KR20060051918A - Evaluation apparatus of optical system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 진동에 대한 민감함을 저하시킨 광학계의 평가장치를 제공하는 것이다. The present invention provides an apparatus for evaluating an optical system that has reduced sensitivity to vibrations.
이를 위하여 본 발명에서는 광학계(1)의 광축 평가장치(A)는, 표시영역을 가지는 표시기(8)와, 광학계(1)로부터 기준면상에 투영된 상을, 표시영역상의 기준위치에 항상 표시시키는 투영상 포착장치(3)를 구비한다. 투영상 포착장치(3)는, 광학계로부터 기준면에 투영된 상을 촬상하는 광학 검출기(5)와, 이 촬상화상을 표시영역상의 기준위치에 표시시키는 포착 제어기(7)를 구비한다. 또한 포착 제어기(7)는 저배율의 촬상화상을 받아, 광학계(1)를 광학 검출기(5)에 대하여 상대적으로 조정 가능하게 위치결정하는 위치결정부(70)로서 투영상이 제 1 검출영역상의 특정영역내에 위치하도록 동작하는 위치결정부(70)와, 고배율의 촬상화상을 받아 표시기(8)의 표시영역의 기준위치에 투영상의 화상을 표시시킴으로써, 투영상의 표시영역상에 있어서의 흔들림을 억제하는 투영상 흔들림 억제부(72)를 구비한다. To this end, in the present invention, the optical axis evaluation device A of the optical system 1 always displays the indicator 8 having the display area and the image projected on the reference plane from the optical system 1 at a reference position on the display area. The projection image capture device 3 is provided. The projection image capture device 3 includes an optical detector 5 for picking up an image projected from the optical system onto a reference plane, and a capture controller 7 for displaying the picked up image at a reference position on the display area. In addition, the capture controller 7 receives a low magnification image and identifies the projection image on the first detection area as a positioning unit 70 for positioning the optical system 1 relatively adjustable with respect to the optical detector 5. The positioning unit 70, which operates to be positioned within the area, receives a high magnification image and displays the projected image at a reference position of the display area of the display device 8, thereby preventing the shake on the display area of the projected image. A projection image shake suppression unit 72 is provided.
Description
도 1은 본 발명에 의한 일 실시형태의 광학계 평가장치를 나타내는 블럭도,1 is a block diagram showing an optical system evaluation device according to an embodiment of the present invention;
도 2는 도 1의 광학계 평가장치를 적용한 일 실시형태인 CD 또는 DVD용 광픽업의 광축 조정장치의 일부를 개략적으로 나타내는 정면도로서, 그 밖의 전기적 처리부를 블럭도로 나타내는 도,FIG. 2 is a front view schematically showing a part of an optical axis adjusting device of an optical pickup for CD or DVD, which is an embodiment to which the optical system evaluation apparatus of FIG. 1 is applied;
도 3은 도 2의 광축 조정장치의 기구부를 일부 단면으로 나타낸 측면도,3 is a side view showing the mechanism part of the optical axis adjusting device of FIG.
도 4는 도 2 및 도 3에 나타낸 광학검출유닛과 피조정 픽업의 광학계를 개략적으로 나타내는 도,4 is a schematic view showing an optical system of the optical detection unit and the adjusted pickup shown in FIGS. 2 and 3;
도 5는 저배율 CCD 카메라와 고배율 CCD 카메라의 검출영역의 관계를 나타내는 도,5 is a diagram showing a relationship between a detection area of a low magnification CCD camera and a high magnification CCD camera;
도 6은 도 2의 광축 조정장치의 전기적 처리부의 상세를 나타내는 블럭도,6 is a block diagram showing details of an electrical processor of the optical axis adjusting device of FIG. 2;
도 7은 도 4의 X/Y 위치정보 발생회로의 상세를 나타내는 블럭도,7 is a block diagram showing details of an X / Y positional information generating circuit of FIG. 4;
도 8은 광축 조정장치를 사용한 광픽업의 평가, 조정의 전체의 흐름을 나타내는 도,8 is a view showing the entire flow of evaluation and adjustment of an optical pickup using the optical axis adjusting device;
도 9는 도 8의 기울기 조정 프로세스를 더욱 상세하게 나타내는 플로우차트,FIG. 9 is a flowchart showing the tilt adjustment process of FIG. 8 in more detail;
도 10은 도 8의 기울기 조정 프로세스의 나머지 부분을 나타내는 플로우차트,FIG. 10 is a flowchart showing the remainder of the tilt adjustment process of FIG. 8;
도 11은 CCD 카메라에 의한 저배율과 고배율의 빔·스폿화상을 나타내는 도,Fig. 11 is a diagram showing low and high magnification beam spot images by a CCD camera;
도 12는 X축 및 Y축의 휘도 프로파일의 실제의 표시예를 나타내는 도,12 is a diagram showing an actual display example of the luminance profiles of the X and Y axes;
도 13은 도 10의 단계 S32에서 실행하는 빔·스폿화상의 진동억제를 행하는 고속진동 제어플로우를 나타내는 플로우차트이다. FIG. 13 is a flowchart showing a high speed vibration control flow for suppressing vibration of the beam spot image executed in step S32 of FIG.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※ Explanation of code for main part of drawing
1 : 피평가 광학계 3 : 투영상 포착기DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Optical system under evaluation 3: Projection image capture
5 : 광학검출기 7 : 포착 제어기5 optical detector 7 capture controller
8 : 표시기 8 indicator
본 발명은, CD나 DVD용 광픽업과 같은 광학계의 평가장치 또는 조정장치, 특히 이와 같은 장치의 내진구조 및 광축의 기울기의 평가 또는 조정에 관한 것이다. TECHNICAL FIELD The present invention relates to an evaluation apparatus or an adjusting apparatus of an optical system such as an optical pickup for a CD or a DVD, and particularly to an evaluation or adjustment of the seismic structure and the tilt of an optical axis of such an apparatus.
종래, CD나 DVD용 광픽업의 광학계의 광축의 평가장치 또는 조정장치는, 픽업으로부터의 빔에 의하여 생기는 빔·스폿화상을 확대하여 표시함으로써, 픽업의 대물렌즈의 광축의 기울기 조정을 행하고 있다. 이와 같은 종래의 광축평가/조정장치는, 스폿화상의 확대율이 높기 때문에, 평가/조정장치에 대한 외부환경으로부터의 진동이 어느 일정 한도 이상으로 억제된 상태에서 사용하도록 설계되어 있다. 따라서 이와 같은 광축평가/조정장치를 사용하기 위해서는, 평가/조정장치를 방진대 위에 설치하는 등의 충분한 방진대책을 취하는 것이 필요하게 되어 있다.Conventionally, the optical axis evaluation device or the adjustment device of the optical system of the optical pickup for CD or DVD has adjusted the tilt of the optical axis of the objective lens of the pickup by enlarging and displaying a beam spot image generated by the beam from the pickup. Such a conventional optical axis evaluation / adjustment device is designed to be used in a state where the vibration from the external environment with respect to the evaluation / adjustment device is suppressed to a certain limit or more because of the high magnification of the spot image. Therefore, in order to use such an optical axis evaluation / adjustment apparatus, it is necessary to take sufficient anti-vibration measures, such as providing an evaluation / adjustment apparatus on a dustproof stand.
