專利名稱：光學(xué)系統(tǒng)的評價裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及CD或DVD用的光拾取器之類光學(xué)系統(tǒng)的評價裝置 或調(diào)整裝置，特別涉及到此種裝置的耐振結(jié)構(gòu)以及光軸的斜度的評價 或調(diào)整。
背景技術(shù)：
迄今，CD或DVD用光拾取器的光學(xué)系統(tǒng)的光軸評價裝置或調(diào)整 裝置，是通過將光拾取器的光束產(chǎn)生的光束點圖像加以放大顯示，來 調(diào)整光拾取器物鏡光軸的斜度。這類已有的光軸評價/調(diào)整裝置，為了 提高光束點圖像的放大率，把它設(shè)計成將外部環(huán)境給予評價/調(diào)整裝置 的振動抑制到一定限度之下來使用。因此，為了使用這類光軸評價/ 調(diào)整裝置，需要采取將評價/調(diào)整裝置設(shè)置于防振臺之上的充分的防振
措施o
但是防振臺一般價格高昂，且隨著防振性能的提高，價格也變高。 這樣就使得包括光軸評價/調(diào)整裝置在內(nèi)的整套設(shè)備價格上揚(yáng)。此外， 這種已有的光軸評價/調(diào)整裝置的裝置本身對外部的振動敏感，同時在 調(diào)整光拾取器物鏡的斜度時，當(dāng)用于進(jìn)行物鏡斜度的調(diào)整作業(yè)，會受 到產(chǎn)生的振動的很大影響。對這種振動的敏感會發(fā)生被迫在結(jié)束振動 之前暫時中斷調(diào)整作業(yè)的問題。光軸評價/調(diào)整裝置中的其他部分，例
如也會隨著用于位置跟蹤(光束點圖像的跟蹤)的X/Y臺的移動而產(chǎn) 生振動。這種振動使得調(diào)整作業(yè)所需的時間加長。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供降低振動靈敏度的光學(xué)系統(tǒng)的評價裝置或 調(diào)整裝置。
本發(fā)明的另一目的在于提供降低振動靈敏度的光學(xué)系統(tǒng)光軸的評 價裝置或調(diào)整裝置。
根據(jù)本發(fā)明的 一種形式，本發(fā)明提供的光學(xué)系統(tǒng)的光軸評價裝置
具有底座；由該底座支承的基盤；安裝于此基盤的上側(cè)與下側(cè)兩者 中一方之上的X/Y臺而此X/Y臺是用于在其上安裝作為評價對象的光 學(xué)系統(tǒng)裝置的；以及安裝于上述基盤的上側(cè)與下側(cè)兩者中另一方上的 光探測器。此外，光學(xué)系統(tǒng)評價裝置還能具有圖像處理裝置，這種圖 像處理裝置通過處理來自對上述評價對象的光學(xué)系統(tǒng)的投影像進(jìn)行探 測的上述光探測器的圖像，可抑制上述圖像中投影像的擺動。
根據(jù)本發(fā)明的另一種形式，本發(fā)明提供的光學(xué)系統(tǒng)的光軸評價裝 置包括具有顯示區(qū)的顯示器；將從光學(xué)系統(tǒng)投影到基準(zhǔn)面上的像時 刻顯示于上述顯示區(qū)上基準(zhǔn)位置處的投影像捕獲裝置。此投影像捕獲 裝置具有對從光學(xué)泉統(tǒng)投影到基準(zhǔn)面上的圖像進(jìn)行攝像的光探測器； 將上述攝影圖像顯示于上述顯示區(qū)上基準(zhǔn)位置處的捕獲控制器。上述 光探測器可以包括構(gòu)成接收上述光學(xué)系統(tǒng)于其光軸上投影的像的上 述基準(zhǔn)面的偽盤；具有將上述基準(zhǔn)面上的投影像以第一倍率攝像而發(fā)
生第一攝像圖像的第一探測區(qū)的第一探測器；具有將上述投影像以比 第 一倍率高的第二倍率攝像而發(fā)生第二攝像圖像的第二探測區(qū)的第二
探測器，而此第二探測器是使上述第二探測區(qū)對應(yīng)于上述第一探測區(qū) 內(nèi)特定區(qū)。上述捕獲控制器可以包括接收上述第一攝像圖像，能使 上述光學(xué)系統(tǒng)相對于上述光探測器調(diào)整定位的定位裝置，而此定位裝 置能進(jìn)行工作以使上述位于上述第 一探測區(qū)的上述特定區(qū)內(nèi)；接收上 述第二攝像圖像，通過將上述投影像的圖像顯示于上述顯示器的上述
顯示區(qū)的基準(zhǔn)位置處，抑制投影像在上述顯示區(qū)中擺動的投影像擺動 抑制裝置。上述投影圖像擺動抑制裝置可以包括探測上述第二攝像 圖像中上述投影像位置的投影像位置探測裝置；產(chǎn)生上述第二攝像圖
像中的包含上述投影像位置的圖像部分，供給上述顯示器的圖像提取
裝置。上述投影圖像位置探測裝置可以包括具有存儲上述第二攝像 圖像數(shù)據(jù)的取矩陣配置的多個地址的存儲器；根據(jù)上述多個地址以及 存儲于這些地址中的圖像數(shù)據(jù)，計算對應(yīng)于上述投影像的重心的重心 地址的重心計算裝置，而據(jù)此重心計算裝置，上述投影像的重心即表 示上述投影像位置。
根據(jù)本發(fā)明，可不需以往使用的那種防振臺，而只需用更簡潔的 防振臺。這樣也能降低光學(xué)系統(tǒng)評價裝置或調(diào)整裝置的整體費用。此 外，利用本發(fā)明，與以往相比，即使在大的振動下也能調(diào)整光軸的斜 度。因此，可不需以往那種X/Y臺的高的位置跟蹤能力，還能簡化位 置追蹤與低成本化。


