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第六章光电轴向定位（调焦）系统 §6-1光切法自动调焦 斜光束自动调焦 原理 狭缝a经过透镜L1成像于物面M上A点，并经过透镜L2成像于像面I上A” 点。 如果物面在Z方向移动?Z到达M’，则像点移动?Z’到达A1”点，如图知： ?Z’=β·AA’=β· （β为L2的放大率） 一般α取450，AA’在焦深范围内（?Z=100μm） 由此实现把轴向瞄准（?Z）变成横向瞄准（?Z’）。 光电探测与信号处理 §6-2光度式自动调焦系统 一．基本原理 二．光路的选用 ①光栏P设于物镜上 ②光栏P设于像方焦点F′上（物方远心光路） ③光栏P设于物方焦点F上（像方远心光路） 调焦正确时ΔI=I3－I2=0，满足要求。 结论：用像方远心光路。 三．Δx ① 物体上升，Δx为正，则Δ3Δ2, J3拦光多， J2拦光少，则 I2-I30; ②正焦时，Δx=0，Δ3=Δ2，J2、J3拦光一样多，I2-I3=0 ; ③物体下降，Δx为负，Δ3Δ2, J3拦光少， J2拦光多，I2-I30 注解： §6-4比相法自动调焦 一．基本原理 1．成像 光源1发出的光经物镜2，变成平行光，经分光镜5、透镜3会聚在物面4，反射光经透镜3、6成像在调制板7上，在调制板后放两个光电探测器8接收。 2．波形 当调制板作正弦振动x=Asin(t)时，光电压uC是一正弦绝对值函数（如图），也是一个周期函数，经付氏展开，取基频： EC1=Bsin(t1+t) EC2=Bsin(t2+t) 3.相位差 Δφ=φ1-φ2=(t1-t2) T= = = 4．Δt=F（ΔS）函数 ① 三角形相似（Δd1d2A’ 与e1e2 A’ 相似） ② Δx=VΔt (e1到e2取匀速V) ③Δs’=Δsβ2 ④ 解得： Δt= 测得Δφ，即知Δs Δφ=0,则Δs=0 自动数字测相原理 Uc1、Uc2整形放大成方波 方波进入R-S触发器（CHP）， Uc1方波负跳变（即S负跳变），CHP的QP变为高电平； Uc2方波负跳变（即R负跳变），CHP的QP变为低电平。 这样QP是一个上沿宽度与Δφ相对应的方波信号。 自动数字测相波形图 3．CP提供标准脉冲，频率fC，CP和QP接入与门Y1 。当QP方波高电平到来+时，与门Y1打开，CP脉冲通过，设Y1开门时间为tP,则通过Y1脉冲数：　　　　　　　　　m=fCtP ……(1) 4. 根据Δφ＝２πfP tP得 tP=Δφ/２πfP ……(2) fP为振动频率（Uc1、Uc2的频率） 5．(2)代入 (1) 得 Δφ= 自动数字测相电路图 §6-5 像散法自动调焦 象散法检测原理 聚焦伺服系统的作用，是通过垂直移动物镜，使激光束在碟片的信号面上始终保持着良好的聚焦。 聚焦伺服机构亦是激光影碟机的最重要机构之一。物镜虽能将激光束聚焦在碟片的信号面上，但鉴于碟片本身存在的不平，翘曲或偏心等轻微变形，在高速旋转中不可避免的要产生上下抖动的面振动，使物镜与碟片的间距发生改变，而产生聚焦误差，这样便无法保证其焦点始终都落在碟片的信号面上。为了确保物镜与碟片的间距不变，焦点时刻落在碟片的信号面上。为了确保物镜与碟片的间距不变，焦点时刻落在碟片的信号面上，就必须有聚焦伺服机构予以保证。 为检测出碟片信号面与物镜间的距离，聚焦误差信号最常用的检测方法是像散法，又称非点收差法。像散法，是在光电二极管组成的光检测器与碟片之间的光路中，放入一圆柱形透镜，如图6-5-1所示。 圆柱形透镜只在X方向上起作用。在此透镜作用下，当聚焦位置最佳时，投射到作为检测器的四分割光电二极管上的光斑为圆形，各光电二极管上接收的光量相等，即4个传感器的输出进行（①＋③）－（②＋④）运算处理后，基结果为0，该运算结果便是聚焦误差信号，表明聚焦正确，则物镜不动。当碟片远离物镜时，则光斑呈横向椭圆形，此时（①＋③）－（②＋④）＞0，聚焦误差信号为正，控制聚焦电机使物镜靠近碟片；当碟片靠近物镜时，则光斑呈纵向椭圆形，此时（①＋③）－（②＋④）＜0，聚焦误差信号为负，控制聚焦电机使物镜远离碟片。依此控制碟片与物镜间的距离时刻保持一定，就始终保证了焦点落在碟片的信号面上。 （2）聚焦精度 激光聚焦焦深为（设λ=780μm,NA=0.45）： 取目标值±1μm。 而光盘上下跳动达±500μm，则伺服增益：