그러나, 방진대는 일반적으로 고가이고, 또한 방진성능이 높아짐에 따라 더 한층 고가의 것이 된다. 이것은 광축평가/조정장치를 포함하는 설비 전체의 가격을 상승시킨다. 또한 이와 같은 종래의 광축평가/조정장치는, 장치 자체가 외부로부터의 진동에 민감하고, 또한 광픽업의 대물렌즈의 기울기 조정시에 대물렌즈의 기울기를 손으로 조정하는 작업에 의하여 생기는 진동의 영향도 크게 받는다. 이와 같은 진동에 대한 민감함은, 진동이 수습될 때까지 조정작업을 일시적으로 중단하지 않을 수 없게 된다는 문제도 일으킨다. 광축평가/조정장치에 있어서의 다른 부분, 예를 들면 위치추적(빔·스폿화상의 추적)을 위한 X/Y 스테이지 등의 움직임에 따라 생기는 진동도 있다. 이와 같은 진동도, 조정작업에 요하는 시간을 오래 끌게 하는 것이 된다. However, the dustproof belt is generally expensive, and further, as the dustproof performance is increased, it becomes more expensive. This raises the price of the entire installation including the optical axis evaluation / adjustment device. In addition, such a conventional optical axis evaluation / adjustment device is that the device itself is sensitive to vibrations from the outside, and the influence of vibration caused by the operation of manually adjusting the inclination of the objective lens when the inclination of the objective lens of the optical pickup is adjusted. Also greatly receives. Such sensitivity to vibration also causes a problem that the adjustment work must be temporarily stopped until the vibration is rectified. There is also a vibration caused by the movement of another part of the optical axis evaluation / adjustment device, for example, an X / Y stage for position tracking (tracking of a beam spot image). Such vibration also makes the time required for adjustment work long.
따라서 본 발명의 목적은, 진동에 대한 민감함을 저하시킨 광학계의 평가장치 또는 조정장치를 제공하는 것이다. It is therefore an object of the present invention to provide an evaluation device or an adjusting device for an optical system that has reduced sensitivity to vibrations.
본 발명의 따른 목적은, 진동에 대한 민감함을 저하시킨 광학계의 광축의 평가장치 또는 조정장치를 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide an apparatus for evaluating or adjusting an optical axis of an optical system that has reduced sensitivity to vibrations.
본 발명의 일 형태에 의하면, 본 발명이 제공하는 광학계 평가장치는, 대와 그 대에 지지된 기반과, 상기 기반의 위쪽 및 아래쪽의 한쪽에 장착한 X/Y 스테이지로서, 상기 스테이지에 평가대상의 광학계장치를 장착하기 위한 상기의 X/Y 스테이지와, 상기 기반의 위쪽 및 아래쪽의 다른쪽에 장착한 광학검출기를 구비한다. 또한 광학계 평가장치는, 화상처리수단을 구비할 수 있고, 이 화상처리수단은, 상기 평가대상의 광학계장치로부터의 투영상을 검출하는 상기 광학검출기로부터의 화상을 처리함으로써 상기 화상에 있어서의 투영상의 흔들림을 억제하게 한다. According to one embodiment of the present invention, an optical system evaluating apparatus provided by the present invention includes a stage, a base supported on the stage, and an X / Y stage mounted on one side of the base above and below the base. And an optical detector mounted on the other side above and below the base for mounting the optical system device. The optical system evaluating apparatus may include image processing means, and the image processing means processes the image from the optical detector that detects the projection image from the optical system apparatus to be evaluated, thereby projecting the image in the image. Suppress the shaking of the.
또, 본 발명의 다른 형태에 의하면 본 발명이 제공하는 광학계의 광축 평가장치는, 표시영역을 가지는 표시기와, 광학계로부터 기준면상에 투영된 상을 상기 표시영역상의 기준위치에 항상 표시시키는 투영상 포착수단을 구비한다. 상기 투영상 포착수단은 광학계로부터 기준면에 투영된 상을 촬상하는 광학검출기와, 상기 촬상화상을 상기 표시영역상의 기준위치에 표시시키는 포착 제어기를 구비할 수 있다. 상기 광학검출기는, 상기 광학계가 그 광축상에 있어서 투영하는 상을 받는 상기 기준면을 구성하는 유사디스크와, 상기 기준면상의 투영상을 제 1 배율로 촬상하여 제 1 촬상화상을 발생하는 제 1 검출영역을 가지는 제 1 검출기와, 상기 투영상을 제 1 배율보다 높은 제 2 배율로 촬상하여 제 2 촬상화상을 발생하는 제 2 검출영역을 가지는 제 2 검출기로서, 상기 제 2 검출영역이 상기 제 1 검출영역내의 특정한 영역에 대응하는 상기한 제 2 검출기를 구비할 수 있다. 상기 포착 제어기는, 상기 제 1 촬상화상을 받아 상기 광학계를 상기 광학검출기에 대하여 상대적으로 조정 가능하게 위치결정하는 위치결정수단으로서, 상기 투영상이 상기 제 1 검출영역내의 특정영역내에 위치하도록 동작하는 상기의 위치결정수단과, 상기 제 2 촬상화상을 받아, 상기 표시기의 상기 표시영역의 기준위치에 상기 투영상의 화상을 표시시킴으로써, 투영상의 상기 표시영역상에 있어서의 흔들림을 억제하는 투영상 흔들림 억제수단을 구비할 수 있다. 상기 투영상 흔들림 억제수단은, 상기 제 2 촬상화상 중에 있어서의 상기 투영상의 위치를 검출하는 투영상 위치 검출수단과, 상기 제 2 촬상화상 중의 상기 투영상 위치를 포함하는 화상부분을 발생하여, 상기 표시기에 공급하는 화상 발췌수단을 구비할 수 있다. 상기 투영상 위치 검출수단은, 상기 제 2 촬상화상의 데이터를 저장하는 행렬로 배치된 복수의 어드레스를 가지는 메모리와, 상기 복수의 어드레스와, 이들 어드레스에 저장된 화상 데이터로부터 상기 투영상의 중심에 대응하는 중심 어드레스를 계산하는 중심 계산수단으로서, 상기 투영상의 중심이 상기 투영상 위치를 나타내는 상기의 중심 계산수단을 구비할 수 있다. According to another aspect of the present invention, an optical axis evaluation apparatus for an optical system provided by the present invention includes: a display having a display area and a projection image which always displays an image projected on a reference plane from the optical system at a reference position on the display area. Means. The projection image capturing means may include an optical detector for capturing an image projected from the optical system onto the reference plane, and a capture controller for displaying the captured image at a reference position on the display area. The optical detector detects a pseudo disc constituting the reference plane that receives the image projected by the optical system on the optical axis, and a first detection that generates a first captured image by imaging the projection image on the reference plane at a first magnification. A second detector having a first detector having an area and a second detection area for imaging the projected image at a second magnification higher than a first magnification to generate a second captured image, wherein the second detection area is the first detector; The above-described second detector corresponding to a specific area in the detection area may be provided. The capture controller is positioning means for receiving the first picked-up image and positioning the optical system relatively adjustable relative to the optical detector, the capture controller being operable to be positioned within a specific area within the first detection area. The projection image which receives the said positioning means and the said 2nd picked-up image, and displays the image of the said projection image in the reference position of the said display area of the said display, and suppresses the shake in the said display area of the projection image. Shake suppression means may be provided. The projection image shake suppression means generates an image portion including projection image position detecting means for detecting a position of the projected image in the second captured image, and the projected image position in the second captured image, An image extracting means for supplying the display device may be provided. The projection image position detecting means corresponds to the center of the projection image from a memory having a plurality of addresses arranged in a matrix for storing data of the second captured image, the plurality of addresses, and image data stored at these addresses. As the center calculating means for calculating the center address, the center calculating means may be provided in which the center of the projection image indicates the position of the projection image.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described in detail with reference to drawings.
