光学扫描信息平面用的装置制造方法及图纸

一种光学扫描装置。该装置包括一个提供扫描光束（ｂ－［１］）的辐射源（７），一个物镜系统（８）用于将扫描光束在被扫描的信息平面（２）处聚焦成扫描光点（Ｓ－［１］），还包括第一衍射元件（９），该元件使得由信息平面（２）反射的光产生变形，从中获得聚焦误差信号。本装置进一步包括第二衍射元件，以形成两束辅助光（ｂ－［２］、ｂ－［３］）借助于该元件可以获得跟踪误差信号，第二衍射元件具有这样的尺寸以及置于这样的位置，以致从第一衍射元件（９）发出的光束不通过第二衍射Ｏ＆元件。（*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用于光学扫描一个反射辐射的信息平面的装置，该装置包括一个辐射源，它提供扫描光束，一个物镜系统将扫描光束在信息面处聚焦成扫描光点并使扫描光点在组合式灵敏辐射探测系统上重新成像，还包括第一衍射元件，该元件置于辐射源与物镜系统之间的光通路中，该元件使一部分被信息平面反射的辐射偏转到辐射探测系统，并以这样方式改变被衍射的光束，即借助于组合探测系统来获得聚焦误差信号。聚焦误差信号是一种与物镜系统聚焦平面和信息平面之间的偏差成正比的信号。将光束分成譬如两束次级光可使偏转的次级光束变形，其中每束次级光都有一个组合式探测系统的单独探测器对与之有关。另一种可能性是使光束变成象散的，这样的光束与设置在探测系统中4个不同象限的4个探测器相配合。一种原则上适于读取记录在光学记录载体上的信息并适于光学记写这种记录载体的装置已由4665310号美国专利公知。在该装置中，以衍射光栅形式存在的衍射元件有两个作用，为此必须使用两个分离元件。在第一个位置，光栅确保由信息平面反射并通过物镜系统的辐射光从由二极管激光器发出辐射的光路中偏转，因而在反射辐射光路中可设置一个探测系统。在第二位置处，光栅将反射光分成两束次级光，它们用来发生一个聚焦误差信号，比如一个包括有关物镜系统聚焦平面与信息平面间偏差的尺寸和方向的信息信号。一对独立的探测器与每束次级光相关联，与同一对探测器有关的各探测器输出信号之间的差值信号是使扫描光束在信息平面上聚焦的量度单位。除了聚焦误差信号，所考虑的装置中还应发生一个跟踪误差信号。跟踪误差是扫描光点的辐射分布中心与被读取的信息径迹区段或者被写入的径迹区段中心之间的偏差。按照4665310号美国专利所描述的装置，跟踪误差是由检测聚焦误差用的同一探测器进行检测的。为了这一目的，在已知的装置中，衍射光栅以如下方式定向，使构成光栅的两个分光栅之间的分界线在扫描的范围内与径迹方向平行。通过测定每个探测器对的总输出信号，再使这些总信号彼此做减法运算来获得跟踪误差信号。按照第4665310号美国专利所述，在通常所说的单光点系统中，特别是由于扫描光束中不对称能量分布的结果，跟踪误差信号中可能发生偏差或通常所说的偏移。用来使扫描光点对准径迹中心的跟踪伺服系统可以是通常所说的两级系统。在这种系统中，通过移动与径迹有关的滑动支承物，如辐射源和物镜系统实现扫描光点的粗调，扫描光点的微调则通过移动譬如与滑动有关的物镜系统来实现的。所说这个移动，可能对跟踪误差信号引起进一步的偏差。为防止这一偏差或对它进行补偿，实际上必须进行其它的测量。此外，当用同一个探测器产生聚焦误差信号和跟踪误差信号时，聚焦误差可能影响跟踪误差信号，或相反地，跟踪误差可能影响聚焦误差信号。本专利技术的目的在于提供一种上述类型的装置，该装置克服了上述缺点并由一种新的聚焦误差探测系统和跟踪误差探测系统的组合组成。该装置的特征在于在辐射源和第一衍射元件之间设置第二单独的衍射元件，用于将来自辐射源的光束分成扫描光束及两束辅助光，这些光束在信息平面内分别形成扫描光点和两个辅助光点，其中组合探测系统包括使辅助光点重新成象的附加探测器，而且第二衍射元件是如此之小并被置于使得被第一衍射元件衍射的光束不能到达该第二衍射元件的位置上。通过使用与分离的探测器相配合的两束辅助光，能从所产生聚焦误差中消除跟踪误差信号的产生，从而减小了这些信号之间相互影响的危险，组合衍射元件之间的分界或常常无需平行于径迹方向，从而使跟踪误差影响聚焦误差信号的危险减小，这又为设计提供更多的自由度。