれか一項に記載の装置。３７．照明がコヒーレンス長を有し、物体と前記表面とが前記コヒーレンス長の中に位置する、請求項３６に記載の装置。３８．物体が格子である、請求項２５から３７のいずれか一項に記載の装置。３９．格子が、基本的に、前記表面を照明する１つの次数の透過照明のみを生成する、請求項３８に記載の装置。４０．前記表面が格子の近距離場にある、請求項３８に記載の装置。４１．前記表面が格子の近距離場の外側にある、請求項３８に記載の装置。４２．前記表面から反射した照明と物体から反射した照明とが、第１検出器において少なくとも部分的にコヒーレントである、請求項２５から４１のいずれか一項に記載の装置。４３．測定装置に対して表面の相対運動を決定する方法であって、照明が前記表面の一部から反射するよう、入射照明で表面を照明するステップと、前記表面で反射していない前記入射照明から得た照明を局部発振として使用して、前記表面から反射した照明をコヒーレントに検出し、少なくとも２つの信号を生成するステップと、２つの信号の少なくとも一方から前記表面の相対運動の大きさを決定するステップと、前記表面から反射した照明の少なくとも一部に対して、局部発振の照明の少なくとも一部の位相を変化させるステップと、前記変化した相対位相によって生じた信号の特性に基づいて、前記表面に平行な相対運動の方向を決定するステップとを含む方法。４４．局部発振照明が、測定装置の一部である物体からの入射照明の反射または屈折によって生成される、請求項４３に記載の方法。４５．物体が前記表面に隣接する、請求項４４に記載の方法。４６．照明がコヒーレンス長を有し、物体および前記表面が前記コヒーレンス長内に位置する、請求項４４または４５に記載の方法。４７．物体が格子である、請求項４４から４６のいずれか一項に記載の方法。４８．格子が、基本的に、表面を照明する１つの次数の透過照明のみを生成する、請求項４７に記載の方法。４９．前記表面が格子の近距離場に配置される、請求項４７に記載の方法。５０．前記表面が格子の近距離場の外側に配置される、請求項４７に記載の方法。５１．位相を変化させるステップが、静止位相変化を導入するステップを含み、相対運動の方向を決定するステップが、前記静止位相変化によって生じた信号の特性に基づいて相対運動の方向を決定するステップを含む、請求項４３から５０のいずれか一項に記載の方法。５２．前記表面から反射する照明を、第１位相を有する第１照明と、第２位相を有する第２照明とに分割するステップを含む、請求項４３から５１のいずれか一項に記載の方法。５３．第１照明と第２照明とが異なる偏光を有する、請求項５２に記載の方法。５４．分割するステップが、前記表面に入射する照明を複屈折材料に通過させるステップを含む、請求項５２または５３に記載の方法。５５．分割するステップが、前記表面から反射した照明を複屈折材料に通過させるステップを含む、請求項５２から５４のいずれか一項に記載の方法。５６．複屈折材料を物体と前記表面との間に配置するステップを含む、請求項４４から５１のいずれか一項に記載の方法。５７．物体と前記表面との間に複屈折材料を配置するステップが、検出した照明を複屈折材料に２回通過させる働きを有する、請求項５６に記載の方法。５８.並進運動の方向に応じて異なる検出信号を生成する２つの検出器を使用し、並進運動の大きさと方向とを決定するステップを含む、請求項４３から５７のいずれか一項に記載の方法。５９．並進運動の方向を決定するステップが、異なる検出信号間の位相差の符号から方向を決定するステップを含む、請求項５８に記載の方法。６０．前記表面から反射した照明が直線偏光を含む、請求項４３から５９のいずれか一項に記載の方法。６１．相対運動の大きさを決定するステップが、信号のゼロクロスをカウントするステップを含む、請求項４３から６０のいずれか一項に記載の方法。６２．装置に対する表面の並進運動を決定する装置であって、光学ブロックと、光学ブロックに取り付けられ、入射する光に対応して信号を生成する検出器と、照明を生成する照明源とを備え、ブロックを通過する照明の一部が前記表面で反射し、光学ブロックを通過した後に検出器に入射し、さらに、信号に応答して、前記表面に平行な並進運動の大きさを計算する回路を備える装置。