도 1은 본 발명에 의한 일 실시형태의 광학계 평가장치(A)를 나타내고 있다. 도시한 바와 같이 이 광학계 평가장치(A)는, 평가대상의 광학계, 즉 피조정 광학계(1)내의 광학요소(예를 들면 대물렌즈)의 광학적 파라미터(예를 들면 광축의 기울기)에 대한 평가를 하기 위하여 투영상 포착장치(3)를 구비하고 있다. 투영상 포착장치(3)는, 피조정 광학계(1)로부터의 투영상, 예를 들면 광학계내의 광학요소를 거친 빔에의한 빔·스폿(BS)화상을 포착하기 위하여 광학 검출기(5)와 포착 제어기(7)를 구비하고 있다. 또 광학계 평가장치(A)는, 이 포착한 투영상을 표시영역상의 기준위치에 표시하는 표시기(8)도 구비하고 있다. 1 shows an optical system evaluation device A according to one embodiment of the present invention. As shown, this optical system evaluating apparatus A evaluates the optical parameters (for example, the inclination of the optical axis) of the optical system to be evaluated, that is, the optical element (for example, the objective lens) in the adjusted
상세하게는 광학검출기(5)는, 광학계로부터의 투영상을 받는 기준면을 구비하고, 그리고 이 기준면상의 투영상을 촬상하는 제 1 검출기(50)와 제 2 검출기(52)를 구비하고 있다. 제 1 검출기(50)는, 제 1의 2차원의 검출영역을 가지고 있 어 기준면상의 투영상을 저배율로 촬상하여 저배율 촬상화상을 발생하고, 그리고 제 2 검출기(52)는, 제 2의 2차원의 검출영역을 가지고 있어 그 투영상을 고배율로 촬상하여 고배율 촬상화상을 발생한다. 여기서 제 2 검출기(52)의 제 2 검출영역은, 제 1 검출기(50)의 제 1 검출영역내의 중앙부의 소영역인 목표영역에 대응하고 있다. 또 포착 제어기(7)는, 위치결정부(70)와 투영상 흔들림 억제부(72)를 구비하고 있다. 위치결정부(70)는, 피조정 광학계(1)를 광학 검출기(5)에 대하여 상대적으로 조정 가능하게 위치결정하여, 투영상이 제 1 검출영역상의 목표영역내에 위치하도록 하기 위하여 위치검출부(700)와 위치조정부(702)를 구비하고 있다. 따라서 위치결정부(70)는, 투영상이 목표영역 밖에 있을 때에는 투영상을 목표영역내에 넣고, 그리고 목표영역내에 있는 동안에 이 영역 밖으로 나가려고 할 때에는 목표영역내에 머물도록 동작한다. 또한 목표영역내에서의 투영상의 움직임은 허용한다. In detail, the optical detector 5 is provided with the reference surface which receives the projection image from an optical system, and is equipped with the
또, 투영상 흔들림 억제부(72)는, 제 2 검출기(52)로부터의 고배율 촬상화상을 받아 표시기(8)의 표시영역의 기준위치에 투영상의 화상을 표시시킴으로써, 투영상의 표시영역상에 있어서의 흔들림을 억제하기 위하여 투영상 위치검출부(720)와, 화상 발췌부(722)를 구비하고 있다. 상기한 바와 같이 위치결정부(70)에서는 목표영역내에서의 투영상의 움직임은 허용하고 있기 때문에, 투영상의 고배율 촬상화상에서는 광학계 평가장치(A)에 가해지는 진동에 의하여 투영상은 크게 흔들려 보인다. 이 때문에 투영상 위치검출부(720)는, 제 2 검출기(52)로부터의 고배율 촬상화상 중에 있어서의 투영상의 위치를 검출하고, 그리고 화상 발췌부(722)는, 고배율 촬상화상 중의 그 투영상 위치를 포함하는 화상부분을 발생하여 표시기(8) 에 공급한다. 표시기는, 화상 발췌부(722)로부터의 화상부분을 표시영역의 기준위치에 표시시킴으로써, 투영상의 표시영역상에 있어서의 흔들림을 억제한다. 이 실질상 멈추어 보이는 투영상은, 피조정 광학계(1)의 광학요소의 소정의 종류의 조정(예를 들면, 광축의 기울기 조정)을 용이하게 행할 수 있게 한다. In addition, the projection image shake suppression unit 72 receives the high magnification picked-up image from the
다음에, 도 2 내지 도 13을 참조하여 도 1의 광학계 평가장치(A)를 적용한 일 실시형태인 CD 또는 DVD용 광픽업의 광축 조정장치(B)에 대하여 설명한다. 이 광축 조정장치(B)는, 광픽업내에 설치된 대물렌즈의 광축의 기울기를 조정하는 데 사용한다. Next, the optical axis adjusting device B of the optical pickup for CD or DVD, which is an embodiment to which the optical system evaluating apparatus A of FIG. 1 is applied, will be described with reference to FIGS. This optical axis adjustment device B is used to adjust the inclination of the optical axis of the objective lens provided in the optical pickup.
먼저, 도 2 내지 도 4를 참조하여 광축 조정장치(B)의 기구부에 대하여 상세하게 설명한다. 또한 도 1의 요소와 대응하는 요소에는 동일한 참조번호에 기호“B"를 붙이고 있다. 도 2는 광축 조정장치(B)의 기구부의 개략적인 정면도와, 그 밖의 전기적 처리부를 나타내고 있고, 도 3은 도 2의 기구부의 일부 단면으로 나타낸 측면도이며, 도 4는 도 2 및 도 3에 나타낸 광학검출유닛과 조정대상의 광픽업을 나타낸 개략도이다. 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이 광축 조정장치(B)의 기구부는, 피조정 픽업(1B)을 설치할 수 있는 지지기구(2B)와, 이 지지기구(2B)에 설치된 광학검출 유닛(5B)으로 구성되고, 그리고 광축 조정장치(B)의 전기적 처리부는, 지지기구(2B)에 설치된 프리앰플리파이어·유닛(7B-1)과, 그리고 지지기구(2B)와는 별도로 설치된 컴퓨터 본체부(7B-2)와, 표시부(8B)와, 리모트 컨트롤부(9B)로 구성되어 있다. First, the mechanism part of the optical axis adjustment device B is demonstrated in detail with reference to FIGS. In addition, the element corresponding to the element of Fig. 1 is denoted by the symbol “B”. Fig. 2 shows a schematic front view of the mechanism part of the optical axis adjusting device B, and other electrical processing parts. It is a side view which shows the partial cross section of the mechanism part of FIG. 2, and FIG.4 is a schematic diagram which shows the optical detection unit shown in FIG.2 and FIG.3 and the optical pickup of adjustment object. The mechanism part of the head) is comprised by the