圖1是示明本發(fā)明一實施形式的光學(xué)系統(tǒng)評價裝置的框圖。
圖2是采用了圖1的光學(xué)系統(tǒng)評價裝置一實施形式的CD或DVD
用光拾取器的光軸調(diào)整裝置的示意性正視圖，并以框圖示明其他的電
氣處理部。
圖3是以部分剖面所示圖2的光軸調(diào)整裝置中機(jī)構(gòu)部的側(cè)視圖。 圖4是圖2與圖3所示光學(xué)探測單元與被調(diào)整的光拾取器的光學(xué) 系統(tǒng)的示意圖。
圖5示明低倍率CCD攝像機(jī)與高倍率CCD攝像機(jī)的探測區(qū)的關(guān)系。
圖6是示明圖2的光軸調(diào)整裝置的電氣處理部細(xì)節(jié)的框圖。 圖7是示明圖4的X/Y位置信息發(fā)生電路細(xì)節(jié)的框圖。 圖8是示明采用光軸調(diào)整裝置的光拾取器的評價、調(diào)整整體的流 程圖。
圖9是更詳細(xì)示明圖8的斜度調(diào)整過程的流程圖。
圖IO是示明圖8的調(diào)整過程的剩余部分的流程圖。
圖11示明CCD攝像機(jī)的低倍率與高倍率的光束點圖像。 圖12示明X軸與Y軸的亮度分布的實際顯示例。 圖13是示明由圖10的步驟S32執(zhí)行的光束點圖像振動抑制的高 速振動控制流程的流程圖。 圖中各標(biāo)號的意義如下
1，擬評價的光學(xué)系統(tǒng)；3，投影像捕獲器；5，光探測器；7，捕 獲控制器；8,顯示器。
具體實施例方式
下面參考

本發(fā)明的實施形式。
圖1示明本發(fā)明一實施形式的光學(xué)系統(tǒng)評價裝置A。如圖所示， 此光學(xué)系統(tǒng)評價裝置A具有用于對評價對象的光學(xué)系統(tǒng)，即擬調(diào)整的 光學(xué)系統(tǒng)1內(nèi)的光學(xué)元件(例如物鏡)的光學(xué)參數(shù)(例如光軸的斜度) 進(jìn)行評價的投影像捕獲裝置3。投影像捕獲裝置3具有用于對擬調(diào)整 的光學(xué)系統(tǒng)1的投影像，例如對經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)光學(xué)元件的光束所成 的光束點(BS)圖像，進(jìn)行捕獲的光探測器5與捕獲控制器7。此夕卜， 光學(xué)系統(tǒng)評價裝置A還具有將此捕獲的投影像于顯示區(qū)上基準(zhǔn)位置處 顯示的顯示器8。
詳細(xì)地說，光探測器5具有接收光學(xué)系統(tǒng)的投影像的基準(zhǔn)面以及 對此基準(zhǔn)面上的投影像進(jìn)行攝像的第一探測器50與第二探測器52。 第一探測器50具有第一個2維探測區(qū)，對基準(zhǔn)面上的投影像以低倍率 攝像，產(chǎn)生低倍率攝像圖像，而第二探測器52具有第二個2維探測區(qū)， 以高倍率拍攝此投影像，產(chǎn)生高倍率攝像圖像。此第二探測器52的第
二探測區(qū)對應(yīng)于第一探測器50的第一探測區(qū)內(nèi)中央部分的小區(qū)即目 標(biāo)區(qū)。捕獲控制器7具有定位部70和投影像撞擺控制部72。定位部 70能使擬調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)1相對于光探測器5作相對的調(diào)整進(jìn)行定位。 為使投影像位于第一探測區(qū)上的目標(biāo)區(qū)內(nèi)而具有位置探測部700與位 置調(diào)整部702。這樣，定位部70當(dāng)投影像在目標(biāo)區(qū)外時，進(jìn)行工作使 投影像進(jìn)入目標(biāo)區(qū)域之內(nèi)，而當(dāng)攝影像在目標(biāo)區(qū)域之內(nèi)的期間將走出 到該區(qū)域外時，則進(jìn)行工作使之留在目標(biāo)區(qū)內(nèi)。此外，投影像在目標(biāo)
區(qū)內(nèi)的移動是允許的。
投影圖像搖擺控制部72，它接收第二探測器52的高倍率攝像圖 像，將投影像的圖像顯示于顯示器8的顯示區(qū)的基準(zhǔn)位置處，由此來 抑制投影圖像在顯示區(qū)中的擺動，具有投影像位置探測部720與圖像 提取部722。如上所述，由于定位部70允許投影像在目標(biāo)區(qū)內(nèi)移動， 對于投影像的高倍率攝像圖像，當(dāng)給光學(xué)系統(tǒng)評價裝置A施加振動， 可以看到投影圖像有大的擺動，為此，投影像位置探測部720探測第 二探測器52的高倍率攝像圖像中投影像的位置。然后圖像提取部722 產(chǎn)生高倍率攝像圖像中的包含此投影像位置的圖像部分，供給顯示器 8。顯示器8通過將來自圖像提取部722的圖像部分顯示于顯示區(qū)域的 基準(zhǔn)位置中，抑制投影像在顯示區(qū)中的搖擺。這一在實質(zhì)上靜止可見 的投影像，將容易進(jìn)行擬調(diào)整的光學(xué)系統(tǒng)1的光學(xué)元件的某種調(diào)整(例 如，調(diào)整光軸的斜度)。
下面參考圖2 圖13說明采用圖1的光學(xué)系統(tǒng)評價裝置A的實施 形式的，CD或DVD用光拾取器的光軸調(diào)整裝置B。此光軸調(diào)整裝置 B用來調(diào)整光拾取器內(nèi)所設(shè)物鏡的光軸的斜度。
