CN100570718C

CN100570718C - 光学扫描装置

Info

Publication number: CN100570718C
Application number: CNB2005800098259A
Authority: CN
Inventors: B·H·W·亨德里克斯; J·J·H·B·施莱彭; S·凯帕
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2005-03-22
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2025-03-22
Also published as: EP1733390B1; DE602005006999D1; KR20060134127A; CN1938769A; JP2008503016A; ATE396477T1; WO2005096289A1; US7489448B2; EP1733390A1; US20080239463A1

Abstract

一种光学扫描装置提供了辐射源(2，200)、准直器透镜(4，40)、用于将射束(5，30′)转变成纪录载体(1，100)的信息层(101)位置处的扫描光点的物镜(7，90)。该装置还包括电润湿单元(6)。该电润湿单元(6)起作用以使射束(5，30′)在独立于物镜(7，90)位置的物镜(7，90)的入射光瞳的预定高度处射入所述物镜(7，90)，并且使射束(5，30′)在物镜(7，90)的入射光瞳处相对于光轴(8)形成预定角度。如此，边缘强度在物镜(7，90)的入射光瞳上保持恒定。

Description

光学扫描装置

技术领域

本发明涉及借助于辐射束扫描信息层的光学扫描装置，该装置包含用于发射辐射束的辐射源、用于将辐射束转换成所述信息层位置处的扫描光点的物镜、以及调节辐射源和物镜之间距离的机构。

本发明还涉及包含光学扫描装置的光学纪录系统。

背景技术

已知的光学扫描装置包括扫描光学纪录载体的光学头。纪录载体为包含透明层的光盘，在其一侧上布置了信息层。保护层保护远离透明层的信息层的一侧。可将信息以平行、同心或螺旋磁道布置的光可探测的标记或点的形式存进纪录载体的信息层内。这些标记可以是任何光可读取的形式，如具有不同于周围环境的反射系数或光学相位的凹坑、线或面的形式。

光学扫描装置包含发射辐射束的辐射源。辐射束被用于扫描光学纪录载体的信息层。偏振分束器朝向包含物镜的透镜系统反射或透射光程中的发散射束。物镜将射束变为会聚射束。会聚射束撞击纪录载体的入射表面。物镜具有适合于射束穿过透明层厚度的球面像差校正。经过物镜的射束在信息层上形成光点。射束被信息层反射。接着射束变为发散射束并且通过物镜被转变为准直射束以及最后转变为会聚射束。通过朝向探测系统至少传输部分会聚射束，分束器分离射束，即为正向射束和反射射束。探测系统将辐射转变成电输出信号。

主要可以在径向方向上移动扫描装置，所述的径向方向垂直于装置的光轴。物镜被安装在磁性材料环上。磁性材料通过已知的机构被附加到外壳上。外壳包含有产生磁场的线圈，所产生的磁场将在磁性材料上施加力。如此，物镜还可以沿其光轴上下移动。

国际专利申请WO 01/48747A2描述了光学波前修改器，所述的光学波前修改器适合于修改穿过修改器的光学射束的波前。通过根据射束横截面内的位置引入光程长度差异，这样的光学波前修改器被用来改变射束波前的形状。通过在射束的波前中引入调焦曲率(focuscurvature)，它还可用来改变聚散度，或通过引入倾斜，它可用来改变射束的方向。波前修改器还可作为用于补偿或除去球面像差或来自波前的彗差的波前补偿器来设置。波前补偿器被布置在准直器透镜和物镜之间的光程中。这种波前修改器还作为相差补偿器来操作，校正或补偿射束中不想要的像差。像差补偿器补偿由纪录载体的倾斜引起的彗差、由偏心物镜引起的像散、由纪录载体的透明层厚度的变化引起的球面像差、或其他像差。光学波前修改器主要包含第一和第二透明电极层以及用于修改从介质的电激发垂下的波前的平面介质，其被布置在电极层之间。这些电极层适于在介质的平面内压印射束横截面中半径的第一级的第一波前修改，并且同时压印不同于第一级的半径的第二级的第二波前修改。

