CN1003682B - 用于电磁悬浮物镜的平移和角度位置检测系统的光扫描装置 - Google Patents

Abstract

一光扫描装置，带有一辐射源；一物镜和一用以测定在扫描装置中物镜的平移位置和角度位置的平移位置和角度位置检测系统。此系统包括一个中心对着物镜且固定在物镜上的锥状环形镜，一对安置于锥状环形反射器的辐射通道中的辐敏感检测系统，还包括由一环形带隔离的两个检测器，每个分为四个象限，此扫描装置还包括一电磁系统，它有在物镜周围的一环形永久磁铁和至少六个安置于两个轴向移动平面中的磁绕组。

Description

用于电磁悬浮物镜的平移和角度位置检测系统的光扫描装置

本发明为一光扫描装置。其组成部分为：一辐射源，一用来聚焦由辐射源产生的辐射光束以便在被扫描的表面上形成扫描光点的物镜，一平移位置和角度位置的检测系统，用来检测物镜沿两个正交轴的平移位置和物镜对于此两轴的角度位置，此两轴均垂直于辐射光束主射线延伸，和一驱动机构，用以平移和转动物镜，使其对应于由平移位置和角度位置检测系统提供的电控信号。本发明也涉及到在光记录载体信息面上读出和/或记录信息的设备。

“物镜”一词应理解为最广泛的含义。它可以由多个透镜元件组成，也可以由具有例如：一个或两个非球面的、单一的透镜元件组成。有时物镜也可以指诸如全息镜或不按折射而是按衍射工作的透镜。

编号为No4，425，043的美国专利说明书描述了一个用于读出和/或写入光记录载体设备的光学扫描装置。其中的物镜及其固定器悬挂在一个电磁系统中，该系统确保物镜牢固地随着扫描装置运动。换句话说，物镜在扫描装置中据有一坚实的固定位置，不与其它元件发生物理接触，也就是说物镜是浮着的。其结果是物镜的位置和运动不受非所要的谐振的影响。如果在扫描装置中物镜是以机械的或弹性的方法悬挂起来，此种谐振就要起作用。用电磁方法悬挂或支持物镜，对物镜形成的扫描的稳定性是非常有益的。

既然物镜能够按要求跟随扫描系统运动或变化，必须采取措施来检测物镜对于辐射光束主射线的平移位置和物镜对于主射线方向的光轴的角度位置，并使这些位置得到校正。

已经公开的欧洲专利局第0，070，070号申请描述了几种物镜的电磁悬浮系统。在这些系统当中，磁绕组由平移位置和角度位置信号来控制。其方法是，当设备进行工作时，物镜不仅保持悬浮着而且是调节在正确的平移位置和角度位置上。为了得到所需要的这种控制信号，可以按上述编号为4，425，043美国专利说明书在物镜园周或支持架上安置一反射棱镜，此棱镜作为分离的平移位置和角度位置检测系统的一部分，该系统还包括一个辐射源，和一个对辐射敏感的检测系统。此系统至少带有四个分开的检测器。棱镜将辐射源发射的光束反射到检测系统并把此光束分裂为两个支光束，每一个支光束由至少有两个的一组检测器接收。在此两个支光束上的辐射-分布，也即检测器的输出信号首先是由棱镜，随后是由物镜的平移位置和角度位置决定的，这些位置与辐射光束的固定位置及方位有关。

上述平移位置和角度位置检测系统需要一些附属设备如附加的辐射源。而且，该系统可能出现各不同检测信号间的和各不同控制环路间的干扰，使整个平移位置和角度位置检测系统不稳定。此外，此平移位置和角度位置检测系统可能只工作于与物镜光轴横切平面上看到的棱镜的一特定位置上。在此系统中应确保物镜不能在其本身轴上旋转，或者应提供另一个检测器来检测棱镜在物镜轴上的旋转，从而对棱镜的位置进行校正。