首先參考圖2 圖4詳細(xì)說明光軸調(diào)整裝置B的機(jī)械部分。這里對 于與圖1中要素相對應(yīng)的要素在相同標(biāo)號上附加符號B。圖2是光軸 調(diào)整裝置的機(jī)械部分的正視圖，也示明了其他的電氣處理部，圖3是 示明圖2機(jī)構(gòu)部局部剖面的側(cè)視圖，圖4則概示圖2與圖3所示光學(xué) 探測單元與調(diào)整對象的光拾取器。如圖2與3所示，光軸調(diào)整裝置B 的機(jī)構(gòu)部包括能安裝擬調(diào)整的拾取器1B的支承機(jī)構(gòu)2B以及安裝到此 支機(jī)構(gòu)2B上的光學(xué)探測單元5B，而光軸調(diào)整裝置B的電氣處理部則 包括安裝到支承機(jī)構(gòu)2B上的前置放大器單元7B-1、與此支承機(jī)構(gòu)2B 分別設(shè)置的計算機(jī)主體部7B-2、顯示部8B、遙控部9B。
下面詳細(xì)說明機(jī)構(gòu)部，從圖2與3可知，支承機(jī)構(gòu)2B包括水平 設(shè)置的板即支承臺200、安裝到此支承臺200上的兩塊側(cè)板202與204、 背面板206以及由這些板支承的共通的基盤208。上述的臺、側(cè)板與 基盤相互用螺紋等牢靠地固定。上述機(jī)構(gòu)部包括安裝于基盤208丄表200810210617.0
說明書第6/15頁
面上的光學(xué)檢測單元5B和安裝于基盤208下表面上的X/Y臺220。 光學(xué)探測單元5B具有主體部分50和從此主體部分50下延的鏡筒部 分55。此外。X/Y臺220具有在基盤208下表面上安裝著固定部的X 軸臺224和安裝在Y軸臺224的可動部下表面上的拾取器安裝臺226。 安裝頭226上有用于安裝擬調(diào)整拾取器1B的安裝機(jī)構(gòu)，而此安裝機(jī) 構(gòu)則具有安裝到安裝頭中水平設(shè)置的兩根軸(主軸與副軸)225以及 將插入這些軸上的拾取器固定用的彈簧(未圖示)。X/Y臺220具有 安裝在背面板206背面上的X軸與Y軸用的步進(jìn)馬達(dá)228、 229 (圖3 中只示明一個)，借此分別驅(qū)動X軸臺222與Y軸臺224。步進(jìn)馬達(dá) 228、 229根據(jù)步進(jìn)馬達(dá)的回轉(zhuǎn)位置，通過偏離中心軸的圓形凸輪227 (圖3中示明于步進(jìn)馬達(dá)的上方)，控制X/Y臺的移動量(即通過以 凸輪壓通安裝于X/Y臺上的板221而移動此臺)。此外，支承機(jī)構(gòu)2B 中，將一對斜度調(diào)整鈕230作可旋轉(zhuǎn)支承的機(jī)構(gòu)(未圖示)安裝到安 裝頭226上。這樣，各斜度調(diào)整鈕的前端成為螺絲刀，可以轉(zhuǎn)動確定 擬調(diào)整的拾取器1B的物鏡斜度的兩個螺絲的對應(yīng)件。
如上所述，在^L構(gòu)部中，光學(xué)探測單元5B與X/Y臺220由于安 裝在相互共通的基盤上，相對于從地面等接收到的振動，光學(xué)探測單 元5B上X/Y臺220從而是與安裝于其上的擬調(diào)整的拾取器1B之間的 相對位置關(guān)系，就成為至少是沿水平方向變化少的結(jié)構(gòu)。還由于將光 學(xué)探測單元5B與X/Y臺220設(shè)置于基盤208的上表面與下表面的各 反對側(cè)，而能將基盤208作為共通的交點，故能進(jìn)一步減小位置關(guān)系 的相對變化(相對于外部振動，光學(xué)探測單元5B與X/Y臺220的相 對關(guān)系的變化小)。再有，通過安裝到共通的基盤上，由于光學(xué)探測 單元5B與X/Y臺220沿垂向密切接觸。也使垂直方向中相對位置關(guān) 系的變化小。
再來參看圖4，其中概示了光學(xué)探測單元5B與擬調(diào)整的拾取器 1B的光學(xué)系統(tǒng)。首先，擬調(diào)整的拾取器1B具有底部IO和物鏡支承 臺12。底部10如圖中概示具有氣體100，在此主體100內(nèi)包括激光二 極管102、準(zhǔn)直透鏡104、反射鏡106，來自激光二極管的激光束朝向
上方。物鏡支承臺12具有主體120和安裝于主體內(nèi)的聚焦致動器122， 聚焦致動器122安裝成可使物鏡124沿垂向移動。物鏡124通過反射 鏡106接收激光二極管10的激光束，于上方焦距位置處對焦。此位置 可由聚焦致動器調(diào)整。物鏡支承臺12安裝成可借助兩個螺絲126與 128相對于底部IO進(jìn)行調(diào)節(jié)。這兩個螺絲是傾角調(diào)整螺絲，為相應(yīng)領(lǐng) 域中熟知的，可用于調(diào)整X軸方向以及Y軸方向的斜度。
光學(xué)探測單元5B如上所述具有主體50與鏡筒55，鏡筒55具有 筒身550、安裝于其前端的偽盤552、安裝于筒身550內(nèi)的物鏡554。 偽盤552的背面成為焦面。焦面556構(gòu)成為來自擬調(diào)整的拾取器1B 的物鏡的光束點投影的基準(zhǔn)面，此焦面中光束點(BS)的圖像由物鏡 554變換為平行光。光學(xué)探測單元5B的主體50用于探測焦面上的光 束點圖像，具有低倍率CCD搨/像機(jī)550和高倍率CCD攝像機(jī)520。 低倍率CCD攝像機(jī)500是二維攝像元件，通過半透反射鏡502經(jīng)聚 焦透鏡504接收來自物鏡554的光束點圖像。焦點探測傳感器560從 半透反射鏡502再通過半透反射鏡522，經(jīng)聚焦透鏡524來接收該光 束點圖像。
