DE19651737C2 - Vorrichtung zum Messen des Neigungsgrads einer Linse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen des Neigungsgrads einer Linse, insbesondere des Neigungsgrades einer für einen optischen Aufnehmer vorgesehenen Objektivlinse.

In der DE 41 35 959 C2 und in der DE 28 10 025 C2 werden Vorrichtungen zur Messung der Neigung von Linsen mittels Laserstrahlen zur Ausrichtung der Linsen in optischen Systemen beschrieben. Da die auszurichtenden Linsen jeweils eine Oberflächenkrümmung aufweisen, führt die Messung an einer Stelle auf der Oberfläche der Linse zu einer Überlagerung der Ablenkung des reflektierten Laserstrahls durch die Neigung der Linse und durch die Krümmung der Oberfläche an der gemessenen Stelle. Daher müssen jeweils mehrerer Messungen an verschiedenen Stellen durchgeführt werden, um die Neigung der Linse selbst zu ermitteln.

Im allgemeinen werden Informationen, die auf einem Aufzeichnungsmedium eines CD-Spielers (CDP), eines optischen Videotreibers (VOD) oder eines Laserplattenspielers (LDP) aufgezeichnet sind, unter Verwendung eines optischen Aufnehmers gelesen. Der optische Aufnehmer umfaßt eine Lichtquelle, eine Objektivlinse zum Konvergieren von Licht, das von der Lichtquelle ausgesendet wird, und einen Photodetektor zum Erfassen eines Fehlersignals und eines Informationssignals durch Empfangen von Licht, das von dem optischen Aufzeichnungsmedium reflektiert wird.

Die Objektivlinse wird durch ein Stellglied gemäß einem vom Photodetektor erfaßten Fokusierfehlersignal oder Spurfehlersignal angetrieben.

Die Größe einer Vertiefung oder eines Magnetisierungsbereiches, die bzw. der eine auf dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnete Signalinformation darstellt, liegt bei Mikrometereinheiten. Um das von der Lichtquelle ausgesandte Licht genau auf einer gewünschten Stelle des Aufzeichnungsmediums konvergieren zu lassen, muß deshalb die Objektivlinse bezüglich des Verlaufs des von der Lichtquelle ausgesandten Lichts geeignet positioniert werden.

Zu diesem Zweck muß die Objektivlinse exakt überwacht werden, wenn diese auf dem Stellglied montiert wird. Beim Stand der Technik wird der Neigungsgrad der Objektivlinse unter Verwendung einer in Fig. 3 gezeigten Vorrichtung zum Messen des Neigungsgrads einer für einen optischen Aufnehmer vorgesehenen Objektivlinse gemessen.

Die Vorrichtung zum Messen des Neigungsgrads einer für einen optischen Aufnehmer vorgesehenen Objektivlinse umfaßt eine Lichtquelle 1, einen Fluoreszenzschirm 3 und einen Umlenkspiegel 5. Hierbei ist eine für einen optischen Aufnehmer vorgesehene Objektivlinse 10 an einem Stellglied 13 zum Korrigieren der Objektivlinse gemäß einem erfaßten Fehlersignal befestigt. Die Objektivlinse 10 weist ein konvexes Teil 11 zum Konvergieren des Lichts an dessen Mitte und ein planares bzw. ebenes Teil 12 zum Messen des Neigungsgrads auf, das längs des Umfangs des konvexen Teils 11 vorgesehen ist. Die Vorrichtung zum Messen des Neigungsgrads der für einen optischen Aufnehmer vorgesehenen Objektivlinse führt einen kohärenten, geradlinigen Laserstrahl mit hoher Strahlleistung als Lichtquelle 1 ein. Ein von der Lichtquelle 1 emittierter Lichtstrahl 2 trifft auf das ebene Teil 12 der Objektivlinse 10 auf. Ist die zentrale Achse der Objektivlinse 10 parallel zum optischen Strahlengang des von der Lichtquelle 1 emittierten Lichts 2, so decken sich der Strahlengang des Lichts 2, das auf das ebene Teil 12 auftrifft, und ein vom ebenen Teil 12 reflektierter Lichtstrahl 4. Ist jedoch die Objektivlinse 10 nicht bezüglich der Bewegungsrichtung des von der Lichtquelle 1 emittierten Lichtstrahls 2 ausgerichtet, so weist der vom ebenen Teil 12 der Objektivlinse 10 reflektierte Lichtstrahl 4 einen Strahlengang auf, der sich von dem des einfallenden Lichtstrahls 2 unterscheidet.

