专利名称：光扫描器的制作方法
技术领域：
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。
根据本发明的扫描装置的一种特殊实施方案，其特征在于至少第1和第2透镜之一由一个垂直于光轴延伸的边界面在一侧所界定。对球透镜体可以用准确定位的平面边界面在窄的容差范围内相对容易地加以定位。准确地说，该边界面只应当是平面，并有与该边界面相垂直的由透镜体中心线形成的该透镜光轴。这样一种透镜可以在配件的桥台上容易而准确地对准。当该桥台在与配件中心线相垂直的平面内延伸时，透镜的光轴将会准确地和中心线平行。所说的桥台应该是以一种准确的方式垂直于该配件中心线，并且可以用常规工具，例如车床，以相对简单的方式进行加工。当第1和第2透镜均装备有垂直于光轴的边界面时，就可以相当容易地使两个透镜的光轴基本上平行。
第1和第2透镜可以分别固定在第1和第2配件内，它可以沿光轴方向相互位移。当两个配件相互准确地对准之后，透镜的光轴也将准确地重合。但是，根据本发明的一种特殊实施方案的特征在于第1和第2透镜被锁定在一种相互固定的位置。结果，两个透镜可以一种简单的透镜座加以固定，该透镜座包括分别用于第1和第2透镜的第1和第2配件。可以相对简单地使在这种透镜座内的第1配件的中心线和第2配件的中心线在小的容差范围内相互重合。在配件的内壁可以装备啮合该透镜体球形外边的突出凸缘。但是，内壁最好是有公共中心线的基本圆柱面。这可以用常规工具，例如车床，以相对简单的方式将透镜座的第1和第2配件加工成分别有第1和第2圆柱面内壁而实现。
根据本发明的扫描器的一种进一步实现方案其特征是至少第1和第2透镜之一的一边具有非球面形状。这种非球面形状提供足够的设计自由度，以实现用于光学可读记录载体的扫描器对物镜系统所施加的严格要求。采用已知的常规复制工艺，在透镜的边界面或球面上通过喷层可以得到非球面形状。
根据本发明的扫描器的一种特殊实施方案其特征是至少第1和第2透镜体之一包括色散系数大于63的透明材料。由于色散系数高，在半导体激光器写和读功率切换期间其波长的变化将只会导致可容许的小的散焦，因此降低了物镜焦距的波长依赖性。
当第1和第2透镜体包括相同透明材料时，物镜的加工成本较低。而物镜系统的自由度数仍大到足以实现所希望的光学特性。
根据本发明的扫描器的一种特殊实施方案，其特征是至少第1和第2透镜体之一包括折射率小于1.54的透明材料。透镜体材料的相对低的折射率将导致透镜体在其光轴上有相对小的厚度，因而有相对小的质量。较轻的透镜体将增大调节器的带宽，这种调节器被用于保持物镜系统在焦点和磁道上形成的扫描斑点。而且，折射率低的材料比折射率高的材料便宜。
根据本发明的光扫描器的一种特别实施方案适合于写和擦除磁-光记录载体，并为此目的而装备有磁铁线圈。该磁铁线圈最好安放在第2透镜的第2边界面上。第2透镜光轴上的厚度最好大于该透镜体半径的一半，以便获得根据本发明定位所提供的优点。
在根据本发明的扫描器的一种特别实施方案中，磁铁线圈埋头在第2透镜中的，因而减少了有磁铁线圈的透镜的厚度。为此，第2边界面有一中央边界面和一个沿光轴移位的外围边界面，磁铁线圈安置在外围边界面上，由外围边界面的平面所界定的第2透镜体的部分包括一半以上的第2球透镜体。中央边界面对位于光轴上的第2透镜的部分构成一个端面，透镜的该部分从外围边界面的平面凸出并且被磁铁线圈所包围。第2透镜光轴上的厚度就是对该物镜系统光学设计所要求的厚度。凸出部分的直径大到足以让会聚的辐射束通过透镜而无晕映。