例如，利用这样的或者如来自WO 01/48747A2的已知的类似系统，物镜被移动以发现正确的磁道。在分束光学配置中，只有物镜在访问期间移动，而光学拾波器单元的其余部分被固定。这意味着准直器透镜和物镜之间距离的改变取决于现在正在读出的磁道位置。在从纪录载体的内边缘到外边缘的扫描期间，在准直器透镜和物镜之间存在有不同的距离。例如，如果准直器透镜和物镜之间存在有长的距离，则准直器透镜和物镜之间稍微聚散(vergent)的射束具有展开的时间，不只是如果物镜和准直器透镜是彼此靠近的情形。因此，如果照明光源照亮某些表面并且这些表面较远，但是物镜已经具有相同的尺寸以及因此还具有物镜的入射光瞳，则物镜的入射光瞳上的强度分布将是不同的。这个问题大大依赖于物镜的入射光瞳的强度分布。相对于物镜光瞳中心处的强度，光盘上光点的大小依赖于物镜光瞳边缘处的强度。如果边缘强度在光瞳中减小，则光盘上光点的尺寸将变得更大从而导致对如何使优良信号或凹坑从光盘中读出的推断。利用已经闻名很久的系统，其中准直器透镜和物镜彼此以一定间距被固定并且整个光学拾波器单元在访问期间移动，在光点的大小和信号读出上无效，因为物镜处的相对边缘强度在光盘的内圈和外圈上保持相同。在如传统的光学拾波器单元这样的非分束光学系统中，在准直器透镜和物镜之间的辐射束的聚散度被改变时，边缘强度改变。然而，在从纪录载体上的内磁道行进到外磁道时，边缘强度不会改变。

对于分束光学部件，在准直器透镜和物镜之间的射束的聚散度被改变时，边缘强度也被改变。然而，在从纪录载体上的内磁道行进到外磁道时，边缘强度也被改变。这种准直器透镜和物镜之间聚散度的变化被用来在物镜中生成球面像差。球面像差量被用来补偿比如双层光盘的两层盘的厚度差。由于双层光盘的其中一层在用于读取光盘信息的光盘中更厚的事实，必须穿过更大的覆盖层。因此生成球面像差。在从一个信息层转换到另外的信息层时，生成两个不同的球面像差量。物镜被设计成可补偿大部分的球面像差。然而，它们不能产生两个不同的球面像差量。物镜可能只产生一个球面像差量并且在所有其他情形中，进入物镜的射束的聚散度不得不被改变。

对于双层光盘，在比如从一个信息层转换到另外的信息层时补偿球面像差的一种方式是通过转换进入物镜的辐射束的聚散度。因为物镜基本上遵循阿贝正弦条件，入射束的聚散度的变化导致球面像差的生成。尽管这个原理非常有效，对于分束光学部件来说，正如上面所解释的，在准直器透镜和物镜之间的距离改变时，聚散的射束导致边缘强度的变化。因此，它遵循边缘强度和光学通过量效率依赖于光盘上正被读取的磁道。因为光点的大小与边缘强度有关，边缘强度的这种变化是不能接受的。

发明内容

本发明的目的是提供一种光学扫描装置，在改变准直器透镜和物镜之间的辐射束的聚散度时，该光学扫描装置在物镜的入射光瞳上提供恒定的辐射束的边缘强度。

按照本发明，提供一个光学部件，借助于该光学部件，使得辐射束在物镜的入射光瞳处的边缘强度基本独立于所述辐射源和所述物镜之间的距离，以便获得所述辐射束在所述物镜的入射光瞳处的恒定边缘射束孔径角，从而达到了这个目的。

光学部件被设置于光程中，其充当了组合的射束扩展器和聚散度开关。借助于这种光学部件，可取得保持边缘强度恒定同时利用具有用于补偿光学扫描装置中尤其是分束光学部件配置中的球面像差的可变聚散度的射束。在准直器透镜或辐射源分别与物镜之间的距离被改变时，物镜的入射光瞳处辐射束的边缘强度基本上是恒定的。

在按照本发明的光学扫描装置的优选实施例中，光学部件作为具有两个可转换的弯月形界面的电润湿单元被设置。

光学部件为电润湿单元，其通常包括在流体室内每一种情形中具有一定容量的两种流体。所述流体在界面上接触。电能或电压分别可直接用来改变第一和第二液体之间的这个界面的形状。这些流体是根据作用力而改变它们形状的物质。这样的流体可以是气体、液体或能够流动的固体和液体的混合物。

在本发明的这个实施例中，电润湿单元包括在流体室内的两种或三种流体，以使电润湿单元包含具有弯月形状的两个界面。电压施加于电润湿单元的两个电极导致电润湿单元的弯月形的曲率改变。