Der Fluoreszenzschirm 3 empfängt den von der Objektivlinse 10 reflektierten Lichtstrahl 4, wobei dessen Lichtempfangsteil am Umfang eine andere Helligkeit aufweist. Der Fluoreszenzschirm 3 ist längs des Strahlengangs angeordnet, um den von dem ebenen Teil 12 der Objektivlinse 10 reflektierten Lichtstrahl 4 zu empfangen, und eine Bezugsstelle des Fluoreszenzschirmes 3 ist auf der Grundlage des Falles festgelegt, bei dem der Strahlengang des auf das ebene Teil 12 einfallenden Lichts und der Strahlengang des vom ebenen Teil 12 reflektierten Lichts gleich sind.

Die Stelle eines auf dem Fluoreszenzschirm 3 ausgebildeten, sichtbaren Lichtpunkts wird visuell überprüft und dann wird festgestellt, ob der Fehler bezüglich der obigen Bezugsstelle innerhalb eines zulässigen Fehlerbereichs liegt. Liegt hierbei der festgestellt Fehler innerhalb des zulässigen Fehlerbereichs, so wird die Objektivlinse als hervorragend eingestuft. Andererseits wird die Objektivlinse als minderwertig eingestuft, und die Neigung der Objektivlinse wird nachjustiert.

Da bei der konventionellen Vorrichtung zum Messen des Neigungsgrads einer für einen optischen Aufnehmer vorgesehenen Objektivlinse der Neigungsgrad der Objektivlinse visuell gemessen wird, kann ein Fehler bei der Betrachtung auftreten und es ist viel Zeit für die visuelle Betrachtung erforderlich.

Es ist somit Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Messen des Neigungsgrads einer Linse vorzuschlagen, die den Neigungsgrad der Linse schnell und exakt messen kann.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich anhand der Merkmale des Patentanspruches 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 9.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung, die die optische Anordnung einer Vorrichtung zum Messen des Neigungsgrads einer für einen optischen Aufnehmer vorgesehenen Objektivlinse gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung verdeutlicht;

Fig. 2 eine schematische Darstellung, die die optische Anordnung einer Vorrichtung zum Messen des Neigungsgrads einer für einen optischen Aufnehmer vorgesehenen Objektivlinse gemäß einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung verdeutlicht; und

Fig. 3 eine schematische Darstellung, die die optische Anordnung einer konventionellen Vorrichtung zum Messen des Neigungsgrads einer für einen optischen Aufnehmer vorgesehenen Objektivlinse verdeutlicht.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist eine Vorrichtung zum Messen des Neigungsgrads einer für einen optischen Aufnehmer vorgesehenen Objektivlinse gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Lichtquelle 21, einen Kollimator 23, eine Kondensorlinse 33 und eine Strahlenverlauf-Umsetzeinrichtung 30 auf.

Die Lichtquelle 21 erzeugt einen kohärenten, geradlinigen Laserstrahl mit hoher Strahlleistung. Für die Lichtquelle 21 kann irgendein Laser verwendet werden. Jedoch wird vorzugsweise ein Halbleiterlaser verwendet, der relativ wenig Leistung verbraucht.

Der Kollimator 23 ist längs der Strahlengangs der Lichtquelle 21 angeordnet und schließt wenigstens eine Lochblende 23a und eine Kollimationslinse 23b ein, die dem Abdecken von divergenten Strahlen, die von der Lichtquelle 21 emittiert werden, und dem konvergent Machen der divergenten Strahlen bzw. dem Kollimieren der konvergent gemachten Strahlen dienen.

Die Strahlenverlauf-Umsetzeinrichtung 30 dient dem Umsetzen des Strahlenverlaufs durch Übertragen und Reflektieren des einfallenden Strahls. D. h., ein Teil des vom Kollimator 23 kommenden Strahls verläuft zu einem Lichtempfangselement 35 und der restliche Strahl bewegt sich zu einer Objektivlinse 10 fort.

Ferner kann entsprechend der optischen Anordnung der Vorrichtung zum Messen des Neigungsgrads der Objektivlinse zwischen dem Kollimator 23 und der Strahlenverlauf-Umsetzeinrichtung 30 ein Umlenkspiegel 25 vorgesehen werden.

Die für den optischen Aufnehmer vorgesehene Objektivlinse 10 weist ein konvexes Teil 11 zum Ausführen ihrer ursprünglichen Funktion und ein planares Teil 12 auf, das das konvexe Teil 11 umgibt. Die Objektivlinse 10 wird von einem Stellglied 13 abgestützt.

Die Strahlenverlauf-Umsetzeinrichtung 30 schließt einen Strahlenteiler 27, der durch Verbinden von zwei Rechtwinkelprismen ausgebildete ist, und einen Umlenkspiegel 28 ein, der in der Nähe einer Seite des Strahlenteilers 27 vorgesehen ist. Der Strahlenteiler 27 überträgt und reflektiert den einfallenden Strahl an der Grenzfläche 27a der beiden Rechtwinkelprismen. Der von der Grenzfläche 27a reflektierte Strahl bewegt sich zur Kondensorlinse 33 und der durch die Grenzfläche 27a hindurch übertragene Strahl bewegt sich zum Umlenkspiegel 28, um dort vollständig zum Strahlenteiler 27 zurückreflektiert zu werden. Der vom Umlenkspiegel 28 zurückreflektierte Strahl wird dann von der Grenzfläche 27a reflektiert und bewegt sich zum Lichtempfangselement 35.