根据本发明的扫描器的一种特殊实施方案装备有透镜座，该座包括有中心线和内壁用于第2透镜的配件，该中心线基本上与光轴相重合，该配件朝从第1到第2透镜的方向沿光轴延伸直至超出第2透镜体中心，磁铁线圈紧固在该配件远离第1透镜的侧面上，磁铁线圈的内径基本上等于该配件的内径。第2透镜可以定位在轮廓分明的该配件内侧，而轮廓不够分明的磁铁线圈内侧对第2透镜的位置不会有任何影响。由于直接围绕第2透镜定位，磁铁线圈有相对小的内径，所以可以产生相对大的磁场。
根据本发明的一种物镜系统，其特征是第1和第2透镜分别包括一半以上的第1和第2球透镜体。
根据本发明的一种光播放机，其特征是其光扫描器是此前所描述的那种光扫描器。
参照以下所描述的实施方案，本发明的这些和其他方面将得到进一步阐述和变得明显。
在附图中
图1从原理上展示根据本发明的光播放机；图2从原理上展示根据本发明的光扫描器，该扫描器用于图1中的光播放机；图3，4，5和6分别为按照本发明的第1，第2，第3和第4实施方案的原理剖视图，适合于用在图2中所示的扫描器中；图7从原理上展示一种准直工具，该工具通过本发明的一种方法用在图4中所示的透镜系统的加工中，和图8从原理上展示一种准直工具，该工具通过本发明的另一种方法用在图4中所示的透镜系统的加工中。
根据本发明的光播放机的实施方案，原理上如图1所示，包括一托盘1，它可以围绕转轴3旋转，并可以用紧固在框架7上的电机5驱动。可以将光学可读记录载体9，例如DVD放在托盘1上，记录载体装备有碟形透明基片，在基片上的信息层13有螺线形信息磁道。该信息层13用透明保护层11覆盖。该光播放机进一步包括根据本发明的光扫描器15，用于光学扫描记录载体9的信息道。借助于光播放机的位移装置17，扫描器15可以基本上在相对转轴3的两个相反径向X和X’移位。为此，将扫描器15紧固到位移装置17的滑动装置19，该滑动装置进一步在框架7上装备有直线导轨21并向X方向平行延伸，滑动装置19可以在导轨上位移，以及可以让滑动装置19在导轨21上位移的电机23。在工作期间，电机5和23受该光播放机电控单元(未示出)控制而驱动，记录载体9则围绕转轴3转动，而扫描器15则以这种方式平行于X方向移位使记录载体9上的螺线信息道被扫描器15扫描。在扫描期间，信息道上存在的信息可以用扫描器15读出，或者用扫描器15可将信息写入该信息道。
图2从原理上示出根据本发明的光扫描器15，该扫描器用于根据本发明的光播放机。该扫描器15包括辐射源25，例如，有光轴27的半导体激光器。而且，该扫描器15包括一束分光器29，该分光器包括一透明片31，该透明片有面向辐射源25的反射表面33并被安放在与该辐射源25的光轴27成45°角度的位置上。而且，该扫描器15包括有光轴37的准直透镜单元35和根据本发明的一光学透镜系统39，该准直透镜单元35安置在束分光器29和透镜系统39之间。在所示的这种实施方案中，准直透镜单元35包括一单一准直透镜43，而透镜系统39则包括安置在物镜45和记录载体之间的第1透镜，或物镜透镜45，和第2透镜，或辅助透镜47。在所示的这种实施方案中，准直透镜单元35的光轴37和透镜系统39的光轴41相重合并且与放射源25的光轴27形成90°角。该扫描器15进一步包括一种已知的常规类型的光探测器49，相对于准直透镜单元35它处于束分光器29的后面。
在工作期间，辐射源25产生辐射束51，该辐射束受束分光器29的反射表面33的反射并由透镜系统39聚焦到记录载体9的信息层13上的扫描斑点53。辐射束51被信息层13反射而变成被反射的辐射束55，它经由透镜系统39，准直透镜单元35和束分光器29聚焦到光探测器49上。为了读出在记录载体9上的信息，辐射源25发生连续的或脉冲辐射束51，而光探测器49供给探测信号，该信号对应于在记录载体9的信息道上在扫描斑点53中存在的一连串连续不断的初等信息符号。