６３．ブロック内またはブロックの表面上に、照明の一部を前記一部が前記表面に衝突しない状態で検出器へ向けて反射または回折する物体を含み、前記一部が、検出器による反射照明の同期検出のための局部発振として作用する、請求項６２に記載の装置。６４．測定装置に対する表面の相対運動を決定する方法であって、照明が前記表面の一部で反射するよう、入射放射で表面を照明するステップと、前記表面から反射した照明の少なくとも第１部分を検出して、第１検出信号を形成するステップと、表面から反射した照明の少なくとも第２部分を検出して、第２検出信号を形成するステップと、反射した放射のドップラ偏移に基づいて相対運動の量を決定するステップとを含み、第１および第２信号が直角位相を為し、検出が直角位相の検出を含む方法。６５．前記第１および第２信号に応答して相対運動の方向を検出するステップを含む、請求項６４に記載の方法。６６．前記表面に平行な２つの非共直線的方向での相対運動を決定するステップを含む、請求項６４または６５に記載の方法。６７．前記表面に垂直な方向の相対運動を決定するステップを含む、請求項６４から６６のいずれか一項に記載の方法。６８．相対運動を決定するステップが、前記第１および第２信号の少なくとも一方のゼロクロスをカウントするステップを含む、請求項６４から６７のいずれか一項に記載の方法。６９．検出するステップが、コヒーレントな検出を含む、請求項６４から６８のいずれか一項に記載の方法。７０．測定装置に対する表面の相対運動を決定する方法であって、照明が表面の部分から反射するよう入射照明で表面を照明するステップと、信号を生成するため、検出器を使用して前記表面から反射した照明をコヒーレントに検出するステップと、前記コヒーレント検出のために、前記表面から反射していない前記入射照明から得た照明を局部発振として使用するステップと、信号から表面の相対運動の大きさを決定するステップとを含み、局部発振が検出器の小さい領域で合焦し、したがって基本的に反射した照明の１つの空間周波数のみが、検出器の前記局部発振との干渉場を形成することを特徴とする方法。７１．装置に対する表面の相対運動を決定する装置であって、開口が形成された筐体と、相対運動の決定に使用する信号を生成する筐体内の検出器と、筐体内で、開口を通して前記表面を照明する所与の波長のレーザ照明源とを備え、照明が前記表面から開口を介して検出器に反射され、さらに、開口を覆い、所与の波長を通過させて、検出器が反応する他の波長の光を遮断するフィルタとを備える装置。７２．装置に対する表面の相対運動を決定する装置であって、開口が形成された筐体と、相対運動の決定に使用する信号を生成する筐体内の検出器と、筐体内で、開口を通して前記表面を照明する所与の波長のレーザ照明源とを備え、照明が前記表面から開口を介して検出器に反射され、さらに、前記表面から反射した照明を受ける筐体内の第２検出器と、第２検出器が受けた照明が閾値より小さい場合に照明源を切る回路とを備える装置。７３．回路が、源を周期的に点灯すると共に、第２検出器が受けた照明が閾値を下回る場合にはこれを消灯する働きをする、請求項７２に記載の装置。７４．開口が、所与の波長を通過させると共に、第１および第２検出器が感知する他の波長の光を遮断するフィルタで覆われる、請求項７２または７３に記載の装置。７５．検出器への照明の一部は、前記一部が最初に表面に入射せずに、検出器を照明し、前記一部が、検出器による反射照明のコヒーレント検出の局部発振として作用する、請求項７０から７４のいずれか一項に記載する装置。７６.反射した照明が、源によって生成された照明に対して前記並進運動によってドップラ偏移し、前記ドップラ偏移を運動の決定に使用する、請求項７０から７５のいずれか一項に記載の装置。７７．