包括光盘和一个扫描装置的系统 本发明涉及一个包含光盘和用于扫描光盘的扫描装置的系统，其中每张光盘具有一个透光基底和形成在该基底上的一层光可扫描信息记录层；该扫描装置包括其上具有用于承载光盘的一个支撑面的转盘和一个扫描单元，该扫描单元包括一个致动器和具有一条光轴的一个物镜，该物镜用于对穿过放置在所说转盘上的光盘基底的光束进行聚焦以在信息记录表面上形成一个扫描光点，其中致动器包括一个第一致动部分和一个包括物镜在内的第二致动部分，该第二致动部分可以相对于第一致动部分沿与所说光轴平行的方向移动以实现聚焦。
这样一种系统就是通常所知的标准化“CD(Compact Disc)”系统。这种已知系统包括光盘，或称CD，它具有包括含有一组凹槽和凸脊地螺旋形数据道的信息层。信息以数字形式存贮在光盘的数据道中，其中凹槽和凸脊表示比特序列。光盘上的数字信息由一个标称厚度为1.2mm的透明基底作为保护层。
这种“CD”系统还包括具有用于对CD进行光扫描的一个扫描装置的播放器。例如在欧洲专利EP-A-0464912(PHN 13.382)中公开了这样一种装置。这种扫描装置包括用于支撑、对中和转动一张CD的一个转盘，还包括含有一个物镜和用于移动透镜的一个致动器的一个光-电扫描单元。光扫描是利用一个固态激光器光源进行的，激光束通过物镜聚焦在所说光盘的信息层上，基底设置在物镜与信息层中间。由于光盘上的数字信息受到基底的保护，所以在扫描光盘的光束的聚焦平面上不会产生划痕和沾染灰尘颗粒，因此，划痕和灰尘对光盘产生的破坏作用较小。
为了使光束正确聚焦，致动器包括一个固定致动部分和一个可动致动部分，并且它包括由一个线圈和一个永久磁铁构成的、用于沿所说物镜光轴的方向移动物镜的驱动组件。在聚焦过程中，可动致动部分相对于一个中心位置进行平移运动。一个聚焦伺服系统为线圈提供动力。后来，基于“CD”标准，相继开发出各类光盘，如CD-ROM、CD-I、CD-R，这些光盘都具有标准规定数值的厚度均匀的基底。最近，出现了一种数字视盘(DVD)，这种视盘具有两层透明基底，信息层位于这两个透明基底之间。所说视盘的基底的标称厚度均为0.6mm。由于基底厚度的偏差，这种类型的光盘很难利用已知系统的扫描装置进行扫描。
本发明的一个目的是对上述已知系统进行改进，从而得到这样一种系统，其中可以利用该系统的同一个扫描装置对具有不同基底厚度的光盘进行扫描。
根据本发明构成的这种系统包括：(1)第一种类型的光盘和第二种类型的光盘，每一种所说光盘具有一个透光基底和形成在所说基底上的一个光可扫描信息层，其中第一种类型光盘的基底，至少在与所说信息层相对的区域，具有第一基底厚度(t1)，第二种类型光盘的基底，至少在与所说信息层相对的区域，具有大于第一基底厚度的第二基底厚度(t2)；(2)能够扫描两种类型光盘的一个扫描装置，该扫描装置由一个转盘和一个扫描单元构成，所说转盘包含用于承载所说的各种光盘的支撑面，扫描单元包含一个致动器和具有一条光轴的一个物镜，所说物镜用于对穿过放置在转盘上的光盘基底的光束进行聚焦，从而在信息记录表面上形成一个扫描光点，所说致动器由第一致动部分和包括所说物镜在内的第二致动部分组成，所说第二致动部分可以相对于所说第一致动部分移动；和(3)用于对所说不同类型的光盘基底之间的厚度差(t2-t1)进行补偿的补偿装置，从而在对所说第一种类型光盘进行扫描过程中和在对所说第二种类型光盘进行扫描过程中，第二致动部分从同一个基准位置开始，既能沿至少基本是平行于所说光轴的第一个方向，也能沿与所说第一个方向相反的第二个方向移动以实现聚焦。
补偿装置确保了在对光盘进行扫描的过程中，不论光盘属于哪种类型，辐射光束的焦点总是落在被扫描光盘的信息记录表面所在平面上，而无需对所说致动器加任何特殊的要求。所说可动致动部分只有一个中间位置或者中心位置，该位置相应于上述的基准位置，为了正确聚焦，只需要相对于这个位置作有限的移动。