为了在记录载体9上写入信息，辐射源25发生其功率与所写信息相对应的一辐射束51，而在记录载体9的信息道上的扫描斑点53内发生一连串连续不断的初等信息符号。注意，本发明的范围也包括其辐射源25，准直透镜单元35和透镜系统39相互按不同方式安排的光扫描器。例如，本发明包括准直透镜单元35的光轴37和透镜系统39的光轴41相互包成90°角的实施方案，和在准直透镜单元35和透镜系统39之间置放一面镜子的实施方案。在些实施方案中，当从与透镜系统39的光轴41相平行的方向观看，该光扫描器已经缩小了尺寸。本发明还包括，例如，将辐射源25和准直透镜单元35不放置在滑动装置19而是相对框架7而言处于一固定位置的实施方案，和将准直透镜单元35的光轴37平行于径向方向X，X’取向的实施方案。在这些实施方案中，只有透镜系统39和另外的一面镜子置放在滑动装置19上，所以缩小了滑动装置19的可位移幅度。
如图2中进一步所示，该光扫描器15包括第1调节器57和第2调节器59。借助于第1调节器，透镜系统39可平行于光轴41位移相对小的距离和平行于X方向位移相对小的距离。借助于第1调节器57，通过将透镜系统39平行于光轴41位移，扫描斑点51用所希望的准确度聚焦到记录载体9的信息层13上。借助于第1调节器57，通过将透镜系统39平行于X方向位移，其扫描斑点53以所希望的准确度维持在被跟踪的信息道上。为此，第1调节器57受从光探测器49接收聚焦误差信号和误跟踪信号的光播放机的所说控制单元驱动。借助于第2调节器59，准直透镜单元35的准直透镜43可平行于光轴31位移相对小的距离。借助于第2调节器59，通过将准直透镜43平行于光轴43位移，可以校正由记录载体9的透明保护层11所引起的辐射束51的球面象差。这种球面象差主要是由于保护层11的厚度波动所引起的。借助于电控电流，由所说的光播放机的控制单元驱动第2调节器59，光播放机从传感器(未示出)接收误信号，而传感器，例如，可以测量扫描斑点53邻近的透明保护层11的厚度。这种控制单元适于以这样一种方式控制通过第2调节器59的电流使调节器透镜43可定位在使所说的球面象差按一种预定的已知常规方式加以校正的位置。
根据本发明的该光学透镜系统39详细示于图3。透镜系统39包括透镜座61和物镜系统。物镜系统包括第1透镜45和第2透镜47。透镜座61有用于第1透镜，或物镜透镜45的第1配件63，和用于第2透镜，或辅助透镜47和第2配件65。物镜透镜45和辅助透镜47分别包括基本上为球形的第1透镜体67的一部分和基本上为球形的第2透镜体的一部分，第1透镜体的第1直径为D1，第2透镜体的第2直径为D2，D2小于D1。第1透镜体67在其面朝辅助透镜47的一面有边界面71，所以其方向与边界面71相垂直的第1透镜体67的中心线构成该物镜45的光轴73。第2透镜体69在其远离物镜45的一面有边界面75，所以其方向与边界面75相垂直的第2透镜体69的中心线构成该辅助透镜47的中心线77。两个透镜体67和69通过已知的常规复制工艺在它们远离边界面71，75的一面装备有喷层79，所以得到消球差透镜表面。物镜透镜45和辅助透镜47上的标号81标记在复制工艺后残留在相应透镜体67，69上的残余喷层量。
光学透镜系统39的一种特别实施方案是将波长为400nm的平行辐射束51改变成数值孔径(NA)为0.85的会聚束，该会聚束通过记录载体9上的保护层11在信息层13上形成扫描斑点53。该光学透镜系统39和保护层11之间的自由工作距离为0.15mm，在所说的辐射束51的波长情况下，该保护层11的厚度为0.1mm，折射率为n＝1.624。光学透镜系统39的第1透镜45的直径为4.14mm，光轴73上的厚度为2.319mm，入射光瞳直径为3.0mm。第1透镜45的透镜体67用反射率为1.499和色散系数为70的Schott玻璃FK5制成。