[发明专利]信息面的光学扫描装置

说明书

本发明涉及一种光学扫描装置，它用来扫描可反射辐射光的带有迹线的信息面，该装置包括一个提供扫描光束的辐射光源；一个物镜系统，用来将扫描光束聚焦于该信息面的一个扫描点上，以及将该扫描点再成象于一光敏检测系统，以产生一信息信号；一个设于辐射光源和物镜系统之间的光路中的跟踪光栅，用来形成两个跟踪光束，这两条光束由物镜系统聚焦在信息面的两个跟踪点上，这两个点再成象在两个跟踪检测器上，以产生一个跟踪误差信号。

上述扫描光束可理解为是上述物镜系统所截获的上述光源所发出的辐射光束的一部分，它被聚焦而形成一个扫描点。该扫描光束可以是一个可读出已写信息面的非调制光束，也可以是一个可写入和/或可擦除信息面上的信息的调制或非调制光束。跟踪的意义应理解如下：即信息面上扫描点的中心位于所扫描的踪迹的中心线上。

从欧洲专利申请0305169号中可了解到一种上面所述的典型的装置，在该装置中，两条跟踪光束是由设置在扫描光束中的一个光栅来形成的。这种装置有如下缺点，即只有部分扫描光束的能量用来形成跟踪光束，所以扫描点的强度就比较小，特别是当信息在高速度下写入时更为不利，而且，当读出信息信号时，还会使信噪比降低。

本发明的目的是提供一种没有上述缺点的装置，在这种装置中，当形成跟踪光束时，由辐射源所发出的辐射能得到了最佳的利用。本发明的装置的特征在于它的跟踪光栅包括两部分，这两个部分位于一个平面上的扫描光束的两侧部位，该光栅的两部分接收来自辐射源的光束的边缘部分。

在现代用于光记录载体的扫描装置中，半导体二极管激光器是用来作为辐射源的，二极管激光器所发出的辐射光束的截面近似地是椭圆形的。为了能够在信息面上形成一个尽可能小的、受衍射限制的扫描点，它确保所述光束正好以其椭圆的短轴方向落入所述物镜的光孔中。在现代的扫描装置中，光束的椭圆长轴方向上的边缘部分是不利用的。

而本发明基于这样的考虑，即跟踪光束可由上述这些边缘部分形成，因此，它不需要再从扫描光束中提取能量。

从欧洲专利申请0351953号还可知道已公开了一种光学扫描装置，其中的光栅是用来将辐射源发出的光束的边缘部分形成两束辅助光束，但是，这两束辅助光束并非跟踪光束，而是用来测量光盘相对于扫描装置的光轴的倾斜程度。而跟踪光束本身则是由扫描光束形成的。

从日本专利申请58—35737还可以进一步了解到利用梯形棱镜还可以将光束的边缘部分形成跟踪光束，但是，装置结构的简化，可通过采用光栅来完成，而使用棱镜却不能实现。

本发明装置值得推荐的特征还在于由信息面所反射的扫描光束的一部分被主光栅折射向检测系统，该光栅设于辐射源和物镜系统之间的扫描光束的光通路上，该主光栅的平面与跟踪光栅的平面平行，从而可使用类似的元件完成不同的功能，从制造技术的观点来看，这是很有利的。

所述主光栅和跟踪光栅可设置在一个载体的不同侧边上，不过，本发明的装置也可以采用这样的特征，即主光栅与跟踪光栅都设于一个平面上，因而两个光栅可用一个模具同时制造，例如，可用复制工艺制造。

本发明装置值得推荐的特征还在于其跟踪光束是由辐射光的边缘部分形成的，它们是由跟踪光栅的正一级和负一级或更高级的衍射所成，这是一种取得具有预期方向和能量的跟踪光束的最简单的途径。该一级光束通常包含着能量最强的衍射光束。进而，光束的能量还可以通过选用合适的跟踪光栅槽形来加以改变。如果辐射光的边缘部分具有很大的能量，则可使光栅具有较浅的刻槽，以使跟踪点的强度保持在一个较低的程度上而不致使这些跟踪点引起信息层的任何过热，进而影响扫描光束的写入质量。

本发明的装置有两类实施例，第一类实施例的特征是所述跟踪光栅设置在由信息面反射的跟踪光束的光路之中，从而该跟踪光栅是用来形成跟踪光束，以及将该反射的跟踪光折射向跟踪检测器耦合输出。

第一类中第一个实施例的特征在于主光栅将反射的扫描光束折射向跟踪检测器。

实际上，在检测系统上接收到足够的辐射光可能有些困难，特别是当O级的扫描光束的能量必须尽可能大，而其他各衍射级的能量很小的时候更为困难，因此第一类中第二个较好的实施例的特征在于提供了一个辅助的检测系统，即两个检测系统分别接收正第一级衍射和负第一级衍射的反射扫描光束部分。

第一类的第三个实施例的特征在于至少一个检测系统是与一个跟踪检测器在一个基体上形成一个整体的，这种整体制成的检测器具有结构上的优点。