应当指出，从原理上讲，可以使所说可动致动部分沿聚焦方向移动的距离足够大，使得可以无需补偿装置就能够读取具有不同标称厚度的光盘。在这样一个致动器中，所说可动致动部分实际上具有两个相对其进行聚焦移动的基准位置。与根据本发明构成的系统中只具有一个固定的基准位置的扫描装置相比，这种设计的缺点是它需要功率更大，从而通常也更体积庞大和更加昂贵的驱动系统。此外，这样一种设计需要额外的动力，以便为行进两个基准位置之间的距离而进行附加移动。另外，在这样一种设计中，由于所说可动致动部分应当能够移动较大的距离，所以在所进行的移动的线性度方面就会产生问题。
根据本发明构成的系统的一个实施例的特征在于所说补偿装置构成了所说类型之一的光盘的一部分。在该实施例中，根据本发明构成的系统中的扫描装置不需要任何其它装置就可以扫描两种光盘。由所说基底厚度差引起的不必要的光效应可以借助于光盘自身的构造消除。
根据本发明构成的系统的一个实施例的特征在于所说补偿装置构成了所说第一种类型光盘的一部分，每张光盘的补偿装置在基底上远离信息层的一侧有一个用于与所说转盘的支撑面配合的接触表面，所说基底侧和所说接触表面之间的距离与所说的厚度差(t2-t1)相关。术语基底可以理解为至少是指面对所说信息记录表面的基底部分。
根据本发明构成的系统的一个实施例的特征在于所说基底和所说接触表面之间的距离至少基本上等于式中NA为所说物镜的数值孔径，n1为第一种类型光盘基底材料的折射率，n2为第二种类型光盘基底材料的折射率。
根据本发明构成的系统的一个实施例的特征在于每张所说第一种类型光盘的补偿装置包括围绕光盘中心和位于所说信息层区域之外的一圈凸缘，它包括所说接触平面。该实施例实用、可靠并且易于实施。最好的是，该凸缘和所说基底形成一体，用相同材料制成，并最好与基底同时形成。
根据本发明构成的系统的一个实施例的特征在于所说第一种类型光盘的基底厚度(t1)至少基本是0.6mm，所说第二种类型光盘的基底厚度(t2)至少基本是1.2mm，所说第一种类型光盘的基底所用材料的折射率至少基本上等于所说第二种类型光盘的基底所用材料的折射率，所说基底和所说接触表面之间的距离至少基本是0.33mm。所说折射率至少基本是1.57。所说系统的物镜的数值孔径是或者大约是0.6。
根据本发明构成的系统的一个实施例的特征在于所说补偿装置构成了所说扫描装置的一部分。如果现行技术标准不允许采用本系统的光盘，则该实施例为上文中提出的问题提供了一个实用的解决方法。
根据本发明构成的系统的一个实施例的特征在于所说补偿装置包括一个定位装置，该定位装置用于将所说致动器和/或所说转盘相对于所说扫描装置的框架沿至少基本平行于所说物镜光轴的方向移动一段定位距离，该段距离与所说厚度差(t2-t1)相关。
根据本发明构成的系统的一个实施例的特征在于所说补偿装置包括一个定位单元，该定位单元用于将所说转盘的支撑面相对于该转盘的其他部分沿至少基本平行于所说物镜光轴的方向移动一段距离，该段距离与所说厚度差(t2-t1)相关。在上面最后提到的两个实施例中，可以通过使用已知的机械装置获得所需移动量。通常选择一个自动操作定位装置，当接收到关于放置在所说扫描装置中的光盘类型的检测信号时，该装置即会启动。
根据本发明构成的系统的一个实施例的特征在于所说定位距离至少基本上等于式中NA为所说物镜的数值孔径，n1为第一种类型光盘基底材料的折射率，n2为第二种类型光盘基底材料的折射率。
本发明还涉及适用于根据本发明构成的系统的光盘。根据本发明的光盘是如权利要求1和权利要求2、3、4、5、6中的任一项所共同限定的第一种类型的光盘。
