专利名称：光学系统的评价装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及CD或DVD用的光拾取器之类光学系统的评价装置或调整装置，特别涉及到此种装置的耐振结构以及光轴的斜度的评价或调整。
背景技术：
迄今，CD或DVD用光拾取器的光学系统的光轴评价装置或调整装置，是通过将光拾取器的光束产生的光束点图像加以放大显示，来调整光拾取器物镜光轴的斜度。这类已有的光轴评价/调整装置，为了提高光束点图像的放大率，把它设计成将外部环境给予评价/调整装置的振动抑制到一定限度之下来使用。因此，为了使用这类光轴评价/调整装置，需要采取将评价/调整装置设置于防振台之上的充分的防振措施。
但是防振台一般价格高昂，且随着防振性能的提高，价格也变高。这样就使得包括光轴评价/调整装置在内的整套设备价格上扬。此外，这种已有的光轴评价/调整装置的装置本身对外部的振动敏感，同时在调整光拾取器物镜的斜度时，当用于进行物镜斜度的调整作业，会受到产生的振动的很大影响。对这种振动的敏感会发生被迫在结束振动之前暂时中断调整作业的问题。光轴评价/调整装置中的其他部分，例如也会随着用于位置跟踪(光束点图像的跟踪)的X/Y台的移动而产生振动。这种振动使得调整作业所需的时间加长。
发明内容
本发明的目的在于提供降低振动灵敏度的光学系统的评价装置或调整装置。
本发明的另一目的在于提供降低振动灵敏度的光学系统光轴的评价装置或调整装置。
根据本发明的一种形式，本发明提供的光学系统的光轴评价装置具有底座；由该底座支承的基盘；安装于此基盘的上侧与下侧两者中一方之上的X/Y台而此X/Y台是用于在其上安装作为评价对象的光学系统装置的；以及安装于上述基盘的上侧与下侧两者中另一方上的光探测器。此外，光学系统评价装置还能具有图像处理装置，这种图像处理装置通过处理来自对上述评价对象的光学系统的投影像进行探测的上述光探测器的图像，可抑制上述图像中投影像的摆动。
根据本发明的另一种形式，本发明提供的光学系统的光轴评价装置包括具有显示区的显示器；将从光学系统投影到基准面上的像时刻显示于上述显示区上基准位置处的投影像捕获装置。此投影像捕获装置具有对从光学系统投影到基准面上的图像进行摄像的光探测器；将上述摄影图像显示于上述显示区上基准位置处的捕获控制器。上述光探测器可以包括构成接收上述光学系统于其光轴上投影的像的上述基准面的伪盘；具有将上述基准面上的投影像以第一倍率摄像而发生第一摄像图像的第一探测区的第一探测器；具有将上述投影像以比第一倍率高的第二倍率摄像而发生第二摄像图像的第二探测区的第二探测器，而此第二探测器是使上述第二探测区对应于上述第一探测区内特定区。上述捕获控制器可以包括接收上述第一摄像图像，能使上述光学系统相对于上述光探测器调整定位的定位装置，而此定位装置能进行工作以使上述位于上述第一探测区的上述特定区内；接收上述第二摄像图像，通过将上述投影像的图像显示于上述显示器的上述显示区的基准位置处，抑制投影像在上述显示区中摆动的投影像摆动抑制装置。上述投影图像摆动抑制装置可以包括探测上述第二摄像图像中上述投影像位置的投影像位置探测装置；产生上述第二摄像图像中的包含上述投影像位置的图像部分，供给上述显示器的图像提取装置。上述投影图像位置探测装置可以包括具有存储上述第二摄像图像数据的取矩阵配置的多个地址的存储器；根据上述多个地址以及存储于这些地址中的图像数据，计算对应于上述投影像的重心的重心地址的重心计算装置，而据此重心计算装置，上述投影像的重心即表示上述投影像位置。
根据本发明，可不需以往使用的那种防振台，而只需用更简洁的防振台。这样也能降低光学系统评价装置或调整装置的整体费用。此外，利用本发明，与以往相比，即使在大的振动下也能调整光轴的斜度。因此，可不需以往那种X/Y台的高的位置跟踪能力，还能简化位置追踪与低成本化。
图1是示明本发明一实施形式的光学系统评价装置的框图。
图2是采用了图1的光学系统评价装置一实施形式的CD或DVD用光拾取器的光轴调整装置的示意性正视图，并以框图示明其他的电气处理部。
图3是以部分剖面所示图2的光轴调整装置中机构部的侧视图。