装置と表面との相対運動を測定する装置であって、前記表面の照明に使用する照明源と、前記表面から反射された源からの照明を受け、照明の一部を、前記表面が表面から反射していない状態で受ける検出器とを備え、したがって検出器は、照明の一部を局部発振として、表面から反射した照明のコヒーレント検出に基づいて信号を生成し、前記信号が相対運動の速度に関連した周波数を有し、さらに、信号のゼロクロスのカウントに対応して、相対運動の量を計算する運動計算機を備える装置。７８．検出器が、検出器の出力をフィルタにかけて前記信号を形成するハイパスフィルタを含む、請求項７６に記載の装置。７９．ハイパスフィルタが、約２０ｄＢ／オクターブ未満の傾斜を有する、請求項７８に記載の装置。８０．高域フィルタが、約０．５ｍｍ／秒未満の運動速度に対応する周波数において遮断点を有する、請求項７８または７９に記載の装置。８１．表面から反射した照明の少なくとも第２部分を検出して、コヒーレント検出を用いて第２検出信号を形成する第２検出器を含み、運動検出器が、反射した放射のドップラ偏移に基づいて相対運動の量を決定し、信号および第２検出信号が直交位相を有し、検出が直交位相の検出を含む、請求項７７から８０のいずれか一項に記載の装置。８２．装置に対する表面の相対運動を決定する装置であって、開口が形成された筐体と、相対運動の決定に使用する信号を生成する筐体内の検出器と、筐体内で、開口を通して前記表面を照明する所与の波長のレーザ照明源とを備え、照明が前記表面から開口を介して検出器に向けて反射され、さらに、検出器が前記表面から受けた照明が閾値を下回ると照明源を切る回路を備える装置。８３．回路が、検出器が前記表面から受けた場合に、照明源を周期的に点灯および消灯する働きをする、請求項８２に記載の装置。８４．測定装置に対して表面の相対運動を決定する方法であって、測定装置の一部として、前記表面に隣接して、部分的に透過する物体を配置するステップと、照明が表面の部分から反射するよう、前記表面を入射照明で照明するステップとを含み、入射および反射照明の少なくとも一方の少なくとも一部が物体を通過し、さらに、検出信号を生成するため、前記表面から反射した照明を検出するステップを含み、物体および前記表面が、検出される照明のコヒーレンス長より短い距離内に配置され、さらに、検出信号から、前記表面に平行な表面の相対運動を決定するステップを含む方法。８５．物体の透過性が空間的に変化する、請求項８４に記載の方法。８６．物体が部分的に反射性であり、入射照明の一部が基準照明として物体で反射または回折され、照明の検出がコヒーレントであって、前記基準照明を使用する、請求項８４または８５に記載の方法。８７．測定装置に対する表面の相対運動を決定する方法であって、測定装置の一部である部分的に反射性を有する物体を、前記表面に隣接して配置するステップと、入射照明の一部が、基準照明として物体で反射または回折され、一部が前記表面から反射するよう、入射照明で物体を照明するステップと、検出信号を生成するため、基準照明を使用して、表面から反射した照明をコヒーレントに検出するステップと、検出信号から、前記表面に平行な表面の相対運動を決定するステップとを含む方法。８８．物体が部分的に透過性の物体であり、入射照明および反射照明の少なくとも一方の少なくとも一部が物体を通過する、請求項８７に記載の方法。８９．物体の反射度が空間的に変動する、請求項８７または８８に記載の方法。９０．空間的な変動が、周期的な空間的変動を有する、請求項８５または８９に記載の方法。９１．前記表面に隣接して物体を配置するステップが、前記表面に隣接して格子を配置するステップを含む、請求項８４から９０のいずれか一項に記載の方法。９２．前記表面に隣接して格子を配置するステップが、前記表面が格子の近距離場にあるよう、表面に十分近く格子を配置するステップを含む、請求項９１に記載の方法。９３．前記表面に隣接して格子を配置するステップが、前記表面が格子の近距離場の外側にあるよう、表面から十分離れて格子を配置するステップを含む、請求項９１に記載の方法。９４．検出された照明が少なくとも部分的にコヒーレントである、請求項８４から９３のいずれか一項に記載の方法。９５．