本发明还涉及适用于根据本发明构成的系统的一种扫描装置。权利要求1和权利要求7、8、9、10中的任一项所共同限定了根据本发明的扫描装置。具体地说，本发明的扫描装置包括用于相对于该扫描装置的支架沿平行于该扫描装置的物镜的光轴的方向将整个致动器，即两个致动部分和/或转盘移动一段定位距离的一个定位装置，所说定位距离与被扫描光盘的厚度差相关。或者，所说扫描装置可以包括用于相对于该转盘的其他部分移动所说转盘的支撑面的一个定位单元。在两种情况下，所说定位距离最好等于或基本上等于式中NA为所说物镜的数值孔径，n1为第一种类型光盘基底材料的折射率，n2为第二种类型光盘基底材料的折射率。
以下将结合附图以实例的形式对该发明进行更详细的介绍，在所说附图中：
图1为适用于根据本发明构成的系统的一种扫描装置的透视图，
图2表示在图1所示扫描装置中应用的扫描单元沿图1中线II-II的剖面图，
图3A为沿图1中线IIIA-IIIA的剖面示意图，表示当使用第一种类型光盘时根据本发明构成的系统的一个实施例，
图3B为图3A所示的实施例沿图3A中线IIIB-IIIB的剖面图，
图4A为图3A所示的实施例沿图1中线IIIA-IIIA的剖面示意图，在该实施例中，所说第一种类型的光盘被一张第二种类型的光盘代替，
图4B为图4A所示的实施例沿图4A中线IVB-IVB的剖面图，
图5A为表示适用于根据本发明构成的系统用于将一个转盘的支撑面定位的一个定位单元实施例的透视图，图示为第一定位位置，
图5B为图5A所示的定位单元处于所说第一定位位置时的径向图，
图6A为图5A所示的定位单元处于第二定位位置时的透视图，
图6B为图6A所示的定位单元处于所说第二定位位置时的径向图，
图7示意性表示适用于根据本发明构成的系统用于将一个转盘定位的一个定位装置实施例，
图8示意性表示适用于根据本发明构成的系统用于将一个致动器进行定位的一个定位装置实施例，图中该定位装置处于第一定位位置，
图8B表示图8A所示的定位装置处于第二定位位置，
图1表示适用于根据本发明构成的系统的一个扫描装置。
该扫描装置包括一个框架1，该框架上安装了一个用于支撑光盘并且使光盘对中的电动转盘3，所说转盘3绕旋转轴3转动，并且有一个支撑面3b。该扫描装置还包括用于将一个滑块5相对于转盘3沿径向平移(如箭头T所示)的机械导向装置。所说导向装置包括固定在所说框架1上的一个导向杆7和分别与滑块5的滑动轴套11和滑动表面13配合的一个导向壁9。安装在框架上的一个电动马达(图中未画出)通过或不通过一个传动机构来驱动所说滑块5。
所说滑块5上安装了带有一个致动器15的一个扫描单元，和安装在所说致动器15旁边的一个固态激光器。如图2的剖面图所示，所说致动器15包括具有与所说旋转轴3a平行的光轴2a的一个可动部分6，具有线圈轴12a的一个聚焦线圈12，和两个寻道线圈14a、14b。一个可转动的或者柔性悬架22将可动部分6和所说致动器15的一个固定部分16连接起来，该固定部分固定在滑块5上，并且包括具有永久磁铁18的一个磁路。所说扫描单元相对于所说滑块5处于这样一个位置，其纵向轴I横贯由所说旋转轴3a和所说光轴2a确定的平面，从而使所说物镜2既可以沿所说聚焦方向(如箭头F所指方向)，也可以沿寻道方向(如箭头T所指方向)两个方向移动。
在操作中，为了粗略寻道位于所说转盘上放置的一个光盘的信息记录表面所在平面内的一个信息数据道，所说滑块相对于所说转盘3的旋转轴3a沿径向路径移动，(如箭头T所指方向)。因为所说信息数据道可能会稍稍偏离放置在所说转盘上的光盘的中心，并且所说转盘可能会出现微小的径向偏差，因此在旋转过程中允许所说信息数据道产生微小的径向偏移。在通过物镜在所说光盘的信息记录表面上形成的扫描光点的位置与通过一个径向寻道系统拉近的被扫描的数据道部分的位置之间的操作可能会产生偏差，该径向寻道系统包括所说扫描单元15和可以沿箭头T方向进行微小的高频平移运动的物镜2。