本发明的目的是要提供一种平移位置和角度位置检测系统，以实现物镜的两种平移和两种枢轴运动的独立测量。这只需要在扫描装置中加上几个简单的设备，而且不受物镜在其轴上旋转的影响。为此，本发明的特点是，其平移位置和角度位置检测系统包括一个锥状环形镜，其中心对着物镜，且对于物镜是固定不动的;有一个对辐射敏感的检测系统，安置于由镜子反射来的辐射通道中，由两个检测器组成，此两个检测器由一环形带子隔开，每一检测器分为四个象限。

检测物镜的平移位置和角度位置，使用的是来自设备辐射源的一部分辐射，这部分辐射既不落在物镜的光瞳之内，也不投射到扫描点上。这样，就不需为了位置检测提供分离的辐射源。此辐射是由锥状镜子反射而来以便形成一环状辐射光点，其平均直径和对辐射敏感的检测系统环状带子直径相当。此系统形状简单，可以集装在一基片上。锥状镜子的偏转乃至物镜对其横切于辐射光束主射线的两轴的偏转和锥状镜子沿此两轴的位移均导致检测系统上辐射分布强度中心产生不同的位移，使这些位移和偏转可以逐个独立地被检测到。因为锥状镜子是环形的，锥状镜子对光束主射线的转动不影响检测信号。

此发明的一个基本点是锥状环形镜子对于物镜来说，具有固定的平移位置和角度位置。光扫描装置的另一特性是其锥状环形镜子是连接于物镜固定器的一个元件。

扫描装置的又一个特性是，其锥状环形镜子是由物镜的一个透镜元件的倾斜隆起边缘部分组成的，此隆起边缘部分有一反射层，上述透镜元件的隆起边缘部分，可以是物镜底板元件，在制造此透镜元件时，可以一起形成，因此该隆起边缘部分只需加上一个反射层。

由于成本和重量上的原因，光扫描装置的物镜最好只由一个透镜元件构成。此种透镜应该只有一个或两个非球面的折射面。要以允许的价格来批量生产此类透镜元件，只能采用透镜模，其内表面轮廓为透镜表面所需轮廓的反面。采用此种模具就可能生产出完全由透明塑料制成的透镜元件。不过，最好还是用玻璃作坯在足够柔软的条件下将塑料喷附在其上面，并用透镜模具使其具有所需要的形状，然后让其硬化。此种塑料可采用紫外线硬化合成树脂。

一种较为可取的光扫描装置，其物镜由一个透镜元件构成，具有透明体形状，对着辐射源的面有一个非球面轮廓的塑料层。其特点是，其隆起边缘部分是由上述塑料组成的。

该扫描装置还具有这样的特点，即对辐射敏感的检测系统是环状的。现在，由于检测器的表面面积小，这些检测器的响应快，而且平移位置和角位置检测系统更能免除寄生辐射，不致引起扫描系统中的不期望的反射。

如果扫描装置配备着驱动机构用以把平移位置和角度位置检测系统提供的伺服信号转换为物镜的位移和偏转，则采用在发明的平移位置和角度位置检测系统，就可能使悬挂在磁场中的物镜保持正确地固定在其平移和角度位置上。

本发明的另一个方面涉及到平移位置和角度位置检测系统与完成此种检测的驱动机构的联合问题。在这一方面，扫描装置的特点是，驱动机构包括一环状永久磁铁，牢固地连接到物镜上，还有两套磁绕组，每套至少有三个定绕组。第一套的绕组安置于横切辐射光束主射线的第一平面上，第二套绕组安置于平行于第一平面的第二平面上。

此驱动机构还使轴向位置，即沿着辐射光束主射线的位置以及物镜的聚焦的校正成为可能。当被扫描的是盘状记录载体并且介于扫描装置和被扫描的信息面上的点能够变化时，这种校正是必要的。聚焦控制信号是由目前普通扫描装置中已经有的聚焦误差检测系统供给的，而不是由物镜平移位置和角度位置检测系统供给的。

