TW526652B - Optical scanning device - Google Patents

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TW526652B
TW526652B TW090106486A TW90106486A TW526652B TW 526652 B TW526652 B TW 526652B TW 090106486 A TW090106486 A TW 090106486A TW 90106486 A TW90106486 A TW 90106486A TW 526652 B TW526652 B TW 526652B
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scanning device
optical
optical scanning
optical axis
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TW090106486A
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Bernardus Hendrikus W Hendriks
Petrus Gerardus Josephu Nuyens
Derk Visser
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Koninkl Philips Electronics Nv
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Description

526652 Α7 Β7 五、發明説明（） 1 本發明係關於一種光學掃描裝置用以掃描一光學可讀取 兄綠載體的資訊層，該掃描裝置包含一輻射光源和一具有 光轴用以聚焦一輻射光束，由輻射光源在操作上供應，成 一掃描點在此資訊層上的物鏡系統，此物鏡系統備有一第 一透鏡包含一第一，實際上帶有一第一中心和第一直徑之 球面透鏡的一部分，和一第二透鏡包含一第二，實際上帶 有一第二中心和小於第一直徑的第二直徑之球面透鏡的一 部分，此第一和第二中心實際上位於此光軸上。 本發明也關於一包含此一第一和第二透鏡的物鏡系統。 本發明更關於一光學播放裝置備有一平台其可以在一給 足的移動方向中移動，一光學掃描裝置用以掃描一光學可 讀取記錄載體的資訊層其可以置於此平台上，和一位移裝 置，用此至少此掃描裝置的一物鏡系統可以在實際上垂直 於此平台移動方向之方向中移動。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 C請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 一種光學掃描裝置，一播放裝置其中使用此光學掃描裝 置，和一用於描述於開頭段落的此型式之掃描裝置的物鏡 系統已知自EP-A 0 944 049。此已知物鏡系統的第一透鏡是 一物透鏡而第二透鏡是一輔助透鏡其安排於此物鏡和被掃 描的記錄載體之間。藉由使用此第二透鏡，已知的透鏡系 統具有一相當大的數値孔徑使得一相當小的掃描點提供在 被掃描的記錄載體上。此第二透鏡包含此第二球面透鏡體 的一半以上爲了形成掃描點在一距此記綠載體之方向中之 第二中心r/n距離處，其中1：是第二透鏡體的半徑而n是此第 二透鏡體之材料的折射率。此掃描點位置的位移產生數値 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2ΐ〇χ 297公楚) " ------- 526652 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 A7 B7 彡、發明説明（2 ) --一- 々更曰加因此，已知的掃描裝置適合於掃描具有相 當小初步貧訊特性的記綠載體，亦即，具有相當大資訊密 度的a己綠載體，例如，一高密度CD。因爲此物鏡系統具有 /自由工作距離其比輻射的波長小，此透鏡體和其相互位 置具相當寬的容忍度。 此已知物鏡系統，已知光學掃描裝置和已知光學演奏裝 置的缺點是此物鏡系統之希望的光學品質不管該寬的容忍 度僅被完成帶有相當大的困擾。在一較大的自由工作距離 ’此容忍度變成非常地嚴格且此光學的品質甚至更難達 到。 本發明的一個目的在於提供一描述於開頭段落中之型式 的物鏡系統，一光學掃描裝置和一光學演奏裝置，其中此 希望的光學品質可以在較少困擾下達成。 要達到此目的，根據本發明的一掃描裝置其特徵爲，此 第一和第二透鏡個別地包含此第一和第二球面透鏡的一半 以上。本發明是基於認知到具有二個透鏡之物鏡系統的光 學品質與此二透鏡的相互定位非常有關。此分離透鏡的光 軸應該重合在預定相當小的容忍度内。由垂直於此物鏡系 統之光軸的方向來看，此透鏡的光軸因此應該相對於彼 此有精確的位置且應該精確地彼此平行。此已知物鏡系 統的校準相當困難，因爲在具有希望之精確度的二透鏡 上定位面的準備是非常精細的流程。