图4是图2与图3所示光学探测单元与被调整的光拾取器的光学系统的示意图。
图5示明低倍率CCD摄像机与高倍率CCD摄像机的探测区的关系。
图6是示明图2的光轴调整装置的电气处理部细节的框图。
图7是示明图4的X/Y位置信息发生电路细节的框图。
图8是示明采用光轴调整装置的光拾取器的评价、调整整体的流程图。
图9是更详细示明图8的斜度调整过程的流程图。
图10是示明图8的调整过程的剩余部分的流程图。
图11示明CCD摄像机的低倍率与高倍率的光束点图像。
图12示明X轴与Y轴的亮度分布的实际显示例。
图13是示明由图10的步骤S32执行的光束点图像振动抑制的高速振动控制流程的流程图。
图中各标号的意义如下1，拟评价的光学系统；3，投影像捕获器；5，光探测器；7，捕获控制器；8，显示器。
具体实施例方式
下面参考
本发明的实施形式。
图1示明本发明一实施形式的光学系统评价装置A。如图所示，此光学系统评价装置A具有用于对评价对象的光学系统，即拟调整的光学系统1内的光学元件(例如物镜)的光学参数(例如光轴的斜度)进行评价的投影像捕获装置3。投影像捕获装置3具有用于对拟调整的光学系统1的投影像，例如对经过光学系统内光学元件的光束所成的光束点(BS)图像，进行捕获的光探测器5与捕获控制器7。此外，光学系统评价装置A还具有将此捕获的投影像于显示区上基准位置处显示的显示器8。
详细地说，光探测器5具有接收光学系统的投影像的基准面以及对此基准面上的投影像进行摄像的第一探测器50与第二探测器52。第一探测器50具有第一个2维探测区，对基准面上的投影像以低倍率摄像，产生低倍率摄像图像，而第二探测器52具有第二个2维探测区，以高倍率拍摄此投影像，产生高倍率摄像图像。此第二探测器52的第二探测区对应于第一探测器50的第一探测区内中央部分的小区即目标区。捕获控制器7具有定位部70和投影像撞摆控制部72。定位部70能使拟调整光学系统1相对于光探测器5作相对的调整进行定位。为使投影像位于第一探测区上的目标区内而具有位置探测部700与位置调整部702。这样，定位部70当投影像在目标区外时，进行工作使投影像进入目标区域之内，而当摄影像在目标区域之内的期间将走出到该区域外时，则进行工作使之留在目标区内。此外，投影像在目标区内的移动是允许的。
投影图像摇摆控制部72，它接收第二探测器52的高倍率摄像图像，将投影像的图像显示于显示器8的显示区的基准位置处，由此来抑制投影图像在显示区中的摆动，具有投影像位置探测部720与图像提取部722。如上所述，由于定位部70允许投影像在目标区内移动，对于投影像的高倍率摄像图像，当给光学系统评价装置A施加振动，可以看到投影图像有大的摆动，为此，投影像位置探测部720探测第二探测器52的高倍率摄像图像中投影像的位置。然后图像提取部722产生高倍率摄像图像中的包含此投影像位置的图像部分，供给显示器8。显示器8通过将来自图像提取部722的图像部分显示于显示区域的基准位置中，抑制投影像在显示区中的摇摆。这一在实质上静止可见的投影像，将容易进行拟调整的光学系统1的光学元件的某种调整(例如，调整光轴的斜度)。
下面参考图2～图13说明采用图1的光学系统评价装置A的实施形式的，CD或DVD用光拾取器的光轴调整装置B。此光轴调整装置B用来调整光拾取器内所设物镜的光轴的斜度。
首先参考图2～图4详细说明光轴调整装置B的机械部分。这里对于与图1中要素相对应的要素在相同标号上附加符号B。图2是光轴调整装置的机械部分的正视图，也示明了其他的电气处理部，图3是示明图2机构部局部剖面的侧视图，图4则概示图2与图3所示光学探测单元与调整对象的光拾取器。如图2与3所示，光轴调整装置B的机构部包括能安装拟调整的拾取器1B的支承机构2B以及安装到此支机构2B上的光学探测单元5B，而光轴调整装置B的电气处理部则包括安装到支承机构2B上的前置放大器单元7B-1、与此支承机构2B分别设置的计算机主体部7B-2、显示部8B、遥控部9B。