根据本发明构成的系统包括第一种类型的光盘，在本实施例中该种类型的光盘有两个透光基底，在这两个透光基底之间沉积有一个或者两个光可扫描的信息层。图3A和图3B表示了这种光盘的一个实施例，该种光盘被称为DVD。该光盘的参考标号为100，所说基底的标号为102a和102b，所说单层或者多层信息层的标号为104。所说基底102a和102b的基底厚度都为t1，即0.6mm。根据本发明构成的系统还包括第二种类型的光盘，在本实施例中为CD(CDs)。图4A和图4B表示这种光盘的一个实施例。图4A和图4B表示的CD110有一个基底厚度t2为1.2mm的透光基底112，在该透光基底上沉积了信息层114。在操作中，利用由一束穿过载有信息层的基底的辐射光束形成的一个扫描光点来扫描各种类型的光盘的信息层。在本实施例中所说基底是用聚碳酸脂制成的。
图3A、3B、4A、4B所示的根据本发明构成的系统的实施例可以包括一个如图1和图2所示的扫描装置或者其变型。为了简便起见，在图1、2和图3A、3B、4A、4B中，相同部分采用同一个标号。所说可动致动部分6有一个中心位置O，在操作中，该可动致动部分相对于该中心位置O沿图1中箭头F所指方向可以做微小的聚焦运动，以使由所说物镜2形成的一个扫描光点S精确地保持在信息记录表面104或114的平面内。所说基底112和102a之间的厚度差(t2-t1)可以利用一个具有围绕所说光盘100的中心孔的凸缘106a形状的补偿装置得到补偿。所说凸缘有一个接触表面108a，该接触表面与所说转盘3的支撑面3b配合。在本实施例中，所说光盘100也有一个与所说凸缘106a类似的凸缘106b，并且有一个接触表面108b。所说凸缘106a和凸缘106b的厚度t100分别等于式中n1和n2分别为基底102a/102b和112的材料的折射率，NA为所说物镜的数值孔径。在本实施例中，n1＝n2＝1.57，NA为0.6。由此所说厚度t100为0.33mm。
当使用具有互不相同的基底厚度的光盘，而其中任何一种类型的光盘都不具有补偿装置时，图5A、5B、6A和6B所示的定位单元200适合于用作根据本发明构成的系统中的补偿装置。所说定位单元200是一个具有径向凸肋201b的中心部分201a的部件，该径向凸肋201b被设置在一个扫描装置的转盘203上，该转盘围绕旋转轴203a旋转。所说凸肋201b具有尾端部分204，该凸肋在沿与旋转轴203a平行的方向上有弹性。该定位单元200相对于所说转盘203在如图5A和图5B表示的第一个位置与如图6A和图6B表示的第二个位置之间围绕所说旋转轴203a旋转。在所说第一个位置处，所说尾端部分204设置在所说转盘203的一个支撑面203b上，该尾端部分204共同限定了一个支撑面204b以支撑一张所说第一种类型的光盘。在所说的第二个位置，该尾端部分204嵌入所说转盘203的凹槽内，所说转盘的支撑面203b形成一个支撑面以支撑一张所说第二种类型的光盘。该定位装置200可以通过手动、电动、机-电驱动进行操作。很显然，不仅可以使用本实施例所示定位单元，也可以使用其它的定位机构。
所说尾端部分204的厚度为t204该厚度t204与所说第二种类型光盘基底厚度t2与所说第一种类型光盘的较薄基底厚度t1之间的厚度差相关。实际上，所说厚度t204等于式中NA为所说扫描装置中使用的物镜的数值孔径，n1为所说第一种类型光盘基底材料的折射率，n2为所说第二种类型光盘基底材料的折射率。