第1透镜面朝准直透镜43的凸面的曲率半径为2.07mm。在第1球透镜体67上喷涂薄的聚丙烯喷层79可以实现这种凸面的非球形状。喷层79的喷剂其折射率为1.595，光轴73上喷层79的厚度为19μm。它的旋转对称非球形用下面方程决定z(r)=Σi=18A2ir2i]]>式中Z为该表面沿光轴73方向的位置，单位为mm，r为到光轴73的距离，单位为mm，Ak为r的K次幂系数。系数A2至A16的值分别为0.2643886，0.008869125，-3.3763645 10-6，0.0014305415，-0.0013369808，0.0006112074，-0.00014547052和1.2928731 10-5。与该凸面相反的第1透镜45的边界面71其曲率半径为无穷大。光学透镜系统39的第2透镜47其直径为1.7mm，光轴77上的厚度为0.977mm，距第1透镜45的距离为0.356mm。第2透镜47的透镜体69同样用Schott玻璃FK5制成。第2透镜47朝第1透镜45的凸面其曲率半径为0.85mm。该凸面的非球形状用上面的方程式决定，其中系数A2至A16的值分别为0.6052026，0.21991899，0.12419616，0.023176954，0.15057964，0.56573255，-1.2308544和0.73899785。在光轴77上用厚度为7μm的聚丙烯喷层79可实现非球形状。第2透镜47的另一侧的边界面75其曲率半径为无穷大。第1和第2透镜的总重量为53g。该物镜系统自由工作距离的色位移仅为0.18μm/nm。第1和第2透镜的偏心必须小于14μm。两个透镜光轴之间的角度必须小于0.7mrad。第1和第2透镜的透镜体的半径与各自准称值的偏离不应大于40μm。这种物镜系统，其光学特性必须符合严格的要求，尤其是在所说的窄容差范围变得突出，可以借助于按本发明提供的措施以一种相对简单的方式进行加工。
为了获得透镜系统39的正确的光学工作性能，物镜透镜45和辅助透镜47的光轴73，77，从与该透镜系统39的光轴41相垂直的方向观看，应当在很准确的容差范围内相重合，并且应当平行。根据本发明，所说的容差是以相对简单的方式这样获得的，即透镜座61的第1配件63和第2配件65分别具有第1圆柱面内壁83和第2圆柱面内壁85，两者的公用中心线87和光轴41相重合，第1内壁83的直径基本上等于第1直径D1，第2内壁85的直径基本上等于第2直径D2。而且，物镜透镜45和辅助透镜47分别包括一半以上的第1球透镜体67和第2球透镜体69，即是说，从平行于光轴73，77的方向观看，该物镜透镜45和辅助透镜47的高度分别大于D1/2和D2/2。结果，物镜透镜45和辅助透镜47分别具有直径等于D1和D2的圆形周边，使得物镜透镜45和辅助透镜47，从与中心线87相垂直的方向观看，分别准确地被第1内壁83和第2内壁87所包围，并且相对中心线87和相互之间准确地处于中心。在加工透镜系统39时，可以采用常规工具，如车床，在透镜座61内准确地加工出内壁83和85。随后，首先置放辅助透镜47并紧固在第2配件65内。在所示的实施方案中，辅助透镜47在第2配件内的固定是采用压力配合的方法将第2球透镜体69固定在第2内壁85内。但是，也可以用不同的方法，例如，用胶粘，将辅助透镜47固定在第2配件65内。随后，将物镜透镜45安放在第1配件63内，使物镜透镜45在与中心线87相垂直的方向与辅助透镜47同心。用已知的常规干涉仪定线工艺，随后将物镜透镜45的光轴73与辅助透镜47的光轴77平行对准。在这种工艺中，借助于已知的常规操作装置通过绕垂直于中心线87的倾斜轴的限定角度使物镜透镜45倾斜。