現(xiàn)在參看圖5說明低倍率CCD攝像機(jī)500與高倍率CCD攝像機(jī) 520的探測區(qū)的關(guān)系。如圖所示，低倍率CCD攝像機(jī)500的攝像區(qū)是 探測區(qū)SAl(圖5(a)),此探測區(qū)SA1的中央部則有小區(qū)域的目標(biāo) 區(qū)7A。另 一方面，高倍率CCD攝像機(jī)520的攝像區(qū)構(gòu)成探測區(qū)SA2 (圖5(b))，此區(qū)對應(yīng)于探測區(qū)SA1內(nèi)的小目標(biāo)區(qū)TA。低倍率 CCD與高倍率CCD的倍率比例如為20倍，如前所述，光束點(BS) 圖像P進(jìn)到探測區(qū)SA1內(nèi)時，在光軸調(diào)整裝置B中，上述圖像如"P，" 所示，為使其進(jìn)入目標(biāo)區(qū)7A內(nèi)，可控制X/Y臺的位置。由此，在高 倍率的探測區(qū)SA2中，便如圖所示，例如出現(xiàn)在從中心偏移到在下方 向位置。此外，在探測區(qū)SA2中BS圖像的位置由于光軸調(diào)整裝置B 受到振動而有大的搖擺。本發(fā)明的光軸調(diào)整裝置B將探測區(qū)SA2內(nèi)的 在中心處包含BS圖像P，的一定大小的圖像部分切出。通過將此切出 區(qū)CA的圖像部分顯示于顯示器8B的顯示區(qū)DA (圖5 (c))中，使
得于顯示區(qū)DA內(nèi)，圖像BS，似乎為靜止的。聚焦探測傳感器560與 以往的聚焦傳感器相同，具有二維探測區(qū)，而且是使用像散法等已有 的方法來探測是否是在聚焦?fàn)顟B(tài)。此外，聚焦探測傳感器560限于光 束點(BS)圖像在目標(biāo)區(qū)TA內(nèi)，故可使用能檢測這種聚焦?fàn)顟B(tài)的已 有的任意類型，于是省去其說明。
現(xiàn)參看圖6詳細(xì)說明光軸調(diào)整裝置B的電氣處理部。圖6中，除 上述機(jī)構(gòu)部中所含光學(xué)探測單元5B (包括低倍率CCD攝像機(jī)500、 高倍率CCD攝像機(jī)520與聚焦探測傳感器560)、擬調(diào)整的拾取器 1B與X/Y臺220之外，還較詳細(xì)地示明了前置放大器單元7B-1、計 算機(jī)主體部7B-2、顯示部8B與遙控部9B。如圖所示，前置放大器單 元7B-1具有本地CPU7000、 X/Y位置信息發(fā)生電路7002、步進(jìn)馬達(dá) 驅(qū)動器7020、自動功率控制(APC)電路7040。聚焦伺服電路7042 以及電源7044。詳細(xì)地說，本地CPU7000編程以控制光軸調(diào)整裝置B 中的聚焦調(diào)整與X/Y臺位置調(diào)整，具有種種輸入端與輸出端。具體地 說，本地CPU從遙控部9B接收指示光拾取器內(nèi)激光二極管亮燈的 LD-ON信號、表示聚焦調(diào)整開始的聚焦ON信號以及其他的遙控信號。 此外，本地CPU還從X/Y位置信息發(fā)生電路7002接收用于探測探測 區(qū)SA1內(nèi)光束點(BS)圖像(示明于圖5)的位置的一組X/Y位置探 測用信號，以及接收示明步進(jìn)馬達(dá)228/229原點位置的原點位置信號 輸出。此外，本地CPU響應(yīng)LD-ON信號，于輸出端產(chǎn)生亮燈信號并 將其供給APC電路7040;還響應(yīng)聚焦ON信號于輸出端產(chǎn)生三角波 并將其供給聚焦伺服電路7042;還響應(yīng)X/Y位置信息發(fā)生電路的位置 探測用信號，探測出X/Y位置，然后于輸出端產(chǎn)生對應(yīng)于此探測出的 X/Y位置的X/Y臺的位置控制信號，將其供給步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動器7020。 此外，本地CPU當(dāng)光束點(BS)圖像在探測區(qū)SA1中的目標(biāo)區(qū)TA 內(nèi)時，于輸出端產(chǎn)生聚焦伺服ON信號，將其供給聚焦伺服電路7042。 再有，本地CPU在產(chǎn)生示明表示物鏡124對焦?fàn)顟B(tài)的聚焦?fàn)顟B(tài)ON信 號時，于輸出端產(chǎn)生斜度測定開始信號，供給計算機(jī)主體部7B-2。
下面進(jìn)行更詳細(xì)地說明，APC電路7040從本地CPU接收亮燈信號后，對控制擬調(diào)整的拾取器1B的激光二極管102 (圖4)的輸出功 率進(jìn)行控制的端子施加電壓，亮燈，拾取器內(nèi)監(jiān)控二極管(它是監(jiān)控 拾取器的激光二極管102光量的二極管)，探測出圖4中未圖示的輸 出，控制施加的電壓以使此值成為規(guī)定值。此時將光束點(BS)圖像 投影到偽盤的焦面556上。此外，X/Y位置信息發(fā)生電路7002與低倍 率CCD攝像機(jī)500連接，接收來自此CCD的視頻信號輸出，然后將 輸出端產(chǎn)生的BS圖像P (圖5中所示)的探測區(qū)SA1內(nèi)位置探測用 的BS圖像位置探出用信號，輸出經(jīng)本地CPU。驅(qū)動器7020響應(yīng)本地 CPU接收到的位置控制信號，驅(qū)動步進(jìn)馬達(dá)228 (圖3)。