기구부에 대하여 더욱 상세하게 설명하면, 도 2 및 도 3에서 알 수 있는 바 와 같이 지지기구(2B)는 수평으로 탑재되는 판인 지지대(200)와, 이 지지대(200)에 설치된 2개의 측판(202 및 204)과, 배면판(206)과, 이들 판에 의하여 지지된 공통의 기반(208)을 구비하고 있다. 이들 대와 측판과 기반은, 서로 나사 등으로 강고하게 고정되어 있다. 또 기구부는, 기반(208)의 상면에 설치된 광학검출유닛(5B)과, 기반(208)의 하면에 설치된 X/Y 스테이지(220)를 구비하고 있다. 광학검출유닛(5B)은, 본체부분(50)과, 이 본체부분(50)으로부터 아래쪽으로 연장된 거울통부분(55)을 가지고 있다. 또 X/Y 스테이지(220)는, 기반(208)의 하면에 고정부가 장착된 X축 스테이지(222)와, X축 스테이지(222)의 가동부의 하면에 고정부가 장착된 Y축 스테이지(224)와, Y축 스테이지(224)의 가동부의 하면에 장착된 픽업 설치 헤드(226)를 구비하고 있다. 설치 헤드(226)에는 피조정 픽업(1B)을 설치하기 위한 설치기구를 가지고 있고, 그리고 그 설치기구는 설치 헤드에 설치되어 있는 수평으로 배치된 2개의 축(주축과 부축)(225)과, 이들 축에 삽입된 픽업을 고정하는 스프링(도시 생략)을 구비하고 있다. 또한 X/Y 스테이지(220)는, 배면판(206)의 배면에 설치한 X축 및 Y축용 스테핑모터(228, 229)(도 3에서는 하나만 도시)를 구비하고, 이것에 의하여 X축 스테이지(222)와 Y축 스테이지(224)의 각각을 구동한다. 스테핑모터(228, 229)는 스테핑모터의 회전위치에 의하여 중심축을 어긋난 원형의 캠(227)(도 3에 있어서 스테핑모터의 윗쪽에 나타낸다)을 거쳐 X/Y 스테이지의 이동량을 제어한다[즉, X/Y 스테이지에 설치된 판(221)을 캠으로 누름으로써 스테이지를 이동시킨다]. 또, 지지기구(2B)는 한 쌍의 기울기 조정 노브(230)를 회전 가능하게 지지하는 기구(도시 생략)가 설치 헤드(226)에 설치되어 있다. 이에 의하 여 기울기 조정 노브의 각각은, 선단이 드라이버로 되어 있어, 피조정 픽업(1B)의 대물렌즈의 기울기를 결정하는 2개의 나사가 대응하는 것을 돌릴 수 있게 하고 있다. More detailed description of the mechanism portion, as can be seen in Figures 2 and 3, the
이상과 같이 기구부에 있어서는, 광학검출유닛(5B)과 X/Y 스테이지(220)는, 서로 공통의 기반(208)에 장착되어 있기 때문에, 바닥 등으로부터 받는 진동에 대하여 광학검출유닛(5B)과 X/Y 스테이지(220)에 따라 이것에 설치하는 피조정 픽업(1B)과의 사이의 상대적인 위치관계는, 적어도 수평방향에 있어서 변화가 적은 구조로 되어 있다. 또한 광학검출유닛(5B)과 X/Y 스테이지(220)를 기반(208)의 상면과 하면의 각각 반대측에 배치하고 있기 때문에, 기반(208)을 공통의 지지점으로 할 수 있으므로 위치관계의 상대적 변화를 더욱 저감할 수 있다[외부 진동에 대하여 광학검출 유닛(5B)과 X/Y 스테이지(220)의 상대관계의 변화는 작다]. 또한 공통의 기반에 대한 장착에 의하여 광학검출유닛(5B)과 X/Y 스테이지(220)가 수직방향으로 밀접하여 있기 때문에, 수직방향에 있어서의 상대적인 위치관계의 변화도 적어지고 있다. As described above, since the
다음에 도 4를 참조하면, 이것에는 광학검출유닛(5B)과 피조정 픽업(1B)의 광학계를 개략적으로 나타내고 있다. 먼저, 피조정 픽업(1B)은 베이스부(10)와, 대물렌즈 지지대(12)를 구비하고 있다. 베이스부(10)는, 개략적으로 나타낸 바와 같이 본체(100)를 구비하고, 그리고 이 본체(100)내에 레이저 다이오드(102)와, 콜리메이터 렌즈(104)와, 미러(106)를 구비하여, 레이저 다이오드(102)로부터의 레이저 빔을 윗쪽으로 돌린다. 또 대물렌즈 지지대(12)는, 본체(120)와, 본체내에 장 착된 포커스 엑츄에이터(122)를 구비하고, 그리고 포커스 엑츄에이터(122)는, 대물렌즈(124)를 수직방향으로 가동하도록 장착하고 있다. 대물렌즈(124)는, 레이저 다이오드(102)로부터의 빔을 미러(106)를 거쳐 받아 윗쪽에 있는 초점거리의 위치에서 초점을 맞추게 한다. 이 위치는 포커스 엑츄에이터(122)로 조정 가능하다. 또 대물렌즈 지지대(12)는, 베이스부(10)에 대해서는 2개의 나사(126 및 128)로 조절 가능하게 설치되어 있다. 이들 2개의 나사, 즉 기울기각 조정나사는, 해당 분야에서 잘 알려진 바와 같이, X축 방향 및 Y축 방향에 있어서의 기울기의 조정에 사용할 수 있다. Referring next to FIG. 4, this schematically shows the optical system of the
또 광학검출유닛(5B)은, 상기한 바와 같이 본체(50)와 거울통(55)을 구비하고 있으나, 거울통(55)은 통(550)과, 그 앞쪽 끝에 설치된 유사 디스크(552)와, 통(550)내에 설치된 대물렌즈(554)를 구비하고 있다. 유사 디스크(552)의 배면이 초점면(556)으로 되어 있다. 초점면(556)은, 피조정 픽업(1B)의 대물렌즈로부터의 빔·스폿이 투영되는 기준면을 구성하고 있고, 그리고 이 초점면에 있어서의 빔·스폿(BS)화상은, 대물렌즈(554)로 평행광으로 변환된다. 또 광학검출유닛(5B)의 본체(50)는, 초점면(556)상의 빔·스폿화상을 검출하기 위하여 저배율 CCD 카메라(500)와, 고배율 CCD 카메라(520)를 구비하고, 또한 포커스 검출센서(560)도 구비하고 있다. 저배율 CCD 카메라(500)는 2차원의 촬상소자로서, 대물렌즈(554)로부터의 빔·스폿화상을 하프미러(502)를 거쳐 초점맞춤 렌즈(504)를 거쳐 받는다. 포커스 검출센서(560)는, 그 빔·스폿화상을, 하프미러(502)로부터 다시 하프미러(562)를 거쳐 초점맞춤 렌즈(564)를 거쳐 받는다. 또한, 고배율 CCD 카메라(52)0 는, 그 빔·스폿화상을, 하프미러(502)로부터 다시 하프미터(562) 그리고 미러(522)를 거쳐 , 그리고 초점맞춤 렌즈(524)를 거치도록 되어 있다.The
여기서, 도 5를 참조하여 저배율 CCD 카메라(500)와, 고배율 CCD카메라(520)의 검출영역의 관계에 대하여 설명한다. 도시한 바와 같이 저배율 CCD 카메라(500)의 촬상영역은, 검출영역(SA1)[도 5(a)]이며, 그리고 이 검출영역(SA1)은, 그 중앙부에 작은 영역인 목표영역(TA)이 위치하고 있다. 한편, 고배율 CCD카메라(520)의 촬상영역은 검출영역(SA2)[도 5 (b) ]을 구성하고, 이 영역은 검출영역(SA1)내의 작은 목표영역(TA)에 대응하고 있다. 또한 저배율 CCD와 고배율 CCD의 배율비는, 예를 들면 20배이다. 상기한 바와 같이 빔·스폿(BS)화상(P)이 검출영역(SA1)내로 들어 가면, 광축 조정장치(B)에서는 이 화상이 「P'」로 나타내는 바와 같이 목표영역(TA) 내에 들어 가도록 X/Y 스테이지의 위치를 제어하고, 이에 의하여 고배율의 검출영역(SA2)에서는 도시한 바와 같이 예를 들면 중심으로부터 좌측 아래쪽으로 어긋난 위치에 나타난다. 또 검출영역(SA2)에 있어서의 BS 화상의 위치는, 광축 조정장치(B)가 받는 진동에 의하여 크게 흔들리게 된다. 본 발명의 광축 조정장치(B)에서는 검출영역(SA2)내의 BS 화상(P')을 중심으로 포함하는 일정한 크기의 화상부분을 잘라낸다. 이 잘라냄 영역(CA)의 화상부분을 표시기(8B)의 표시영역(DA)[도 5(c)]에 표시함으로써 표시영역(DA)내에 있어서 화상(BS')이 멈춰 보이게 한다. 또한 포커스 검출센서(560)는, 종래의 포커스센서와 마찬가지로 2차원의 검출영역을 가지고 있고, 그리고 비점수차법 등의 종래의 방법을 사용하여 포커스상태에 있는지의 여부를 검출하는 것이다. 또한 이 포커스 검출센서(560)는, 빔·스폿(BS)화상이 목표영역(TA)내에 있는 한은 그 포커스상태를 검출할 수 있는 종래의 임의의 타입의 것이 사용 가능하고, 따라서 더 이상의 설명은 생략한다. Here, the relationship between the detection area of the low