因为物镜透镜45包括一半以上的该球透镜体67，在倾斜期间物镜透镜45和第1内壁83完全保持接触，所以当物镜透镜45倾斜时，物镜透镜45和辅助透镜47在与中心线87相垂直方向上的准确相互同心是不会受影响的。最后用胶将物镜透镜45固定在第1配件63内。如图3中进一步所示，透镜座61的第1配件63和第2配件65基本上是套筒形状，第1配件63有用于将透镜座61固定到第1调节器57的环状凸缘89。该套筒形状的配件63，65通过空心的锥形的中央部分91相互连接，所以透镜座61有非常满意的刚性和形状的准确性。物镜透镜45和辅助透镜47的相互位置基本上不受加速力的影响。
根据本发明的透镜系统39’的第2种实施方案，示于图4，也适于用在扫描器15以取代在此前描述过的透镜系统39。图4中，用相同的标号标记与透镜系统39部件相对应的透镜系统39’的部件。以下只对与透镜系统39不同的透镜系统39’的某些方面加以描述。
如图4所示，透镜系统39’的透镜座61的第1配件63装备有桥台93，用于物镜透镜45的边界面71。在所示的实施方案中，桥台93包括一环状面95，该环状面95垂直于中心线87延伸并将第1内壁83和第2内壁85以一种阶梯形方式相连接。但是，该桥台可以不同的方式形成，例如，以三个支撑面的形式，每个面在与公共假想面内的中心线87相垂直的方向延伸。因为环状面95垂直于中心线87延伸，物镜透镜45的边界面71与环状面95啮合，所以该物镜透镜45的光轴73准确地平行于中心线87延伸。如图4中进一步所示，环形体97围绕第2配件和锥形中央部分91安排。该环形体采用弹性材料，如用聚丙烯制成并充当缓冲器以防止由于透镜系统39’和记录载体9之间的机械接触而损坏记录载体9。
根据本发明的扫描器，当装备有磁铁线圈让其在扫描斑点53位置上发生磁场时，可用来写和擦除磁-光记录载体上的信息。该透镜系统39’中的磁铁线圈可以围绕第2配件65绕线，如图4中所示，此处线圈取代3环形体97的一部分，或者说线圈和环形体成了一个整体。
图5所示为根据本发明的透镜系统39″的第3种实施方案，在这种方案中，将磁铁线圈120安放在第2配件65下面并固定在第2配件65的远离第1透镜45的一侧122上。第2配件65延伸到辅助透镜47的中心121下面。结果，可将辅助透镜47定位和固定在轮廓分明的第2配件65的第2内壁85上，而轮廓不够分明的磁铁线圈120的内侧则对辅助透镜的定位没有影响。将磁铁线圈安放在第2配件下面，同将磁铁线圈围绕第2配件绕制而成的情形相比，磁铁线圈的内直径变小。较小的内直径使扫描斑点处的磁场增大。虽然图中所示的磁铁线圈120的外直径与第2配件65相同，但磁铁线圈可以有更大的直径，这一点对于产生所要求的场强而言也许是希望的。
图6所示是根据本发明的透镜系统39’的第4种实施方案，在方案中将磁铁线圈120’放置在铺助透镜47’下面。辅助透镜47’有一中央界面123，使光轴41上的该透镜有着同图5中所示的辅助透镜47相同的厚度。将相对中央边界面123凹入的辅助透镜的边界面75’安排在辐射束51通过的辅助透镜47’部分的外面。边界面75’的凹入是这样，使该透镜体的球形部分的高度大于D2/2，所以辅助透镜47’啮合到直径为D2的圆形周边的内壁85。因而使根据本发明的辅助透镜的定位仍为可能。磁铁线圈120’安放在外围边界面75’上。该磁铁线圈的高度是这样，使之在中央边界面123下面不会凸出。在配件65远延至线圈高度情况下，磁铁线圈的外部直径最好小于内壁85的直径。在配件65在边界面75’下面没有突出的情形下，磁铁线圈的外部直径可以大于内壁85的直径。磁铁线圈120’可用绕线或用蒸镀金属磁道，例如螺线形磁道来制做。蒸镀磁道的小的厚度为使中央边界面123的高度同外围边界面75’的高度相等提供了可能，从而增大了加工该辅助透镜47’的可能性。