設(shè)于前置放大器單元7B-1中的聚焦伺服電路7042與聚焦探測傳 感器560連接，具有接收來自此傳感器的表示聚焦?fàn)顟B(tài)信號的輸入端， 然后在輸出端，于一種工作模式即位置探測模式中，從本地CPU接收 三角波電壓，產(chǎn)生三角波輸出，而在另一種工作模式即聚焦伺服模式 中，產(chǎn)生對應(yīng)于探測出的聚焦?fàn)顟B(tài)的聚焦調(diào)整信號。此外，在位置探 測模式中，進(jìn)入了從本地CPU接收聚焦ON信號的時刻，而在聚焦伺 服方式中，則進(jìn)入從本地CPU接收聚焦伺服ON信號的時刻?？傊?， 三角波輸出或聚焦調(diào)整信號供給于擬調(diào)整的拾取器1B的聚焦致動器 122，然后此致動器將物鏡124的位置沿光軸方向移動或微動。在聚焦 伺服模式中，保持物鏡124的對焦?fàn)顟B(tài)。然后聚焦伺服電路7042探測 出此對焦?fàn)顟B(tài)后，于輸出端產(chǎn)生表示這種情形的聚焦?fàn)顟B(tài)ON信號， 供經(jīng)本地CPU。前置放大器單元7B-1中包含的電源7044連接成相對 于CCD500、 520與擬調(diào)整的拾取器1B供給電功率。前置放大器單元 7B-1中還設(shè)有CCD輸出切換開關(guān)SW，用來選擇低倍率CCD500或 高倍率CCD520輸出的一方，供給于計算機(jī)主體部7B-2中。在通常 情形下，此開關(guān)SW設(shè)定成選擇高倍率CCD520的輸出。此外，各 CCD的輸出端，各監(jiān)控器的輸出端子都用來與各CCD攝像機(jī)輸出的 監(jiān)控器連接。
再如圖6所示，計算機(jī)主體部7B-2具有視頻A/D端口 7200以接 收來自前置放大器單元7B-1的視頻信號輸出，然后處理經(jīng)此端口變換
為數(shù)字形式的視頻信號，產(chǎn)生用于調(diào)整物鏡斜度的圖像，將此圖像提
供給顯示部8B的顯視器監(jiān)視器。由圖1的定位部70進(jìn)行的位置控制 雖是在前置放大器單元7B-1中實現(xiàn)。但圖1的投影圖像擺動控制部 72的功能也可以由計算機(jī)主體部7B-2執(zhí)行的程序?qū)崿F(xiàn)。
在此參看圖7，說明X/Y位置信息發(fā)生電路7002的一實施形式。 X/Y位置信息發(fā)生電路7002如圖所示，具有從低倍率CCD攝像機(jī)500 接收視頻信號的同步分離電路70020、消隱脈沖電平箝位電路70022 以及二值化電路70024，詳細(xì)地說，同步分離電路根據(jù)接收的視頻信 號產(chǎn)生垂直同步信號與水平同步信號、奇數(shù)/偶數(shù)場判別信號、后肩箱 位信號。垂直同步信號從一個垂直期間開始時經(jīng)一定的時間之后成為 高電平(H)的，而水平同步信號于一個水平期間的開始時成為高電 平的，偶數(shù)/奇數(shù)場判別信號在奇數(shù)場時為高電平的。而在偶數(shù)場時為 低電平(L)的。發(fā)生這種信號的同步分離電路屬周知的。例如可由 市售的視頻同步分離IC實現(xiàn)。此外，箝位電路70022具有在輸入中 接收到來自CCD攝像機(jī)500的視頻信號的輸入端，接收來自同步分 離電路的后肩跨位信號的輸入端，而為了使后肩箝位信號期間的視頻 信號的直流電平成為接地電平，對視頻信號進(jìn)行箝位。具有接收此箝 位的視頻信號輸入的二值化電路70024產(chǎn)生在預(yù)定的閾值以上時成為 高電平而不到此閾值時成為低電平的信號，這里規(guī)定的閣值是用于探 測出光束點(BS)的圖像的閾值。
垂直同步信號、水平同步信號、偶數(shù)/奇數(shù)場判別信號、二值化信 號構(gòu)成用于探測上述光束點圖像位置的一組X/Y位置探出用信號，輸 入本地CPU中。
本地CPU內(nèi)的計數(shù)器1在場判別信號為示明奇數(shù)的高電平時，繼 同步信號之后開始水平信號數(shù)的計數(shù)，然后在流場時間內(nèi)二值化信號 成為高電平時，停止計數(shù)。此停止時的計數(shù)值成為Y軸位置計數(shù)，表 示探測區(qū)SA1中光束點(BS)圖像P在Y軸方向中的位置。例如當(dāng) 計數(shù)器1的計數(shù)值比規(guī)定的值A(chǔ)(例如127)小時，圖像BS在畫面中 心之上，而在比該值大時則位于畫面中心之下。根據(jù)與此規(guī)定值A(chǔ)的