信息面和扫描装置之间的轴向距离的变化可能相当大，这就意味着物镜的轴向位置的校正的范围可能相当大。物镜系统的较大位移和环状磁铁离开两套磁铁绕组之间的轴向对称位置可能带来这种后果，即当指定的绕组被赋予能量以便得到物镜的一指定的偏向而来的一指定位移时，除所需求的方向上的作用力外，可能产生出其它方向的不需求的作用力。因为用磁绕组产生的不需求方向上的作用力不再彼此抵消，这就可能引起干扰，在下文中称驱动机构干扰，这种干扰不同于本文开始时提到的检测器信号间的干扰，即下文中所称检测干扰。

为了减少驱动机构干扰，本发明的扫描装置还具有下列特点，即有一轴向位置检测系统以检测物镜沿辐射光束主射线的位置，并且此检测系统供给的信号是施加于磁绕组的。这样就确保通过每一磁绕组的电流以及由此绕组发生的力驱动轴向位置以及相对于磁绕组两个平面中点的轴向中心位置的物镜和环状磁铁的轴向位置得到校正或加权。

一个优选的扫描装置的实施例特点是，轴向位置检测系统包括一信号发生器以发出第一控制信号给第一套磁绕组，还发出第二控制信号给第二套磁绕组。这些信号有相同的幅度和频率但相位相反，导致物镜周期性地对横切于辐射光束主射线的两个轴之一进行倾斜。还有一特点是，轴向位置检测系统还包括平移位置和角度位置检测系统的元件，用来把周期性倾斜变换为周期信号，此信号的幅度和相位代表环状磁铁的轴向中心离开一平面的位移大小和方向，该平面是处在安置着磁绕组的两平面间中心点的。

用最少数量的附加元件就可得到附加的检测功能，扫描装置中已有的设备可以得到最佳用途。

光扫描装置非常适合用于读出和/或记录园盘状记录载体信息面上的信息的设备。这种设备的特点是，在物镜和辐射源之间安置有一分离元件用来分离由辐射源发出的辐射被锥状环形镜子所反射的辐射。

由锥状环形镜子的开孔逸出的辐射可以用为例如盘状记录载体的激励扫描，此记录载体可以具有一辐射传输或辐射反射信息面。在后一情况下，由信息面反射的辐射可由一对辐射敏感的信息检测器通过上述分离元件定向。此信息检测器，可由分检测器的复合体组成，可以安置在平移位置和角度位置检测系统的对辐射敏感的检测系统以外的另一位置。

然而，对辐射敏感的检测器还是安置在平移位置和角度位置检测系统的环状内检测器内部为好，以便把信息面反射来的辐射转换为电信号。除读出信息外，此信息可以包含有相对于记录载体的信息轨迹的扫描光点的位置的信息。

现在，此发明可以通过例子来说明它在读出和/或写入-光记录载体设备中的用途。参照附图;其中：

图1表示一读出设备，具有与此发明相对应的平移位置和角度位置检测系统。

图2表示此系统的复合辐射敏感检测器。

图3表示处理由此检测器而来的信号的电子线路。

图4表示带集成锥状环形镜子的物镜。

图5是电磁悬挂系统一个例子的俯视图。

图6是此系统的剖面图。

还有图7说明物镜如何得到轴向位置信号。

示于图1的扫描装置包括辐射源1，例如二极管激光器，平行光管透镜2和物镜3，安装在支持器4上。平行光管和物镜两者可由透镜元件复合体组成，但最好还是让它为具有至少一个非球面折射面的单个透镜元件。

由辐射源射出的散开的读出光束b由平行光管转换为平行光束，此光束以合适的方式充满物镜的孔3。物镜读出光束聚焦，形成限制衍射的辐射光点V，在一盘状记录载体30的信息面31上，其直径可为1微米，其一小部分示于图1中的径向断面上。信息安置在同心园轨道33上或准同心园轨道上，这些轨道合起来构成一螺形轨道。此信息包括未示出的、与中间区域交替的多个光可检测信息区域的集合，信息面31适宜地被安置在记录载体的上一边，这一来读出光束b横切记录载体的透明基片32上，然后才达到信息面。此外，信息面是能适当地做辐射反射，以使读出光束反射到辐射源。