然而，當一透鏡包 含超過半個球面鏡體時，此球帶，亦即，此透鏡體的外 側被發現形成一非常滿意的定位面繞此垂直於光轴的大 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 526652 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 A7 ____B7___五、發明説明（) ^ 3 圓。此外，球透鏡體藉由相當簡單的流程像例如，一滾 動流程’以一非常精確的方法來製造。由於此透鏡的球 面形狀，此透鏡體之外側的位置相對於中心是定義非常 清楚的，以至於此相互位置之希望的精確度可以用—相 當簡單的方法來實現。 此-透鏡體的另-優點是，在_固定裝置中的定位後， 此透鏡在此固定裝置中仍然是可傾斜的經過繞此透鏡體之 中心之限制的角度而無此透鏡的位置，垂直視於此固定裝 置的中心線，被影響。此透鏡之光軸的方向，通過此透鏡 體的中心，由此被調整。此透鏡體的邊緣，球形合併入一 相‘平的#刀處，疋相當粗糖的由於此平的部分之製造， 例如由於此平的部分之研磨和拋光。在接合於此透鏡系統 之程序的期間，當此粗糙的透鏡體邊緣與此固定裝置的内 壁接觸時，或當其粗糙的邊緣在接合的程序之後接合於此 内壁時，此透鏡體將會有離開中心或甚至卡住的可能。根 據本發明的透鏡體不會有這些問題因爲此粗糙的邊緣自接 合内壁的定位面移除。 當此物鏡系統的第一和第二透鏡都包含一球面透鏡體的 一半以上時，此第一和第二透鏡的中心可以非常精確的被 足位在此固定裝置或多個固定裝置的中心線，而且，此外 ’此第一和第二透鏡的光軸可以精確地表示彼此平行。由 於此第一和第二透鏡之相當簡單的的校準，此物鏡系統之 希望的光學品質可以在相當少麻煩下達成。 在此第一和第二球體之光軸上的厚度最好大於1〇1倍球 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) μ規格（2丨〇 X η?公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} -裝· -訂 1·. 526652 A7 B7 五、發明说明（ 請 先 閱 讀 背 面 之 注 意 事 再 填 馬 本 頁 體的半徑。在該情況中，此透鏡體與固定裝置内壁的接合 仍然滿意當’在接合此透鏡系統之流程期間，此透鏡之一 的光軸在一與固定裝置之中心線成〇.5度的角度延伸。在此 透鏡體之厚度和半徑之間的差最好大於厚度之製造的容許 度。 一根據本發明之掃描裝置的特別具體裝置，其特徵爲， 此第一和第二透鏡之至少一個被垂直於光軸延伸之邊界面 約束在一側。一球透鏡體可以相當容易地備有一精確定位 的平面邊界面在窄的容許度内。此邊界面應該是平面的僅 在一精確的方法中，帶有此透鏡的光軸被此透鏡體的中心 線所形成，其垂直於邊界面。此一透鏡可以容易地和精確 地被杖準在一固定裝置的鄰界處。當此鄰界處延伸在一垂 直於此固定裝置之中心線的平面上時，此透鏡的光軸將會 精確地平行於此中心線。該鄰界處應該以一精確的方法垂 直地提供於此固定裝置的中心線，其可以用一相當簡單的 方法來完成藉由常用的工具像，例如，一車床。當此第一 和第二透鏡都備有一垂直於光軸延伸的邊界面時：其相當 容易表7F此二透鏡的光軸事實上是平行的。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 固 此第一和第二透鏡可以個別地被固定在一第一和第二 疋裝置中，其可以相對於彼此在光軸方向中移動。當此二 固定裝置相對於彼此被精確地校準時，此透鏡的光轴也會 精確地重合。一根據本發明之掃描裝置的特別具體裝置Y 然而’其特徵爲’此第一和第二透鏡被固定自相對於彼此 的固定位置中° ^ ’二透鏡都可以被^在-包含個別 本紙張尺度適财國S家鮮（公慶一 526652 A7 B7 五、發明説明（） 5 地用於第一和第二透鏡之第一和第二固定裝置的單一透鏡 支架中。其相當容易造成在此一透鏡支架中之第一固定裝 置的中心線和第二固定裝置的中心線在很小的容許度内重 合。此固定裝置的内壁可以備有投射肋連接於此透鏡體之 球體外側。然而，此内壁最好事實上是具有一共同中心線 的圓柱。此可以用一相當簡單的方法來實現藉由用此第二 和第二圓柱内壁個別地提供給此透鏡支架的第一和第二固 足裝置，藉由常用的工具像，例如，一車床。 根據本發明之掃描裝置的另一具體裝置，其特徵爲，此 第一和第二透鏡之至少一個的一側.具有一非球面的形狀。 此非球面的形狀提供足夠的設計自由度以實現藉由用於光 學可讀取記錄載體之掃描裝置運用在物鏡系統上的嚴格要 求。此非球面的形狀可以藉由在此透鏡的邊界面或球面上 的漆層用一已知和常用之複製程序來獲得。 一根據本發明之掃描裝置的特別具體裝置，其特徵爲 ’此第一和第二透鏡體之至少一個包含一透明材料具有 阿貝數大於63。由於此高的阿貝數，與此物鏡系統之焦 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 距有關的波長可以被降低以此一在一半導體雷射之寫入 和讀取功率之間切換期間的波長變化導致一可接受之小 離焦的方法。 