測定装置に対する表面の相対運動を決定する方法であって、測定装置の一部である格子を前記表面に隣接して配置するステップと、少なくとも照明の一部が前記表面に入射して、そこから反射するよう、入射照明で格子を照明するステップとを含み、入射および反射照明の少なくとも一方が格子を通過し、さらに、反射した照明に対応して信号を生成するステップと、表面に平行な表面の相対運動を、検出された信号から決定するステップとを含み前記表面が格子の近距離場にある方法。９６．信号を生成するステップが、基準照明を使用し、前記表面から反射した照明を検出するステップを含む、請求項９５に記載の方法。９７．前記表面から反射した照明が、物体で反射または回折した照明から周波数がずれ、運動を決定するステップが、周波数のずれに基づいて運動を決定するステップを含む、請求項８４から９６のいずれか一項に記載の方法。９８．物体が、空間的に非対称の透過特性を有する、請求項８４から９７のいずれか一項に記載の方法。９９．前記非対称によって生じた信号の特性に基づき、相対運動の方向を決定するステップを含む、請求項９８に記載の方法。１００．測定装置に対する表面の相対運動を決定する方法であって、測定装置の一部である部分的に透過性の物体を前記表面に隣接して配置するステップと、照明が前記表面の一部から反射されるよう、干渉パターンを構成しない入射照明で前記表面を照明するステップとを含み、入射および反射照明の少なくとも一方の少なくとも一部が物体を通過し、さらに、前記表面から反射した照明を検出して、検出信号を生成するステップと、検出信号から、前記表面に平行な前記表面の相対運動を決定するステップとを含む方法。１０１．物体で反射または回折した照明と前記表面から反射した照明の少なくとも一部との間の位相を変動させるステップを含む、請求項８４から１００のいずれか一項に記載の方法。１０２．方向が、前記変動位相に基づいて決定される、請求項１０１に記載の方法。１０３．表面に垂直な方向の運動を決定するステップを含む、請求項８４から１０２のいずれか一項に記載の方法。１０４．測定装置に対する表面の相対運動を決定する方法であって、照明が前記表面の部分から反財するよう、入射照明で表面を照明するステップと、測定装置の一部である部分的に反射性の物体を、前記表面に隣接して配置するステップとを含み、入射照明の一部が基準照明として物体で反射または回折し、さらに、信号を生成するため、物体で反射または回折した照明を局部発振として使用して、前記表面から反射した照明をコヒーレント検出するステップと、信号から前記表面の相対運動を決定するステップと、前記表面から反射した照明の少なくとも一部に対して、物体で反射または回折した照明の少なくとも一部の位相を変動させるステップと、前記変動した相対位相による信号の特性に基づき、前記表面に平行な相対運動の方向を決定するステップとを含む方法。１０５．反射器を表面に隣接して配置するステップが、格子を前記表面に隣接して配置するステップを含む、請求項１０４に記載の方法。１０６．位相を変動させるステップが、位相を周期的に変動させるステップを含む、請求項１０１から１０５のいずれか一項に記載の方法。１０７．相対運動の方向を決定するステップが、前記周期的に変動する相対位相によって生じる信号の特性に基づき、相対運動の方向を決定するステップを含む、請求項１０６に記載の方法。１０８．位相を変動させるステップが、物体を、ほぼ動作を測定する方向に周期的に移動させるステップを含む、請求項１０１から１０７のいずれか一項に記載の方法。１０９．位相を変動させるステップが、物体を、ほぼ測定する動作の方向に垂直に周期的に移動させるステップを含む、請求項１０１から１０８のいずれか一項に記載の方法。１１０．位相を変動させるステップが、物体と前記表面との間に透明な材料を設けるステップと、光路長が照明の方向に変動するよう材料に通電するステップとを含む、請求項１０１から１０９のいずれか一項に記載の方法。１１１．透明材料が圧電材料である、請求項１１０に記載の方法。１１２．１つの検出器を使用して並進運動の大きさと方向とを決定するステップを含む、請求項１００から１１１のいずれか一項に記載の方法。