TW200523573A - Optical element, optical pickup device and optical information recording and reproducing apparatus - Google Patents

Description

200523573 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於光學元件、光學拾訊裝置及光學資訊記 錄與再生設備。 【先前技術】 目前已知有能夠實施數種在記錄密度的方面相互不同 之光碟的記錄/再生之光學拾訊裝置。在一光學拾訊裝置 的實例中，其利用DVD (數位影音光碟）及CD (壓縮光 碟）的光學拾訊裝置而實施記錄/再生。近幾年來，因爲 光碟在記錄密度的方面相互不同，已有相容於使用紫雷射 光源（例如，紫半導體雷射或紫SHG雷射）的高密度光 碟、傳統DVD及CD的光學拾訊裝置之需求。 關於具有高密度光碟及DVD的相容性之光學拾訊裝 置，已知有利用以下專利文件1至3中所述之技術，其中 ，以指定數量的其中心位在光軸上的環形帶構成的繞射構 造係形成在繞射光學元件上。 (專利文件 1) TOKKAINo.200 1 -603 3 6 (專利文件 2) TOKKAI No.2002-298422 (專利文件 3) TOKKAI No.200 1 -93 1 79 以上專利文件所述之技術係由利用具有低於高密度光 碟的記錄/再生的光束的繞射級數的光束之技術所表示， 如同利用第二級（或第三級）繞射光作爲高密度光碟的記 錄/再生之光束，以及利用第一級（或第二級）繞射光作 -4- 200523573 (2) 爲DVD的記錄/再生之光束。此些技術使其可能控制紫 波長區中細微波長變化的焦距位置的起伏，同時確定各光 碟的記錄/再生的光束之高繞射效率。 爲了確定各高密度光碟的記錄/再生的光束之高繞射 效率，其係需要選擇高密度光碟的記錄/再生之光束的繞 射級數〜及DVD的記錄/再生之光束的繞射級數n2的組 合’以使藉由 50D={nixAi/ (Νι — 1)}/{η2Χ 又 2/ ( N2 - 1) }界定的繞射構造加至λ!的光學路徑長度對加入 入2的光學路徑長度的比（5 可以是接近1的値，其中λ! 表示高密度光碟的記錄/再生之光束的波長、λ2表示 DVD的記錄/再生之光束的波長，與Ni及Ν2分別表示 λ 1及λ 2的繞射光學元件的折射率。 然而，當使用產生具有滿足前述關係的繞射級數n i 及繞射級數n2的組合的繞射光之繞射構造用以實現高密 度光碟及DVD間的相容性時，繞射構造的球形像差每單 位波長的變化量更大，因此，雷射光源需要被選擇，其起 因於造成雷射光源的製造成本增加及光學拾訊裝置的製造 成本增加之問題。 因爲球形像差每單位波長的變化量與物鏡光學系統的 數値孔徑（N A )的四次方成比例地增加，上述問題變得 更淸楚，尤其於由高密度光碟的標準的Bln - ray光碟表 示之具有數値孔徑（NA ) 0.85的物鏡光學系統，及，於 具有使用〇·1 mm厚保護層的標準（以下稱爲0.1 mm標準 )之高密度光碟。 -5- 200523573 (3) 【發明內容】 鑑於上述問題，本發明的目的使其可能控制球形像差 每單位波長變化的變化量，且因此，提供光學元件、光學 拾訊裝置及光學資訊記錄與再生設備，其中雷射光源的大 量生產的產能被改善，且，製造成本可被降低。 爲解決上述問題，項目1一 1中所述的光學元件，其 使用於光學拾訊裝置，利用自第一光源射出之具有波長 λ ! (nm)的第一光通量以實施包括具有厚度η的保護基 板之第一光碟的再生及/或記錄資訊，以及，利用自第一 光源射出之具有波長λ^λ^λ!) (nm)的第二光通 量以實施包括具有厚度4的保護基板之第二光碟的再生 及/或記錄資訊，該光學元件包含：其上形成有第一相位 構造之光學表面，以具有校正由第一光碟及第二光碟間的 保護基板的厚度差所造成的球形像差之功能，或校正由第 一光通量及第二光通量間的波長差所造成的球形像差之功 能；其上形成有第二相位構造之光學表面，以使當第一光 通量的波長改變時，第二相位構造產生球形像差的方向與 第一相位構造產生之球形像差的方向相反。 