此物鏡系統可以在低成本下製造，當此第一和第二透鏡 體包含相同的透明材料。然後此物鏡系統之自由度的數= 仍然足夠大以實現此希望的光學特性。 一根據本發明之掃描裝置的特別具體装置，其特徵爲 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21GX297^ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 526652 A7 ------- B7 五、發明説明（) -- 6 ，此第-和第二透鏡體之至少—個包含—透明材料具有 -折射率小於L54。此透鏡體材料之相#低的折射率導致 :透鏡體具有相當小的厚度在此光轴上，而因此有一相 田j的貝里。-較輕的透鏡體產生—啓動器之頻寬的增 力”，其被用以保持由此物鏡系統形成的掃描點清楚且在 軌迢上在匕外，纟有一低折射率的材料比具有一高折射 率的材料便宜。 -根據本發明之掃描裝置的特別具體裝置適合用於寫入 和抹去磁光記綠載體，且爲了此目的備有一磁圈。此磁圈 最好安排在此第二透鏡的第二邊界面上。在此第二透鏡之 光軸上的厚度最好大於此透鏡體之直徑的一半以獲得根據 本發明之定位的優點。 在一根據本發明之掃描裝置的特別具體裝置中，此磁圈 被鑽孔裝埋於此第二透鏡中以降低帶有磁圈之透鏡的總厚 度。馬了這個目的，此第二邊界面具有一中央邊界面和一 周圍邊界面沿此光軸移位，此磁圈被安排在周圍邊界面上 ，而被此周圍邊界面的平面所約束之第二透鏡的部分包含· 此第二球面透鏡體的一半以上。此中央邊界面構成位於光 軸上足第二透鏡之一部分的端點面，該部分投射自此周圍 邊界面的平面且被磁圈圍繞。在此第二透鏡之光軸上的厚 度是像被要求用於此物鏡系統之光學設計的厚度。此投射 部分的直徑是足夠大的以通過經過此透鏡之收斂的輻射光 束而不會漸暈。 一根據本發明之掃描裝置的特別具體裝置，備有一透鏡 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項存填寫本頁)
526652 A7 B7 五、發明説明（ 經濟部中央標準局員工消費合作社印策 支木包3用^帶有中心線和内直徑之第二透鏡的固定裝 置，此中:、線實際上與光轴重合，且此固定裝置沿光車由延 伸在-自第-至第二透鏡的方向直到超過此第二透鏡體的 中心，此磁圈被固定在此固定裝置的一侧遠離第一透鏡且 具有-内直徑其實際上等於此固定裝置的内直徑。此第二 透鏡可以被定位在定義清楚之固定裝置的内側，而較U 義清楚之磁圈的内側在第二透鏡的位置上不會有任何影塑 ^由於直接繞此第二透歧位，此磁圈具有—相當小的二 1-徑以至於產生一相當大的磁場。 -根據本發明的物鏡系統，其特徵爲 诱 鏡個別地包含此第-及第二球面透鏡體的—半以上透 = 艮據本發明的光學演奏機，其特徵爲，此光學掃描裝 ^疋在上文中描述的光學掃描裝置。^發明的這些和其他的容貌是明顯的及將參考描述於下 又中的具體裝置來説明。在圖例中： 圖1顯示一根據本發明的光學演奏機， 圖2顯示一根據本發明的光學掃 之光學演奏機， #田裝置，使用於圖丄所示 —圖3」4,5和6是一根據本發明之透鏡系統個別地圖示第 於圄2; ’第三和第四具體裝置的橫截面，適合用於顯示 於圖2中的掃描裝置， ”丁 圖：示校準工具藉由根據本發明之方法用於顯 4中<透鏡系統的製造，及
-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本¥() —^1· m 1 I —1 1 - 訂 J·. 本紙張尺纽( CNS ) ( 210 X297^ -10- 526652 A7 B7 五、發明説明 圖8顯示一校準工具藉由根據本發明的另一種方法用於顯 示於圖4中之透鏡系統的製造。 一根據本發明的光學演奏機的具體裝置，圖示地顯示於 圖包含一工作台1其可繞一旋轉轴3旋轉，且可以被一固 疋於一框架7之電子馬達5驅動。一光學可讀取的記錄載體9 像，例如，一 DVD可以置於工作台1上，該記綠載體備有一 碟形透明的基板，在其上出現一具有螺旋資訊軌道的資訊 層13。此資訊層1 3鍍有一透明保護層11。此光學演奏機更 包含一根據本發明之光學掃描裝置15用以光學地掃描此記 錄載體9的貧訊軌道。此掃描裝置丨5實際上可以藉由此光學 演奏機的位移裝置17被位移在二個相對於旋轉軸3之相反的 仅向X和X’。爲了這個目的，此掃描裝置1 5被固定於位移裝 置Π的一滑道19其更備有一直線導引裝置21提供在框架7上 且平行於X方向延伸，橫過該導引裝置滑道19可以被移位， 和電子馬達23使滑道19可以移位橫過此導引裝置2丨。在 操作』間，馬達5和2 3被此光學演奏機的一電子控制單元 (未示出）所驅動，及記綠載體9由此繞旋轉軸3旋轉而同時地 此掃描裝㈣被平行於U向位移以在記綠載體9上的螺旋 資訊軌道被掃描裝置15掃描的方法。在掃描期間，出現在 資訊軌道上的資訊可以被掃描裝置15讀取，或資訊可以被 掃描裝置15寫在資訊軌道上。 :根據本發明的光學掃描裝置15，用於根據本發明的光 學演奏機圖示地釋示於圖2中。此掃描裝$15包含—輕射光 源25像，例如，一具有光軸27的半導體雷射。此外，田此掃 -11 -