１１３.位相を変動させるステップが、静止位相変化を導入するステップを含み、相対運動の方向を決定するステップが、前記位相変化によって生じた信号の特性に基づいて相対運動の方向を決定するステップを含む、請求項１０１から１０５のいずれか一項に記載の方法。１１４．前記表面から反射した照明の少なくとも一部を、少なくとも第１位相を有する第１照明と第２位相を有する第２照明とに分割するステップを含む、請求項１０１から１１３のいずれか一項に記載の方法。１１５.第１および第２照明が異なる偏光を有する、請求項１１４に記載の方法。１１６．分割するステップが、前記表面に入射する照明を複屈折材料に通過させるステップを含む、請求項１１５に記載の方法。１１７．前記表面から反射した照明を複屈折材料に通過させるステップを含む、請求項１１５または１１６に記載の方法。１１８．物体と前記表面との間に複屈折材料を配置するステップを含む、請求項１１６または１１７に記載の方法。１１９．並進運動の方向に応じて異なる検出信号を生成する２つの検出器を使用して、並進運動の大きさと方向とを決定するステップを含む請求項１００から１１１および１１３から１１８のいずれか一項に記載の方法。１２０．異なる検出信号の位相差の符号から、並進運動の方向を決定ずるステップを含む、請求項１１９に記載の方法。１２１．測定装置に対する表面の相対運動を決定する方法であって、測定装置の一部である開口付きの反射器を前記表面に隣接して配置するステップと、照明が表面の一部から反射し、照明が開口付き反射器で反射または回折するよう、入射照明で表面を照明するステップと、開口付き反射器て反射または回折した照明を局部発振として使用して、表面から反射した照明をコヒーレント検出し、信号を形成するステップと、信号から開口付き反射器に垂直および平行な前記表面の相対運動を決定するステップとを含む方法。１２２．コヒーレントに検出するステップが、反射した照明の振幅または位相の変動を検出するステップと、反射した照明の周波数のずれを検出するステップとを含み、相対運動を決定するステップが、検出した振幅または位相の変動の少なくとも一方に応答して、開口付き反射器に平行な方向で前記表面の相対運動を測定するステップと、検出した周波数のずれに応答して、開口付き反射器の表面に垂直な方向の表面の相対運動を測定するステップとを含む、請求項１２１に記載の方法。１２３．開口付き反射器の表面を、その表面に垂直の方向に周期的に移動させて、そこから反射した照明に周期的な位相ずれを加えるステップと、前記位相ずれを使用して前記表面の運動を測定するステップとを含む、請求項１２２に記載の方法。１２４．測定装置に対する表面の相対運動を決定する方法であって、照明が前記表面の部分から検出器に向かって反射するよう、源から入射照明で前記表面を照明するステップと、前記表面上にある所与の散乱体から検出した照明の位相がほぼ一定するか、表面の並進運動に直線的に関連するよう、反射した照明を空間フィルタにかけるステップと、検出器に入射した照明に応答して検出器で信号を生成するステップと、信号から前記表面の相対運動を決定するステップとを含む方法。１２５．照明するステップが、空間的に変化のある照明で表面を照明するステップを含む、請求項１２４に記載の方法。１２６．前記表面を照明するステップが、照明を検出器へと反射または回折させる表面に隣接して配置された開口付き反射器を通して前記表面を照明するステップを含む、請求項１２４または１２５に記載の方法。１２７．信号を生成するステップが、開口付き反射器から反射または回折した照明を使用して、前記表面から反射した照明をコヒーレント検出するステップを含む、請求項１２６に記載の方法。１２８．相対運動を決定するステップが、反射した照明のドップラ偏移を利用するステップを含む、請求項１２４から１２７のいずれか一項に記載の方法。１２９．表面の照明は実質的にコリメートされ、検出器が、反射した照明の１つの空間周波数のみを実質的に検出するよう、空間フィルタで反射照明にフィルタをかける、請求項１２４から１２８のいずれか一項に記載の方法．