值得注意的是，美国第3876842号专利中描述了一种扫描装置，其中使用衍射光栅来形成扫描光束和两束辅助光，又用一个单独的探测器与每一束辅助光关联，辅助光束用来产生跟踪误差信号。然而这种公知的装置没有使用组合式衍射元件将来自记录载体的光束与射向记录载体的光束分开以及赋予反射光束一个适合于检测聚焦误差的形状。本专利技术的基本点在于单个衍射元件是如此之小并被置于辐射源和组合衍射元件之间的位置上，使来自最后提到的元件并射向探测系统的辐射通过单个衍射元件后不被分成更多的次级光束。其次，在探测系统上形成的辐射光点数目受到限制，以便使该系统的几何形状保持相对简单。此外，产生差值信号所需的辐射光点的能量仍然是足够大的。按照本专利技术，存在两类上述装置的实施例。第一类的特征在于，一般来说两个衍射元件是能透过辐射的。两个衍射元件上下放置并与其它元件，如辐射源及探测系统等放在一起，它们可以被置于一个狭窄的管状支持物中。第二类实施例的特征在于，通常两个衍射元件中至少有一个是反射元件。第一个第二类实施例的特征在于第一衍射元件是反射元件，第二衍射元件是能透过辐射的。这样，第一衍射元件还起折叠式反射镜的作用，因而可限制扫描装置的高度。第二个第二类实施例的特征在于第一衍射元件是能透过辐射的，第二衍射元件是反射的。这样，第二衍射元件可以形成大反射元件的一部分，所述的大反射元件反射由第一衍射元件偏转的辐射光，越出第二衍射元件的范围朝向灵敏辐射探测系统。第三个第二类实施例的特征在于第一和第二衍射元件都是反射的。这样，两个衍射元件都起折叠式反射镜的作用，从而使扫描装置的高度被限制到最小。本专利技术所用的装置中，辐射源最好是二极管激光器，而且灵敏辐射探测系统由光电二极管、激光二极管，及置于外壳一侧的一个部件上的光电二极管组合而成，这个外壳相反的一侧有一个辐射窗。如果第一和第二衍射元件是能透过辐射的，则这个装置的特征就可以是，将第二衍射元件装在外壳里面，而第一衍射元件被固定地连接到外壳的能透过辐射的一侧。第一衍射元件可以放在与外壳的辐射窗离开一段距离的位置上，也可以通过一个环形物与外壳相连。另一种可能性是将该衍射元件设置在辐射窗上。也可以使第一衍射元件成为辐射窗的一部分。所说的第一外壳可以被固定在第二外壳中，第二外壳的转弯处有一个辐射窗。于是，第一衍射元件可以设置在这个窗上或成为该窗的一部分。通过使用上述可能的结构形式可以给出一种密集型扫描装置。就有利于装配而言，这个装置的实施例的更进一步的特征在于准直透镜是与外壳固定相连的。该准直透镜可以通过一个环形物固定地连接到第一外壳，在第一外壳上或第一外壳中设有第一衍射元件。对准直透镜来说，还有另一种可能性，即可构成第二外壳辐射透射的终结;第一外壳固定在第二外壳中。如果第一衍射元件成为第二外壳的一部分，则准直透镜可以作为第三外壳辐射透射的终止;第二外壳固定在第三外壳中。在这个装置中，物镜系统被设置在辐射光路中准直透镜后面。如美国第4668056号专利中所描述的那样，该物镜系统可以是具有至少一个球形表面的单透镜，该单透镜也能起准直透镜的作用。美国第4668056号专利中所描述的这种技术可以用来改进本专利技术所述装置装配的密集化和简易性。该装置的特征在于物镜系统以单独物镜透镜的方式固定地与外壳相连。该单独物镜透镜可以上述准直透镜相同的方式与外壳相连。按照本专利技术所述的装置可以使用不同的聚焦误差检测方法。在实施例中采用的第一种可能的检测方法的特征在于，第二衍射元件是具有常数光栅周期的衍射光栅，该光栅的光的栅条纹实际上垂直于有效径迹方向，而其中的第一衍射元件是具有不同光栅周期的衍射光栅，其中的组合探测系统由4个探测器组成，这本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于光学扫描一个反射幅射的信息平面的装置，该装置包括一个幅射源，它提供扫描光束，一个物镜系统将扫描光束在信息平面处聚焦成扫描光点并使扫描光点在组合式录敏幅射探测系统上重新成像；还包括第一衍射元件，该元件置于幅射源与物镜系统之间的光通路中，该元件使一部分被信息平面反射的幅射偏转到灵敏幅射探测系统，并以这样的方式改变被衍射的光束，即借助于组合探测系统来获得聚焦误差信号，其特征在于，在幅射源和第一衍射元件之间设置第二单独的衍射元件，用于使来自幅射源的光束分成扫描光束和两束辅助光，这些光束在信息平面内分别形成扫描光点和两个辅助光点；组合探测系统包括使辅助光点重新成象的附加探测器，而且第二衍射元件是如此之小并被置于使得被第一衍射元件衍射的光束不能到达该第二衍射元件的位置上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】NL 1988-12-5 88029881.