526652 A7 五、發明説明（ 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 描裝置15包含一分光器29其包含—且 -^ 面對輻射光源25 之反射表面33的透明平板31，該透明平板I” 射光源25之光軸27成45度角。此外，此掃描裝置15包本： 具有光軸37的準直透鏡單幻5和—具有光轴Μ之根據本發 明的光學透鏡系統39，此準直透鏡單元35安排在分光器μ 和透鏡系統39之I在此具體裝置中顯示，此準直透鏡單 元35包含-單—的準直透鏡43,而此透鏡系統Μ包含—第 一透鏡，或物鏡45,和一第二透鏡，或輔助透鏡47，安排 在物鏡45和記綠載體9之間。在此具體裝置中顯示，此準直 透鏡單元35的光軸37和透鏡系統39的光軸41重合且相對= 輻射光源25的光軸27圈住一 9〇度角。此掃描裝置15更包本 -已知和常用型式的光偵測器49，相對於準直透鏡單元A 安排在分光器29的後面。 在操作期間，此輻射光源25產生一輻射光束51其被分光 器29的反射表面33反射且被透鏡系統39聚焦成一掃描點μ 在此記綠載體9的資訊層13上。此輻射光束51被資訊層丨3反 射成一反射的輻射光束55其經由透鏡系統39，準直透鏡” 及分光器29被聚焦在光仙器49上。爲了讀取出現在記綠 載體9上的貧訊，此輻射光源25產生一連續的或脈衝的輻射 光束51，而此光偵測器49供給一偵測信號其相當於一列連 績的初步資訊標記出現在此記綠載體9之資訊軌道上的掃描 點53中。爲了寫入資訊在記綠载體9上，此輻射光源25產生 一輻射光束5 1，具有相當於被寫入之資訊的功率，而一列 連續的初步資訊標記被產生在此記綠載體9之資訊軌道上的 1. I —1 m 裝— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 1·. -12 - 本紙張尺度適财S國家鮮（CNS) Μ規格（ 210X 297公餐一 °^〇652 A7 B7 發明説明（ :插點53中。將會注意到本發明的範轉也包含光學掃描裝 ^其中此為射光源25，準直透鏡單元35和透鏡系統39以 、3的方法相對於彼此被安排。例如，本發明包含1雜 直透鏡單元35的光軸37和透鏡系統39的光_ 單元35和：:二角’且其中一反射鏡被安排在此準直透鏡 泣’兄系統3 9之間。在這些具體裝置中，此光學浐 撝裝置已經降低尺寸當視爲平行於此透鏡系統3 9的光軸二 :本發明也包含’例如’具體裝置其中此輕射光源25和準 =透鏡單元35被安排在滑道19上，但在—相對於框架7爲固 疋的位置’且其中此準直透鏡單元35的光軸37被指向平行 :輻射方向X’X’。在這些具體裝置中，只有透鏡系㈣ 和-額外的反射鏡被安排在滑道19上使得滑道19的可 量降低。 像進一步顯示於圖2中的，此光學掃描裝置15包含一第一 啓動器57和-第二啓動器59。此透鏡系統39可藉:此第一 啓動器5 7位移通過平行於光軸4 i之相當小的距離和通過平 行於X方向之相當小的㈣。由藉由此第_啓動器57平行於 光軸41位移此透鏡系統39，掃描點53以-希望的精確度聚 焦在此記錄載體9的資訊層13上。由藉由此第—啓動器⑽ 行於X方向位移此透鏡系統39,掃描點53維持_希望㈣確 度在被追跡的資訊軌道上。爲了這個目的，此第一啓動器 5 7被此光學演奏機的兮松生丨$ 、 0 k制早疋驅動自此光偵測器49接收 -焦點誤差信號和-誤差追縱信號，此準直透鏡單元35的 準直透鏡43可藉由此第二啓動器59位移通過平行於光軸37 扯衣— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、11 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 •13- 526652 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（） 11 <相當小的距離。由耠由此第二啓動器59平行於光軸37位 私此準直透鏡43，造成自此記綠載體9之透明保護層丨丨之輻 射光束51的球面像差可以被修正。此一球面像差主要產生 自此保護層11之厚度的變動。藉由一電子控制電流，此第 一啓動获5 9被此光學演奏機的該控制單元驅動，其自一感 測器（未示出）接收一誤差信號，用此，例如，此鄰近於 掃描點53之透明保護層11的厚度可以被測量。此控制單元 適合於控制通過此第二啓動器59的電流，以此方法此準直 透鏡43可以足位在一位置，其中該球面像差以一預定，已 知和常用的方法修正。 此根據本發明的光學透鏡系統39詳細地顯示於圖3中。此 透鏡系統39包含一透鏡支架61和一物鏡系統。此物鏡系統 包含一第一透鏡45和一第二透鏡47。此透鏡支架61具有一 第一固定裝置63用於此第一透鏡，或物鏡45，和一第二固 足裝置65用於此第一透鏡，或輔助透鏡47。此物鏡45和輔 助透鏡47包含實際上具有一第一直徑Di之球面第一透鏡體 67和一實際上具有一比Dl小的第二直徑〇2之球面第二透鏡 體69的一部分。此第一透鏡體67具有一邊界面71在面對輔 助透鏡47的一側，使得此垂直地指向邊界面7丨之第一透鏡 體67的中心線構成此物鏡45的光軸73。此第二透鏡體69具 有一邊界面75在遠離此物鏡45的一側，使得此垂直地指向 邊界面75之第二透鏡體69的中心線構成此輔助透鏡47的光 軸77。此一透鏡體67，69藉由一已知和常用之複製程序備 有一漆層79在其遠離邊界面71，75的一側，使得獲得一非 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X2W公釐） Γ%先閑讀背面之¾意事項再填寫本頁j