下面详细说明机构部，从图2与3可知，支承机构2B包括水平设置的板即支承台200、安装到此支承台200上的两块侧板202与204、背面板206以及由这些板支承的共通的基盘208。上述的台、侧板与基盘相互用螺纹等牢靠地固定。上述机构部包括安装于基盘208上表面上的光学检测单元5B和安装于基盘208下表面上的X/Y台220。光学探测单元5B具有主体部分50和从此主体部分50下延的镜筒部分55。此外。X/Y台220具有在基盘208下表面上安装着固定部的X轴台224和安装在Y轴台224的可动部下表面上的拾取器安装台226。安装头226上有用于安装拟调整拾取器1B的安装机构，而此安装机构则具有安装到安装头中水平设置的两根轴(主轴与副轴)225以及将插入这些轴上的拾取器固定用的弹簧(未图示)。X/Y台220具有安装在背面板206背面上的X轴与Y轴用的步进马达228、229(图3中只示明一个)，借此分别驱动X轴台222与Y轴台224。步进马达228、229根据步进马达的回转位置，通过偏离中心轴的圆形凸轮227(图3中示明于步进马达的上方)，控制X/Y台的移动量(即通过以凸轮压通安装于X/Y台上的板221而移动此台)。此外，支承机构2B中，将一对斜度调整钮230作可旋转支承的机构(未图示)安装到安装头226上。这样，各斜度调整钮的前端成为螺丝刀，可以转动确定拟调整的拾取器1B的物镜斜度的两个螺丝的对应件。
如上所述，在机构部中，光学探测单元5B与X/Y台220由于安装在相互共通的基盘上，相对于从地面等接收到的振动，光学探测单元5B上X/Y台220从而是与安装于其上的拟调整的拾取器1B之间的相对位置关系，就成为至少是沿水平方向变化少的结构。还由于将光学探测单元5B与X/Y台220设置于基盘208的上表面与下表面的各反对侧，而能将基盘208作为共通的交点，故能进一步减小位置关系的相对变化(相对于外部振动，光学探测单元5B与X/Y台220的相对关系的变化小)。再有，通过安装到共通的基盘上，由于光学探测单元5B与X/Y台220沿垂向密切接触。也使垂直方向中相对位置关系的变化小。
再来参看图4，其中概示了光学探测单元5B与拟调整的拾取器1B的光学系统。首先，拟调整的拾取器1B具有底部10和物镜支承台12。底部10如图中概示具有气体100，在此主体100内包括激光二极管102、准直透镜104、反射镜106，来自激光二极管的激光束朝向上方。物镜支承台12具有主体120和安装于主体内的聚焦致动器122，聚焦致动器122安装成可使物镜124沿垂向移动。物镜124通过反射镜106接收激光二极管10的激光束，于上方焦距位置处对焦。此位置可由聚焦致动器调整。物镜支承台12安装成可借助两个螺丝126与128相对于底部10进行调节。这两个螺丝是倾角调整螺丝，为相应领域中熟知的，可用于调整X轴方向以及Y轴方向的斜度。
光学探测单元5B如上所述具有主体50与镜筒55，镜筒55具有筒身550、安装于其前端的伪盘552、安装于筒身550内的物镜554。伪盘552的背面成为焦面。焦面556构成为来自拟调整的拾取器1B的物镜的光束点投影的基准面，此焦面中光束点(BS)的图像由物镜554变换为平行光。光学探测单元5B的主体50用于探测焦面上的光束点图像，具有低倍率CCD摄像机550和高倍率CCD摄像机520。低倍率CCD摄像机500是二维摄像元件，通过半透反射镜502经聚焦透镜504接收来自物镜554的光束点图像。焦点探测传感器560从半透反射镜502再通过半透反射镜522，经聚焦透镜524来接收该光束点图像。
现在参看图5说明低倍率CCD摄像机500与高倍率CCD摄像机520的探测区的关系。如图所示，低倍率CCD摄像机500的摄像区是探测区SA1(图5(a))，此探测区SA1的中央部则有小区域的目标区7A。另一方面，高倍率CCD摄像机520的摄像区构成探测区SA2(图5(b))，此区对应于探测区SA1内的小目标区TA。低倍率CCD与高倍率CCD的倍率比例如为20倍，如前所述，光束点(BS)图像P进到探测区SA1内时，在光轴调整装置B中，上述图像如“P’”所示，为使其进入目标区7A内，可控制X/Y台的位置。由此，在高倍率的探测区SA2中，便如图所示，例如出现在从中心偏移到在下方向位置。此外，在探测区SA2中BS图像的位置由于光轴调整装置B受到振动而有大的摇摆。本发明的光轴调整装置B将探测区SA2内的在中心处包含BS图像P’的一定大小的图像部分切出。通过将此切出区CA的图像部分显示于显示器8B的显示区DA(图5(c))中，使得于显示区DA内，图像BS’似乎为静止的。聚焦探测传感器560与以往的聚焦传感器相同，具有二维探测区，而且是使用像散法等已有的方法来探测是否是在聚焦状态。此外，聚焦探测传感器560限于光束点(BS)图像在目标区TA内，故可使用能检测这种聚焦状态的已有的任意类型，于是省去其说明。