다음에, 도 6을 참조하여 광축 조정장치(B)의 전기적 처리부에 대하여 상세하게 설명한다. 도 6은 상기한 기구부에 포함되는 광학검출유닛(5B)[저배율 CCD 카메라(500), 고배율 CCD 카메라(520) 및 포커스 검출센서(560)를 포함한다], 피조정 픽업(1B) 및 X/Y 스테이지(220)에 더하여 프리앰플리파이어 유닛(7B-1)과, 컴퓨터 본체부(7B-2)와, 표시부(8B)와 리모트 컨트롤부(9B)를 더욱 상세하게 나타내고 있다. 도시한 바와 같이, 프리앰플리파이어 유닛(7B-1)은 로컬 CPU(7000)와, X/Y 위치정보 발생회로(7002)와, 스테핑모터 드라이버(7020)와, 오토 파워 컨트롤(APC)회로(7040)와, 포커스 서보회로(7042)와, 전원(7044)을 구비하고 있다. 상세하게는 로컬 CPU(7000)는, 광축 조정장치(B)에 있어서의 포커스조정과 X/Y 스테이지의 위치조정을 제어하 도록 프로그램되어 있고, 그리고 여러가지의 입력 및 출력을 구비하고 있다. 즉, 로컬 CPU는, 리모트 컨트롤부(9B)로부터 광픽업내의 레이저 다이오드의 점등을 지시하는 LD-ON신호, 포커스 조정의 개시를 나타내는 포커스 ON신호, 그 밖의 리모트 컨트롤신호를 받는다. 또 로컬 CPU는, X/Y 위치정보 발생회로(7002)로부터 검출영역(SA1)내에 있어서의 빔·스폿(BS)화상(도 5에 나타낸다)의 위치의 검출에 사용하는 1세트의 X/Y 위치검출용 신호를 받고, 또 스테핑 모터(228/229)의 원점위치를 나타내는 원점위치 신호출력을 받는다. 또 로컬 CPU는, LD-ON 신호에 응답하여 점등신호를 출력에 발생하여 이것을 APC 회로(7040)에 공급한다. 또 로컬 CPU는, 포커스 ON 신호에 응답하여 삼각파 전압을 출력에 발생하여 이것을 포커스 서보회로(7042)에 공급하고, 또 X/Y 위치정보 발생회로로부터의 위치검출용 신호에 응답하여 X/Y 위치를 검출하고, 그리고 이 검출한 X/Y 위치에 따른 X/Y 스테이지의 위치제어신호를 출력에 발생하여 이것을 스테핑 모터 드라이버(70, 20)에 공급한다. 또 로컬 CPU는, 빔·스폿(BS)화상이 검출영역(SA1)내의 목표영역(TA)내에 있을 때에 포커스 서보 ON 신호를 출력에 발생하고, 이것을 포커스 서보회로(7042)에 공급한다. 또한 로컬 CPU는, 대물렌즈(124)의 초점맞춤상태를 나타내는 포커스상태 ON을 나타내는 신호가 발생되었을 때에 기울기측정 개시신호를 출력에 발하여, 컴퓨터 본체부(7B-2)에 공급한다. Next, with reference to FIG. 6, the electrical processing part of the optical axis adjustment device B is demonstrated in detail. Fig. 6 shows an
더욱 상세하게 설명하면, APC 회로(7040)는, 로컬 CPU로부터의 점등신호를 받으면, 피조정 픽업(1B)의 레이저 다이오드(102)(도 4)의 출력파워를 제어하는 단자에 전압을 인가하여 점등하고, 픽업내의 모니터 다이오드[이것은 픽업의 레이저 다이오드(102)의 광량을 모니터하는 다이오드로서, 도 4에서는 도시를 생략]의 출력을 검출하여 그 값이 규정값이 되도록 인가하는 전압을 제어한다. 이것은, 빔·스폿(BS)화상을 유사 디스크의 초점면(556)상에 투영시킨다. 또 X/Y 위치정보 발생회로(7002)는 저배율 CCD 카메라(500)에 접속하여 이 CCD 로부터의 비디오 신호 출력을 받고, 그리고 출력에 BS 화상(P)(도 5에 나타낸다)의 검출영역(SA1)내에 있어서의 위치의 검출에 사용하는 BS 화상위치 검출용 신호를 출력에 발생하여 로컬 CPU에 공급한다. 드라이버(7020)는 로컬 CPU로부터 받는 위치제어신호에 응답하여, 스테핑 모터(228)(도 3)를 구동한다. In more detail, when the
또, 프리앰플리파이어 유닛(7B-1)에 설치된 포커스 서보회로(7042)는, 포커 스 검출센서(560)에 접속하여, 이 센서로부터의 포커스상태를 나타내는 신호를 받는 입력을 가지고, 그리고 출력에 하나의 동작모드, 즉 위치검출모드에 있어서는 로컬 CPU 로부터의 삼각파 전압을 받아 삼각파 출력을 발생하고, 그리고 또 하나의 동작모드, 즉 포커스 서보모드에 있어서는, 검출된 포커스상태에 따른 포커스 조정신호를 발생한다. 또한 위치검출모드에는 로컬 CPU로부터 포커스 ON 신호를 받았을 때에 들어가고, 그리고 포커스 서보모드에는 로컬 CPU로부터 포커스 서보 ON 신호를 받았을 때에 들어 간다. 어쨌든, 삼각파 출력 또는 포커스 조정신호는, 피조정 픽업(1B)의 포커스 엑츄에이터(122)에 공급되고, 그리고 이 엑츄에이터는, 대물렌즈(124)의 위치를 광축방향을 따라 이동시키거나 또는 미동시킨다. 포커스 서보모드에 있어서는, 대물렌즈(124)의 초점맞춤상태가 유지되고, 그리고 포커스 서보회로(7042)는 이 초점맞춤상태를 검출하면, 이것을 나타내는 포커스상태 ON 신호를 출력에 발생하여 로컬 CPU에 공급한다. 프리앰플리파이어 유닛(7B-1)에 포함되는 전원(7044)은, CCD(500, 520) 및 피조정 픽업(1B)에 대하여 전력을 공급하도록 접속되어 있다. 또한 프리앰플리파이어 유닛(7B-1)은, CCD 출력 변환 스위치(SW)를 구비하고, 이것은 저배율 CCD(500) 또는 고배율 CCD(520)의 출력의 한쪽을 선택하여 컴퓨터 본체부(7B-2)에 공급한다. 또 통상은 이 스위치(SW)는, 고배율 CCD(520)의 출력을 선택하도록 설정되어 있다. 또 각 CCD의 출력은, 각각의 모니터 출력단자에도 각 CCD 카메라 출력의 모니터를 위해 접속되어 있다. In addition, the
또한, 도 6에 나타내는 바와 같이 컴퓨터 본체부(7B-2)는, 프리앰플리파이어 유닛(7B-1)으로부터의 비디오 신호 출력을 받는 비디오 A/D 보드(7200)를 구비하고 있고, 그리고 이 보드로부터의 디지털상태로 변환된 비디오 신호를 처리하여 대물렌즈의 기울기 조정을 위한 화상을 발생하고, 이것을 표시부(8B)의 디스플레이 모니터에 공급한다. 도 1의 위치결정부(70)에서의 위치제어는, 프리앰플리파이어 유닛(7B-1)에 있어서 실현하고 있으나, 도 1의 투영상 흔들림 억제부(72)의 기능은, 컴퓨터 본체부(7B-2)에서 실행하는 프로그램으로 실현하고 있다. In addition, as shown in FIG. 6, the computer
여기서, 도 7을 참조하여 X/Y 위치정보 발생회로(7002)의 일 실시형태의 상세에 대하여 설명한다. X/Y 위치정보 발생회로(7002)는, 도시한 바와 같이 저배율 CCD 카메라(500)로부터의 비디오 신호를 받는 동기분리회로(70020)와, 페데스탈 클램프회로(70022)와, 2치화 회로(70024)를 구비하고 있다. 상세하게는 동기분리회로(70020)는, 받은 비디오 신호로부터, 수직 동기신호 및 수평 동기신호와, 짝수/홀수 필드 판별신호와, 백-포치 클램프 신호를 발생한다. 수직 동기신호는 하나의 수직기간의 개시시로부터 정해진 시간후에 하이(H)가 되고, 수평 동기신호는 하나의 수평기간의 개시시에 하이가 되며, 짝수/홀수 필드 판별신호는, 홀수 필드일 때는 하이, 짝수 필드일 때에는 로우(L)가 된다. 이와 같은 신호를 발생하는 동기분리회로는, 주지이며 예를 들면 시판의 비디오 동기분리 IC로 실현할 수 있다. 또 클램프회로(70022)는 입력에 CCD 카메라(500)로부터의 비디오 신호를 받는 입력과, 동기분리회로로부터의 백-포치 클램프 신호를 받는 입력을 가지고, 그리고 백-포치 클램프 신호의 기간에 있어서의 비디오 신호의 직류 레벨이 그라운드 레벨이 되도록 비디오 신호를 클램프한다. 이 클램프된 비디오 신호를 받는 입력을 가지는 2치화 회로(70024)는, 소정의문턱값 이상일 때에 하이 레벨이 되고, 그것 미만일 때 는 로우 레벨이 되는 2치화 신호를 발생한다. 여기서, 소정의 문턱값은 빔·스폿(BS)화상을 검출하기 위한 것이다.Here, with reference to FIG. 7, the detail of one Embodiment of the X / Y positional
수직 동기신호, 수평 동기신호, 짝수/홀수 필드 판별신호, 2치화 신호는, 상기한 빔·스폿화상의 위치를 검출하는 데 사용하는 1세트의 X/Y 위치검출용 신호를 구성하고, 그리고 이것은 로컬 CPU에 입력된다. The vertical synchronizing signal, the horizontal synchronizing signal, the even / odd field discrimination signal, and the binarization signal constitute a set of X / Y position detection signals used for detecting the position of the beam spot image described above, and It is input to the local CPU.