在按照本发明的光学扫描装置的另一个实施例中，电润湿单元的第一弯月形表面的半径R₁基本上遵循下面的方程

R_{1} = \frac{d_{2} h_{0} (1 - \frac{n_{1}}{n_{2}})}{(h_{0} - h_{p} + α_{3} (D + \frac{d_{4}}{n_{4}} + \frac{d_{3}}{n_{3}}))}

其中d₂、d₃、d₄是电润湿单元的介质厚度；n₁、n₂、n₃、n₄是电润湿单元内介质的折射率；h_p是物镜到光轴的入射光瞳高度；h₀是电润湿单元前面的入射束到光轴的高度；α₃是物镜的入射光瞳处相对于边缘射线的光轴的入射角；以及D是从电润湿单元的出射表面到物镜的距离。

借助于这个方程，能够使射束非常精确地聚焦于光盘上的某个位置。

此外，按照本发明，为了在辐射束和光轴之间的入射光瞳处具有某一角度，电润湿单元的第二弯月形表面的半径R₂必须基本上遵循下面的方程

R_{2} = \frac{n_{3} - n_{2}}{\frac{1}{d_{5} + \frac{d_{4}}{n_{4}} + \frac{d_{3}}{n_{3}}} - \frac{1}{\frac{R_{1}}{n_{2} - n_{1}} - \frac{d_{2}}{n_{2}}}}

其中d₂、d₃、d₄、d₅是电润湿单元的介质厚度；n₁、n₂、n₃、n₄是电润湿单元内介质的折射率；以及R₁是电润湿单元的第一弯月形表面的半径。

附图说明

正如附图所说明的，根据下面对本发明优选实施例的更具体的描述，本发明的目的、优点和特征将是显而易见的，其中

图1示出了结合有分束光学头的光学扫描装置；

图2A和2b示出了按照本发明的扫描装置；

图3A以侧视图的形式示出了具有一个弯月形的电润湿单元；

图3B以侧视图的形式示出了具有两个独立可控的弯月形的电润湿单元；以及

图4以侧视图的形式示出了按照本发明的电润湿单元。

具体实施方式

图1示出了包括扫描光学纪录载体100的分束光学头的光学扫描装置。该光学扫描装置包含半导体激光器形式的辐射源200，其发射辐射束30。辐射束被用于扫描光学纪录载体100的信息层100。由辐射源200发射的辐射束射入准直器透镜40。准直器透镜40将射束转变成准直射束30′，其穿过偏振分束器50。偏振分束器50朝向检电镜60传输射束，所述检电镜60绕标示轴旋转。接着，准直射束30′穿过四分之一波片70，使射束转变成圆偏振射束。圆偏振射束接下来通过折叠式反射镜80被反射。然后，借助于物镜90使射束在光学纪录载体100上聚焦。物镜90可包含一个或多个透镜和/或光栅。穿过物镜90的会聚射束在信息层101上形成光点。通过信息层101被反射的辐射形成发散射束，通过物镜90被转换成基本准直射束并通过折叠式反射镜80再次被反射。尔后，射束再次穿过四分之一波片70。因为以相反的方向行进，所以它将垂直于原始射束被偏转。这个偏振射束撞击检电镜60并且到达偏振分束器50。通过朝向伺服透镜110反射至少部分准直射束，分束器50分离正向射束和反射射束。接下来，射束穿过柱面透镜120射向探测系统130。探测系统130俘获辐射并将其转变成电输出信号，所述电输出信号由信号处理电路来处理，所述信号处理电路位于扫描装置中与光学头分离。信号处理器将这些输出信号转变为各种其他信号。

按照图1的光学扫描装置是分束光学头。在访问期间，只有物镜90和折叠式反射镜80移动，同时光学拾波器单元的其余部分被固定。固定部分包括检电镜60以获得精确的径向跟踪。利用伴随有主要高频象限探测器的分束卫星探测器，通过监控来自未涂敷的四分之一波片的反射，测量检电镜60的旋转位置。检电镜60被设计成以使其重力中心与旋转轴重合。线性电动机和检电镜60执行径向跟踪，只将轴向跟踪留给透镜执行元件处理。具有弹簧片的1-D调焦执行元件替换在轴向上具有足够大冲程的物镜90，以此支持CD和DVD光盘的调焦。执行元件被设计成以使甚至在最远的位置上，弹簧片保持足够的刚性从而抵抗较大的径向加速度。