现参看图6详细说明光轴调整装置B的电气处理部。图6中，除上述机构部中所含光学探测单元5B(包括低倍率CCD摄像机500、高倍率CCD摄像机520与聚焦探测传感器560)、拟调整的拾取器1B与X/Y台220之外，还较详细地示明了前置放大器单元7B-1、计算机主体部7B-2、显示部8B与遥控部9B。如图所示，前置放大器单元7B-1具有本地CPU7000、X/Y位置信息发生电路7002、步进马达驱动器7020、自动功率控制(APC)电路7040。聚焦伺服电路7042以及电源7044。详细地说，本地CPU7000编程以控制光轴调整装置B中的聚焦调整与X/Y台位置调整，具有种种输入端与输出端。具体地说，本地CPU从遥控部9B接收指示光拾取器内激光二极管亮灯的LD-ON信号、表示聚焦调整开始的聚焦ON信号以及其他的遥控信号。此外，本地CPU还从X/Y位置信息发生电路7002接收用于探测探测区SA1内光束点(BS)图像(示明于图5)的位置的一组X/Y位置探测用信号，以及接收示明步进马达228/229原点位置的原点位置信号输出。此外，本地CPU响应LD-ON信号，于输出端产生亮灯信号并将其供给APC电路7040；还响应聚焦ON信号于输出端产生三角波并将其供给聚焦伺服电路7042；还响应X/Y位置信息发生电路的位置探测用信号，探测出X/Y位置，然后于输出端产生对应于此探测出的X/Y位置的X/Y台的位置控制信号，将其供给步进马达驱动器7020。此外，本地CPU当光束点(BS)图像在探测区SA1中的目标区TA内时，于输出端产生聚焦伺服ON信号，将其供给聚焦伺服电路7042。再有，本地CPU在产生示明表示物镜124对焦状态的聚焦状态ON信号时，于输出端产生斜度测定开始信号，供给计算机主体部7B-2。
下面进行更详细地说明，APC电路7040从本地CPU接收亮灯信号后，对控制拟调整的拾取器1B的激光二极管102(图4)的输出功率进行控制的端子施加电压，亮灯，拾取器内监控二极管(它是监控拾取器的激光二极管102光量的二极管)，探测出图4中未图示的输出，控制施加的电压以使此值成为规定值。此时将光束点(BS)图像投影到伪盘的焦面556上。此外，X/Y位置信息发生电路7002与低倍率CCD摄像机500连接，接收来自此CCD的视频信号输出，然后将输出端产生的BS图像P(图5中所示)的探测区SA1内位置探测用的BS图像位置探出用信号，输出经本地CPU。驱动器7020响应本地CPU接收到的位置控制信号，驱动步进马达228(图3)。
设于前置放大器单元7B-1中的聚焦伺服电路7042与聚焦探测传感器560连接，具有接收来自此传感器的表示聚焦状态信号的输入端，然后在输出端，于一种工作模式即位置探测模式中，从本地CPU接收三角波电压，产生三角波输出，而在另一种工作模式即聚焦伺服模式中，产生对应于探测出的聚焦状态的聚焦调整信号。此外，在位置探测模式中，进入了从本地CPU接收聚焦ON信号的时刻，而在聚焦伺服方式中，则进入从本地CPU接收聚焦伺服ON信号的时刻。总之，三角波输出或聚焦调整信号供给于拟调整的拾取器1B的聚焦致动器122，然后此致动器将物镜124的位置沿光轴方向移动或微动。在聚焦伺服模式中，保持物镜124的对焦状态。然后聚焦伺服电路7042探测出此对焦状态后，于输出端产生表示这种情形的聚焦状态ON信号，供经本地CPU。前置放大器单元7B-1中包含的电源7044连接成相对于CCD500、520与拟调整的拾取器1B供给电功率。前置放大器单元7B-1中还设有CCD输出切换开关SW，用来选择低倍率CCD500或高倍率CCD520输出的一方，供给于计算机主体部7B-2中。在通常情形下，此开关SW设定成选择高倍率CCD520的输出。此外，各CCD的输出端，各监控器的输出端子都用来与各CCD摄像机输出的监控器连接。