当记录载体对扫描装置旋转时，由信息面反射来的光束按信息区域和中间区域的顺序受时间调制，在一信息轨道上被读出。为了把辐射源发射出的光束从被调光束中分离出来，在辐射通道中安置一分离元件6，此元件可以是例如一半透明镜子或一光束分裂棱镜，偏振或不偏振都可以，其接触面7辐射至少反射一部分到对辐射敏感的信息检测器11。信息检测器具有例如光二极管的形状，恰当地安置于平面10上，与二极管激光器出射口重合。二极管激光器出口面相对于接触面7来说是镜像颠倒的。信息检测器11把调制的读出光束转换为电信号，按已知方式被处理成适于显示的信号，按另外的方式重显或处理。视存储于记录载体中的信息种类而定。超出本发明范围外的，由信息检测器来的信息的性质和处理不做更详尽的讨论。

为使物镜3能跟随扫描装置运动而不使此物镜与扫描装置中其它元件之间有物理接触，物镜被悬挂在一电磁系统中，此系统将在图5和图6中更详尽地描述。这需要采用一平移位置和角度位置检测系统来测定物镜中心M和光束b的主射线L之间的，沿图中平面上X轴和图中垂直于此平面的X轴的偏离，并测定物镜对此两轴的偏转，以便这种自平移位置和角度位置的偏离可以用一控制系统来消除。

示于图1中的右边的XYZ轴系统的原点实质上是处在点M，因此Z轴与主射线L重合。沿此轴的方向也可以取作轴的方向。物镜对X轴的偏斜可以用偏斜角α来表示，对Y轴的偏斜则以偏斜角β来表示。X轴和Y轴，例如，在信息平面上延长，分别平行于辐射方向和切线方向。

按本发明，平移位置和角度位置检测系统包括一环形镜5，牢固地连接到物镜，此环形镜也是锥状的，即，其反射面安置时与主射线L相差90°角，还包括一个对辐射敏感的检测系统9，安插在平面10上，示于图2的前视部分，即由图1中Ⅱ-Ⅱ′线上取出截面上。锥状环形镜与反射落在开孔8中，而又是在物镜光瞳外，射到分离元件6的那一部分辐射光束b，然后又将一部分辐射反射到检测系统9，在此系统上形成一环状辐射图样。对辐射敏感的检测系统9包括两个检测环，由一中间环隔开，每一检测环分别由四个检测器13、14、15、16和17，18，19，20组成。环状辐射图样在图2中以断线圆21表示。此辐射同样的平均直径和中间环12的直径相等。

图样在八个检测器中间的辐射分布视锥状环形镜5及随后视物镜3的平移位置和角度位置而定。对X轴或Y轴的偏斜位置引起环形辐射图样21分别按箭头22和箭头23所示的方向被移动。镜子5沿X轴和Y轴的移动引起环形辐射图样内部辐射分布的变化，其方式为，当位移是沿着X轴的，则检测系统左边将接收比右边更多或更少的辐射，因为镜子两半的部分是在光束内，光束被开孔8阻塞，使这两个部分不完全一样。同理，检测系统将在沿Y轴运动的情况下使其上部比其下部接收到更多或更少的辐射。

如果来自检测器13到20的信号以S及对应的下标表示，则沿X轴和Y轴的位移和对于此两轴的枢轴运动可表示为：

Sx＝（S₁₄+S₁₅+S₁₈+S₁₉）-（S₁₃+S₁₆+S₁₇+S₂₀）

Sy＝（S₁₃+S₁₄+S₁₇+S₁₉）-（S₁₅+S₁₆+S₁₉+S₂₀）

Sα＝（S₁₃+S₁₄+S₁₉+S₂₀）-（S₁₇+S₁₈+S₁₅+S₁₆）

Sβ＝（S₁₄+S₁₅+S₁₇+S₂₀）-（S₁₈+S₁₉+S₁₃+S₁₆）

单个的检测器信号可以通过电子电路处理，形成综合信号Sx，Sy，S_α和S_β，其中的一例示于图3。电路由一定数目的加法电路（40至47和50至57）和一定数目的减法电路（48，49，58，59）组成，其作用容易从图看出，不需要更多的解释。综合信号Sx，Sy，S_α和S_β彼此独立，不出现互相干扰，因此不同的位移和偏斜角度可以独自被检测。物镜对于Z轴的旋转不引起环形辐射图样21的变化，从而不影响检测信号。物镜沿Z轴的位移也不影响到辐射图样21。