526652 五、發明説明（12 球面的透鏡表面。 在处1 兄45和輔助透鏡47上的參考數字81 表tf漆的剩餘量，甘 、 ”在稷製程序後留在相應之透鏡體67， 69上0 曰此4系說39的_特定具體裝置改變具有彻腿波 以、仃的輻射光束51成爲-具有〇·85數値孔徑(NA)的收 減束，其形成掃描點53在資訊層13上通過此記錄載體9的 呆又曰此光學透鏡系統3 9和保護層11之間的自由工作 距離疋〇.15 mm，而保護層11具有一 0.1 mm的厚度和 η=1·624,的折射率在該輻射光束”的波長處。此光學透鏡系 、、充39的第45具有4.14 _的直徑，一 2.319 mm的厚度 在光軸73上和3 ·〇 mm的入瞳直徑。此第一透鏡45的透鏡 體67由具有1.499折射率和7〇阿貝數之蕭特玻璃FK5製成。 此面向準直透鏡43之第一透鏡45的凸面具有2.07 mm的曲率 半徑。此凸面的非球面形狀藉由一提供在此第一球面透鏡 體67上之薄壓克力漆層79來實現。此漆層乃的漆具有1595 的折射率’而在光軸73上的漆層79具有一 19微米的厚度。 此旋轉對稱的非球面形狀由以下方程式所給予： Γ 2/ 其中2以毫米表示在光軸73之方向中表面的位置，r是 以毫米表示至光軸73的距離，而Ak是r之第k個功率的係 數。此係數A 2至A16的値個別地是〇 · 2 6 4 3 8 8 6 ， 0.008869 125，-3.3763645 10·6，0.0014305415，-0.00Π369808， 0.0006112074，-0.00014547052 和 1.2928731 1〇·5。此相反於凸面之 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 526652 A7
第一透鏡45的邊界面71具有一無限的曲率半徑。此光學透 ί兒系、'’先3 9的第二透鏡47具有一 1.7 mm的直徑，一 〇. 977 mm 的厚度在光轴77上和一 0.356 mm的距離至第一透鏡4 5。此 第二透鏡47的透鏡體69也用蕭特玻璃FK5製成。此指向第一 透叙45之第一透鏡47的凸面具有一 0.85 mm的曲率半徑。此 凸面非球面形狀由上述的方程式給予，其中係數a2至ai6的 値個別地是 0.6052026 ， 0.21991899 ， 0.12419616 ， 0.023176954 ， 〇.15057964 ， 0.56573255 ， -1.2308544 和 〇·73899785。此非球面形狀用一壓克力漆層79來實現，其 具有一 7微米的厚度在光軸77上。在此第二透鏡47之另一側 上的邊界面75具有“無限的曲率半徑。此第一和第二透鏡 的整個重量是53克。此物鏡系統的自由工作距離僅是〇. 1 8 μιτι/ηπι。此第一和第二透鏡的偏心必須小於丨4 μιη。此二透 鏡光軸之間的角度必須小於0.7毫弧度。此第一和第二透鏡 之透鏡體的半徑不應該與此半徑之額定値偏離大於4〇微米 。此物鏡系統，其光學特性必須遵守嚴格的要求，其變成 明顯的’尤其，在該窄的容許度内，可以藉由根據本發明 的量測以一相當簡單的方法來製造。 爲了獲得透鏡系統3 9之正確的光學操作，此物鏡4 5和輔 助透鏡47的光軸73，77，垂直地檢視此透鏡系統39之光軸 4 1 ’應該在非常精確的容許度内重合且應該平行。根據本 發明，該容許度以一相當簡單的方法獲得，其中此透鏡支 架61的第一固定裝置63和第二固定裝置65個別地具有一第 一圓柱内壁83和一第二圓柱内壁85，具有一與光軸41重合 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X 297公釐) 526652 Α7