再如图6所示，计算机主体部7B-2具有视频A/D端口7200以接收来自前置放大器单元7B-1的视频信号输出，然后处理经此端口变换为数字形式的视频信号，产生用于调整物镜斜度的图像，将此图像提供给显示部8B的显视器监视器。由图1的定位部70进行的位置控制虽是在前置放大器单元7B-1中实现。但图1的投影图像摆动控制部72的功能也可以由计算机主体部7B-2执行的程序实现。
在此参看图7，说明X/Y位置信息发生电路7002的一实施形式。X/Y位置信息发生电路7002如图所示，具有从低倍率CCD摄像机500接收视频信号的同步分离电路70020、消隐脉冲电平箝位电路70022以及二值化电路70024，详细地说，同步分离电路根据接收的视频信号产生垂直同步信号与水平同步信号、奇数/偶数场判别信号、后肩箱位信号。垂直同步信号从一个垂直期间开始时经一定的时间之后成为高电平(H)的，而水平同步信号于一个水平期间的开始时成为高电平的，偶数/奇数场判别信号在奇数场时为高电平的。而在偶数场时为低电平(L)的。发生这种信号的同步分离电路属周知的。例如可由市售的视频同步分离IC实现。此外，箝位电路70022具有在输入中接收到来自CCD摄像机500的视频信号的输入端，接收来自同步分离电路的后肩箝位信号的输入端，而为了使后肩箝位信号期间的视频信号的直流电平成为接地电平，对视频信号进行箝位。具有接收此箝位的视频信号输入的二值化电路70024产生在预定的阈值以上时成为高电平而不到此阈值时成为低电平的信号，这里规定的阈值是用于探测出光束点(BS)的图像的阈值。
垂直同步信号、水平同步信号、偶数/奇数场判别信号、二值化信号构成用于探测上述光束点图像位置的一组X/Y位置探出用信号，输入本地CPU中。
本地CPU内的计数器1在场判别信号为示明奇数的高电平时，继同步信号之后开始水平信号数的计数，然后在流场时间内二值化信号成为高电平时，停止计数。此停止时的计数值成为Y轴位置计数，表示探测区SA1中光束点(BS)图像P在Y轴方向中的位置。例如当计数器1的计数值比规定的值A(例如127)小时，图像BS在画面中心之上，而在比该值大时则位于画面中心之下。根据与此规定值A的差，可以算出图像BS的Y轴方向位置。另一方面，本地CPU内计数器2在水平同步信号为高电平时开始计数，然后到相当于1水平期间的规定值B(例如62.0微秒)的时间，例如通过计数基准时钟，计测时间，在1水平期间内二值化信号成为高电平时，于此时刻停止计数。此时的计数值成为Y位置计数，表示BS图像P在探测区SA1内的X轴位置。但在1水平期间内二值化信号未成为高电平的时，清除计数器2，然后开始对下一个1水平期间的计数。例如计测时间比规定值B小时，判定图像BS在画面中心左侧，而在比规定值B大时，判定其在画面中心右侧。偶数场期间，根据奇数场期间中探测出的X/Y位置，进行X/Y台的控制以使图像BS到达画面中心。此外，上述计数器1与2虽是以软件实现，但也可以硬件构成。
以下参考图8说明利用以上对照图2-7所述光轴调整装置B的光拾取器的评价、调整的整个流程。首先于步骤S2将调整对象的光拾取器插入安装到光轴调整装置B的安装头226中的两根轴225中，通过弹簧压力固定进行装配。然后于步骤S4，操作遥控部9B中的LD-ON开关后，响应来自此开关的LD-ON信号，由本地CPU700给APC电路7040以亮灯信号，使拟调整的拾取器1B的激光二极管102亮灯。由此，光束点(BS)图像投影到伪盘的焦面556上。然后于步骤S6进行物镜124的斜度调整。此斜度调整过程包括聚焦调整中所用的BS图像的捕获/跟踪步骤、继后的聚焦调整步骤，再还有BS图像的摆动抑制步骤以及由操作者进行的斜度调整作业。调整作业中，操作者基于振动已抑制的BS图像，通过以斜度调整钮转动调整螺丝126与128，调整光拾取器的物镜的斜度。当这一步骤完成后，便结束了光拾取器的光轴调整作业。