在扫描装置中，信号是用来驱动电磁悬挂系统中的磁绕组。这样，物镜的平移位置和角度位置被锁于占据扫描装置内部一固定位置上的综合检测器13-20的平移位置和角度位置上，使得设备在工作时，物镜一直被控制在扫描装置内部准确的平移位置和角度位置。

对这点的一个要求是锥状环形镜对于物镜应有一个固定的平移位置和角度位置。为此目的，如图1所示，镜子5可以是物镜在支架上的支持器的一个部分，在支架内牢固地安置着物镜。这个镜子也可以是一个分离的元件，该元件固定在物镜支架的外部或内部。此环形镜5的平移位置和角度位置准确地锁在物镜3的平移位置和角度位置上的十分引人入胜的可能性是以符合于复制的程序来生产此透镜。这种可能性示于图4。

人们早已知道在所描述的扫描装置中，由多个元件组成复合体的物镜可以用只有一个透镜元件组成的物镜代替。然而，这个透镜元件应该用非球体折射面而不用球体折射面，以便于对透镜象差进行适当的校正。为使这种带复杂表面轮廓的单个物镜有可能以可容许的价格批量生产。我们已经建议采用透明体或例如玻璃坯60，具有例如两个球体折射面61和62。在足够柔软的条件下，一种塑料原料喷镀在这种表面的一面或双面。此种塑料可以用热凝塑料，但也可以用一种紫外聚合的合成树脂替代。塑料原料喷镀在表面上以后，其表面轮廓为所需透镜轮廓的负面模具被压入这种材料。接着，此原料硬化，移去模具，就得到带塑料层53的透镜，具有非球面轮廓64。此种透镜不需要进行例如抛光等处理。

按照本发明，用模具生产物镜，此模具适用于在形成非球面层63的同时也形成带斜面66的隆起边缘部分65，物镜产出后，表面66只需要有一例如用蒸汽喷镀的反射涂层67，以得出带有集成锥状环形镜的物镜。反射隆起边缘部分可以在最接近辐射源的透镜表面上形成，但也可以代之在另一透镜表面上形成。

代替上述做法，整个物镜可以用模具法以透明塑料铸出，带有所需要的轮廓。用来生产透镜表面的模具可以在其边缘有一凹槽，这样生产出来的透镜就有带有斜内表面的隆起边缘部分。如果采用的是玻璃坯，其首次提及的复制透镜就具有免除温度和其他环境影响（如湿度）的优点。

很明显，扫描装置可包括由透镜元件复合体组成，对着辐射源的最后一个透镜表面可具有非球面，并带有一集成锥状环形镜。此镜也可代之安置在其他透镜表面中的一个上面。

如图1所示，信息检测器11可安置在平移位置和角度位置检测系统的组合检测器内部并可与此系统集成在同一块基片上，采用已知的非常正确的技术来生产集成电路。信息检测器可包括一单独的检测器来提供代表存储于记录载体上的信息。或者，信息检测器可以分成支检测器，除信息信号外，还提供控制信号如跟踪信号。

把检测器11分为两个支检测器11a和11b，就可以得到跟踪信号，如图2中的虚线45所示，此线对应着记录载体30的切线方向。支检测器输出信号的不同点在于读出光点V和被读出轨迹中心线之间偏离的大小和方向的信息。发生跟踪信号的方式不属本发明范围，不予更详细的叙述。第4、425、043号美国专利说明书中，以参考实例的方式，除描述了产生跟踪信号的方法外，还描述了一种聚焦错误信号的方法。