差，可以算出圖像BS的Y軸方向位置。另一方面，本地CPU內(nèi)計數(shù) 器2在水平同步信號為高電平時開始計數(shù)，然后到相當(dāng)于1水平期間 的規(guī)定值B (例如62.0微秒)的時間，例如通過計數(shù)基準(zhǔn)時鐘，計測 時間，在1水平期間內(nèi)二值化信號成為高電平時，于此時刻停止計數(shù)。 此時的計數(shù)值成為Y位置計數(shù)，表示BS圖像P在探測區(qū)SA1內(nèi)的X 軸位置。但在1水平期間內(nèi)二值化信號未成為高電平的時，清除計數(shù) 器2，然后開始對下一個1水平期間的計數(shù)。例如計測時間比規(guī)定值B 小時，判定圖像BS在畫面中心左側(cè)，而在比規(guī)定值B大時，判定其 在畫面中心右側(cè)。偶數(shù)場期間，根據(jù)奇數(shù)場期間中探測出的X/Y位置， 進(jìn)行X/Y臺的控制以使圖像BS到達(dá)畫面中心。此外，上述計數(shù)器1 與2雖是以軟件實現(xiàn)，但也可以硬件構(gòu)成。
以下參考圖8說明利用以上對照圖2-7所述光軸調(diào)整裝置B的光 拾取器的評價、調(diào)整的整個流程。首先于步驟S2將調(diào)整對象的光拾取 器插入安裝到光軸調(diào)整裝置B的安裝頭226中的兩根軸225中，通過 彈簧壓力固定進(jìn)行裝配。然后于步驟S4，操作遙控部9B中的LD-ON 開關(guān)后，響應(yīng)來自此開關(guān)的LD-ON信號，由本地CPU700給APC電 路7040以亮燈信號，使擬調(diào)整的拾取器1B的激光二極管102亮燈。 由此，光束點(BS)圖像投影到偽盤的焦面556上。然后于步驟S6 進(jìn)行物鏡124的斜度調(diào)整。此斜度調(diào)整過程包括聚焦調(diào)整中所用的BS 圖像的捕獲/跟蹤步驟、繼后的聚焦調(diào)整步驟，再還有BS圖像的擺動 抑制步驟以及由操作者進(jìn)行的斜度調(diào)整作業(yè)。調(diào)整作業(yè)中，操作者基 于振動已抑制的BS圖像，通過以斜度調(diào)整鈕轉(zhuǎn)動調(diào)整螺絲126與128， 調(diào)整光拾取器的物鏡的斜度。當(dāng)這一步驟完成后，便結(jié)束了光拾取器 的光軸調(diào)整作業(yè)。
繼續(xù)參看圖9與IO來更詳細(xì)地說明圖8的斜度調(diào)整過程步驟S6。 此調(diào)整過程如上所述包含BS圖像的捕獲/跟蹤步驟。首先于步驟S10 中，對應(yīng)于遙控部的聚焦ON開關(guān)的操作，本地CPU7000將聚焦ON 信號傳送給聚焦伺服電路7042。然后于步驟S12，聚焦伺服電路7042 成為位置探測模式，相對于拾取器的聚焦致動器122施加三角波，搜
索BS圖像對焦的物鏡位置。具體地說，當(dāng)來自擬調(diào)整的拾取器的光 束于偽盤的焦面附近匯聚到焦點時，CCD攝像機(jī)500中觀察不到BS 光點圖像，于是將聚焦致動器上下移動，進(jìn)行搜索大致對焦位置的操 作。由此，物鏡124沿光軸方向(圖4中的上下方向)振動，從而BS 圖像在偽盤的焦面556上的聚焦?fàn)顟B(tài)變化。BS圖像P至少是在CCD 攝像機(jī)500的探測區(qū)SA1之內(nèi)。此時于步驟S14;本地CPU探測來 自X/Y位置信息發(fā)生電路7002的信號。具體地說，當(dāng)聚焦致動器接 收對焦?fàn)顟B(tài)時，本地CPU接收其內(nèi)的圖7的計數(shù)器1與計數(shù)器2的Y 軸位置計數(shù)與X軸位置計數(shù)，探測光束點圖像的X/Y位置。于步驟 S16，在接收這些計數(shù)時也即弄清了接近對焦?fàn)顟B(tài)的物鏡位置時，以接 收計數(shù)時的三有波電壓值為中心，縮小三角波振幅的變化范圍。由此 常能獲得BS圖像的聚焦?fàn)顟B(tài)或與之接近的對焦?fàn)顟B(tài)。再于步驟S18， 本地CPU相對于Y軸位置計數(shù)與X軸位置計數(shù)所表示的圖像位置是 否在目標(biāo)區(qū)TA內(nèi)，與確定目標(biāo)區(qū)TA邊界的坐標(biāo)進(jìn)行大小比較。當(dāng) 判斷在目標(biāo)區(qū)以外時，計算圖像位置與邊界的誤差量，使X/Y臺沿此 誤差量減少方向移動，將位置信號提供給步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動器。然后于步 驟S20,判定BS圖像的位置是否在目標(biāo)區(qū)TA內(nèi)，在NO的情形，重 復(fù)執(zhí)行步驟S18，而在YES情形，進(jìn)行步驟S22。
圖11 (a)示明BS圖像進(jìn)入圖5 (a)的目標(biāo)區(qū)TA內(nèi)狀態(tài)下實 際的CCD攝像機(jī)圖像。由圖11 (a)的圖像可知。光束點的圖像位于 區(qū)域的中心。另外在中心圖像以外還能看到兩個小的光束點，但這是 子光束，與本發(fā)明無直接關(guān)系。
再于圖9中，在步驟S22，由于BS圖像進(jìn)入目標(biāo)區(qū)TA內(nèi)，本地 CPU于聚焦伺服電路7042中產(chǎn)生聚焦伺服ON信號。于是聚焦伺服 電路7042進(jìn)入聚焦伺服模式，在此模式下起動聚焦伺服。在聚焦伺服 方式下，聚焦伺服電路7402中止上述三角波的施加，只在偏離對焦?fàn)?態(tài)的情形才把用于返回對焦?fàn)顟B(tài)的信號供給聚焦致動器122，這樣， 即使是在繼后的調(diào)整斜度期間，也常能保持對焦?fàn)顟B(tài)。此對焦?fàn)顟B(tài)保 持著的情形由聚焦?fàn)顟B(tài)ON信號從聚焦伺服電路7042通知本地CPU.
