一种光扫描装置，包括光源９，反射物镜１０和光敏探测系统２０，其中的反射物镜包含有第一和第二透镜窗（１４，１７）及第一和第二反射镜（１５，１６）。第一和第二衍射元件（３０，４０）分别在第一窗１４和第二反射镜１６上，以使探测在带有记录槽的信息平面３上扫描光点Ｖ－［１］的扫描轨迹误差和相对于信息平面３而言扫描光束ｂ－［１］的聚焦误差成为可能。（*该技术在2009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对物体实施光学扫描的扫描装置，包括一个提供扫描光束的光源，一个将扫描光束会聚成扫描光点的反射物镜和一个接收被扫描物体反射光的光敏探测系统。本专利技术还涉及一个适用于该扫描装置的反射物镜和配备有该装置的光学读和/或写设备。被扫描物体可以是一个光学记录载体的信息表面。这个信息表面可能已预先录制了通过扫描装置可读出的信息。也可能是用一个强度根据所存信息受调制的扫描光束将信息写入信息平面。被扫描物体可以是任意必须检测其结构的不同物体，例如用配备有扫描装置的扫描显微镜对物体进行检测。上文所述的用作阅读光记录载体的扫描装置，从英国专利GB1，541，596中可得到。这份说明书描述了一个光学扫描装置，包含一物镜，该物镜由反射面彼此相对的两个反射镜组成。一个反射镜是凹面的其反射面对着记录载体;另一个是小得多的凸面反射镜并且其反射面向着光源。从光源发出的光线通过较大的凹面反射镜上的一个通道到达凸面镜、接着光线反射到凹面反光镜并在记录载体的信息平面上被这个反射镜会聚成光点。已知的物镜构成了两级会聚系统的组成部分，该系统的整个反射系统悬浮在磁线圈中，借助于该磁线圈能控制物镜相对于记录载体的位置。小的反光镜装配在一块压电材料上并可随辅助装置上下移动，从而在信息平面上周期地产生一个小散斑，该散斑用一探测器检测并从中获得聚焦误差信号，据此误差信号通过磁线圈重新调整物镜的位置。在彼此相互紧密配合工作的状态下使用两个分离的反光镜;已知的扫描装置就需要相当复杂的结构，并且装置对机械扰动敏感。本专利技术的目的在于提供一种扫描装置，该装置不仅结构紧凑结实耐用，而且其反射物镜上有附加元件，使光束呈一合适形状，从而获得校正扫描操作所需的多种功能。为此目的，本专利技术的特征在于反射物镜包括一个光透明体，其第一表面对着光源而第二表面远离光源;所述的第一表面上有第一透射窗对称地位于反射物镜光轴周围，还有第一反射镜环绕在该透射窗周围;所述的第二表面上有第二反射镜对称地位于光轴周围，还有第二透射窗环绕在该反射镜周围，在第一透射窗内有第一衍射元件用以将来自光源的光束分成扫描光束和两辅助光束;在第二反射镜内有第二衍射元件用以将被扫描物体反射并再次穿过反射物镜的光束部分地衍射到光敏探测系统，利用该探测系统可获得聚焦误差信号来改变衍射后的扫描光束。这个扫描装置之所以结构紧凑结实耐用，不仅是由于光路在反射物镜内折迭和物镜为一体，而且也是因为这个物镜中的诸元件有综合的作用，而在迄今为止所知的装置中，它们都是使用分离的元件并且不得不分离装配。由第一衍射元件形成的两辅助光束被反射物镜会聚成两辅助光点，落在信息平面内的被扫描记录槽的两个不同的边缘上。每个辅助光点被重现在控测系统的一个单个的探测器上。一个轨迹误差信号，例如是一个被扫描记录槽中心线与扫描光斑中心线偏差大小和方向的显示，可以从两个所述探测器输出信号的不同而获得。第二衍射元件把被扫描物体反射的并再次通过反射物镜的光部分地衍射到探测系统且形成一象散光束或两辅助光束。通过所采用的探测系统，可以从象散光束或两辅助光束中获得一聚焦误差信号。聚焦误差信号是一个表明被扫描平面与反射物镜焦平面之间偏差大小和方向的信号。要说明的是，一个衍射光栅用于光扫描装置以形成扫描光束之外的两束辅助光，并由此产生一个轨迹误差信号已经公知了，见美国专利US3，876，842。但是已知的装置中没有第二个衍射元件用来分离被投射和被反射的光束并形成一个聚焦误差信号，而且已知的装置不是由反射物镜提供第一光栅的。尤其是在美国专利US4，665，310中，将一衍射光栅用于光扫描装置中以分离投射光束和反射光束并可把后者分为两辅助的光束从而产生一聚焦误差信号。但根据这份专利，没有附加的衍射元件用来获取两辅助光束以产生一轨迹误差信号。重要的是本专利技术反射物镜的两个表面上两衍射元件的设置，确保来自第二衍射元件并射到光敏探测系统的光束不会进一步被第一衍射元件分成多束光，而物镜必须有一定厚度是因为要获得成象功能。因此落在探测系统上光点的数量应保持一定的限制，以使该系统的几何形状能相对简单。