로컬 CPU내의 카운터(1)는, 필드 판별신호가 홀수를 나타내는 하이일 때, 수직 동기신호에 계속되는 수평 동기신호의 수의 카운트를 개시하고, 그리고 그 필드의 사이에 2치화 신호가 하이가 되었을 때에 카운트를 정지한다. 이 정지하였을 때의 카운트값은, Y축 위치 카운트가 되어 검출영역(SA1)에 있어서의 빔·스폿(BS)화상(P)의 Y축방향의 위치를 나타낸다. 예를 들면 카운터(1)의 카운트값이 소정의 값(A)(예를 들면 127)보다 작은 경우는, 화상 BS는 화면의 중심보다도 위에 있고, 그 값보다 큰 경우, 화면의 밑에 위치하게 된다. 이 소정값(A)과의 차에 따라 화상 BS의 Y축방향 위치가 산출된다. 한편, 로컬 CPU내의 카운터(2)는 수평 동기신호가 하이가 되었을 때에 카운트를 개시하고, 그리고 1 수평기간에 상당하는 소정의 값(B)(예를 들면 62.0 마이크로초)이 되기까지의 사이, 예를 들면 기준 클럭을 카운트함으로써 시간을 계측하고, 그리고 1수평기간내에 2치화 신호가 하이가 되었을 때, 그 시점에서 카운트를 정지한다. 이때의 카운트값은, X축 위치 카운트가 되어, BS 화상(P)의 검출영역(SA1)내 있어에서의 X축 위치를 나타낸다. 단, 1 수평기간내에 2치화 신호가 하이가 되지 않는 경우에는 카운트(2)는 소거되고, 그리고 다음에 1 수평기간에 대한 카운트를 개시하게 된다. 예를 들면 계측시간이 소 정값(B)보다 작은 경우, 화상 BS는, 화면 중심의 왼쪽에, 또 소정값(B)보다 큰 경우, 화면 중심의 오른쪽에 있다고 판정한다. 또한 상기로부터 알 수 있는 바와 같이 X/Y 위치의 검출은, 홀수 필드의 기간동안에 행한다. 짝수 필드의 기간은, 홀수 필드의 기간동안에 검출한 X/Y 위치에 따라 화상 B S가 화면 중심에 오도록 X/Y 스테이지의 제어를 행한다. 또한 상기한 카운터(1, 2)는 소프트웨어로 실현하고 있으나, 하드웨어로 구성할 수도 있다. The
다음에, 도 8을 참조하여 도 2 내지 도 7을 참조하여 설명한 광축 조정장치(B)를 사용한 광픽업의 평가·조정의 전체의 흐름에 대하여 설명한다. 먼저 단계 S2에 있어서, 조정대상의 광픽업을 광축 조정장치(B)의 설치 헤드(226)에 설치되어 있는 2개의 축(225)에 픽업을 삽입하여 스프링압으로 고정함으로써 장착한다. 다음에 단계 S4에서 리모트 컨트롤부(9B)에서의 LD-ON 스위치가 조작되면, 이 스위치로부터의 LD-ON 신호에 응답하여 로컬 CPU(7000)가 APC 회로(7040)에 점등신호를 공급하여 피조정 픽업(1B)의 레이저 다이오드(102)를 점등시킨다. 이에 의하여 유사 디스크의 초점면(556)상에 빔·스폿(BS) 화상이 투영된다. 다음에 단계 S6에서 대물렌즈(124)의 기울기 조정을 행한다. 이 기울기 조정 프로세스에는 포커스 조정에 사용하는 BS 화상의 포착/추적단계와, 이것에 계속되는 포커스 조정단계가 포함되고, 다시 또 BS 화상의 진동억제단계와, 오퍼레이터에 의한 기울기 조정작업이 포함된다. 조정작업에서는 오퍼레이터는 진동 억제된 BS 화상에 의거하여, 광픽업의 대물렌즈의 기울기를, 기울기 조정 노브로 조정나사(126, 128)를 돌림으로써 행한다. 이 단계가 완료되면, 광픽업의 광축 조정작업이 종료한다. Next, the entire flow of evaluation and adjustment of the optical pickup using the optical axis adjusting device B described with reference to FIGS. 2 to 7 will be described with reference to FIG. 8. First, in step S2, the optical pickup to be adjusted is mounted by inserting a pickup into the two
다음에 도 9 및 도 10을 참조하여, 도 8의 기울기 조정 프로세스(S6)를 더욱 상세하게 설명한다. 이 조정 프로세스에는 상기한 바와 같이 BS 화상의 포착/추적단계가 포함되어 있다. 먼저 단계 S10에 있어서, 리모트 컨트롤부의 포커스 ON 스위치의 조작에 대응하여 로컬 CPU(7000)는 포커스 ON 신호를 포커스회로(7042)에 보낸다. 다음에 단계 S12에서 포커스 서보회로는, 위치검출모드가 되어 픽업의 포커스 엑츄에이터(122)에 대하여 삼각파를 인가하여 BS 화상이 초점을 맞추는 대물렌즈 위치를 찾는다. 즉, 피조정 픽업으로부터의 빛이 유사 디스크의 초점면 근방에 초점을 맺지 않으면 CCD 카메라(500)에는 BS 스폿 화상은 관측되지 않기 때문에, 포커스 엑츄에이터를 상하로 이동시켜, 개략의 초점맞춤 위치를 찾는 동작을 한다. 이에 의하여 대물렌즈(124)는 광축방향(도 4에서는 상하방향)으로 진동하고, 이에 의하여 BS 화상의 유사 디스크의 초점면(556)상에 있어서의 포커스상태가 변화된다. 또한 BS 화상(P)은, 적어도 CCD 카메라(500)의 검출영역(SA1)내에 있는 것으로 한다. 그 사이에, 단계 S14에서 로컬 CPU는 X/Y 위치정보 발생회로(7002)로부터의 신호의 검출을 행한다. 즉, 포커스 엑츄에이터가 초점맞춤상태 부근에 오면, 로컬 CPU는 이 CPU내의 도 7의 카운터(1)와 카운터(2)로부터의 Y축 위치 카운트와 X축 위치 카운터를 받아 빔·스폿화상의 X/Y 위치를 검출한다. 단계 S16에서는 그들 카운트를 받았을 때, 즉, 초점맞춤상태 부근이 되는 대물렌즈 위치을 알 수 있으면, 카운트를 받았을 때의 삼각파의 전압값을 중심으로 하여, 삼각파의 진폭의 변화범위를 작게 한다. 이에 의하여 BS 화상의 초점맞춤상태 또는 이것에 가까운 포커스상태가 항상 얻어진다. 다음에 단계 S18에서 로컬 CPU는 Y축 위치 카 운트 및 X축 위치 카운트가 나타내는 BS 화상 위치가, 목표영역(TA)내에 있는지의 여부에 대하여, 목표영역(TA)의 경계를 정하는 좌표와 대소 비교함으로써 행한다. 목표영역 밖이라고 판단하였을 때, 화상위치와 경계와의 오차량을 연산하여, 이 오차량이 감소하는 방향으로 X/Y 스테이지를 이동시키 도록 스테핑 모터 드라이버에 위치제어신호를 공급한다. 다음에, 단계 S20에서 BS 화상의 위치가, 목표영역(TA)내에 있는지의 여부를 판정하여, 그리고 NO의 경우 단계 S18을 반복하여 실행하고, 그리고 YES인 경우 단계 S22로 진행한다. Next, referring to FIGS. 9 and 10, the inclination adjustment process S6 of FIG. 8 will be described in more detail. This adjustment process includes capturing / tracking the BS image as described above. First, in step S10, in response to the operation of the focus ON switch of the remote control unit, the
도 11의 (a)는, BS 화상이 도 5(a)의 목표영역(TA)내에 들어가 있는 상태에서의 실제의 CCD 카메라 화상을 나타내고 있다. 도 11(a)의 화상으로부터 알 수 있는 바와 같이 빔·스폿의 화상이 영역의 중심에 위치하고 있다. 또 중심의 화상 이외에 2개의 작은 빔도 보이나, 이들은 서브 빔이며, 본 발명과는 직접의 관계가 없다. FIG. 11A shows an actual CCD camera image in a state where the BS image is in the target area TA of FIG. 5A. As can be seen from the image of Fig. 11 (a), the beam spot image is located at the center of the area. In addition to the central image, two small beams are also visible, but these are sub-beams and have no direct relationship with the present invention.