继续参看图9与10来更详细地说明图8的斜度调整过程步骤S6。此调整过程如上所述包含BS图像的捕获/跟踪步骤。首先于步骤S10中，对应于遥控部的聚焦ON开关的操作，本地CPU7000将聚焦ON信号传送给聚焦伺服电路7042。然后于步骤S12，聚焦伺服电路7042成为位置探测模式，相对于拾取器的聚焦致动器122施加三角波，搜索BS图像对焦的物镜位置。具体地说，当来自拟调整的拾取器的光束于伪盘的焦面附近汇聚到焦点时，CCD摄像机500中观察不到BS光点图像，于是将聚焦致动器上下移动，进行搜索大致对焦位置的操作。由此，物镜124沿光轴方向(图4中的上下方向)振动，从而BS图像在伪盘的焦面556上的聚焦状态变化。BS图像P至少是在CCD摄像机500的探测区SA1之内。此时于步骤S14；本地CPU探测来自X/Y位置信息发生电路7002的信号。具体地说，当聚焦致动器接收对焦状态时，本地CPU接收其内的图7的计数器1与计数器2的Y轴位置计数与X轴位置计数，探测光束点图像的X/Y位置。于步骤S16，在接收这些计数时也即弄清了接近对焦状态的物镜位置时，以接收计数时的三有波电压值为中心，缩小三角波振幅的变化范围。由此常能获得BS图像的聚焦状态或与之接近的对焦状态。再于步骤S18，本地CPU相对于Y轴位置计数与X轴位置计数所表示的图像位置是否在目标区TA内，与确定目标区TA边界的坐标进行大小比较。当判断在目标区以外时，计算图像位置与边界的误差量，使X/Y台沿此误差量减少方向移动，将位置信号提供给步进马达驱动器。然后于步骤S20，判定BS图像的位置是否在目标区TA内，在NO的情形，重复执行步骤S18，而在YES情形，进行步骤S22。
图11(a)示明BS图像进入图5(a)的目标区TA内状态下实际的CCD摄像机图像。由图11(a)的图像可知。光束点的图像位于区域的中心。另外在中心图像以外还能看到两个小的光束点，但这是子光束，与本发明无直接关系。
再于图9中，在步骤S22，由于BS图像进入目标区TA内，本地CPU于聚焦伺服电路7042中产生聚焦伺服ON信号。于是聚焦伺服电路7042进入聚焦伺服模式，在此模式下起动聚焦伺服。在聚焦伺服方式下，聚焦伺服电路7402中止上述三角波的施加，只在偏离对焦状态的情形才把用于返回对焦状态的信号供给聚焦致动器122，这样，即使是在继后的调整斜度期间，也常能保持对焦状态。此对焦状态保持着的情形由聚焦状态ON信号从聚焦伺服电路7042通知本地CPU。于步骤S24，本地CPU当探测出来自聚焦伺服电路的它的聚焦状态ON信号后，即于步骤S26产生斜度测定开始信号，供给计算机主体部7B-2。
参看图10，详细说明图8斜度调整流程中的其余部分。首先于步骤S30，计算机主体部7B-2的个人计算机从本地CPU7000接收到斜度测定开始信号后，于步骤S32，将来自高倍率CCD摄像机520的视频信号通过视频A/D端口7200变换为数字信号，根据此数字信号探测出探测区SA1(图5(b))内BS图像的重心位置。然后将以探测出的重心位置为中心的区域即切出区CA内的图像切出，通过使其显示于显示监控器8B上，以抑制光束点图像的摆动。图11(b)示明实际的高倍率CCD摄像机图像的切出区内的BS图像。再于步骤S34，相对于BS图像还同时显示沿着通过其中心的X轴与Y轴的亮度分布。
图12给出X轴与Y轴的亮度分布的实际显示例。从图中可以看到中心处大致的圆形像以及在此外的第一环形像部1次环。
下面于图10的步骤S36中，根据切出区CA的图像的监视器画面，计算1次环的亮度差，于显示器上的另一区域(未图示)中以矢量形式表明在哪个方向上有何等程度的亮度差。然后于步骤S38，若此矢量长度即亮度差在某个阈值以内，当斜度在允许范围之内则作“OK”显示，超过此阈值则进行“NG”(不良)显示。此步骤结束后再返回步骤S32，以上步骤在调整斜度期间反复执行。
最后参看图13详细说明对图10的步骤S32执行的光束点图像的摆动抑制进行高速摆动控制的流程。首先于步骤S40，个人计数机7B-2将构成高倍率CCD的视频信号的像素的奇数场存入存储器(1次存入1场部分的像素数据)，再于步骤S42，根据存储其奇数场的1场部分的像素数据(黑白情形只是亮度信号分量)的起始地址，顺次读出亮度信号。继于步骤S44，存储亮度在阈值(此阈值用于判定光束点图像的有无)以上的像素数据的存储器地址。当结束奇数场部分的像素数据的亮度判定后，于步骤S46，根据步骤S44存储的多个存储器地址，计算光束点图像的重心。