一种用于光学扫描一个反射辐射的信息平面的装置，该装置包括一个辐射源，它提供扫描光束；一个物镜系统将扫描光束在信息平面处聚焦成扫描光点并使扫描光点在组合式灵敏辐射探测系统上重新成像；还包括第一衍射元件，该元件置于辐射源与物镜系统之间的光通路中，该元件使一部分被信息平面反射的辐射偏转到灵敏辐射探测系统，并以这样的方式改变被衍射的光束，即借助于组合探测系统来获得聚焦误差信号，其特征在于在辐射源和第一衍射元件之间设置第二单独的衍射元件，用于使来自辐射源的光束分成扫描光束和两束辅助光，这些光束在信息平面内分别形成扫描光点和两个辅助光点；组合探测系统包括使辅助光点重新成象的附加探测器，而且第二衍射元件是如此之小并被置于使得被第一衍射元件衍射的光束不能到达该第二衍射元件的位置上。2.一种按照权利要求1所述的装置，其特征在于两个衍射元件都是能透过辐射的。3.一种按照权利要求1所述的装置，其特征在于两个衍射元件中至少有一个是反射元件。4.一种按照权利要求3所述的装置，其特征在于第一衍射元件是反射的而第二衍射元件是能透过辐射的。5.一种按照权利要求3所述的装置，其特征在于第一衍射元件是能透过辐射的而第二衍射元件是反射的。6.一种按照权利要求3所述的装置，其特征在于第一和第二衍射元件都是反射的。7.一种按照权利要求6所述的装置，其中辐射源是一个二极管激光器，灵敏辐射探测系统包括一个复合光电二极管，其中二极管激光器和光电二极管排布在位于外壳一侧的一个部件上，外壳的相对的另一侧有一辐射窗，其特征在于第二衍射元件装在外壳里，而第一衍射元件固定连接到外壳的能透过辐射的一侧。8.一种按照权利要求7所述的装置，其特征在于将一准直透镜固定地与外壳相连接。9.一种按照权利要求7所述的装置，其特征在于物镜系统以单个物镜的形式固定地与外壳相连接。10.一种按照权利要求1至9中任一项所述的装置，其特征在于第二衍射元件是一个具有常数光栅周期的衍射光栅，其光栅条纹基本上横截于有效径迹方向;第一衍射元件是一个具有变化周期的衍射光栅;组合探测系统由四个探测器组成，它们排布于被第一衍射光栅反射的扫描光束主光线周围的四个不同的象限中，重新成象的扫描光点的形状由这些探测器确定。11.一种按照权利要求10所述的装置，其特征在于第一光栅具有直线光栅条纹和线性变化的光栅周期。12.一种按照权利要求10所述的装置，其特征在于第一光栅的光栅条纹是弯曲的;四象限探测器的分离条纹分别平行或垂直于有效径迹方向。13.一种按照权利要求1至9中任一项所述的装置，其特征在于第二衍射元件是一个具有常数光栅周期的衍射光栅，它的光栅条纹基本上横截于有效径迹方向;第一衍射元件是一个组合光栅，由两个分光栅组成，将被偏转的扫描光束分成两束次级光束;组合探测系统由两个探测器对组成，第一和第二次级光束分别与第一和第二探测器对相配合。14.一种按照权利要求13所述的装置，其特征在于各分光栅具有变化的光栅周期;各分光栅的光栅条纹是弯曲的。15.一种按照权利要求13或14所述的装置，其特征在于一个分光栅的光栅条纹具有和另一分光栅的光栅条纹相同的主方向;各分光栅的平均光栅周期是不相同的;各探测器对沿着与分光栅之间的分界线平行的方向并排设置。16.一种按照权利要求13或14所述的装置，其特征在于各个分光栅有相同的平均光栅周期;一个分光栅的光栅条纹主方向以第一角度，而另一分光栅的光栅条纹主方向以第二角度向两个分光栅的分界线延伸;各探测器对沿着与所说的分界线方向横截的方向并排设置。17.一种按照权利要求13或...

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉杰勒德奥普海，彼得库普斯，艾德里安斯约翰尼斯杜伊韦斯蒂恩，德克科尼利斯范埃克，彼得迪佐埃滕，
申请(专利权)人：菲利浦光灯制造公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]