項目1 一 2中所述的實施例中，項目1 一 1中所述的第 一相位構造係繞射構造。 項目1 一 3中所述的實施例係由項目1一 1中所述的光 學元件所表示，其中第一相位構造係繞射構造，當第一光 通量進入時，該繞射構造產生第〜級繞射線作爲具有最 -6- 200523573 (4) 大繞射效率之繞射線，及，當第二光通量進入時，該繞射 構造產生第η2級繞射線（| ηι| $ | n2| )作爲具有最大 繞射效率之繞射線。 項目1— 4中所述的實施例係由項目1 一 1中所述的光 學元件所表示’其中第二相位構造係光學路徑差異提供構 造，該光學路徑差異提供構造包括數個以各形成於光軸方 向的階形段分開之環形帶。 項目1 一 5中所述的實施例係由項目1 一 1中所述的光 學元件所表示，其中當第一光通量的波長變化於（λ ! - 5 )(nm)至（λι+5) (nm)的範圍內時，第二相位構 造具有產生球形像差於與第一相位構造所產生的球形像差 的方向相反的方向之功能。 項目1一 1至1 - 4中所述的實施例使其可能校正由繞 射構造的作用及0.1 mm標準的高密度光碟與DVD間的保 護層厚度差異所造成之球形像差，校正由物鏡光學系統中 的紫波長區及紅波長區間的波長發散造成之球形像差，以 及，控制紫波長區的波長的細微改變之焦距位置的起伏變 小。然而，相對於繞射構造，球形像差的波長依賴性係大 的，且因此，約± 5 nm的波長變化之球形像差的變化成長 更大。因爲此種的球形像差的變化量與NA4成比例成長 更大，紫雷射光源的振盪波長的容許度在使用具有〇·85 的ΝΑ的物鏡光學系統之0.1 mm標準的高密度光碟變得 嚴格。於本發明的光學元件中，因此，紫雷射光源的振盪 波長的容許度係利用以下構造而緩和，其中光學路徑差異 200523573 (5) 提供構造控制入射光通量的約± 5 nm的波長變化之球形像 差變化變小。由於此，紫雷射光源的大量生產之產量可被 改善，且，紫雷射光源與光學拾訊裝置的製造成本可被降 低。 附帶地，於本規格中，利用紫半導體雷射或紫SHG 雷射作爲資訊的記錄/再生的光源之光碟通稱爲 ''高密度 光碟〃，資訊的記錄/再生係藉由具有ΝΑ0.65的物鏡光 學系統以及具有約〇.1 mm的保護層厚度的標準之光碟而 實施，且，具有約0.6 mm的保護層厚度的標準之光碟亦 包括在內。再者，除了具有此種的保護層在其資訊記錄表 面上之光碟之外，具有約數nm至數十nm的厚度的保護 層在其資訊記錄表面上之光碟及具有前述保護層或具有零 厚度的保護層之光碟亦包括在內。再者，於本說明書中， 高密度光碟包括使用紫半導體雷射或紫SHG雷射作爲資 訊的記錄/再生的光源之磁光碟。 於本說明書中，諸如 DVD — ROM、DVD — Video、 DVD— Audio、DVD — RAM、D V D — R、D V D — R W、DVD + R及DVD+RW的DVD系列中的光碟通稱爲''DVD" ，及，諸如 CD-ROM、CD— Audio、CD— Video、CD-R 及CD — RW的CD系列中的光碟通稱爲'' CD 〃 。 再者，於本說明書中， > 繞射構造〃意指提供相位差 給具有使用於光學拾訊裝置的光源的波長中之至少一波長 的光通量之構造。例如，其包括產生繞射光之繞射構造及 具有提供光學路徑差異的階之光學路徑差異提供構造，以 -8- 200523573 (6) 及，假設折射介面具有產生相位差的構造，具有階的折射 介面亦可包括在內。 再者，於本說明書中， > 繞射構造產生第η級繞射線 〃係與以下所述同義，亦即，當具有波長λ的光通量進入 繞射構造時產生之各級的繞射線中的第η級繞射線的繞射 效率係最大，以及，~產生第η級繞射線的繞射構造〃係 與''發出輝光以使當具有波長λ的光通量進入時，第η級 繞射線可產生最大繞射效率之繞射構造〃同義。