在图7中局部表示的根据本发明构成的系统实施例中，所说补偿装置包括一个定位装置300，该定位装置300用于沿与所说系统的扫描装置中应用的一个物镜的光轴平行的方向相对于该扫描装置的框架311移动转盘303。可围绕轴393a旋转的转盘有一个支撑面303b，该转盘由一个通过一个柔性悬架装置313与所说框架311相连接的一个构件313支撑。在本实施例中，所说元件313由一个柱状元件315支撑，该柱状元件围绕主轴317做偏心旋转。所说转盘303可以通过构件300的旋转而移动一段距离t303。很显然，不仅可以使用本实施例所示定位装置，也可以应用其他的定位机构。正如本文前面所述，根据本发明构成的系统包括具有基底厚度t1的第一种类型的光盘和具有更大的基底厚度t2的第二种类型的光盘。在图示位置所说转盘303位于位置(P2)处，此处适用于一张所说第二种类型的光盘；该转盘在移动所说距离t303后处于位置P1处，此处适用于一张所说第一种类型的光盘。在两个位置处，所说系统的扫描装置中使用的致动器的可动部分可以从同一个基准位置开始移动以完成聚焦移动。所说距离t303等于式中NA为所说扫描装置中使用的物镜的数值孔径，n1为所说第一种类型光盘基底材料的折射率，n2为所说第二种类型光盘基底材料的折射率。在本实施例中，折射率n1和n2为1.57，所说数值孔径NA为0.6。所说定位距离t303为0.33mm。
图8A和图8B中局部表示的根据本发明构成的系统的扫描装置适合于扫描第一种类型的光盘，即基底厚度为t1的光盘，和第二种类型的光盘，即基底厚度为t2的光盘，t2大于t1。扫描装置具有如图1所示形式的一个框架和一个转盘。图8A和8B仅仅表示了转盘的支撑面3b的水平高度。该扫描装置还包括一个滑块405，该滑块上包括带有一个致动器415的扫描单元，所说滑块405相应于图1中所示的滑块5，所说致动器415为图1中所示的致动器15的一种变型。所说致动器415包括一个固定在一个滑动元件404上的固定致动部分416和一个通过一个柔性悬架装置422与该致动部分416相连的可动致动部分406。所说可动致动部分406上装有一个具有光轴为402a的物镜402，该物镜可以用与图1中所介绍的相同的方法沿聚焦方向和寻道方向移动。优选地构成一个电子滑动装置一部分的滑动元件404可以相对于滑块405沿与所说光轴402a垂直的x方向移动，以实现将所说致动器415沿与所说光轴402a平行的方向移动一段距离t415。
所说致动器415的移动量是由所说滑动元件404的滑动运动所得出的，该致动器415的一个导向部件420与所说滑动元件404的导向表面相配合，所说致动器415的一个滑动表面424与所说框架的一个直线型导板相配合。
在图8A中所说致动器415处于相对于可以扫描第一种类型光盘的转盘的位置。在图8B中所说致动器415处于相对于可以扫描第二种类型光盘的转盘的位置。在两种位置处，所说可动部分416可以从同一个基准位置开始运动以实现沿与所说光轴402a平行的方向的聚焦运动，从而在两种情况下，该可动部分416有相同的行程或移动幅度。所说距离t415等于式中NA为所说物镜的数值孔径，n1为所说第一种类型的光盘的透明基底的折射率，n2为所说第二种类型的光盘的透明基底的折射率。
应当指出，本发明并不仅仅局限于说明书中所公开的实施例。在本发明的范围内还可以构成所述实施例的各种改进。但是，本发明的基本构思是：采用补偿装置，以对可以利用本发明的扫描装置进行扫描的各种类型的光盘的透明基底之间的厚度差(t2-t1)进行补偿，从而当扫描具有较薄基底的光盘时所说致动器的可动部分沿聚焦方向的移动距离并不需要比当扫描具有较厚基底的光盘时更大。换句话说，当使用所提出的补偿装置时，如果扫描在各种情况下都是通过基底进行的，则适合于扫描具有给定厚度的光盘的致动器也自动地适合于扫描具有较薄基底的光盘。