按照本发明，在扫描系统中，模拟上述的方法，如使用半透明镜的方法，有可能分离出一部分主射线辐射，而主射线是由棱镜6从主射线即与检测器11重合的射线反射而来的。例如采用一个顶部棱镜可以把上述分离出来的那部分分成两个支光束，入射在安置于与棱镜顶部边缘横切线上的3个或4个对辐射敏感的检测器，聚焦误差信号等于两个外检测器和总信号与两个内检测器的总信号之差。

为了使辐射光点V的中心保持在信息轨道上，读出设备由一粗控制和一细控制组成，要达到粗控制的目的，图1中的扫描装置可以整体地在记录载体的辐射方向上移动。为此目的，元件1，2，3，6，9和11可以安装在一管状支持器的内部，由一枢轴臂或线性移动滑臂来固定，可做辐射方向的移动。细控制可通过图1示出的枢轴镜子完成，也可以在辐射方向或X方向在小范围内移动物镜。如第4，423，496号美国专利说明书所描述的。细控制导致读出光束主射线L相对检测器11a和11b的位置与主辐射光点V的中心及读出轨迹中心线间的偏离无关，这要在跟踪信号中引起误差，称为偏移。如第4，423，496号美国专利说明书中所述，此误差可以消除。用一个与辐射位置成正比信号来校正通过检测器11a和11b得到的跟踪信号。根据本发明，在扫描装置中此信号Sx已经由平移位置与角度位置检测系统提供，因此不同于第4，423，496号美国专利说明书所提出的设备，为此目的，不必另设分离的系统。

当一带有辐射反射信息表面的光记录载体由一个二极管激光器读出时，此激光器的反馈作用可以被利用。由信息结构调制的光束并不从二极管激光器射出的光束分开来，而是该调制光束重新进入二极管激光器，并干涉于激光器谐振腔中产生的辐射。其结果是，二极管激光器射出的光束按读出信息的方式被调制。此种调制，可通过安置在二极管激光器尾部的对辐射敏感的检测器检测出来，二极管激光器尾部出现的辐射是与二极管激光器首部出现的辐射有关联的。反馈作用的另一后果是二极管激光器的电阻随读出信息而变化，而检测这种变化是读出存储于记录载体中信息的另一方法。

在本发明中的平移位置与角度位置检测系统，利用其反馈作用可用于扫描装置中，此扫描装置与图1所示的扫描装置不同，它省去了分离元件6，信息检测器11的功能由二极管激光器1来完成，用来检测平移位置和角度位置的对辐射敏感的检测系统9，安排在二极管激光器1的周围。

此外，本发明可用于读出传输中的光记录载体的设备中。在此设备中，信息检测器是处于远离辐射源记录载体的另一边，安排在图1上面的地方。此检测器现在不可能与检测系统9集成。检测系统可安排在如图1所示的位置或同样地安排在二极管激光器的周围。

为维持物镜处在正确的X位置与Y位置上和物镜轴平行于Z轴，可采用由绕组复合体组成的电磁系统，来自平移位置和角度位置检测系统的信号Sx Sy S_α S_β被提供到此电磁系统。第0，103，929号欧洲专利申请叙述了一种电磁系统，其中用于读出光记录载体物镜的运动和偏转是这样的：由此物镜形成的辐射光点，以正确的轴向和切向位置入射在信息表面上。按照本发明，一类似的电磁系统可用来维持物镜处于相对于对辐射敏感的检测系统8是正确的平移位置和角度位置上。