因此，'' 使用第η級繞射線作爲光碟的記錄/再生的光束〃係與以 下所述同義，亦即，藉由會聚具有當具有波長λ的光通量 進入時產生之各級的繞射線中的最大繞射效率之第η級繞 射線於繞射構造中，記錄資訊在光碟及/或再生記錄在光 碟上之資訊。 再者，於本說明書中，、'球形像差的校正〃意指，球 形像差被校正小於諸如第一相位構造及第二相位構造的對 應構造的例子中所產生之球形像差。 【實施方式】 以下將解說本發明的較佳實施例。 項目1 一 6中所述的實施例係由項目1 一 3中所述的光 學元件所表示，其中當N i及Ν2分別地係具有波長λ !的 第一光量及具有波長λ2的第二光通量之光學元件的折射 率及INT ( X)係最接近X的整數時，以下公式被滿足： ΙΝΤ ( δ 0D) - δ 0D< 〇 ( 1 ) -9 - 200523573 (7) δ 0D^ {ηι χ λ 1 / ( Ν1 - 1 ) }/ {η2 χ λ 2 / (Ν2-1) } (2 )，及 其中第一相位構造具有球形像差特性，使得當入射光 通量的波長移至較長波長側時，球形像差改變成爲過度校 正。 項目1 一 7中所述的實施例係由項目1 一 6中所述的光 學元件所表示，其中第一相位構造的製造波長λ Β滿足以 下公式： λ Β < 入 1 項目1 一 8中所述的實施例係由項目1 一 6或項目1 一 7中所述的光學元件所表示，其中第二相位構造具有球形 像差特性，使得當第一光通量的波長移至（λ ! - 5 ) ( nm )至（λ ! + 5 ) ( nm )的範圍內的較長波長側時，球形像 差改變成爲校正不足。 由繞射構造所造成之球形像差的波長依賴性係使用來 校正起因於0.1 mm標準的高密度光碟與DVD間之保護層 厚度的差異之球形像差、及起因於存在紫波長區及紅波長 區間的物鏡光學系統的波長擴散之球形像差。於此例中’ 當公式（1 )及（2 )分別表示保持於高密度光碟的記錄/ 再生的光束的波長λ !與繞射級數ηι之間及DVD的記錄 /再生的光束的波長λ 2與繞射級數n2間的關係’如項目 1 - 3中的實施例，較佳地，使繞射構造具有當入射光通 量的波長移向長波長側時球形像差改變於過度校正的方向 之入射光通量特性。 -10- 200523573 (8) 於此例中，較佳地，繞射構造的製造波長（亦稱爲輝 光波長）係如項目1 一 7中的實施例之比λ !更短的指定波 長，其使其可能保持高繞射效率在各光碟的波長區。此係 與滿足以下公式（3 )的情形同義的，當△ D ( // m )表示 在繞射構造的光軸方向的階中最接近光軸之階，及，Nb 表不波長λ b的光學兀件的折射率。 Δ d = HixA bx1〇 3/ (Nb— 1) ( 3 ) 這是較佳地補償繞射構造的球形像差特性，其藉由指 定球形像差特性給光學路徑差異提供構造，其中當入射光 通量的波長在λ 1 — 5 (nm)至λ 1+5 (nm)的範圍內移 向較長波長側時，球形像差改變成爲校正不足的方向，如 項目1 - 8中的實施例。於此，紫雷射光源的振盪波長的 容許度可被緩和。 項目1 一 9中所述的實施例係由項目1 — 3中所述的光 學元件所表示，其中當N i及N2分別地係具有波長λ !的 第一光量及具有波長λ2的第二光通量之光學元件的折射 率及INT ( X )係最接近X的整數時，以下公式被滿足： ΙΝΤ ( δ0ο) - (5 0D> 0 ( 4 ) δ 0D= {η} χ λ ι / ( N i - 1 ) }/{η2χλ2/ (N2 - 1) } (5 )，及 其中第一相位構造具有球形像差特性，使得當入射光 通量的波長移至較長波長側時，球形像差改變成爲校正不 足。 項目1 一 1 0中所述的實施例係由項目1 一 6中所述的 -11 - 200523573 (9) 光學元件所表示，其中第一相位構造的製造波長λΒ滿足 以下公式： λ 1 < 久 Β < λ 2 項目1 一 1 1中所述的實施例係由項目1 一 9或項目1 一 10中所述的光學元件所表示，其中第二相位構造具有 球形像差特性，使得當第一光通量的波長移至（λ ! — 5 ) (nm )至（λ ! + 5 ) ( nm )的範圍內的較長波長側時， 球形像差改變成爲過度校正。 