图2A和2B示出了用于扫描光学纪录载体1的装置，如上所述，其中只示出和描述了对本发明来说最重要的部件。纪录载体1包含透明层，在透明层的一侧上布置有信息层。在信息层的另外一侧上布置有薄的分隔层。另一个信息层被布置于薄的分隔层的空闲一侧。保护层被施加以保护信息层免受环境影响。因此，这个纪录载体1是双层光盘。本发明不仅与双层光盘有关而且可以是单层光盘。

光学扫描装置包含辐射源2，比如半导体激光器，其发射辐射束3。分束器(图中未表示出)，如半透明波片或棱镜立方体分束器，向着准直器透镜4传输或反射辐射束，其中发散射束3被转换成平行射束5。在射束5已经穿过准直器透镜4之后，射束撞击光学部件6。这个光学部件6是电润湿单元并且充当了组合的射束扩展器和聚散度开关。另外设置于光程中的电润湿单元6在射线方向上于电润湿单元6之后的物镜7的入射光瞳处转换射束5的聚散度，以使物镜7的入射光瞳处的射束的边缘强度基本上独立于辐射源2和物镜7之间的距离。如前所述，物镜7在电润湿单元6之后。物镜7转变从电润湿单元6出射的射束，以此在纪录载体1的一个信息层的位置处形成扫描光点。如上所述，物镜7被安装到安装机构9中，比如被安装到执行元件中，据此可移动物镜7以此在信息层上聚焦。由此，扫描光点保持聚焦并且保持在磁道上。

电润湿单元6包括如图3A所示的两个电润湿单元或如图3B所示一个电润湿单元。

图3A示出的是第一类电润湿单元的横截面。这种电润湿单元包含形成毛细管的圆柱形第一电极10，所述圆柱形第一电极10借助于透明前透镜片11和透明后透镜片12被密封以此形成流体室13。流体室13包含两种流体A和B。电极10可以是被布置在管子14的内壁的接触涂层。两种流体A和B包括不可混合的液体，其形式为电绝缘第一液体A(如硅油或链烷)和导电第二液体B(如含水盐溶液)。两种液体A和B优选地被布置成以便具有相等的密度以使电润湿单元6起到独立于取向的作用，即不依赖于两种液体A和B之间的重力效应。这可通过适当选择第一液体成分来实现，例如，可通过添加分子成分修改链烷或硅油以此增加它们的密度从而与盐溶液的密度相匹配。

取决于所用油的选择，油的折射率可以在1.25和1.6之间变化。同样地，取决于所添加的盐量，盐溶液的折射率可在1.33和1.48之间变化。图3A中的流体被选择成以使第一液体A具有的折射率比第二液体B更高。

第一电极10是具有通常介于1mm和20mm之间的内半径的圆柱体。电极10由金属材料制成并被涂以绝缘层15。该绝缘层15可由聚对二甲苯组成并且具有介于50nm和100μm之间的厚度，其典型值介于1μm和10μm之间。绝缘层15被涂以流体导电层16，减少了弯月形17相对于流体室13的圆柱壁的接触角上的磁滞现象。流体接触层16优选地由非晶形碳氟化合物(如聚四氟乙烯AF 1600)构成。流体接触层16具有介于5nm和15μm之间的厚度。聚四氟乙烯AF1600涂层可通过重复的电极10的浸渍涂敷而产生。因此形成材料厚度基本均匀的均质层，因为电极10的圆柱侧面基本平行于第二圆柱电极10。通过浸渍电极同时沿着它的轴向移动电极进出浸渍溶液可实施浸渍涂敷。通过化学汽相淀积可涂敷聚对二甲苯涂层15。在无电压施加于第一和第二电极10之间时，通过这个第二流体的流体接触层16的润湿性在弯月形17与接触层16的交点的两侧上是基本相等的。