Die Kondensorlinse 33 konvergiert den kollimierten und reflektierten Strahl auf das planare Teil 12 der für den optischen Aufnehmer vorgesehenen Objektivlinse 10. Ebenso kollimiert die Kondensorlinse 33 den vom planaren Teil 12 der Objektivlinse 10 reflektierten Strahl zu einem parallelen Strahl.

Um die Auswirkungen von unterschiedlichen Reflektionsindizes, die durch verschiedenen Wellenlängen des auf die Objektivlinse 10 auftreffenden Strahls hervorgerufen werden, auf ein Signal zu beseitigen, das vom Lichtempfangselement 35 erfaßt wird, kann längs des Strahlengangs zwischen der Kondensorlinse 33 und dem Strahlenteiler 27 ein Filter 31 vorgesehen werden, das nur eine vorbestimmte Wellenlänge des Strahles überträgt. Ebenso kann das Filter 31 integral mit der Kondensorlinse 33 ausgebildet werden, indem dieses auf wenigstens einer Seite der Kondensorlinse 33 als Beschichtung aufgebracht wird.

Bei dem Lichtempfangselement 35 wird eine Stelle des Lichts, das direkt auf das Lichtempfangselement 35 einfällt, und nicht über die Objektivlinse 10, als eine Bezugsstelle bezüglich der Stelle des Lichts, das über die Objektivlinse 10 auf das Lichtempfangselement 35 fällt, festgelegt. Ebenso vergleicht das Lichtempfangselement 35 die Stelle des Lichts, das vom Lichtempfangselement 35 über den Strahlenteiler 27 empfangen wird, nachdem es über die Kondensorlinse 33 auf das planare Teil 12 der Objektivlinse 10 auftraf und vom planaren Teil 12 reflektiert wurde, mit der Bezugsstelle. Vorzugsweise stellt das Lichtempfangselement 35 eine ladungsgekoppelte Einrichtung (CCD) dar.

Falls der Unterschied zwischen der Stelle des vom Lichtempfangselement 35 über die Objektivlinse 10 empfangenen Lichts und der Bezugsstelle innerhalb eines zulässigen Fehlerbereichs liegt, wird der Neigungsgrad der Objektivlinse 10 als hervorragend eingestuft. Anderenfalls wird der Neigungsgrad der Objektivlinse 10 als mangelhaft eingestuft. Vorzugsweise stellt das von der Lichtquelle 21 ausgesandte Licht einen sichtbaren Strahl dar, damit die Stelle des vom Lichtempfangselement 35 empfangenen Lichts visuell bestimmt werden kann.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung, die die optische Anordnung einer Vorrichtung zum Messen des Neigungsgrads einer Objektivlinse gemäß einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung verdeutlicht. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, weist die Vorrichtung zum Messen des Neigungsgrads der Objektivlinse eine Lichtquelle 21, einen Kollimator 23, eine Kondensorlinse 33, ein Lichtempfangselement 35 und eine Strahlenverlauf-Umsetzeinrichtung 30 auf. Hierbei weisen Bezugszeichen, die denen der Fig. 1 entsprechen, auf die gleichen Elemente wie in Fig. 1 hin, sodaß eine detaillierte Beschreibung der gleichen Elemente entbehrlich ist.

Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist der Aufbau der Strahlenverlauf-Umsetzeinrichtung 30 vereinfacht. D. h., die Strahlenverlauf-Umsetzeinrichtung 30 weist einen Strahlenteiler 27 sowie einen Umlenkspiegel 29 auf, wobei der Umlenkspiegel 29 an einer Seite des Strahlenteilers 27 integral ausgebildet ist, um einen Teil des über den Kollimator 23 eingetretenen Strahls zu reflektieren. Wie oben beschrieben, kann der Aufbau der Vorrichtung zum Messen des Neigungsgrads der Objektivlinse vereinfacht werden, indem Strahlenteiler 27 und Umlenkspiegel 29 einstückig ausgebildet werden. Somit kann der Strahlengang zwischen Strahlenteiler 27 und Umlenkspiegel 29 verkürzt werden, was zu einer Verringerung von Lichtverlusten führt.