１３０．表面の照明が実質的にコリメートされ、検出器が、実質的に１方向で表面から反射した照明のみを検出するよう、空間フィルタで反射照明にフィルタをかける、請求項１２４から１２９に記載の方法。１３１．空間フィルタをかけるステップが、焦点を有するレンズで反射照明を合焦させるステップと、レンズの焦点にピンホールを配置するステップとを含む、請求項１２４から１３０のいずれか一項に記載の方法。１３２．空間フィルタをかけるステップが、焦点を有するレンズで反射照明を合焦させるステップと、レンズの焦点に単一モード光ファイバを配置して、照明を検出器に伝達するステップとを含む、請求項１２４から１３０のいずれか一項に記載の方法。１３３．空間フィルタをかけるステップが、レンズで反射照明を合焦させるステップと、源の像位置にピンホールを配置するステップとを含む、請求項１２４から１３０のいずれか一項に記載の方法。１３４．空間フィルタをかけるステップが、レンズで反射照明を合焦させるステップと、源の像位置に単一モード光ファイバを配置して、照明を検出器に伝達するステップとを含む、請求項１２４から１３０のいずれか一項に記載の方法。１３５．測定装置に対する表面の相対運動を決定するステップであって、少なくとも準連続的な透過関数を有する物体を、前記表面に隣接して配置するステップと、照明が前記表面の部分から検出器へと反射されるよう、入射照明で表面を照明するステップと、、信号を生成するため、検出器を使用して表面から反射した照明を検出するステップと、信号から表面の相対運動を決定するステップとを含む方法。１３６．物体が非対称の透過関数を有し、相対運動を決定するステップが、検出信号に基づいて動作の方向を決定するステップを含む、請求項１３５に記載の方法。１３７．照明が、物体から検出器へと反射または回折し、前記検出が、物体から反射または回折した照明を局部発振と使用して信号を形成するコヒーレント検出である、請求項１３５または１３６に記載の方法。１３８．測定装置に対する表面の相対運動を決定する方法であって、照明が前記表面から反射して、表面上の点または表面の一部の像ではない照明で検出器を照明するよう、開口付き反射器を通して照明で前記表面を照明するステップと、前記入射照明から得た基準照明で、同時に検出器を照明するステップと、検出器が信号を生成するよう、前記基準照明を使用して検出器の反射照明をコヒーレント検出するステップと、相対運動によって生じた信号の変動に基づき、前記表面に平行な表面の相対運動を決定するステップとを含む方法。１３９．入射照明が所与の波長であり、基準照明は、コヒーレント検出がホモダイン検出であるよう、同じ波長である、請求項１３８に記載の方法。１４０．前記表面の照明を空間的に変動させるステップを含む、請求項１３８または１３９に記載の方法。１４１．前記表面の照明を空間的に変動させるステップが、空間的に変化のある周期的透過を有する透過格子を通して、表面を照明するステップを含む、請求項１４０に記載の方法。１４２．表面の照明を空間的に変動させるステップが、格子を通して前記表面を照明するステップを含み、該格子は入射した照明の一部を検出器へと鏡面反射することにより前記基準照明を形成する、請求項１４０に記載の方法。１４３．測定装置に対する表面の相対運動を決定する方法であって、照明が表面の部分から反射するよう、照明で表面を照明するステップと、開口付き反射器を前記表面に隣接して配置するステップと、開口付き反射器で反射または回折した照明を局部発振として使用して、表面から反射した照明をコヒーレント検出するステップと、信号の特性から、表面に平行な方向で表面の相対運動を決定するステップとを含む方法。１４４．相対運動が、前記表面から反射した照明のドップラ偏移を使用して検出される、請求項１４３に記載の方法。１４５．開口付き反射器が格子であり、格子で回折した照明を使用して運動を決定する、請求項１４３または１４４に記載の方法。１４６．照明が表面に垂直に入射する、請求項８４から１４５のいずれか一項に記載の方法。。