于步驟S24，本地CPU當(dāng)探測出來自聚焦伺服電路的它的聚焦?fàn)顟B(tài) ON信號后，即于步驟S26產(chǎn)生斜度測定開始信號，供給計算機(jī)主體 部7B-2。
參看圖10，詳細(xì)說明圖8斜度調(diào)整流程中的其余部分。首先于步 驟S30，計算機(jī)主體部7B-2的個人計算機(jī)從本地CPU7000接收到斜 度測定開始信號后，于步驟S32，將來自高倍率CCD攝像機(jī)520的視 頻信號通過視頻A/D端口 7200變換為數(shù)字信號，根據(jù)此數(shù)字信號探 測出探測區(qū)SA1 (圖5 (b))內(nèi)BS圖像的重心位置。然后將以探測 出的重心位置為中心的區(qū)域即切出區(qū)CA內(nèi)的圖像切出，通過使其顯 示于顯示監(jiān)控器8B上，以抑制光束點圖像的擺動。圖ll(b)示明實 際的高倍率CCD攝像機(jī)圖像的切出區(qū)內(nèi)的BS圖像。再于步驟S34， 相對于BS圖像還同時顯示沿著通過其中心的X軸與Y軸的亮度分布。
圖12給出X軸與Y軸的亮度分布的實際顯示例。從圖中可以看 到中心處大致的圓形像以及在此外的第一環(huán)形像部1次環(huán)。
下面于圖10的步驟S36中，根據(jù)切出區(qū)CA的圖像的監(jiān)視器畫面， 計算1次環(huán)的亮度差，于顯示器上的另一區(qū)域(未圖示)中以矢量形 式表明在哪個方向上有何等程度的亮度差。然后于步驟S38，若此矢 量長度即亮度差在某個閾值以內(nèi)，當(dāng)斜度在允許范圍之內(nèi)則作"OK" 顯示，超過此閾值則進(jìn)行"NG"(不良)顯示。此步驟結(jié)束后再返回 步驟S32，以上步驟在調(diào)整斜度期間反復(fù)執(zhí)行。
最后參看圖13詳細(xì)說明對圖10的步驟S32執(zhí)行的光束點圖像的 擺動抑制進(jìn)行高速擺動控制的流程。首先于步驟S40，個人計數(shù)機(jī)7B-2 將構(gòu)成高倍率CCD的視頻信號的像素的奇數(shù)場存入存儲器(1次存入 1場部分的像素數(shù)據(jù))，再于步驟S42,根據(jù)存儲其奇數(shù)場的1場部分 的像素數(shù)據(jù)(黑白情形只是亮度信號分量)的起始地址，順次讀出亮 度信號。繼于步驟S44，存儲亮度在閾值(此闊值用于判定光束點圖 像的有無)以上的像素數(shù)據(jù)的存儲器地址。當(dāng)結(jié)束奇數(shù)場部分的像素 數(shù)據(jù)的亮度判定后，于步驟S46，根據(jù)步驟S44存儲的多個存儲器地 址，計算光束點圖像的重心。
一般，這種重心的計算在把各像素數(shù)據(jù)的亮度視作為質(zhì)量時，可 按下式進(jìn)4亍。
M= (mi.xi+m2'X2+......+mi ......十nin'
n) / (mi+m2+......+mi+......+mn)
上式中，M為重心地址，m為像素數(shù)據(jù)的亮度，x為像素數(shù)據(jù)的存儲 器地址，n為1場部分的存儲器地址總數(shù)。上式中的分子為存儲器地 址值與像素數(shù)據(jù)之積的總和，分母為像數(shù)數(shù)據(jù)的和。
本發(fā)明對上式的計算進(jìn)行了簡化。具體地說，于步驟44，使用閾 值通過二值化使像素數(shù)數(shù)據(jù)為"0"與"1"。這樣，在分子計算中， 可將未達(dá)閾值的像素數(shù)據(jù)的mi 'xi項預(yù)先除去，而在計算中所用的 mi .xi項由于二值化致m-l，因而只是具有閾值以上亮度的存儲器地 址的值。此外，分母由于二值化的結(jié)果即成為閾值以上的像素數(shù)據(jù)的 總數(shù)，也即能計算具有"1"的數(shù)據(jù)的存儲器地址的個數(shù)。于是，M 成為步驟44中存儲的存儲器地址和除以步驟S44存儲的存儲器地址的 個數(shù)所得的結(jié)果。本發(fā)明中由于計算量少，能高速地計算重心。但是 若僅限于以充分快的速度實現(xiàn)斜度調(diào)整作業(yè)，則也可原樣地使用上式 (l)進(jìn)行計算。此外，在本實施形式中是在于存儲器中存儲l場部分 的像素數(shù)據(jù)后，從存儲器讀出該數(shù)據(jù)進(jìn)行重心計算，但與寫入存儲器 時相并行地進(jìn)行上述運(yùn)算。
按以上所述計算出的重心在步驟48中用于監(jiān)探器顯示位置指定 功能后，可進(jìn)行抑制光束點圖像的擺動，這里的監(jiān)控器顯示位置指定 功能指的是，在指定探測區(qū)SA2的畫面中圖像P的重心位置地址后， 將包含此位置的預(yù)先指定范圍也即圖5(b)的切出區(qū)CA的圖像部分 于監(jiān)控器上顯示的功能。這種功能乃是，根據(jù)具有地址空間的視頻存 儲器中存儲的像素數(shù)據(jù)，判定相當(dāng)于包含重心地址切出區(qū)CA的切出 用地址空間，然后反復(fù)從此切出地址空間讀出像素數(shù)據(jù)，供給監(jiān)控器 的功能。舉例來說，監(jiān)控器顯示位置指定功能，通過使用市售的"Visual Basic"，能夠?qū)崿F(xiàn)(l)指定顯示區(qū)；(2 )根據(jù)Picture Load命令， 指定擬顯示的存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù)文件；(3)根據(jù)top與left的各命令，
指定相當(dāng)于文件內(nèi)切出區(qū)CA的初始點的坐標(biāo)(存儲器地址)。于是 光束點圖像如圖5 (c)與圖12所示，似為靜止的。進(jìn)行斜度調(diào)整的 操作者可以在觀察靜止的光束點圖像的同時，調(diào)整控制斜度的螺絲。