經濟部中央標準局員工消費合作社印製 的共同中心線87，此第一内 U 土 83具有一貫際上等於 徑〇|的直徑，和第二内壁85 、弟L '^ 貝際上寺於第一直徑D 的直徑。此外’物鏡45和輔助透鏡47個別地包含此第2 鏡體67和第二透鏡體69的一丰以、 、 牛以上，亦即，檢視平行於 轴73和77，物鏡45和輔助透鏡47個別地具有-大於㈣和 D2/2的…因此，此物鏡化和輔助透鏡47個別地且有一 直徑等找和D2的圓周，以至於此物鏡45和輔助透鏡47垂 直地檢視於中心線87，個別地被第_内壁83和第二内辟Μ 精確地圍繞’且因而相對於中心、㈣和相對於彼此精確地 集中。當製造此透鏡系統39時，此内扣㈣可以藉由一 常用的工具’像車床，精確地提供在此透鏡支架6ι中。隨 後地，此輔助透鏡47首先被安排和固定在此第二固定裝置 65中β在此顯示的具體裝置中，此輔助透鏡47藉由第二球 面鏡體69在第二内壁85中的按壓安裝而固定在此第二固定 裝置65中。，然而，此輔助透鏡47可以被替換地以_不同的 方法，例如，藉由膠固定在第二固定裝置65中。隨後地， 此物鏡45被安排在第一固定裝置63中，使得物鏡45相對於 輔助透鏡47在垂直於中心線87的方向中被集中。此物鏡45 的光軸73隨後藉由一已知和常用之干涉校準程序來校準平 行於此輔助透鏡47的光軸77。在此程序中，物鏡45藉由一 已知和常用的方法繞一垂直於中心線87延伸之傾斜軸傾斜 通過一限制的角度。因爲此物鏡45包含球面鏡體67之一半 以上’此物鏡45在傾斜期間完全地維持與第一内壁83的接 觸，使得此物鏡45和輔助透鏡47在垂直於中心線87方向之 17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（21〇χ297公慶） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂 J· 526652 A7 _____B7 五、發明説明（） 15 精確的相互定心在物鏡45被傾斜中不會被影響。此物鏡45 最後藉由膠被固定在第一固定裝置63中。如進一步顯示於 圖3中的，此透鏡支架61的第一固定裝置63和第二固定裝置 65貫際上是軸襯形狀的，此具有一環形邊緣89的第一固定 裝置63，此透鏡支架61被固定於第一啓動裝置57。此軸襯 形狀的固定裝置63，65被互相連接通過一中空的錐形中央 部分91使得此透鏡支架61的形狀具有一滿意的硬度和精確 度。此物鏡45和輔助透鏡47的相互位置實際上不會被加速 力所影響。 根據本發明之透鏡系統39’的第二種具體裝置，顯示於圖 4中，也適合用於掃描裝置15，代替描述於上文中的透鏡系 '·’先3 9。在圖4中，相當於透鏡系統3 9的元件之透鏡系統3 9， 的元件以相同的參考數字表示。僅有偏離透鏡系統39之透 鏡系統3 9 ’的容貌會被描述於下文中。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 像顯示於圖4中的，透鏡系統39,之透鏡支架61的第一固 疋裝置63備有一鄰界93用於此物鏡45的邊界面7丨。在此顯 不的具體裝置中，此鄰界93包含一環形面95垂直於中心線 87延伸且以一階梯形狀的方法連接此第一内壁以和第二内 壁85。然而，此鄰界93可以一不同的方法形成，例如，以 一個鄰界面的形式每一個都垂直於中心線8 7延伸在一共同 假想平面。因爲此環形面95垂直於中心線87延伸，且此物 鏡45的邊界面71接合此環形面95,此物鏡45的光軸73精確 地平行於中心線87延伸。像在圖4中進一步顯示的，一環形 體97繞此第二固定裝置65和錐形中央部分…安排，該環形 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格（210X297公^7-'~~ - 526652 A7
彈性材料叫象聚乙缔，製成，並用作一緩衝器以預 P万由於透鏡系 /、 的損壞 记、彔載租9之間機構接觸之記綠載體9 4匕根據本發明之掃描裝置可以用以寫人和抹去在-磁光 °己綠載體上的資訊當此掃描裝置備有-磁圈用以產生-磁 2在掃描點53的位置處。透鏡系統39,中的磁圈可以繞此第 -固足裝置65’像顯示於圖4中的，其中其替換此環形體μ 的一邵分或用其結合。 圖5顯不根據本發明之透鏡系統39”的第三種具體裝置， 其中一磁圈120被放置在第二固定裝置65下且固定於此第二 、裝6 5的側12 2返離此第一透鏡4 5。此第二固定裝置 65延伸在輔助透鏡47的中心121下。因此，此輔助透鏡叨可 以被定位和固定在遒當定義之第二固定裝置65的第二内壁 85上，然而此磁圈12〇之較不適當定義的内側在輔助透鏡〇 的足位上沒有影響。藉由放置此磁圈在此第二固定裝置下 ’此磁圈的内直徑可以變成小於在磁圈繞第二固定裝置的 情況中的。此較小的内直徑增加在掃描點位置處的磁場。 雖然顯示於圖中的磁圈120具有和第二固定裝置65之相同的 外直徑，此磁圈可以有一較大的直徑，其可以是理想的用 以產生要求的磁場。此磁圈12 0可以結合爲一體9 7功能如同 一緩衝器，像顯示於圖4中的。 圖6顯示根據本發明之透鏡系統39’的第四種具體裝置， 其中一磁圈120’被放置在一輔助透鏡47’下。此輔助透鏡47, 具有一中央邊界面123，使得在光軸41上的透鏡具有和顯示 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X297公爱) 526652 A7 B7 五、發明説明（） 17 於圖5中之輔助透鏡4 7相同的厚度。此輔助透鏡的一邊界面 75’，其相對於中央邊界面123凹下，被安排在輔助透鏡 之外側部分，其被此輻射光束5 1通過。此凹處是使得此透 鏡體的球面部分具有一高度其大於〇2/2使得此輔助透鏡47, 接合此内壁85用具有一直徑D2的圓周。