또, 다시 도 9에 있어서 단계 S22에서는 BS 화상이 목표영역(TA)내에 들어가 있기 때문에, 로컬 CPU는 포커스 서보 ON 신호를 포커스 서보회로(7042)에 발생한다. 이에 의하여 포커스 서보회로(7042)는, 포커스 서보모드로 들어가고, 이 모드에서는 포커스 서보를 작동시킨다. 이 포커스 서보모드에서는 포커스 서보회로(7042)는, 상기한 삼각파의 인가는 중지하고, 초점맞춤상태로부터 어긋난 경우에만 초점맞춤상태로 되돌리기 위한 신호를 포커스 엑츄에이터(122)에 공급하고, 이것에 의하여 후속의 기울기 조정 동안에 있어서도 항상 초점맞춤상태가 유지되게 한다. 이 초점맞춤상태가 유지되어 있는 것은 포커스상태 ON 신호에 의하여 포커스 서보 회로(7042)로부터 로컬 CPU에 통지된다. 단계 S24에서는 로컬 CPU가 포커스 서보회로로부터의 그 포커스상태 ON 신호를 검출하면, 다음에 단계 S26에서 기울기측정 개시신호를 발생하여 컴퓨터 본체부(7B-2)에 공급한다. In addition, in step S22 in FIG. 9, since the BS image is in the target area TA, the local CPU generates a focus servo ON signal to the
다음에 도 10을 참조하여, 도 8의 기울기 조정 플로우의 나머지 부분을 더욱 상세하게 설명한다. 먼저 단계 S30에서 컴퓨터 본체부(7B-2)의 퍼스널 컴퓨터는 로컬 CPU(7000)로부터 기울기측정 개시신호를 수신하면, 단계 S32에서 고배율 CCD카메라(520)로부터의 비디오 신호를 비디오 A/D 보드(7200)에서 디지털신호로 변환하여, 이 디지털신호로부터 검출영역(SA2)[도 5(b)]내에 있어서의 BS 화상의 중심위치를 검출하고, 그리고 다시 검출한 중심위치를 중심으로 한 영역, 즉 잘라냄영역(CA)내의 화상을 잘라내어 디스플레이 모니터(8B)에 표시시킴으로써 빔·스폿화상의 진동을 억제한다. 도 11(b)는, 실제의 고배율 CCD 카메라 화상으로부터의 잘라냄 영역내의 BS 화상을 나타내고 있다. 다음에 단계 S34에서 BS 화상에 대하여 그 중심을 지나는 X축 및 Y축에 따른 휘도의 프로파일도 동시에 표시한다. Next, with reference to FIG. 10, the remaining part of the inclination adjustment flow of FIG. 8 is demonstrated in more detail. First, when the personal computer of the computer
도 12는, X축 및 Y축의 휘도 프로파일의 실제의 표시예를 나타내고 있다. 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이 중심의 대략 원형의 상과, 그 밖의 1번째 링형상의 상인 1차 링이 있는 것을 알 수 있다. 12 shows an actual display example of the luminance profiles of the X and Y axes. As can be seen from the figure, it can be seen that there is a substantially circular phase in the center and a primary ring which is the other first ring-shaped phase.
다음에 도 10의 단계 S36에서 잘라냄 영역(CA)의 화상의 모니터화면으로부터 1차 링의 휘도차를 연산하여, 어느 방향에 어느 만큼의 휘도차가 있는지를 모니터상의 다른 영역(도시 생략)에 벡터형식으로 표시한다. 다음에 단계 S38에서는, 이 벡터의 길이, 즉 휘도차가 어느 문턱값 이내이면 기울기는 허용범위내로서 「OK」 의 표시를 행하고, 그 문턱값을 넘으면「NG」의 표시를 행한다. 이것이 종료되면 다시 단계 S32로 되돌아가, 이상의 단계를 기울기 조정 동안 반복하여 실행한다. Next, in step S36 of FIG. 10, the luminance difference of the primary ring is calculated from the monitor screen of the image of the cropping area CA, and how much luminance difference is in which direction is shown in another region (not shown) on the monitor. In format. Next, in step S38, when the length of the vector, that is, the luminance difference is within a certain threshold, the slope displays "OK" within the allowable range, and when it exceeds the threshold, "NG" is displayed. When this is finished, the process returns to step S32 again, and the above steps are repeatedly executed during the tilt adjustment.
다음에 도 13을 참조하여 도 10의 단계 S32에서 실행하는 빔·스폿 화상의 진동억제를 행하는 고속진동 제어플로우에 대하여 상세하게 설명한다. 먼저 단계 S40에서 퍼스널 컴퓨터(7B-2)는, 고배율 CCD로부터의 비디오 신호를 구성하는 픽셀의 홀수 필드를 메모리에 도입한다(1회에 1필드분의 픽셀 데이터를 도입한다). 다음의 단계 S42에서 그 홀수 필드인 1 필드분의 픽셀 데이터(흑백의 경우, 휘도 신호성분만)를 기억한 메모리의 최초의 어드레스로부터 휘도 신호를 차례로 판독한다. 다음의 단계 S44에서 휘도가 문턱값(이 문턱값은 빔·스폿 화상의 유무를 판정하기 위하여)이상인 픽셀 데이터의 메모리 어드레스를 저장한다. 홀수 필드분의 픽셀 데이터에 대한 휘도 판정이 완료되면, 단계 S46에서, 단계 S44에서 저장한 다수의 메모리 어드레스로부터 빔·스폿 화상의 중심을 계산한다. Next, with reference to FIG. 13, the high-speed vibration control flow which suppresses the vibration of the beam spot image performed in step S32 of FIG. 10 is demonstrated in detail. First, in step S40, the
일반적으로 이와 같은 중심의 계산은, 각 픽셀 데이터의 휘도를 질량으로서 생각하면, 이하의 식으로 행할 수 있다. Generally, such center calculation can be performed by the following formula, considering the luminance of each pixel data as a mass.