图5是电磁系统的示意图，图6是此系统中V₁-V₁′线的截面图。在这些图中，数字3表示物镜，4是其固定器。永久磁性材料的环70固定在此固定器上。此环置于具有至少6个固定磁绕组的磁力场中，绕组排列为两个轴向移动平面。在图5的示意图中可以见到三个磁绕组71、72和73。第二套磁绕组74、75和76安置在上述一套磁绕组下面，因此是看不到的，具有相同形状的。磁绕组应有确切相同的形状，和三维永久磁场70一致才合适，这样洛伦兹力才能尽可能地大。在每一平面上，也可以用四个磁绕组来代替三个磁绕组，也就是说，一共有八个磁绕组。对电磁系统结构更详尽的叙述可参考第0，103，929欧洲专利申请。上述申请叙述如何对特定绕组提供特定的控制信号便可得到物镜在X方向或Y方向上的位移，或物镜对于X轴或Y轴的偏转。在第0，103，929欧洲专利申请的表格中，指明通过哪些绕组和送入哪些电流才能够得到物镜的特定位移或枢轴运动，一个正比于信号Sx，Sy，S_α或S_β的电流应填入表中所提的合适位置才能得到其中所指明的每一种运动。物镜轴向位移所需的电流正比于聚焦误差信号，此信号由一普通的聚焦误差检测系统例如第4，425，043号美国专利说明书中所描述的那种系统提供。

由相位相反的信号来驱动至少两个磁绕组以得到五种可能运动中的每一种运动，这样只要洛伦兹力有一小的变化发生，就可得到大的行程。在此电磁系统中，这些不同的驱动作用被正确地彼此隔开，保证了五种控制系统的高度稳定性。

当这里描述的扫描装置被用来读出旋转的盘形记录载体时，在物镜和信息表面之间的轴向距离会发生相当大的变化。这些变化的起因，可能是读出设备中的振动，记录载体或旋转轴的倾斜，在记录载体中信息表面的倾斜位置，或者尤其是在大记录载体中，记录载体向边缘下垂。在扫描装置中，为了对这些变化进行校正，物镜较大的轴向位移可能在不同驱动机物之间发生干扰，称为驱动机构干扰。

据本发明下面提到的方面，可利用检测扫描装置中物镜的轴向位置利用得到的这种轴向信号校正提供给X和Y运动以及α和β偏转的控制信号的方法来消除这种干扰。

这种附加的控制器示于图7。在图中方框79包含图1扫描装置物镜3和锥状环形镜5以外的所有文件，利用提供两个180°相移周期性信号Sw和S′₂的振荡器77以便得到物镜的一周期性枢轴运动。此两信号中的其中一个给上排列的磁绕组，第二信号给下排列的磁绕组。在一排列磁绕组中，那些相对于枢轴处于相反位置的磁绕组是以反相位信号来驱动的。这些信号产生一周期性的倾斜，例如朝着带有锥状环形镜子5的物镜3的X轴上倾斜。以便平移位置和角度位置检测系统给出一特定相位的周期性信号即附加信号S′_α。该相位表明的是上排列的磁绕组或下排列的磁绕组对环形磁铁70和物镜3是否施加更大的力。继而表明是否相对于平面80和81之间的中心位置，物镜已经向上移动或向下移动。信号S′_α的大小正比于自中心位置偏离的大小。把信号S′_α的相位与在相位比较器78中的信号S′₂或Sw的相位相比，即可得到轴向位置信号Sz。此信号叠加于信号Sx，Sy，S_α和S_β，以便校正以这些信号给予能量的驱动机构。这种校正是对物镜和环形磁铁的轴向位置而言的。

本发明是作为读出设备来描述这一事实的，并不意味着本发明是局限于这个范围之内的。除此以外，符合于本发明的扫描装置可用于作记录光记录载体信息的设备。在原理上这种设备与读出设备结构相同，但工作于更高的辐射强度，此强度以被记录的信息来调制。为此目的，一调制器，例如a的声光调制器可以安置在辐射源1和分离元件6之间的辐射通道上。当辐射源为一个二极管激光器，由此源发出的辐射可以直接通过调制馈经二极管激光器的电流，按被记录的信息进行调制。此外，本发明可用于其它光扫描装置，诸如扫描显微镜，和由小透镜组成，具有高影象质量的，一般的影象系统，其中，可对透镜的影象场加以限制。

Claims (14)