由繞射構造所造成之球形像差的波長依賴性係使用來 校正起因於0.1 mm標準的高密度光碟與DVD間之保護層 厚度的差異之球形像差、及起因於存在紫波長區及紅波長 區間的物鏡光學系統的波長擴散之球形像差。於此例中， 當公式（4)及（5)分別表示保持於高密度光碟的記錄/ 再生的光束的波長λ i與繞射級數之間及DVD的記錄 /再生的光束的波長λ 2與繞射級數n2間的關係，如項目 1 - 9中的實施例，較佳地，使繞射構造具有當入射光通 量的波長移向長波長側時球形像差改變於校正不足的方向 之入射光通量特性。 於此例中，較佳地，繞射構造的製造波長（亦稱爲輝 光波長）係在如項目1 一 1 0中的實施例之λ !至λ 2的範 圍內之指定波長，其使其可能保持高繞射效率在各光碟的 波長區。此係與滿足以下公式（6 )的情形同義的’當 △ D( //m)表示在繞射構造的光軸方向的階中最接近光 軸之階，及，NB表示波長λ b的光學元件的折射率。 -12- 200523573 (10) Δ〇 = ηιχλΒΧΐ〇 3// (Νβ~ Ο (6) 這是較佳地補償繞射構造的球形像差特性’其藉由指 定球形像差特性給光學路徑差異提供構造，其中當入射光 通量的波長在至又1+5(11111)的範圍內移 向較長波長側時，球形像差改變成爲過度校正的方向’如 項目1 一 11中的實施例。於此，紫雷射光源的振盪波長的 容許度可被緩和。 項目1 — 1 2中所述的實施例係由項目1 一 1至1 — 11 的任一者中所述的光學元件所表示，其中第一相位構造係 形成在所形成的非球形表面上，使得因爲非球形表面上的 光學路徑的位置更遠離光軸，光學路徑的長度變更長。 於項目1 - 3中所述的實施例，當繞射構造的光學路 徑長度的加入量係利用光學路徑差異函數係數b2、b4、 B 6 N B 8 N Bi〇......及繞射級數η以下列公式（7)界疋時’ 於項目1一 2、1—3及1 一 6至1— 11的任一者所述之光學 元件中，Β2及Β4的正負號係相互不同。 nx ( B2h2 + B4h4 + B6h6 + Bgh8 + Bi〇h10 + …） （7) 項目1 - 1 3中所述的實施例表示用於控制光量的耗損 之條件，光量耗損的造成係由於繞射構造的形式之誤差變 小，防止繞射構造的環形帶的寬度變太小、及使其容易處 理一模。這係可能藉由使第二級光學路徑差異函數係數 B2的正負號及第四級光學路徑差異函數係數B4的正負號 相互不同而增加光學路徑差異函數^的變化的單位量^^的 變化量。這相當於，繞射構造的環形帶的寬度成長更大’ -13- 200523573 (11) 起因於模的容易處理及光量耗損的控制之達成。爲了進一 步此些功效的達成，這係較佳地建立B2及B4的尺寸以使 光學路徑差異函數心可具有一轉折點。進一步地可能藉由 建立：62及B4的尺寸相互不同而確定DVD的作用距離變 大。 項目1 — 1 4中所述的實施例係由項目1 一 1至1 一 1 3 的任一者中所述之光學元件表示，其中在形成第一相位構 造的光學表面上，第一相位構造係形成在光學表面的最大 有效直徑的0%至70%的至少範圍內，且，第一相位構造 未形成在最大有效直徑的85%至100%的至少範圍內。 項目1 一 14中所述的實施例，由0.1 mm標準的高密 度光碟及DVD間的保護層厚度的差異所造成之球形像差 係藉由僅在DVD的記錄/再生所需的NA內之繞射構造 的作用而校正，且因此，DVD的資訊記錄表面上的光點 未超過所需的變更窄，藉此，由DVD的傾斜所造成之彗 光像差的量不會變太大。通過DVD的NA外側的區之第 二光通量具有由高密度及DVD間之保護層厚度的差異所 造成之球形像差，以成爲無助於DVD的資訊記錄表面上 的光點的形式之光斑分量。因爲這是相當於，光學元件其 本身具有限制DVD的孔徑之功能，設有本發明的光學元 件之光學拾訊裝置不需要分開地設有符合DVD的NA之 光圈’且，此構造可以是簡單的。 