第二环形电极18被布置在流体室13的一端。第二电极18的至少一部分被布置在流体室13内，以使电极18对第二流体B起作用。

两种流体A和B是不可混合的，以使它们趋向于分成在其间具有弯月形17的两部分流体。在无电压施加于第一和第二电极10和18之间时，流体接触层16相对于第一流体A比相对于第二流体B具有更高的润湿性。由于电润湿，第二流体B的润湿性根据第一电极10和第二电极18之间电压的施加而变化，这趋向于改变三面线(three-face line)之处弯月形17的接触角。这个三面边线是流体接触层16和两种液体A和B之间的接触线。因此弯月形17的形状是根据施加的电压而变化的。如果从具有更高折射率的流体看去弯月形17是凹的，则第一流体A和第二流体B之间的弯月形17被称为凹面。

参见图3A，在低电压V1(比如介于0V和20V之间)被施加于电极10和电极18之间时，弯月形17采用第一凹面弯月形状。通过电润湿单元的准直射束5强烈发散。为了减少弯月形状的凹度，必须第一和第二电极之间施加更高的电压。在中间电压V2(比如取决于绝缘层15的厚度为20V到150V)被施加于电极之间时，弯月形17采用具有与图3的弯月形17相比增加了曲率半径的第二凹面弯月形状。因此，准直射束5微弱发散。为了生成凸起的弯月形状，必须第一和第二电极之间施加更高的电压。在相对较高的电压V3(比如150V到200V)被施加于电极之间时，弯月形17采用凸起形状。因此，准直射束5被转变成会聚射束。

尽管在图3A的实例中，流体A具有比流体B高的折射率，流体A还可具有比流体B低的折射率。

图3B示出了电润湿单元的又一种可能的配置的横截面，其包含两个可变的透镜元件19和20。这个电润湿单元包含导电材料的圆柱体21。圆柱体21被涂以绝缘层22。流体接触层23被布置在圆柱体21的内侧。导电圆柱体21形成了用于透镜元件19和20的公用第一电极。第一透镜元件19的第二电极由具有用于透过辐射的中心透明区域的环形导电层24构成。图右侧的导电层25构成了第二透镜元件20的第二电极。透明层26和27覆盖了导电层24和25。圆柱体21的中心部分被充以第一透明且非导电的液体A。在液体A的每一侧，设置了第二透明且导电的液体B。液体B具有比第一液体A低的折射率。左侧的流体A和B的不可混合液体通过第一弯月形28被分离。右侧的流体A和B通过第二弯月形29被分离。

弯月形28和29的曲率以及因此透镜元件19和20的焦距可以借助于可控电压电源31和32彼此独立地被改变。

现在参见图2A，示出了具有在物镜7和电润湿单元6之间距离D较小时处于光程中的电润湿单元6的光学扫描装置的示意图。

图2B示出了与图2A相同的光学扫描装置的示意图，然而，物镜7和电润湿单元6之间的距离D大于图2A中的距离D。电润湿单元6不仅改变入射束5的聚散度而且改变射束5的宽度，使这个电润湿单元6作为D的函数以便于使物镜7的入射光瞳处射束的边缘强度保持恒定。

参见图4，示出了电润湿单元6，其借助于透明前透镜片11和透明后透镜片12被密封以此形成流体室13。在本发明的这个实施例中，流体室13包含两种不同流体。流体室13还可包含三种不同流体。所述的流体包括可以是油的电绝缘第一液体A、可以是水的导电第二液体B以及导电第三液体C的形式的不可混合液体。第二液体B和第三液体C可以相同。第二液体B和第三液体C还可以是包含盐溶液的水。三种液体A、B和C的每一种具有一定的体积，并被布置成以使它们的密度基本上是相等的。流体A、B和C具有不同的折射率n₁、n₂和n₃并且它们的界面M₁和M₂具有弯月形状。在该实施例中，折射率n₁和n₃相同。弯月形M₁和M₂可具有不同的折射本领K₁和K₂。电润湿单元6内的流体A和B的厚度由参数d₁、d₂和d₃表示。透明元件11和12的厚度由参数d₀和d₄表示。电润湿单元6的出射表面32和物镜7之间的距离由参数D表示。参数L是物镜7的物距。因此，距离d₅由参数L和D产生。

如果通过电极(图中未示出)将电压施加于液体之间，弯月形M₁和M₂的曲率的形状被改变。

为了接收恒定的边缘强度，高度h₀处的入射束5必须在分别独立于物镜7的位置或独立于辐射源2和物镜7之间距离的物镜7的入射光瞳的外半径处进入物镜7。同时，这个入射束5必须具有在物镜7的入射光瞳处相对于光轴8的所期望的入射角α₃。通过转换电润湿单元6的两个弯月形M₁和M₂的半径，能够满足这两个要求。