1、光扫描装置，其组成部分为：一辐射源，一用来聚焦辐射源产生的辐射光束以便在被扫描的表面上形成扫描光点的物镜，一平移位置和角度位置的检测系统，用来检测物镜沿两个正交轴的平移位置和物镜对于此两轴的角度位置，此两轴均垂直于辐射光束主射线延伸，和一驱动机构，用以平移和转动物镜、使其对应于由平移位置和角度位置检测系统提供的控制信号，其特征在于平移位置和角度位置检测系统包括一锥状环形镜，该锥状环形镜与物镜对中并固定在物镜上和一对辐射敏感的检测系统，安置在自锥状形镜反射来的辐射通道上，该对辐射敏感的检测系统包括安置两个检测器，由一环带隔离，每一检测器分为四个象限。

2、如权利要求1中所要求的扫描器，其特征在于锥状环形镜是一连接到物镜的支架的元件。

3、如权利要求1中要求的光扫描装置，其特点为锥状环形镜的结构为物镜的一透镜元件的斜隆起边缘部分，此隆起边缘部分具有一反射层。

4、如权利要求3中所要求的光扫描装置，其中物镜的组成为一透明体透镜元件，其表面向着辐射源，具有非球面外轮廓的塑料层，其特征是此隆起边缘部分由上述塑料组成。

5、如权利要求1、2、3或4中所要求的光扫描装置，其特征在于辐射敏感的检测系统的检测器是环形的。

6、权利要求1、2、3或4中所要求的光扫描装置，特征在于驱动机构包括一环形永久磁铁牢固地连接在物镜和每套至少有三个线圈的两套固定磁绕组，第一套绕组安置在横切于辐射源主射线的第一平面上，第二套绕组安置在平行于第一平面的第二平面上。

7、如权利要求1、2、3或4中所要求的光扫描装置，其特征在于有一个轴向位置检测系统来检测物镜在沿辐射光束主射线上的位置，并且具有上述检测系统供给的信号是施加于磁绕组的特点。

8、如权利要求7中所要求的光扫描装置，其特征在于轴向位置检测系统包括一信号发生器，以提供第一控制信号给第一套磁绕组和第二套磁控制信号给第二套磁绕组，这些信号具有相同的振幅和频率，但相位相反，并且致使物镜周期性地横切于辐射光束主射线的两轴中之一轴的倾斜，其特征在于轴向位置检测系统还包括平移位置和角度位置检测系统元件，该系统是用来把周期性的倾斜转换为周期性的信号，其振幅和相位表示环形磁铁轴向中心离开一个平面的位移的大小和方向，此平面处于安置有磁绕组的两个平面中间。

9、如权利要求1、2、3或4中所要求的光扫描装置，在用来读出和/或记录光记录载体的信息表面上的信息时，其特征在于一分离元件安置于物镜与辐射源之间，用来分离由辐射源发出的锥状环形镜反射的辐射。

10、如权利要求7中所要求的光扫描装置，在用来读出和/或记录光记录载体的信息表面上的信息时，其特征在于一分离元件安置于物镜与辐射源之间，用来分离由辐射源发出的锥状环形镜反射的辐射。

11、如权利要求8中所要求的光扫描装置，在用来读出和/或记录光记录载体的信息表面上的信息时，其特征在于一分离元件安置于物镜与辐射源之间，用来分离由辐射源发出的锥状环形镜反射的辐射。

12、如权利要求9中所要求的光扫描装置，其特征在于一对辐射敏感的检测器安置在平移位置和角度位置检测系统的环形检测器的内部，是用来把信息面反射的辐射转换为电信号。

13、如权利要求10中所要求的光扫描装置，其特征在于一对辐射敏感的检测器安置在平移位置和角度位置检测系统的环形检测器的内部，是用来把信息面反射的辐射转换为电信号。

14、如权利要求11中所要求的光扫描装置，其特征在于一对辐射敏感的检测器安置在平移位置和角度位置检测系统的环形检测器的内部，是用来把信息面反射的辐射转换为电信号。

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