項目1— 15中所述的實施例係由項目1一1至1一 14 的任一者中所述之光學元件表示，其中在形成第二相位構 -14- 200523573 (12) 造的光學表面上，第二相位構造係形成在光學表面的最大 有效直徑的〇%至70%的至少範圍內，且，第二相位構造 未形成在最大有效直徑的85%至100%的至少範圍內。 項目1 一 1 5中所述的構造的例子中，繞射構造的球形 像差的波長依賴性僅必須被補償在DVD的記錄/再生所 需的NA內，且因此，這係較佳地僅在DVD的NA內之光 學路徑差異提供構造。再者’這係較佳地決定光學路徑差 異提供構造，以使通過DVD的NA外側的區的第一光通 量之波前相位及通過DVD的NA內的區的第一光通量之 波前相位可校準於Ai—SCnm)至11+5(11111)的至少 範圍內的波長區。 附帶地，在此所述的最大有效直徑〃意指具有波長 λ !的第一光通量之光學元件的有效直徑° 項目1 — 1 6中所述的實施例係由項目1 一 8中所述的 光學元件所表示’其中第二相位構造未提供具有波長叉1 的第一光通量的光學路徑差異，而提供具有波長（ )(nm)的第一光通量及具有波長（A1—” （nm)的 第一光通量之光學路徑差異。 項目1 一 1 7中所述的實施例係由項目1 — 1 1中所述的 光學元件所表示，其中第二相位構造未提供具有波長λ 1 的第一光通量的光學路徑差異，而提供具有波長（λι+5 )(nm)的第一光通量及具有波長（1一5) (nm)的 第一光通量之光學路徑差異。 光學路徑差異提供構造較佳地爲實質上未指定光學路 -15- 200523573 (13) 徑差異給表示如項目1 一 1 6及項目1 一 1 7中的實施例之光 學元件的設計波長之λ!而指定光學路徑差異至波長λι + 5(nm)及波長ApSCnm)之構造，其使其可能適當地 實施由繞射構造所造成之球形像差的波長依賴性的補償。 尤其，這係較佳地決定光學路徑差異提供構造中最接近光 軸之階Δρ ( // m )，使得以下公式被滿足： △ P = mxA ixlO— 3/ ( N! — 1 ) 其中’ m表示正整數及&表示具有波長又1的光通量 之光學元件的折射率。 項目1 — 1 8中所述的實施例係由項目1 一 3、1 一 6至 1 一 11、1— 16及1 一 17的任一者中所述之光學元件所表 示，其中以下公式被滿足： I λ 2 — λ \ \〉50nm 及 |ηι| > | Π2 I 於項目1 一 1 8中所述的實施例，當Α 2及λ i間的差 異大於5 0 nm時，這係可能藉由使用其繞射級低於高密度 光碟的記錄/再生的光束的繞射級之繞射光作爲DVD的 記錄/再生的光束而保持高繞射效率於各光碟的波長區。 因爲比較使用如上述之具有相同級數的繞射光之情形，球 形像差的波長依賴性對於決定使用具有不同級數的繞射光 作爲各光碟的記錄/再生之光束之繞射構造係優良的，紫 雷射光源的振盪波長之容許度變得極端嚴格。於本發明的 光學元件中，然而，紫雷射光源的振盪波長之容許度可藉 由利用光學路徑差異提供構造爲了入射光通量的約±5 nm 的波長變化而控制球形像差變化爲小之構造而緩和。 -16- 200523573 (14) 項目1 — 1 9中所述的實施例係由項目1 — 1 8中所述的 光學兀件所表不’其中A 1係在350 nm至450 nm的範圍 內，；I 2係600 nm至7〇〇 nm的範圍內，及，η】及n2的組 合（η】、η2)滿足以下公式： (ru、 η2)=(2、 1)、 （3、 2)、 （5、 3)、 （8、 5)或（1〇、 6) 當；I !表示代表紫波長區之350 nm — 450 nm的範圍內 之波長’及λ2表示代表紅波長區之600 nm— 700 nm的範 圍內之波長如項目1 一 1 9中所述的實施例，較佳地，繞射 級數ΓΜ及n2的特定組合係（ni、n2 ) = ( 2、1 ) 、（ 3、2 )、（5、3) 、 （8、5)或（10、6)的任何一者，且， 此組合的選擇使其可能保持筒繞射功率於各光碟的波長區 。再者，甚至於繞射級數η!變成大於1 0的例子中，存在 有可保持高繞射效率在各光碟的波長區之繞射級數的組合 。