图7从原理上展示将图4中所示的透镜系统39’的辅助透镜47相对物镜透镜45对准的方法。如上面所描述的那样，物镜透镜45的光轴73处于同中心线87平行的准确位置，因为物镜透镜45的边界面71与垂直于中心线87延伸的桥台93啮合。根据图7中的方法，透镜座61的第2配件65在远离物镜透镜45的一侧装备有垂直于中心线87延伸的环形端面99。借助于具有单一对准面103的定线工具101将辅助透镜47定位在第2配件65内。借助于定线工具101的对准面103，通过同时支撑辅助透镜47的边界面75和透镜座61的端面99，将辅助透镜定位在第2配件65内。因为端面99垂直于中心线87延伸，所以辅助透镜47的光轴77将定位在与中心线87平行的准确位置并且准确地对准物镜透镜45的光轴73。辅助透镜47的边界面75和透镜座61的端面99位于一公共平面内。根据本方法的定线工具其结果非常简单。除两个圆柱面内壁83和85之外，该透镜座61应装备垂直于中心线87延伸的桥台93和垂直于中心线延伸的端面99。用常规工具，例如车床，可以将桥台93和端面99准确安排，并且可在单一工艺步骤中提供桥台93和两内壁83和85。因此，可以用本发明的方法以一种相对简单的方式得到所要求的准确度。
图8从原理上展示怎样将图4中所示的透镜系统39’的辅助透镜同中心线87对准。首先，根据现在这种另外的方法将辅助透镜47，然后将物镜透镜45安放在透镜座61内。用定线工具105将辅助透镜47定位在第2配件65内，定线工具105具有第1对准面109的第1部分107和具有第2对准面113的第2部分111。第2对准面113是属于第2部分111的一种圆柱面心轴的端面。当定线工具105的第1部分107和第2部分111处于一种装配状态时，示于图8，两个对准面109和113准确平行。根据这种不同的方法，将透镜座61的第1配件63放到心轴115上，所以第1配件63的桥台93受第2对准面113的支撑。借助于第1对准面109将辅助透镜47定位在第2配件65内，而辅助透镜47的边界面75由第1对准面109支撑。当定线工具105处于装配状态时，示于图8，在第1对准面109和第2配件65之间有一自由空间117，所以第1对准面109相对第2对准面113的位置不受第2配件65存在的影响。因此辅助透镜47的边界面75被准确地定位于与桥台93平行。使辅助透镜47的光轴77准确地平行对准中心线97。随后通过将物镜透镜45的边界面71对着桥台93定位，也可以将物镜透镜45的光轴73带到平行于中心线87的准确位置，并因此准确地和辅助透镜47的光轴77对准。根据这种另外的方法所要求的定线工具105其结构不比图7中所示的准直工具101简单。但是，这种不同方法的优点在于，除两圆柱面内壁83和85外，透镜座61只需要装备垂直于中心线87延伸的桥台93。借助于常规工具，例如车床，可以在单一工艺步骤中准确地提供桥台93和内壁83，85，所以这种另外的方法也是相对地简单。因为在图8中所述的准直工具105处于装配状态时在第1对准面109和第2配件65之间存在自由空间117，在透镜系统39’加工之后辅助透镜47的边界面75从第2配件65突出一小的距离。这一点可以加以防止，例如，通过将准直工具105的第1部分装备相对第1部分107升高并且其直径小于第2配件65的第2直径D2的圆形对准面，以使边界面75在第2配件65中为埋头形的。
借助于在上面描述的按本发明的光播放机，在对记录载体9上的信息层13扫描期间，可以将信息层13上存在的信息读出或擦除，或者将信息写到信息层13上。注意，本发明也涉及仅能将记录载体的信息层上存在的信息读出的光播放机。