因此，根據本發明 之輔助透鏡的定位仍然是可能的。此磁圈120，被安排在周 圍邊界面75’上。此磁圈具有一高度使得其不會投射在中央 邊界面123下。此磁圈的外直徑最好小於此内壁85的直徑在 此情況中此固定裝置65延伸到此磁圈的高度。此磁圈的外 直徑可以大於内壁85的直徑在此情況中此固定裝置65不會 投射在邊界面75 ’下。此磁圈120’可以由一線圈或一蒸鏡金 屬軌道形成，例如，一螺旋的形式。一蒸鍍金屬軌道的小 厚度提供表現此中央邊界面123的高度和周圍邊界面75，相 等的可能性，其改善製造此輔助透鏡47,的可能性。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖7圖示地顯示一相對於物鏡45·校準顯示於圖4中之透鏡 系統39’之輔助透鏡47的的方法。像描述於上文的，此物鏡 45的光軸73是在一平行於中心線87的精確位置，因爲此物 鏡45的邊界面7 1接合此垂直於中心線87延伸的鄰界％。根 據顯示於圖7中的方法，此透鏡支架61的第二固定裝置65提 供在遠離物鏡45的一側具有一垂直於中心線87延伸的環形 端面99。輔助透鏡47藉由一校準工具1〇1被定位在此第二固 疋裝置65，其具有一單一校準面1〇3。此輔助透鏡47被定位 在第二固定裝置65中由同時支撑此輔助透鏡47的邊界面75 和此透鏡支架6 1的端面99藉由此校準工具1 〇丨的校準面i 〇3 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X Μ?公釐） 526652 A7 B7 18 五、發明説明 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 。因爲此垂直於中心線87延伸的端面99，此輔助透鏡4?的 光軸7 7因此被定位在一平行於中心線8 7的精確位置且因此 相對於此物鏡45的光軸73精確地校準。此輔助透鏡47的邊 界面75和透鏡支架61的端面99因此位於一共同平面。根據 此方法要求的校準工具101具有非常簡單的結構。加上二圓 柱内壁83和85，此透鏡支架61應該備有垂直於中心線”延 伸的鄰界93和垂直於中心線87延伸的端面99。此鄰界93和 端面99可以藉由常用的工具像車床來精確地安排，而此鄰 界93和二圓柱内壁83和85可以一單一程序步驟提供。此要 求的精確度因此可以藉由根據本發明之方法以一相當簡單 的方法來獲得。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 圖8圖示地顯示。此顯示於圖4中透鏡系統39，之輔助透鏡 47如何相對於中心線87校準。首先，此輔助透鏡叼和物= 45根據此替換的方法被安排在透鏡支架61中。此輔助透鏡 47被定位在第二固定裝置65中藉由.一校準工具ι〇5具有一帶 有第一校準面109的第一部分1〇7和一帶有第二校準面ιΐ3的 第二部分ηι。此第二校準面lls是一圓柱心軸ιΐ5的端面其 屬於第二部分U1。在此校準工具1〇5之第—部分1〇7和第二 部分111的裝配狀態中，顯示於圖8中，此二校準面1〇9和 113是精確地平行的。根據此替換的方法，此透鏡支架61的 第一固定裝置63放置在心軸115上使得此第—固定裝置63的 鄰界93被第二校準面113支撑。此輔助透鏡47藉由第一校準 面109被定位在第二固定裝置65中’帶有此輔助透鏡47的邊 界面75被此第一校準面109支撑。在此校準工具⑻的裝配 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 526652 A7 B7 五、發明説明（化） 19 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 狀態中，顯示於圖8中，一自由空間i 17出現在第一校準面 109和第二固定裝置65之間，使得此第一校準面1〇9相對於 第二校準面113的位置不會被第二固定裝置65的出現而影響 。此輔助透鏡47的邊界面75因此精確地被定位平行於鄰界 9 3使彳于輔助透知4 7的光軸7 7精確地校準平行於中心線9 7。 藉由隨後地定位此物鏡45之邊界面7丨相對於鄰界93，此物 鏡45之光軸73也帶至一精確的位置平行於中心線87，且因 此相對於此輔助透鏡47之光軸77精確地校準。根據此替換 方法要求的校準工具105具有比顯示於圖7中的校準工具ι〇1 複雜的結構。然而，此替換方法的一優點是，加上此二圓 柱内壁83和85，透鏡支架61僅需要備有垂直於中心線87延 伸的鄰界93。此鄰界93和内壁83，85可以藉由一常用的工 具像車床，精確地提供在一單一處理步驟，使得此替換的 方法也相當簡單。因爲在顯示於圖8中之校準工具1〇5的裝 配狀態中自由空間1L7出現在第一校準面1〇9和第二固定裝 置65之間，此輔助透鏡47的邊界面75投射通過一距此第二 固定裝置65—小的距離在此透鏡系統39，的製造之後。此可 以被預防，例如，藉由提供此校準工具1〇5的第一部分1〇7 一圓形校準面，其相對於此第一部分1〇7被提高，且具有一 直徑其小於此第二固定裝置65的第二職校〇2，使得邊界面 75被裝埋於此第二固定裝置65中。 藉由上述根據本發明的光學演奏機在記錄載體9上之資訊 層13的掃描期間，出現在資訊層13上的資訊可以被讀取或 抹去，或資訊可以被寫在資訊層丨3上。必須注意本發明也 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公餐） 526652 A7 B7