然而，如果繞射級數n i被致使小於1 0時，來自；之 約d: 5 ( n m )的波長變化的繞射效率振幅不會變得太大， 此波長變化係較佳的。 項目1 一 2 0中所述的實施例係由項目1 一 1 9中所述之 光學元件所表示，其中光學元件係以一材料製成，此材料 用於具有波長λ !的第一光通量之折射率係在1 · 5至1 · 6 的範圍內，及，d線（ 587.6nm)的阿貝（Abbe)常數係 在50至60的範圍內，且’繞射構造包括預定數羹的以階 形段分開的環形帶，每一階形段形成於光軸方向，且，階 形段中最接近光軸之的階形段△〇 ( V m )滿足以下公式的 一者： -17- 200523573 (15) 1 .25 < Δ〇 < 1.65 (8) 2.05<Δ〇<2·55 (9) 3.40 < Δ〇 < 4.10 (10) 5.70 < Δ〇< 6.45 (Π) 7.00 < Δ〇 < 8.00 (12) 較佳地，項目1 - 20中所述的實施例關於繞射級數的 上述組合中之繞射構造的更特定構造，且，繞射構造中最 接近光軸之階△〇 ( μπι )滿足公式（8 ) -（ 12 )。組合（ ηι、η2)=(2、1)符合公式（8) 、 ( nj ^ n2 ) = ( 3 ' 2 )符合公式（9) 、（ηι、η2)=(5、3)符合公式（10) 、（η!、η2 ) = (8、5)符合公式（11)及（η!、n2)=( 1 〇、6 )符合公式（1 2 )。附帶地，至於以高精密度製造 如同本發明的光學元件之具有繞射構造之光學元件，優於 可轉移性係較佳之塑膠透鏡。在可使用於紫波長區的大部 份塑膠材料中，具有波長λ,的第一光通量之折射率係在 1.5 — 1.6的範圍內，且，d線的阿貝數（Abbe number) 係在50 — 60的範圍。

項目1 — 2 1中所述的實施例係由項目1 — 1 8至1 一 20 中的任一者所述之光學元件所表示，其中第二相位構造係 包括數個以階形段分開的環形帶之光學路徑差異提供構造 ，每一階形段形成於光軸方向，且，當Ap(//m)係第二 相位構造的階形段中最接近至光軸之階形段時，N!及N2 分別爲具有波長又1的第一光通量及具有波長λ2的第二 光通量之光學元件的折射率，且，INT ( X )係最接近X 200523573 (16) 的整數，以下公式被滿足： I INT ( 0 IP) — 0 IP | ^ 0.4 ( 13 ) I INT ( 0 2 P ) — Φ 2 P 1 ^ 0.4 ( 14 ) 0 1 P 二△ pX ( Νι - 1 ) / ( λ i x 1 〇 — 3) ( 15 ) 0 2 P =Δ px ( N2 — 1 ) / ( λ 2xl〇一 3) ( 16 )

當決定最接近光學路徑差異提供構造的光軸之階 ΔΡ ( // m )，較佳地，高密度光碟側上之設計波長λ i或 DVD側上的設計波長λ 2沒有一個被指定實質的光學路徑 差異。於此，本發明中的λ2的光學元件的特性可以是出 色的。特別地，較佳地決定階ΔΡ ( V m )以下公式（1 3 ) 及（16)可被滿足，如項目1一 21的實施例中。

項目1 一 2 2中所述的實施例係由項目1 — 2 1中所述的 光學元件所表示，其中當λ 1係在350 nm至450 nm的範 圍內，叉2係在600 nm至7 00 nm的範圍內，光學元件係 以其繞射率用於具有波長λ !之第一光通量係在1.5至1.6 的範圍內及d線（5 8 7.6 nm)的阿貝常數係在50— 60的 範圍內之材料製成，及P係正整數時，以下公式被滿足： INT (义 f 1 P ) =5p ( 17 ) INT (^ f 2 P ) =3p ( 18 ) 項目1一 22中所述的實施例關於更特定的構造，其中 ’高密度光碟側上的設計波長λ i或DVD側上的設計波長 λ2沒有一個藉由光學路徑差異提供構造而被指定實質的 光學路徑差異，且，較佳地，ΔΡ ( // m )滿足以下公式（ 1 7 )及（1 8 )。