여기서 M은 중심 어드레스, m은 픽셀 데이터의 휘도, x는 픽셀 데이터의 메모리 어드레스, n은 1 필드분의 메모리의 어드레스 총수이다. 이 식의 분모는 메모리 어드레스값과 픽셀 데이터 곱의 총합이고, 분자는 픽셀 데이터의 합이다. Where M is the center address, m is the luminance of the pixel data, x is the memory address of the pixel data, and n is the total number of addresses of one field of memory. The denominator in this equation is the sum of the memory address value and the pixel data product, and the numerator is the sum of the pixel data.
본 발명에서는 상기 식의 계산을 간략화하여 행한다. 즉, 단계 S44에서 픽셀 데이터를 문턱값을 사용하여 2치화함으로써 "0"와 "1"로 한다. 이에 의하여 분자의 계산에 있어서, 문턱값 미만의 픽셀 데이터에 의한 mi·xi의 항을 미리 제외할 수 있고, 또한 계산에 사용하는 mi·xi의 항은 2치화에 의하여 m = 1 이기 때문에, 문턱값 이상의 휘도를 가지는 메모리 어드레스의 값만이 된다. 또 분모는 2치화에 의하여 문턱값 이상의 픽셀 데이터의 총수, 즉 "1"의 데이터를 가지는 메모리 어드레스의 갯수로 계산할 수 있다. 따라서 M은 단계 S44에서 저장한 메모리 어드레스값의 합을, 단계 S44에서 저장한 메모리 어드레스의 갯수로 나눈 것이 된다. 본 발명에서는 계산량이 적어지기 때문에, 중심의 계산을 고속으로 행할 수 있다. 단, 기울기 조정작업에 충분한 속도를 실현할 수 있는 한, 상기의 수학식 (1)을 그대로 사용하여 계산하도록 할수도 있다. 또 본 실시형태에서는 메모리에 1 필드분의 픽셀 데이터를 저장한 후에 메모리로부터 그 데이터를 판독하여 중심 계산을 행하고 있으나, 메모리에 기록하는 것과 병렬로 상기한 연산을 하도록 할 수도 있다. In the present invention, the above calculation is simplified. That is, in step S44, the pixel data is binarized using a threshold value to be " 0 " and " 1 ". Accordingly, in the calculation of the numerator, the term of m i x i by the pixel data below the threshold can be excluded in advance, and the term m i x i used in the calculation is m = 1 by binarization. For this reason, only the value of the memory address having the luminance equal to or higher than the threshold is obtained. The denominator can be calculated by the total number of pixel data having a threshold value or more, that is, the number of memory addresses having data of "1" by binarization. Therefore, M is the sum of the memory address values stored in step S44 divided by the number of memory addresses stored in step S44. In the present invention, since the calculation amount decreases, the calculation of the center can be performed at high speed. However, as long as a speed sufficient for the inclination adjustment can be realized, the above equation (1) may be used as it is. In the present embodiment, the pixel data for one field is stored in the memory, and then the data is read from the memory and the center calculation is performed. However, the above calculation can be performed in parallel with writing to the memory.
이상과 같이 하여 계산한 중심은, 단계 S48에 있어서 모니터 표시 위치지정 기능에 있어서 사용함으로써 빔·스폿 화상의 진동을 억제한다. 여기서 모니터 표시위치지정 기능이란, 검출영역(SA2)의 화면에 있어서의 화상(P)의 중심위치의 어드레스를 지정하면, 이 위치를 포함하는 미리 지정한 범위, 즉 도 5(b)의 잘라냄영역(CA)의 화상부분을 모니터에 표시시키는 기능이다. 이 기능은, 어드레스 공간을 가지는 비디오 메모리에 저장된 픽셀 데이터로부터 중심 어드레스를 포함하는 잘라 냄영역 (CA)에 상당하는 잘라냄용 어드레스공간을 판정하고, 그리고 이 잘라냄 어드레스공간으로부터의 픽셀 데이터를 반복하여 판독하여 모니터에 공급한다 라는 기능이다. 일례로서 모니터 표시 위치지정 기능은, 시판의 소프트웨어 "VisualBasic"을 사용하고, 이것에 의하여 (1) 표시영역을 지정하고, (2) 픽처 로드 코멘드로 표시하는 메모리내의 데이터 파일[영역(SA2)에 상당하는 데이터]을 지정하고, (3) 톱(top)과 리프트(left)의 코멘트로 상기 (2)에서 지정한 데이터 파일내의 잘라냄영역(CA)의 시점에 상당하는 좌표(메모리 어드레스)를 지정함으로써 실현할 수 있다. 이에 의하여 빔·스폿 화상은, 도 5(c) 및 도 12에 나타내는 바와 같이 정지하여 보인다. 기울기 조정을 행하고 있는 오퍼레이터는 기울기 나사의 조정을 정지한 스폿 화상을 보면서 행할 수 있다. The center calculated as described above is used in the monitor display positioning function in step S48 to suppress vibration of the beam spot image. Here, the monitor display position designation function means that if an address of the center position of the image P on the screen of the detection area SA2 is designated, the predetermined range including this position, that is, the cropping area in Fig. 5B. It is a function to display the image portion of (CA) on the monitor. This function determines, from the pixel data stored in the video memory having the address space, a cutting address space corresponding to the cutting area CA including the center address, and iteratively repeats the pixel data from this cutting address space. Read and supply to monitor. As an example, the monitor display positioning function uses commercial software "VisualBasic", whereby (1) a display area is specified, and (2) a data file in memory (area SA2) displayed by a picture load command. Corresponding data] and (3) designating coordinates (memory address) corresponding to the starting point of the cutting area CA in the data file specified in (2) by the comments of the top and the left. This can be achieved. As a result, the beam spot image is stopped and shown as shown in FIGS. 5C and 12. The operator who is adjusting the tilt can be performed while viewing the spot image at which the tilt screw is stopped.
이상으로 설명한 본 발명의 일 실시형태의 광축의 기울기의 조정장치는, 대물렌즈의 기울기를 조정하는 것이나, 당업자에게는 이해되는 바와 같이 그 밖의 렌즈 또는 광학계의 광축의 기울기의 조정에도 사용할 수 있다. 또 상기 일 실시형태에서는 소프트웨어와 하드웨어의 조합으로 위치결정부(70)와 투영상 흔들림 억제부(72)를 실현하였으나, 경우에 따라서는 모든 하드웨어로 실현하거나, 또는 이용하는 CPU의 처리속도에 따라서는 모든 소프트웨어로 실현할 수도 있다. The apparatus for adjusting the inclination of the optical axis according to the embodiment of the present invention described above can be used for adjusting the inclination of the objective lens or for adjusting the inclination of the optical axis of other lenses or optical systems as will be understood by those skilled in the art. In the above embodiment, the positioning unit 70 and the projection image shake suppression unit 72 are realized by a combination of software and hardware. However, depending on the processing speed of the CPU which is realized by all hardware or used in some cases, It can be realized with any software.
본 발명에 의하면, 종래 사용되고 있던 바와 같은 방진대를 불필요하게 하거나, 또는 더욱 간소한 방진대의 사용으로 충분하도록 할 수 있다. 또 이것에 의하여 광학계의 평가장치 또는 조정장치 전체의 비용을 저감할 수도 있다. 또, 본 발 명에서는 종래보다도 큰 진동하에서도 광축의 기울기 조정이 가능하게 된다. 이것은 또, 종래와 같은 X/Y 스테이지에 의한 높은 위치 추적 능력이 불필요하게 되어 위치 추적을 간단화 및 저비용화할 수도 있다. According to the present invention, it is possible to make the dustproof stand as used conventionally unnecessary, or to use a simpler dustproof stand. Moreover, the cost of the whole evaluation apparatus or adjustment apparatus of an optical system can also be reduced by this. In addition, in the present invention, the tilt of the optical axis can be adjusted even under a vibration larger than conventionally. This also eliminates the need for a high position tracking capability by the X / Y stage as in the prior art, thereby simplifying and reducing the position tracking.
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E601 | Decision to refuse application |