如上說明的本發(fā)明一實施形式的光軸斜度調(diào)整裝置是用來調(diào)整物 鏡的斜度的，但內(nèi)行人當(dāng)可理解到，它也可用于調(diào)整其他的透鏡或光 學(xué)系統(tǒng)的光軸的斜度。此外，在上述實施形式中是通過軟件與硬件的 組合實現(xiàn)了定位部70與投影像擺動控制部72，但也能根據(jù)具體情形， 完全以硬件實現(xiàn)，或是根據(jù)所用CPU的處理速度，完全以軟件實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)系統(tǒng)的光軸評價裝置，它是對光學(xué)系統(tǒng)的光軸進(jìn)行評價的裝置，包括具有顯示區(qū)的顯示器；將從光學(xué)系統(tǒng)投影到基準(zhǔn)面上的像經(jīng)常顯示于上述顯示區(qū)上的基準(zhǔn)位置處的投影像捕獲裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光軸評價裝置，其特征在于上述投影 像捕獲裝置包括對從光學(xué)系統(tǒng)投影到基準(zhǔn)面上的像進(jìn)行攝像的光探 測器，和將上述攝影的圖像顯示于上述顯示區(qū)上的基準(zhǔn)位置處的捕獲 控制器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的光軸評價裝置，其特征在于上述光探 測器包括構(gòu)成接收上述光學(xué)系統(tǒng)在其光軸上投影的像的上述基準(zhǔn)面的偽盤；將上述基準(zhǔn)面上的投影像以第一倍率攝像而產(chǎn)生第一攝像圖像的 具有第 一探測區(qū)的第 一探測器；將上述投影像以高于第一倍率的第二倍率攝像而產(chǎn)生第二攝像圖 像的具有第二探測區(qū)的第二探測器，其中，上述第二探測區(qū)對應(yīng)于上 述第一探測區(qū)內(nèi)的特定區(qū)域。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的光軸評價裝置，其特征在于上述第一 與第二探測器包含二維攝像元件。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的光軸評價裝置，其特征在于上述二維 攝像元件是產(chǎn)生視頻信號格式的信號的CCD攝像機(jī)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的光軸評價裝置，其特征在于，上述捕獲 控制器包括接收上述第一攝像圖像，對上述光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行定位，使得相對于 上述光探測器可進(jìn)行相對調(diào)整的定位裝置，其中，上述定位裝置進(jìn)行 工作以使上述投影像位于上述第一探測區(qū)上的上述特定區(qū)域內(nèi)； 接收上述第二攝像圖像，使上述投影像的圖像顯示于上述顯示器 的上述顯示區(qū)中基準(zhǔn)位置處，由此抑制投影像在上述顯示區(qū)域上擺動 的投影像擺動控制裝置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的光軸評價裝置，其特征在于，上述投影 像擺動控制裝置包括探測上述第二攝像圖像中上述投影像的位置的 投影像位置探測裝置；產(chǎn)生上述第二攝像圖像中的包含上述投影像位置的圖像部分而供 給上述顯示器的圖像提取裝置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的光軸評價裝置，其特征在于，上述投影 像位置探測裝置包括具有存儲上述第二攝像圖像的數(shù)據(jù)且配置成矩陣形式的多個地址 的存儲器；根據(jù)上述多個地址與這些地址中存儲的圖像數(shù)據(jù)，計算對應(yīng)于上 述投影像的重心的重心地址的重心計算裝置，其中，上述投影像的重 心表示上述投影像位置。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的光軸評價裝置，其特征在于，上述重心 計算裝置包括對于在上述存儲器的上述多個地址中存儲的1場圖像數(shù)據(jù)中，亮 度信號在閾值以上時的該亮度信號的地址進(jìn)行存儲的存儲裝置；對于上述1場的圖像數(shù)據(jù)接收上述存儲裝置中存儲的至少一個地 址，將該至少一個地址的值相加再除以該至少一個地址的個數(shù)，由此 來計算上述重心地址的計算裝置。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的光軸評價裝置，其特征在于，上述圖 像提取裝置包括確定包含上述重心地址的地址空間的地址空間裝置，該地址空間 裝置順次產(chǎn)生該地址空間的地址；從上述地址產(chǎn)生裝置接收地址，讀取上述存儲器中該地址上存儲 的圖像數(shù)據(jù)而供給上述顯示器的讀取裝置。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的光軸評價裝置，其特征在于 上述顯示器具有監(jiān)控器顯示位置指定功能，上述提取裝置將上述重心地址用作監(jiān)控器顯示位置指定地址， 由此抑制投影像在上述顯示器的顯示區(qū)域上擺動。
12. —種具有權(quán)利要求1~11中任一項所述的光學(xué)系統(tǒng)光軸評價裝 置的光學(xué)系統(tǒng)光軸調(diào)整裝置。
全文摘要
提供降低了振動靈敏度的光學(xué)系統(tǒng)的評價裝置。光學(xué)系統(tǒng)(1)的光軸評價裝置(A)包括具有顯示區(qū)域的顯示器(8)、將光學(xué)系統(tǒng)(1)投影到基準(zhǔn)面上的像時刻顯示于顯示區(qū)上的投影像捕獲裝置(3)，后者又具有對光學(xué)系統(tǒng)投影到基準(zhǔn)面上的像進(jìn)行攝像的光探測器(5)以及將此攝像圖像顯示于顯示區(qū)上基準(zhǔn)位置處的捕獲控制器(7)。捕獲控制器(7)包括接收低倍率攝像圖像，相對于光探測器(5)使光學(xué)系統(tǒng)(5)能相對調(diào)整定位的定位部(70)，此定位部(70)可使投影像位于第一探測區(qū)上特定區(qū)域內(nèi)；接收高倍率攝像圖像，將投影像顯示于顯示器(8)的顯示區(qū)的基準(zhǔn)位置處，由此來抑制投影像在顯示區(qū)上擺動的投影像擺動控制部(76)。
文檔編號G11B7/22GK101350205SQ20081021061
公開日2009年1月21日 申請日期2005年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月1日
發(fā)明者光山亮, 前波克俊, 川村貴史, 江上晴久 申請人:利達(dá)電子株式會社