五、發明説明fQ 關於光學演奏機用其出現在一記綠載體之資訊層上的資訊 僅可以讀取。 必須注意本發明也包含具體裝置其中此透鏡支架6 1之二 固足裝置63，65的至少一個具有一内壁其並不是完全地圓 柱形的且，以平行於中心線87觀察，具有一不變的直徑如 上述實施例所描述，但只有部份爲圓柱狀，或以平行中心 線87觀察’具有一不變之直徑通過一限制的距離。在該具 體裝置中，此相關透鏡被安排在帶有常數直徑之内壁的圓 柱部分。 也必須注意，此物鏡系統的物鏡可以包含一球面體的一 半以上且此輔助透鏡可以包含一球面體的一半或少於一半 。疋位此獲得自此球形之物鏡的優點簡化了物鏡系統的校 準。、' 人 最後，必須注意，像顯示於圖5和6中之磁圈和第二透鏡 的裝配也可以用在僅包含第二透鏡的物鏡系統和包含一 2 以上其他透鏡加上此第二透鏡的物鏡系統中，其中至少此 罘二透鏡包含一球面體的一半以上。在此第二透鏡之中心 下繞此第二透鏡的空間未被要求用於定位或固定此第二透 鏡在此固定裝置中且可用於該磁圈。 -23 -

Claims (1)

  1. 526652 A BCD "年 ί·Ρ.Ι 正充 乂rr."声 t 六、申請專利範圍 1· 一種光學掃描裝置，用以掃描一光學可讀取記錄載體之 資訊層，.該掃描裝置包含一輻射光源和一具有光軸且用 以聚焦一輻射光束之物鏡系統，由輻射光源在操作中供 應’成一掃描點在此資訊層上的物鏡系統，此物鏡系統 備有：一第一透鏡，其包含一帶有一第一中心和第一直 裎之貫質呈球面之第一透鏡的一部分；及一第二透鏡， 其包含一帶有一第二中心和小於第一直徑的第二直徑之 實質呈球面之第二透鏡的一部分，此第一和第二中心實 質上位於此光軸上，其特徵為，此第一和第二透鏡分別 包含此第一和第二球面透鏡體的一半以上。 2·根據申請專利範圍第1項之光學掃描裝置，其中此第一和 第二透鏡之至少一個被垂直於光軸延伸之邊界面約束在 一側。 3 ·根據申請專利範圍第1項之光學掃描裝置，其中此第一和 第二透鏡被固定自相對於彼此的固定位置中。 4·根據申請專利範圍第1項之光學掃描裝置，其中至少此第 和第一透鏡之一的一側具有非球面形狀。 5·根據申請專利範圍第i項之光學掃描裝置，其中至少此第 和第二透鏡體之一包含一具有阿貝數大於63的透明材 料。 6·根據申請專利範圍第丨項之光學掃描裝置，其中此第一和 弟一透鏡體包含相同的透明材料。 7·根據申請專利範圍第丨項之光學掃描裝置，其中至少此第 一和第二透鏡體之一包含一具有折射率小於154的透明材
    A8 B8 91. Ηλ -4 年月Ώ 中- 修正補充 料。 根據申請專利範圍第1項之光學掃描裝置，其中一磁圈被 安排在第二邊界面上。 •根據申請專利範圍第8項之光學掃描裝置，其中此第二邊 1 具有一/中央邊界面和一周圍邊界面沿此光軸移位， 此磁圈被安排在周圍邊界面上，而被此周圍邊界面的平 斤、、々束之第一透鏡的部分包含此第二球面透鏡體的一 半以上。 1〇·根據申請專利範圍第1項之光學掃描裝置，備有一磁圈和 透鏡支架包含一用於帶有中心線和内直徑之第二透鏡 的固定裝置，此中心線實質上與光軸重合，且此固定裝 置〜光軸延伸在一自第一至第二透鏡的方向直到超過此 弟二透鏡體的中心，此磁圈被固定在此固定裝置的一側 逆離第一透鏡且具有一内直徑實質上等於此固定裝置的 内直徑。 η·一種物鏡系統，備有：一第一透鏡，其包含一帶有一第 一中心和第一直徑之實質呈球面之第一透鏡的一部分； 及一第二透鏡，其包含一帶有一第二中心和小於第一直 徑的第二直徑之實質呈球面之第二透鏡的一部分，此第 一和第二中心實質上位於此中心線上，其特徵為，此第 一和第二透鏡個別地包含此第一和第二球面透鏡體的一 半以上。 12· —種光學播放器，備有：一可在一給定之移動方向中移 動之工作台，一種光學掃描裝置用以掃描一光學可讀取 -2 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) 526652 8 8 8 8 A B c D
    ιΐ充 i : Γ Ίν I,?«邊.Jirc ίι',‘：：： i 申請專利範園 記錄載體之資訊層其可以置於此工作台上，及一位移裝 置，用此位移裝置，至少此掃描裝置的一物鏡系統可以 在實質上垂直於此平台移動方向之方向中移動，其特徵 為，此光學掃描裝置為一如申請專利範圍第1項之光學掃 描裝置。 -3 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)
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