１４７．表面と装置との相対運動を決定する装置であって、表面に隣接して配置された部分的に透過性の物体と、入射した照明を検出して検出信号を生成する検出器と、照明が物体から検出器へと反射または回折し、入射照明の一部が前記表面から検出器へと反射するよう、入射照明で物体を照明する照明源とを備え、検出器が、物体から検出器へと反射または回折した照明を使用して表面から反射した照明をコヒーレントに検出し、さらに、検出信号から、装置に対して前記表面に平行な前記表面の相対運動を決定する回路を備える装置。１４８．測定装置に対する表面の相対運動を決定する方法であって、照明が表面の一部から反射するよう、照明で表面を照明するステップと、部分的に反射性の物体を表面に隣接して配置するステップと、部分的に反射する物体で反射または回折した照明を局部発振として使用して、表面から反射する照明をコヒーレントに検出するステップと、前記表面から反射した反射に基づいた信号の特性から、前記表面に平行な方向で表面の相対運動を決定するステップとを含む方法。１４９．測定装置に対する表面の相対運動を決定する方法であって、照明が表面の部分から検出器へと反射するよう、入射照明で源から表面を照明するステップと、表面上の所与の散乱体から検出された光学照明の位相が、表面の並進運動とほぼ一定または線形の関係を持つよう、反射した照明に空間的にフィルタをかけるステップと、検出器に入射する照明に対応して、検出器で信号を生成するステップと、信号から前記表面の相対運動を決定するステップとを含む方法。１５０．前記表面の相対運動を決定するステップが、前記表面に平行な方向で前記表面の相対運動を決定するステップを含む、請求項１４９に記載の方法。１５１．照明するステップが、空間的に変化のある照明で前記表面を照明するステップを含む、請求項１４９または１５０に記載の方法。１５２.前記表面を照明するステップは、検出器への照明を反射または回折する、前記表面に隣接して配置された、部分的に反射性を有する物体を通して、表面を照明するステップを含む、請求項１４９から１５１のいずれか一項に記載の方法。１５３．信号を生成するステップが、部分的に反射性を有する物体から反射または回折する照明を使用して、前記表面から反射した照明をコヒーレントに検出するステップを含む、請求項１５１に記載の方法。１５４．相対運動を決定するステップが、反射した照明のドップラ偏移を使用するステップを含む、請求項１４９から１５３のいずれか一項に記載の方法。１５５．表面の照明がほぼコリメートされ、反射した照明の実質的に１つの空間周波数のみが検出器によって検出されるよう、反射照明に空間フィルタをかける、請求項１４９から１５４のいずれか一項に記載の方法。１５６．表面の照明がほぼコリメートされ、実質的に１つの方向で表面から反射した照明のみが検出器に検出されるよう、反射照明に空間フィルタをかける、請求項１４９から１５５のいずれか一項に記載の方法。１５７．運動の方向を決定するステップを含む、請求項１から２４、７０、８４から９８、１０２から１０５、１２３から１３７および１４０から１５６のいずれか一項に記載の方法。１５８．測定装置に対する表面の相対運動の方向を決定する方法であって、放射が前記表面の部分から検出器へと反射されるよう、入射放射で前記表面を照明するステップと、非対称透過関数を有する物体を、検出器に隣接して配置するステップと、信号を生成するため、検出器を使用して前記表面から反射した放射を検出するステップと、信号から、前記表面の相対運動の方向を決定するステップとを含む方法。１５９．運動を決定するステップが、位置による信号の強度の変動を決定するステップを含む、請求項１から２４、７０、８４から１５８のいずれか一項に記載の方法。１６０．運動が、検出された信号のゼロクロスから決定される、請求項１５９に記載の方法。１６１．表面が光学的に拡散性の反射表面である、請求項１から２４、４３から６１、７０および８４から１６０のいずれか一項に記載の方法。１６２．表面が位置を示すマークを持たない、請求項１から２４、４３から６１、７０、および８４から１６１のいずれか一項に記載の方法。