[发明专利]光扫描器

说明书

本发明涉及对光学可读记录载体的信息层扫描的光扫描器，该扫描器包括辐射源和有光轴的物镜系统，能将辐射源工作时提供的辐射束聚焦到信息层上的扫描斑点，物镜系统装备有第1透镜和第2透镜，第1透镜包括有第1中心和第1直径的第1个基本上为球透镜体的一部分，第2透镜包括有第2中心和第2直径的第2个基本上为球透镜体的一部分，第2直径小于第1直径，第1中心和第2中心基本上位于光轴上。

本发明也涉及包括有这种第1和第2透镜的物镜系统。

本发明进一步涉及装备有托盘，光扫描器和位移装置的光播放机，托盘可在给定的移动方向上移动，光扫描器对可放置在该托盘上的光学可读记录载体的信息层扫描，借助于位移装置该扫描器的至少一个物镜系统可在与该托盘运动方向基本垂直的方向上移动。

从专利EP-A0944049已知在其起始段落中描述的几种光扫描器，采用该光扫描器的光播放机和用在该扫描器中的物镜系统。该已知物镜系统的第1透镜是一种物镜透镜，而第2透镜是装在物镜和被扫描的记录载体之间的一种辅助透镜。利用该第2透镜，这种已知的透镜系统具有相对大的数值孔径，所以在被扫描的记录载体上提供相对小的扫描斑点。第2透镜包括一半以上的第2球透镜体，以便在该记录载体方向上距第2中心r/n处形成扫描斑点，此处r为第2透镜体的半径，n为该第2透镜体材料的折射率。扫描斑点的这种位移进一步增大了数值孔径。因此，该已知扫描器适合于对具有相对小的初等信息特性，即具有相对大的信息密度，例如高密度CD的记录载体的扫描。因为这种物镜系统的自由工作距离小于该辐射的波长，所以透镜体和它们的相互位置具有相对宽的容差。

这种已知的物镜系统，已知的光扫描器和已知的光播放机，尽管有所说的宽的容差，但要想获得所希望的物镜系统的光学质量却有相对大的困难。在大的自由工作距离时，容差变得相当严格，因而要获得想要的光学质量将变得更为艰难。

本发明的目的是提供在起始段落中所描述的一种物镜系统，一种光扫描器和一种光播放机，用它们可以获得想要的光学质量而困难较少。

为了实现这个目的，根据本发明的扫描器其特征是第1和第2透镜分别包括一半以上第1和第2球透镜体。本发明基于这样一种认识，即有两个透镜的物镜系统的光学质量很大程度上取决于两透镜的相互定位。分隔的两个透镜的光轴应在预定的相对小的容差范围内相互重合。从与物镜光轴相垂直的方向观看，两透镜的光轴应相互具有准确的位置并应准确地相互平行。已知的物镜系统的对准是相当困难的，因为在两个透镜上提供所需准确度的定位面本身就是一种非常精细的工艺。但是，当透镜包括的球透镜体多于一半时，可以找出该球区，即该透镜体的外边沿以在围绕与光轴相垂直的大圆环内形成满意的定位面。而且，可以采用相对简单的工艺，例如滚动工艺，非常准确地加工球透镜体。由于该透镜为球形，相对中心而言的外边缘的位置可很好地确定，所以可以用相对容易的方式实现相互位置的所需准确度。

这种透镜体的另外一种优点是在配件中定位之后，透镜仍可围绕该透镜体中心在配件内倾斜有限角度，而从与配件中心线相垂直的方向上观看透镜的位置并未受到影响。因此，透镜光轴的方向，它通过透镜体中心，可以加以调节。由于平坦部分的加工，例如对平坦部分的磨光和抛光，球形进入相对平坦部分处透镜体的边就相对粗糙。在接合透镜的工艺期间当透镜体的粗糙边和配件的内壁相接触时，或者当接合工艺后它的粗糙边与内壁啮合时，透镜体有可能偏离中心或者甚至被粘住。根据本发明的透镜体不会有这种问题，因为该粗糙面远离与内壁啮合的定位面。

当物镜系统的第1和第2透镜包括一半以上的球透镜体时，可以将第1和第2透镜的中心很准确地定位在配件的中心线上，而且可以使第1和第2透镜的光轴相互准确地平行。由于第1和第2透镜的对准相对简单，可以获得对物镜系统所希望的光学质量而困难很小。

第1和第2球体光轴上的厚度最好大于1.01倍该球体的半径。在这种情况下，当在接合透镜体工艺期间一个透镜的光轴在角度0.5°处延伸至配件中心线时，透镜体与配件内壁的啮合仍保持满意。透镜体的厚度和半径之间的差异最好大于该厚度的加工容差。