光学扫描设备制造技术

本发明专利技术涉及一种用于在第一种模式下扫描信息载体的第一信息层（１１１）并且在第二模式下扫描信息载体的第二信息层（１１２）的光学扫描设备。该光学扫描设备包括用于产生辐射束（１０２）的辐射源（１０１）、用于将入射光束聚焦在信息层上的物镜系统（１０５），以及设置在该辐射源和该物镜系统之间的光学元件（１０３），该光学元件用于将所述辐射束在第一模式下变为发散的入射光束，并在第二模式下变为会聚的入射光束。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于扫描多层信息载体的光学扫描设备。本专利技术特别涉及一种用于从光盘读取数据和/或向光盘记录数据的光盘设备，所述光盘例如蓝光盘(Blu-Ray Disc)(BD)播放器和/或记录器。
技术介绍
具有许多信息层的信息载体得到广泛应用。例如，一些DVD(DVD代表数字通用盘)包括能够用辐射束扫描的第一和第二信息层，以便从这些信息层中之一读取或向其记录。表达方式“扫描”表示从信息层读取数据或向信息层写数据。用于这种双层DVD的光学扫描设备包括用于产生发散的辐射束的辐射源、用于将该发散光束变为平行光束的准直器，以及用于将所述平行光束聚焦在两个信息层中之一的物镜。该光学扫描设备包括用于轴向地移动物镜以便将该平行光束聚焦在所需信息层上的致动器。当移动该物镜以便从第一信息层跳到第二信息层时，产生一定量的球面像差。但是，在DVD的情况下，这种数量的球面像差相对较少，因为该辐射束的数值孔径相对较小，且波长相对较大。球面像差的数量实际上在该光学扫描设备的公差内，因此不需要进行球面像差校正。因此，当从一个信息层跳到另一个时，仅仅需要重新聚焦。现在，为了增大信息层的容量，已经设计出了新一代的光盘系统，其利用较大的数值孔径，和该辐射束的较小波长。例如，BD播放器和/或记录器利用数值孔径为0.85的物镜和波长为405纳米的辐射束。因此，当从一层跳到另一层时产生的球面像差量比DVD播放器多。实际上，球面像差量与数值孔径的四次幂成比例，这意味着，数值孔径少量增加导致球面像差数量的大量增加。典型的是，对于双层BD，在从一层跳到另一层时产生的球面像差量约为250ml rms，这在该光学扫描设备的公差之外。因此，需要校正从一层跳到另一层时产生的球面像差。校正从第一信息层跳到第二信息层时产生的球面像差的方法在于对物镜进行设计，从而当平行入射光聚焦在第一信息层时，即当使用无穷远共轭时，不产生球面像差。当跳到第二信息层时，改变该入射光的聚散度，即使用无限共轭(infinite conjugate)。例如，会聚的入射光束聚焦在所述第二信息层上。将物镜设计为明显遵守正弦条件，以便具有相当大的视场。已经知道遵守正弦条件设计的透镜在与设计情况相比共轭距离改变时产生球面像差。这在由M.Born和E.Wolf所撰写并于1993年在Oxford的Pergamon出版社出版的“光学原理(Principles of Optics)”第166-169页中作出了说明。因此，通过改变共轭距离，即改变该入射光的聚散度，可产生球面像差，其补偿在从一层跳到另一层时产生的球面像差。但是，由于信息载体的螺旋的偏心，在扫描过程中，物镜不得不从其中心位置移开，也就是说，在扫描过程中物镜出现离心。现在，当有限共轭(finite conjugate)用于扫描第二信息层时，物镜对离心敏感。入射光束的聚散度越高，则对离心越敏感。因此，限制了如上所述的光学扫描设备中物镜可能的离心，并且这种光学扫描设备不能扫描存在螺旋的相对较高偏心的信息载体。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种对物镜的离心不太敏感的光学扫描设备。为此，本专利技术提出一种用于在第一种模式下扫描信息载体的第一信息层并且在第二模式下扫描所述信息载体的第二信息层的光学扫描设备，所述光学扫描设备包括用于产生辐射束的辐射源、用于将入射光束聚焦在信息层上的物镜系统，以及设置在该辐射源和该物镜系统之间的光学元件，该光学元件用于将所述辐射束在第一模式下变为发散的入射光束，并在第二模式下变为会聚的入射光束。根据本专利技术，有限共轭用于扫描该第一和第二信息层。这意味着，为了将平行入射光束无球面像差地聚焦在位于第一和第二信息层之间的某一平面上而设计该物镜。这样，发散的入射光束用于补偿在扫描第一信息层的过程中产生的球面像差，会聚的入射光束用于补偿在扫描第二信息层的过程中产生的球面像差。当从第一信息层跳到第二信息层时产生的球面像差量与现有技术中产生的球面像差量相同，因此，与在现有技术中所用的用于扫描第二信息层的会聚光束的聚散度相比，该发散和会聚的入射光束的聚散度降低。