一般，这种重心的计算在把各像素数据的亮度视作为质量时，可按下式进行。
M＝(m1·x1+m2·x2+……+mi·xi+……+mn·xn)/(m1+m2+……+mi+……+mn)(1)上式中，M为重心地址，m为像素数据的亮度，x为像素数据的存储器地址，n为1场部分的存储器地址总数。上式中的分子为存储器地址值与像素数据之积的总和，分母为像数数据的和。
本发明对上式的计算进行了简化。具体地说，于步骤44，使用阈值通过二值化使像素数数据为“0”与“1”。这样，在分子计算中，可将未达阈值的像素数据的mi·xi项预先除去，而在计算中所用的mi·xi项由于二值化致m＝1，因而只是具有阈值以上亮度的存储器地址的值。此外，分母由于二值化的结果即成为阈值以上的像素数据的总数，也即能计算具有“1”的数据的存储器地址的个数。于是，M成为步骤44中存储的存储器地址和除以步骤S44存储的存储器地址的个数所得的结果。本发明中由于计算量少，能高速地计算重心。但是若仅限于以充分快的速度实现斜度调整作业，则也可原样地使用上式(1)进行计算。此外，在本实施形式中是在于存储器中存储1场部分的像素数据后，从存储器读出该数据进行重心计算，但与写入存储器时相并行地进行上述运算。
按以上所述计算出的重心在步骤48中用于监探器显示位置指定功能后，可进行抑制光束点图像的摆动，这里的监控器显示位置指定功能指的是，在指定探测区SA2的画面中图像P的重心位置地址后，将包含此位置的预先指定范围也即图5(b)的切出区CA的图像部分于监控器上显示的功能。这种功能乃是，根据具有地址空间的视频存储器中存储的像素数据，判定相当于包含重心地址切出区CA的切出用地址空间，然后反复从此切出地址空间读出像素数据，供给监控器的功能。举例来说，监控器显示位置指定功能，通过使用市售的“VisualBasic”，能够实现(1)指定显示区；(2)根据Picture Load命令，指定拟显示的存储器内的数据文件；(3)根据top与left的各命令，指定相当于文件内切出区CA的初始点的坐标(存储器地址)。于是光束点图像如图5(c)与图12所示，似为静止的。进行斜度调整的操作者可以在观察静止的光束点图像的同时，调整控制斜度的螺丝。
如上说明的本发明一实施形式的光轴斜度调整装置是用来调整物镜的斜度的，但内行人当可理解到，它也可用于调整其他的透镜或光学系统的光轴的斜度。此外，在上述实施形式中是通过软件与硬件的组合实现了定位部70与投影像摆动控制部72，但也能根据具体情形，完全以硬件实现，或是根据所用CPU的处理速度，完全以软件实现。
权利要求
1.一种光学系统评价装置，包括底座；由该底座支承的基盘；安装于此基盘的上侧与下侧两者中一方之上的X/Y台，而此X/Y台是用于在其上安装作为评价对象的光学装置的；以及安装于此基盘的上侧与下侧两者中另一方上的光探测器。
2.根据权利要求1所述的光学系统评价装置，其特征在于还包括图像处理装置，该图像处理装置通过处理来自对上述评价对象的光学系统装置的投影像进行探测的上述光探测器的图像，抑制上述图像的投影像的摆动。
3.根据权利要求2所述的光学系统评价装置，其特征在于还包括显示器，该显示器具有显示上述图像处理装置的上述图像的显示区，在上述显示区中显示的图像的上述投影像则显示于上述显示区内的基准位置。
4.根据权利要求1所述的光学系统评价装置，其特征在于上述底座与基盘沿水平方向延伸，上述X/Y台可使上述评价对象的光学系统装置相对于上述基盘沿水平方向作相对的移动。
5.根据权利要求4所述的光学系统评价装置，其特征在于上述X/Y台包括用于安装上述评价对象的光学系统装置的安装头，此安装头朝向与上述光学系统装置中所含光学系统的光轴大致垂直的方向安装。
6.根据权利要求5所述的光学系统评价装置，其特征在于上述光探器包括用于接收上述评价对象的光学系统装置投影的像的探测光学系统，该光探测器的上述探测光学系统从安装着上述光探测器的上述基盘的上述另一方侧朝向与安装着上述X/Y台的上述一方侧垂直的方向延伸，上述探测光学系统的前端则位于安装在上述X/Y台上的上述评价对象的光学系统装置的上述光学系统附近。