Ein Teil des parallelen Strahls, der den Kollimator 23 nach dem Aussenden von der Lichtquelle 21 durchläuft, wird mit Hilfe der Strahlenverlauf-Umsetzeinrichtung 30 zum Lichtempfangselement 35 geführt, während der restliche Teil des Strahles zur Objektivlinse 10 geführt wird. Die Stelle des Lichts, das in das Lichtempfangselement 35 eintritt, nachdem es vom planaren Teil 12 der Objektivlinse 10 reflektiert wurde, wird mit einer Bezugsstelle verglichen, wobei die Stelle des Lichts, das direkt nach Aussenden von der Lichtquelle 21 in das Lichtempfangselement 35 eintritt, als Bezugsstelle festgelegt wird. Der Neigungsgrad der Objektivlinse 10 bezüglich des Stellglieds 13 kann auf der Basis eines Vergleichs der Lichtstellen gemessen werden.

Ebenso kann das in Verbindung mit dem ersten Ausführungsbeispiel erörterte und in Fig. 1 gezeigte Filter 31 längs des Strahlengangs zwischen dem Strahlenteiler 27 und der Kondensorlinse 33 angeordnet werden oder das Filter 31 kann als Beschichtung auf wenigstens einer Seite der Kondensorlinse 33 aufgebracht werden.

Somit kann der Neigungsgrad der für einen optischen Aufnehmer vorgesehenen Objektivlinse rasch und genau gemessen werden, wodurch die Position von Objektivlinsen, die beim Herstellungsprozess des optischen Aufnehmers fehlerhaft auf dem Stellglied befestigt wurden, justiert werden kann.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Messen des Neigungsgrads einer Linse mit einem besonderen, planaren Bereich, wobei die Vorrichtung aufweist:
eine Lichtquelle (21);
eine Strahlenverlauf-Umsetzeinrichtung (30), die längs des Strahlengangs zwischen der Lichtquelle (21) und der Linse (10) angeordnet ist; und
ein Lichtempfangselement (35) zum Empfangen von Licht
wobei in der Strahlenverlauf-Umsetzeinrichtung (30) ein Teil des von der Lichtquelle (21) in die Strahlenverlauf-Umsetzeinrichtung eintretenden Lichts zum Lichtempfangselement (35) und der andere Teil des Lichts zur Linse (10) auf den besonderen, planaren Bereich (12) geführt wird,
wobei das Licht nach der Reflexion an dem besonderen, planaren Bereich durch die Strahlverlauf- Umsetzeinrichtung hindurch in das Lichtempfangselement (35) eintritt und
wobei der Unterschied zwischen der Stelle des Lichts, das nach Aussenden von der Lichtquelle (21) direkt in das Lichtempfangselement (35) eintritt, und der Stelle des Lichts, das nach Reflexion an der Linse (10) in das Lichtempfangselement (35) eintritt, zum Messen des Neigungsgrads der Linse (10) erfaßt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Unterschied zwischen der Stelle des Lichts, das nach Aussenden von der Lichtquelle (21) direkt in das Lichtempfangselement (35) eintritt, und der Stelle des Lichts, das nach Reflexion an der Linse (10) in das Lichtempfangselement (35) eintritt, als Maß des Neigungsgrads der Linse (10) bezüglich eines optischen Aufnehmers (13) für die Linse erfaßt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, die zwischen der Lichtquelle (21) und der Linse (10) einen Kollimator (23) zum Kollimieren des von der Lichtquelle (21) emittierten Lichts aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, die eine Kondensorlinse (33) zum Konvergieren des durch den Kollimator (23) gelaufenen Lichts auf die Linse (10) aufweist, wobei das Licht nach der Reflexion von der Linse (10) wieder durch die Kondensorlinse (33) zurückläuft.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Strahlenverlauf-Umsetzeinrichtung (30) einen Strahlenteiler (27) zum Übertragen eines Teils des in die Strahlenverlauf-Umsetzeinrichtung eintretenden Lichts und zum Reflektieren des übrigen Lichts sowie einen in der Nähe des Strahlenteilers (27) angeordneten Umlenkspiegel (28) aufweist, der das durch den Strahlenteiler (27) hindurchgehende Licht reflektiert.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Strahlenverlauf-Umsetzeinrichtung (30) einen Strahlenteiler (27) aufweist, dessen eine Seite mit einem reflektierenden Material beschichtet ist und der einen Teil des in die Strahlenverlauf-Umsetzeinrichtung (30) eintretenden Lichts überträgt und den restlichen Teil des Lichts reflektiert, wobei das reflektierende Material das übertragene Licht reflektiert.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der ein Filter (31) längs des Strahlengangs zwischen der Strahlenverlauf-Umsetzeinrichtung (30) und der Linse (10) angeordnet ist, das einen sichtbaren Bereich des Lichts überträgt und die übrigen Bereiche des Lichts sperrt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der das Filter (31) als Beschichtung auf wenigstens einer Seite der Kondensorlinse (33) vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der sich das von der Lichtquelle (21) ausgesandte Licht im sichtbaren Spektrum befindet.