这是因为，当扫描第一信息层时，补偿了该球面像差的一部分，并且当扫描第二信息层时，补偿了其他部分，而在现有技术的光学扫描设备中，当扫描第二信息层时补偿所有的球面像差。当扫描第一和第二信息层时，依照本专利技术的光学扫描设备对离心敏感。但是，与现有技术的光学扫描设备相比敏感程度降低，因为发散和会聚光束的聚散度降低。在优选实施例中，为了将平行入射光束无球面像差地聚焦在第一和第二信息层之间的与该第一和第二信息层基本上等距离的平面上而设计该物镜系统。根据该优选实施例，在扫描第一信息层的过程中，补偿了与在扫描第二信息层的过程中从第一信息层跳到第二信息层时产生的球面像差的同一部分。因此，会聚和发散光束的聚散度基本上相等，在扫描第一信息层的过程中的离心公差与在扫描第二信息层的过程中的离心公差基本上相等。这允许在扫描两个信息层的过程中获得相对较高的离心公差。在有利的实施例中，该光学元件是准直器。用在常规光学扫描设备中的该准直器用于将辐射束变为会聚或发散的入射光束。因此，常规的光学扫描设备可用于实现本专利技术，其适合于编程为按照操作模式移动该准直器。在另一个优选实施例中，该光学扫描设备进一步适于在第三种模式下扫描位于第一和第二信息层之间的所述信息载体的第三信息层，该光学元件适于在所述第三模式下将辐射束变为平行入射光束。这种光学扫描设备非常适于扫描包括奇数个信息层的信息载体。在另一个有利的实施例中，该光学扫描设备包括用于提供对球面像差进行测量的装置，和用于根据所述测量控制该光学元件的装置。这提供了对球面像差的更精确的补偿。本专利技术的这些和其他方面将从参照下文描述的实施例而显而易见，并且进行解释。附图说明现在通过例子的方式，参照附图更详细地描述本专利技术，在附图中图1示出在第一模式下的依照本专利技术的光学扫描设备；图2示出在第二模式下图1的光学扫描设备； 图3示出在第一模式下的依照本专利技术的另一种光学扫描设备；图4a到4c示出用于扫描包括三个信息层的信息载体的物镜系统；图5a到5d示出用于扫描包括四个信息层的信息载体的物镜系统。具体实施例方式图1和2中示出依照本专利技术的光学扫描设备。这种光学扫描设备包括用于产生辐射束102的辐射源101、准直器103、分束器104、伺服控制物镜105、检测装置106、测量装置107和控制器108。该光学扫描设备用来扫描信息载体110。该信息载体110包括第一信息层111和第二信息层112。该光学扫描设备进一步包括用于容纳信息载体110的转盘120。在扫描操作过程中，该扫描操作可以是写操作或读操作，准直器103和物镜105使辐射束102变换，如下文详细描述的。获得最后得到的光束，由该最后得到的光束来扫描信息载体110。检测聚焦误差信号，其数量对应于该最后得到的光束在该信息层上的定位误差。可以使用该聚焦误差信号来校正物镜105的轴向位置。将信号发送到控制器108，其驱动致动器以便轴向移动物镜105。检测装置106来检测该聚焦误差信号和写在该信息层上的数据。信息载体110反射的辐射束通过分束器104到达检测装置106。应该注意，在另一个实施例中，能够以透射的方式由第二物镜和第二检测装置来检本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在第一种模式下扫描信息载体的第一信息层（１１１）并且在第二模式下扫描所述信息载体的第二信息层（１１２）的光学扫描设备，所述光学扫描设备包括用于产生辐射束（１０２）的辐射源（１０１）、用于将入射光束聚焦在信息层上的物镜系统（１０５），以及设置在该辐射源和该物镜系统之间的光学元件（１０３），该光学元件用于将所述辐射束在第一模式下变为发散的入射光束，并在第二模式下变为会聚的入射光束。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2003-8-26 03300095.11.一种用于在第一种模式下扫描信息载体的第一信息层(111)并且在第二模式下扫描所述信息载体的第二信息层(112)的光学扫描设备，所述光学扫描设备包括用于产生辐射束(102)的辐射源(101)、用于将入射光束聚焦在信息层上的物镜系统(105)，以及设置在该辐射源和该物镜系统之间的光学元件(103)，该光学元件用于将所述辐射束在第一模式下变为发散的入射光束，并在第二模式下变为会聚的入射光束。2.如权利要求1所述的光学扫描设备，其中为了将平行入射光束无球面像...

【专利技术属性】
技术研发人员：B亨德里克斯，JJ弗雷亨，P布勒门，P库普斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]