两个弯月形M₁和M₂是独立的。因此它们导致了两个自由度。由于这两个自由度，能够转换射束5的聚散度同时使边缘强度保持恒定。为了接收恒定的边缘强度，不得不以条件或要求均被满足的方式定义两个弯月形M₁和M₂。在下面，描述了这些条件被满足的方式。为了使在高度h₀处射入电润湿单元6的射束聚焦于距电润湿单元6的出射表面13更远的距离d₅的点，根据傍轴计算得出厚度d₁、d₂、d₃和d₄、折射率n₁、n₂、n₃以及折射本领K₁＝(n₂-n₁)/R₁和K₂＝(n₃-n₂)/R₂必须遵守下列方程

K_{2} = \frac{1}{d_{5} + \frac{d_{4}}{n_{4}} + \frac{d_{3}}{n_{3}}} - \frac{n_{2}}{\frac{n_{2}}{K_{1}} - d_{2}} - - - (1)

R₁和R₂是弯月形M₁和M₂的半径。符号规定按照W.T.Weford(Adam Hilger，Bristol，ISBN 0-852740564-8)的“Aberrations of opticalsystems”中的描述。此外，为了使该射束相对于光轴8形成角α₃，同样根据傍轴其遵循

K_{1} = \frac{n_{2}}{d_{2}} (1 + α_{3} \frac{d_{5} + \frac{d_{4}}{n_{4}} + \frac{d_{3}}{n_{3}}}{h_{0}}) - - - (2)

在本发明的这个实施例中，对于图4的情形来说，角α₃是负的。如果角α₃为负，这意味着射束被会聚到可能的物镜7。然而，角α₃也可能是正的。在这种情形下，射束是发散的。

最后，由图4可以推断，假如物镜7具有入射光瞳高度h_p并且被放置于距电润湿单元6的出射表面23的距离D处，则d₅可表述为

d_{5} = D - \frac{h_{p}}{α_{3}} - - - (3)

方程(3)中的减号由图2情形中的负角α₃产生。

现在能够描述参数R₁和R₂。可利用下面的方程描述半径R₁和R₂的值，其中半径R₁和R₂必须基本上遵守

R_{1} = \frac{d_{2} h_{0} (1 - \frac{n_{1}}{n_{2}})}{(h_{0} - h_{p} + α_{3} (D + \frac{d_{4}}{n_{4}} + \frac{d_{3}}{n_{3}}))} - - - (4)

以及

R_{2} = \frac{n_{3} - n_{2}}{\frac{1}{d_{5} + \frac{d_{4}}{n_{4}} + \frac{d_{3}}{n_{3}}} - \frac{1}{\frac{R_{1}}{n_{2} - n_{1}} - \frac{d_{2}}{n_{2}}}} - - - (5)

实际取得的R₁和R₂值应当优选地偏离方程(4)和(5)的值的10％以下。在距离D(即电润湿单元6和物镜7之间的距离)改变时，半径R₁和R₂必须被调节。此外，在电润湿单元6被转换时，距离d₁、d₂和d₃改变。

此外，借助于图4详细解释了本发明的实例。电润湿单元6(包括或)由三种流体A、B和C制成。如上所述，流体B和C相同。流体B和C是折射率为n₁＝1.3494的水。如图4所示，流体水存在两次。其他流体A是折射率为n₂＝1.5499的油。电润湿单元6在两侧利用两个透明元件11和12被密封。透明元件11和12可由玻璃(如BK7)制成。通过将BK7用作透明元件11和12，BK7的折射率由参数n₀和n₄表示，其中n₀＝n₄＝1.5302。d₀、d₁、d₂、d₃、d₄的适当距离如下：d₀＝0.5mm、d₁＝0.8mm、d₂＝5.0mm、d₃＝0.8mm以及d₄＝0.5mm。

双层光盘1(图4中未表示出)具有0.1mm处的第一信息层和0.09mm处的第二信息层。双层光盘1的信息层位置从读出侧开始测量。对应于0.09mm处的信息层的角α₃是-0.007781弧度。

在下面的表1中，按照方程(4)和(5)的半径R₁和R₂被制成针对两个D值的表格，同时还给出了按照光线追迹计算的结果。

表1

正如从表1中所看到的，考虑傍轴近似，R₁和R₂的结果表示了良好的一致性。发现R₁和R₂的最优值的较小差异连同物镜7导致由电润湿单元6引入的某些球面像差。尽管球面像差非常小，但是在半径R₁和R₂的最优值中存在有少许变化。分析和光线追迹之间的差异仍然表明良好的一致性。