１６３．照明が可視照明を含む、請求項１から２４、４３から６１、７０および８４から１６１のいずれか一項に記載の方法。１６４．照明が赤外線照明を含む、請求項１から２４、４３から６１、７０および８４から１６１のいずれか一項に記載の方法。１６５．前記表面に平行な２方向で前記表面の相対運動を検出するステップを含む、請求項１から２４、４３から６１、７０、８４から１５２のいずれか一項に記載の方法。１６６．ある表面に面する開口を有する筐体と、開口を通して前記表面に望む光学運動検出器とを備え、光学運動検出器が請求項１から２４、４３から６１、６４から７０または８４から１６５のいずれか一項に記載された方法を使用して、前記表面に対する筐体の並進運動を決定する光学マウス。１６７．制御装置として使用するタッチ・ポイントであって、開口を有する筐体と、開口上を並進する指の運動を決定する光学検出器とを備え、光学検出器が請求項１から２４、４３から６１、６４から７０または８４から１６５のいずれか一項に記載の方法を使用して、並進運動を決定するタッチ・ポイント。１６８．請求項１６７に記載の第１タッチ・ポイント、およびこれに応答してポインタを移動させる回路と、請求項１６７に記載の第２タッチ・ポイント、およびこれに応答してスクロールを行わせる回路とを備えるポインタ・デバイス。１６９．コンピュータ用のポインタとして使用するマウス／タッチ・ポイントの組合せであって、開口を有する筐体と、開口上で並進する物体の運動を決定する光学検出器と、開口が上向きか下向きかを決定する手段とを備える組合せ。１７０．光学検出器が、請求項１から２４、４３から６１、７４から７０および８４から１６５のいずれか一項に記載の方法を使用して並進運動を決定する、請求項１６９に記載のマウス／タッチ・ポイントの組合せ。１７１．ドキュメント上のスキャナの動作によってドキュメントを読み取るスキャナであって、ドキュメントの表面のパターンを検出する光学読み取りヘッドと、スキャナがドキュメントの表面上を並進する際に、その運動を決定する光学検出器とを備え、光学検出器が請求項１から２４、４３から６１、６４から７０または８４から１６５のいずれか一項に記載の方法を使用して並進運動を決定するスキャナ。１７２．パターンが、印刷されたパターンを備える、請求項１７１に記載のスキャナ。１７３．パターンが、手書きのパターンである、請求項１７１または１７２に記載のスキャナ。１７４．パターンが署名である、請求項１７３に記載のスキャナ。１７５．基準マーク以外のマークがない光学的に拡散反射する表面と、前記表面に対して相対運動する光学検出器とを備え、光学検出器が基準マークに関して前記表面に対する相対運動を測定し、光学検出器が請求項１から２４、４３から６１、６４から７０および８４から１６５のいずれか一項に記載の方法を使用するエンコーダ。１７６．前記表面が軸を中心に回転するディスクの表面であり、検出器がディスクの回転を測定する、請求項１７５に記載の方法。１７７．請求項１７５または１７６に記載のエンコーダと、前記測定された相対運動を、書かれたデータまたはグラフィカルなデータに変換する回路とを備える仮想ペン。１７８．紙を移動させる装置であって、紙を移動させる手段と、紙上のいかなるマークも使用せずに、紙の動作を測定する光学検出器とを備え、光学検出器が請求項１から２４、４３から６１、６４から７０および８４から１６５のいずれか一項に記載の方法を使用する装置。１７９．請求項１７８に記載の装置と、紙から情報を読み取る読み取りヘッドと、紙の運動の測定に対応してメモリ・ロケーションに情報を格納するメモリとを備えるドキュメント・スキャナ。１８０．請求項１７８に記載の装置と、紙のシートに印刷される情報を含むメモリと、紙の動作の測定に応答して情報を印刷する印刷ヘッドとを備えるプリンタ。１８１．請求項１７９に記載のスキャナを備えるファックス機。１８２．請求項１８０に記載のプリンタを備えるファックス機。１８３．さらに、請求項１７９に記載のスキャナを備える、請求項１８２に記載のファックス機。