注意，本发明还包括这些实施方案，在这些实施方案中，透镜座61的两个配件63，65中至少有一个内壁，它不完全是圆柱面的而只有一部分是圆柱面的，从平行于中心线87的方向观看它有恒定的直径，如上面描述的实施方案那样，或者从平行于中心线87的方向观看有一恒定的直径穿过一有限的距离。在这样的实施方案中，将相关的透镜安排在有恒定直径的内壁的圆柱面部分之间。
还要注意，物镜系统的物镜透镜可以包括一半以上的球体，而辅助透镜可以包括一半或小于一半的球体。采用球形得到的定位物镜透镜的优点简化了物镜系统的对准。
最后注意，如图5和图6所示的磁铁线圈和第2透镜的装配也可以用于仅包括第2透镜的物镜系统，和用于除第2透镜外包括一个或更多其他透镜但至少第2透镜包括一半以上球透镜体的物镜系统。第2透镜中心下面围绕第2透镜的空间并非在配件中定位和固定第2透镜所要求，而是为磁铁线圈所用。
权利要求
1.一种用于扫描光学可读记录载体上信息层的光扫描器，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，该物镜系统装备有第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和第2中心基本上位于光轴上，其特征是第1和第2透镜分别包括一半以上的第1和第2球透镜体。
2.权利要求1的光扫描器，其中第1和第2透镜的至少一个由垂直于光轴延伸的边界面所界定。
3.权利要求1的光扫描器，其中第1和第2透镜相互紧固在一固定位置。
4.权利要求1的光扫描器，其中第1和第2透镜的至少1个具有球形形状。
5.权利要求1的光扫描器，其中第1和第2透镜的至少一个包括一种色散系数大于63的透明材料。
6.权利要求1的光扫描器，其中第1和第2透镜体包括相同的透明材料。
7.权利要求1的光扫描器，其中第1和第2透镜体的至少1个包括一种折射率小于1.54的透明材料。
8.权利要求1的光扫描器，其中有一磁铁线圈安排在第2边界面上。
9.权利要求8的光扫描器，其中第2边界面有一中央边界面和沿光轴位移的外围边界面，磁铁线圈安排在外围边界面上，由外围边界面的平面所界定的第2透镜的部分包括一半以上的第2球透镜体。
10.权利要求1的光扫描器，该扫描器装备有磁铁线圈和透镜座，透镜座包括有中心线和内直径用于第2透镜的配件，该中心线基本上与光轴相符，该配件朝从第1到第2透镜的方向沿光轴延伸直至超出第2透镜体的中心，磁铁线圈固定在该配件远离第1透镜的一侧并具有基本上与该配件内直径相等的内直径。
11.具有第1透镜和第2透镜的物镜系统，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和第2中心基本上位于中心线上，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。
12.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移动，光扫描器用于对置放在托盘上的光学可读记录载体的信息层进行扫描，利用位移装置，该扫描器的至少一物镜系统可在基本上与托盘移动方向相垂直的方向移动，其特征是该光扫描器就是权利要求1中要求保护的光扫描器。
全文摘要
本发明涉及适用于光扫描器(15)的物镜系统(39)。该透镜系统(39)包括装在透镜座(61)中固定位置的第1透镜,或物镜透镜(45),和第2透镜,或辅助透镜(47)。物镜透镜包括一半以上有第1直径D
文档编号G11B7/135GK1381044SQ01801402
公开日2002年11月20日 申请日期2001年3月1日 优先权日2000年3月27日
发明者B·H·W·亨德里克斯, P·G·J·M·努仁斯, D·维塞 申请人:皇家菲利浦电子有限公司