按照本发明的条件的实现导致独立于辐射源和物镜之间距离的恒定边缘强度。尽管在本发明的实施例中，电润湿单元包含两个弯月形，但是它不受限于这种情形。还能够设置两个电润湿单元，其中每一个电润湿单元包含一个弯月形。本发明可用于光学纪录系统，尤其是使用分束光学部件的那些光学纪录系统。

很显然，权利要求中的任何附图标记将不会被解释为是对其范围的限制。

Claims

1.一种光学扫描装置，用于借助辐射束(3，5，30，30′)扫描信息层(101)，所述装置包含用于发射所述辐射束的辐射源(2，200)、用于将所述辐射束转变成所述信息层位置处的扫描光点的物镜(7，90)、以及用来调节所述辐射源和所述物镜之间距离的安装机构(9)，其特征在于，提供一个光学部件(6)，借助于该光学部件，使得所述辐射束(5，30′)在所述物镜(7，90)的入射光瞳处的边缘强度独立于所述辐射源(2，200)和所述物镜之间的距离，以便获得所述辐射束在所述物镜的入射光瞳处的恒定边缘射束孔径角。

2.如权利要求1所述的光学扫描装置，其特征在于，入射辐射束(5，30′)以相对于光轴(8)的预定角度并且是在独立于所述物镜和所述辐射源(2，200)之间距离的所述物镜的入射光瞳的外半径的预定高度处进入所述物镜(7，90)。

3.如权利要求1所述的光学扫描装置，其特征在于，所述光学部件(6)被设置为具有第一弯月形界面(M₁)和第二弯月形界面(M₂)的电润湿单元，所述第一弯月形界面(M₁)和第二弯月形界面(M₂)的半径是能够转换的。

4.如权利要求3所述的光学扫描装置，其特征在于，所述电润湿单元被布置在准直器透镜(4，40)和所述物镜(7，90)之间。

5.如权利要求3所述的光学扫描装置，其特征在于，所述电润湿单元的第一弯月形表面(M₁)的半径R₁遵守

R_{1} = \frac{d_{2} h_{0} (1 - \frac{n_{1}}{n_{2}})}{(h_{0} - h_{p} + α_{3} (D + \frac{d_{4}}{n_{4}} + \frac{d_{3}}{n_{3}}))}

其中所述的电润湿单元被密封在第一透明元件(11)和第二透明元件(12)之间，并被所述第一弯月形界面(M₁)和第二弯月形界面(M₂)分成第一流体(A)、第二流体(B)和第三流体(C)，所述第一流体(A)位于第二流体(B)和第三流体(C)之间；

d₂是所述第一流体(A)的厚度，d₃是所述第三流体(C)的厚度，d₄是所述第二透明元件(12)的厚度，n₁是所述第二流体(B)的折射率，n₂是所述第一流体(A)的折射率，n₃是所述第三流体(C)的折射率，n₄是所述第二透明元件(12)的折射率，

h_p是所述物镜到光轴的入射光瞳的高度，h₀是所述电润湿单元前面的入射束到所述光轴的高度，α₃是在所述物镜的入射光瞳处相对于边缘射线的光轴的入射角，以及D是从所述电润湿单元的出射表面到所述物镜的距离。

6.如权利要求3所述的光学扫描装置，其特征在于，所述电润湿单元的第二弯月形表面(M₂)的半径R₂遵守

R_{2} = \frac{n_{3} - n_{2}}{\frac{1}{d_{5} + \frac{d_{4}}{n_{4}} + \frac{d_{3}}{n_{3}}} - \frac{1}{\frac{R_{1}}{n_{2} - n_{1}} - \frac{d_{2}}{n_{2}}}}

d5＝D+L，D是所述物镜(7)与所述电润湿单元之间的距离，L是所述物镜(7)的物距，并且

R₁是所述电润湿单元的所述第一弯月形表面的半径。

7.如权利要求1所述的光学扫描装置，其特征在于，在光学记录载体(1，100)中设置至少一个信息层(101)。

8.一种光学记录系统，包含如权利要求1至7中的任何一项所述的光学扫描装置。