此外，光点要产生不同的信号，故其能量应足够大。衍射元件可以是振幅结构的，如光透射或反射区与光吸收区交替地排列。然而扫描装置的最佳实施例其特征是衍射元件为相位结构的。例如，在表面呈高与低交替排列的相位结构从原理上来说比振幅结构有更好的衍射效果。因为衍射元件是设置在投影镜头的表面上的，所以所述相位结构可采用一种相对简单的方式用已知的模压和复制技术制备。各种聚焦误差探测方法都可用于本专利技术的扫描装置中。最好是用这样一种装置来实现，其特征是第二衍射元件是引起象散的元件，光敏探测系统由四个探测器组成，它们被分布在衍射扫描光束的主光线周围的四个不同象限中。所述的元件把衍射后的扫描光束变换成象散光束，并且再现的光斑形状由信息平面内扫描光束聚焦的程度确定。在散焦的情况下，这个光点呈一椭园形光斑，其主轴在相互垂直的两个方向中的一个方向上，这取决于散焦的状况，下文称之为象散方向。四分探测器的分界线相对于象散方向以大约45°角延伸。光斑的形状可通过求出每对对称位置上探测器输出信号之和以及将两信号和的值相减来确定。引起象散的元件是直线光栅，由于采用的是非平行光，所以会产生一定的象散。更大的象散可通过一个实施例来实现，该实施例的特征在于产生象散的元件是一个有着直线栅纹且光栅周期是线性变化的光栅。装置的最佳实施例其特征是衍射元件是一个称为全息光栅的元件，具有曲线栅纹和非线性变化的光栅周期。这样的全息光栅有可能校正光学系统的象差。要说明的是，光栅周期线性变化的光栅与四分探测器联用以产生聚焦误差信号，这可以从US4，358，200中获得。但是，这份专利的装置没有采用第二衍射光栅来获得两辅助光束。就温度敏感性和控制简单性而言，优于前述的所谓象散法的聚焦误差探测的第二个可能性在一个实施例中实现，该实施例特征在于，第二衍射元件为一个衍射光栅，它由两个子光栅组成并把衍射后的光束分为两个次光束;第一和第二次光束分别与第一对和第二对探测器相对应。该装置中，扫描光束在探测器对处呈现两个光点。相应探测器对的分界线上的每个光点随着信息平面上扫描光束的聚焦误差做横向漂移。这个漂移可通过比较探测器的输出信号测出。这种探测聚焦误差的方法被称之为双Foucault法。最后所述及的装置的一个最佳实施例，其特征是子光栅有一个变化的光栅周期且子光栅的光栅条纹是弯曲的。由于变化的光栅周期和弯曲的光栅条纹，组成的光栅有透镜效应且通过沿子光栅分界线方向移动该光栅，特别是由于物镜系统和光栅套配时的成像距离等于沿光轴方向激光二极管与控测器的距离，光斑在相应探测器对上的能量分布可呈对称的。尤为重要的是，光电二极管式的探测器与二极管激光器组合成一个部件且彼此相互固定下来。组成的光栅有变化的光栅周期和弯曲的光栅条纹，也称之为全息光栅，它为校正诸如彗差和象散之类的由直线光栅所产生的象差提供了一种可能。采用Foucault聚焦误差探测法的扫描装置，原则上可提供两实施例。第一个实施例的特征是一个子光栅条纹与另一子光栅条纹的主方向相同;两子光栅的平均光栅周期不同，探测器对在平行于两子光栅分界线方向是并列分布的。此实施例中扫描光束的辅助光束在同一方本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于对物体施行光扫描的扫描装置，包括一个提供扫描光束的光源，一个用于使扫描光束聚焦成扫描光点的反射物镜和一个接收被扫描物体反射光的光敏探测系统，其特征在于反射物镜由一个具有对着光源的第一表面和远离光源的第二表面的光透明体组成，所述的第一表面有一个对称地分布于反射物镜光轴周围的第一透射窗和环绕在所述窗周围的第一反射镜，所述的第二表面有一个对称地分布在光轴周围的第二反射镜和环绕在所述反射镜周转周围的第二透射穿，其特征还在于第一透射窗上有一个第一衍射元件用以使光源所提供的光束分成扫描光束和两辅助光束，第二反射镜上有一个第二衍射元件用以使一部分自被扫描物体反射来并再次通过反射物镜的光衍射到光敏探测系统并用通过探测系统可获得的聚焦误差信号的方式改变被衍射的扫描光束。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：威廉杰拉德奥费治，约瑟夫斯约翰内斯玛丽亚布拉特，
申请(专利权)人：菲利浦电子有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]
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