7.一种具有权利要求1～6中任一项所述的光学系统评价装置的光学系统调整装置。
8.一种光学系统的光轴评价装置，它是对光学系统的光轴进行评价的装置，包括具有显示区的显示器；将从光学系统投影到基准面上的像经常显示于上述显示区上基准位置处的投影像捕获装置。
9.根据权利要求8所述的光轴评价装置，其特征在于上述投影像捕获装置包括对从光学系统投影到基准面上的像进行摄像的光探测器，和将上述摄影的图像显示于上述显示区上基准位置处的捕获控制器。
10.根据权利要求9所述的光轴评价装置，其特征在于上述光探测器包括构成接收上述光学系统在其光轴上投影的像的上述基准面的伪盘；将上述基准面上的投影像以第一倍率摄像而产生第一摄像图像的具有第一探测区的第一探测器；将上述投影像以高于第一倍率的第二倍率摄像而产生第二摄像图像的具有第二探测区的第二探测器，此第二探测区则对应于上述第一探测区内的特定区。
11.根据权利要求10所述的光轴评价装置，其特征在于上述第一与第二探测器包含二维摄像元件。
12.根据权利要求11所述的光轴评价装置，其特征在于上述二维摄像元件是产生视频信号格式的信号的CCD摄像机。
13.根据权利要求10所述的光轴评价装置，其特征在于，上述捕获控制器包括接收上述第一摄像图像，能将上述光学系统相对于上述光探测器作相对调整定位的定位装置，此定位装置进行工作以使上述投影像位于上述第一探测区上的上述特定区内；接收上述第二摄像图像，使上述投影像的图像显示于上述显示器的上述显示区中基准位置处，由此以抑制投影像在上述显示区域上摆动的投影像摆动控制装置。
14.根据权利要求13所述的光轴评价装置，其特征在于，上述投影像摆动控制装置包括探测上述第二摄像图像中上述投影像位置的投影像位置探测装置；产生上述第二摄像图像中的包含上述投影像位置的图像部分而供给上述显示器的图像提取装置。
15.根据权利要求14所述的光轴评价装置，其特征在于，上述投影像位置探测装置包括具有存储上述第二摄像图像的数据且配置成矩阵形式的多个地址的存储器；根据上述多个地址与这些地址中存储的图像数据，计算对应于上述投影像的重心的重心地址的重心计算装置，上述投影像的重心表示上述投影像位置。
16.根据权利要求15所述的光轴评价装置，其特征在于，上述重心计算装置包括存储上述存储器的上述多个地址中存储的1场图像数据中，亮度信号在阈值以上时的该亮度信号地址的存储装置；相对于上述1场的图像数据接收上述存储装置中存储的至少一个地址，将该至少一个地址的值相加再除以该至少一个地址的个数，由此来计算上述重心地址的计算装置。
17.根据权利要求15所述的光轴评价装置，其特征在于，上述图像提取装置包括确定包含上述重心地址的地址空间的地址空间确定装置，该地址空间确定装置顺次产生该地址空间的地址；接收上述地址空间确定装置的地址，读取上述存储器中该地址上存储的图像数据而供给上述显示器的读取装置。
18.根据权利要求15所述的光轴评价装置，其特征在于上述显示器具有监控器显示位置指定功能；上述提取装置将上述重心地址用作监控器显示位置指定地址。
19.一种具有权利要求8～18中任一项所述光学系统光轴评价装置的光学系统光轴调整装置。
全文摘要
提供降低了振动灵敏度的光学系统的评价装置。光学系统(1)的光轴评价装置(A)包括具有显示区域的显示器(8)、将光学系统(1)投影到基准面上的像时刻显示于显示区上的投影像捕获装置(3)，后者又具有对光学系统投影到基准面上的像进行摄像的光探测器(5)以及将此摄像图像显示于显示区上基准位置处的捕获控制器(7)。捕获控制器(7)包括接收低倍率摄像图像，相对于光探测器(5)使光学系统(5)能相对调整定位的定位部(70)，此定位部(70)可使投影像位于第一探测区上特定区域内；接收高倍率摄像图像，将投影像显示于显示器(8)的显示区的基准位置处，由此来抑制投影像在显示区上摆动的投影像摆动控制部(76)。
文档编号G11B7/095GK1755812SQ200510081969
公开日2006年4月5日 申请日期2005年7月14日 优先权日2004年10月1日
发明者光山亮, 江上晴久, 川村贵史, 前波克俊 申请人:利达电子株式会社