附帶地，至於以高精密度製造如同本發明 -19- 200523573 (17) 的光學元件之具有繞射構造之光學元件，優於可轉移性係 較佳之塑膠透鏡。在可使用於紫波長區的大部份塑膠材料 中，具有波長λ i的第一光通量之折射率係在1·5 - 1.6的 範圍內，且，d線的阿貝數（Abbe number)係在50—60 的範圍。 項目1 _ 2 3中所述的實施例係由項目1 一 3、1 一 6至 1— 11、1 一 13及1— 16至1 一 22的任一者中所述的光學 元件所表示，其中當第三光通量進入時，第一相位構造產 生第n3級繞射線（| n2 | - | n3 | )。 於項目1 一 23中所述的實施例中，當λ 2及λ !間的 差異、λ3及λ2間的差異及又3及11間的差異的每一者 係大於5 0 n m時，這係可能保持各光碟的波長區中之高繞 射效率，其藉由使用具有低於高密度碟的記錄/再生的光 束之級數的繞射光作爲DVD的記錄/再生的光束，及由 使用具有相同如或低於DVD的記錄/再生的光束之級數 的繞射光作爲CD的記錄/再生的光束。於決定使用具有 差異級數的繞射光作爲至少如上述的高密度光碟及DVD 的記錄/再生的光束之繞射構造，相較於使用具有相同或 級數的繞射光之情況，球形像差的波長依賴性係出色的， 且因此，紫雷射光源的振盪波長變得極端嚴格。然而，於 本發明的光學元件中，紫雷射光源的振盪波長的容許度可 被緩和，因爲紫波長區中用於入射光通量的約±5 nm的波 長變化之球形像差的變化係藉由光學路徑差異函數〜控制 爲小0 -20- 200523573 (18) 項目1 一 24中所述的實施例係由項目1 一 2 3中所述的 光學兀件所表不，其中又1係在350 nm至450 nm的範圍 內’入2係在600 nm至700 nm的範圍內，入3係在700 nm至850 nm的範圍內，及〜、心及n3的組合（ηι、η2 、n3 )滿足以下公式： (ηι、η2、η3) = (2、1、1) 、（8、5、4)或（10 、6、5 ) 當λ i係在紫波長區表示的350 nm至450 nm的範圍 內之波長’ λ2係在紅波長區表示的600 nm至700 nm的 範圍內之波長，及；13係在紅外線波長區表示的700 nm至 85〇nm的範圍內之波長時，如項目1— 24中所述的實施 例中’較佳地，繞射級數η !、η 2及η 3的特定組合係（η! 、n2、n3) = (2、l、l) 、（8、5、4)及（1〇、6、5) 的任一者，且，高繞射效率可藉由選擇前述的組合而保持 在各光碟之波長區。再者，甚至當繞射級數ηι大於10時 ’使其可能保持高繞射效率之繞射級數的組合仍存在於各 光碟的波長區。於此例中，然而，繞射效率的變化對於來 自λ !之約± 5 nm ( nm )的波長變化而言變得太大，該波 長變化不是較佳的。 項目1 — 2 5中所述的實施例係由項目1 一 2 4中所述的 光學元件，其中光學元件係以具有波長11的第一光通量 之折射率在1.5至1.6的範圍內及d線（587.6 nm)的阿 貝常數在5 0至60的範圍內之材料製成，繞射構造包括預 定數以階形段分開的環形帶，每一階形段形成於光軸方向 -21 · 200523573 (19) ，且，接近光軸之階形段△〇( μπι)滿足以下公式的一者 1 .25 < Δ 〇 < 1 .65 ( 19 ) 5.70 < △ D < 6.45 ( 20 ) 7.00 < △ D < 8.00 ( 21 ) 項目1 - 2 5中所述的實施例關於繞射級數的組合中之 繞射構造的更特定構造，且較佳地，繞射構造中最接近光 軸之階Δΐ3(//Γη)滿足公式（19) 一（21)。關於繞射級 數的組合及公式（1 9 ) 一（ 2 1 )間的一致性，（η 1、η 2、 n3) = (2、1、1)符合公式（19) 、( π 1 ' ιΐ2、Π3 ) = ( 8 、5、4)符合公式（20)、及 5 )符合公式（2 1 )。附帶地，至於以高精密度製造如同 本發明的光學元件之具有繞射構造之光學元件，優於可轉 移性係較佳之塑膠透鏡。在可使用於紫波長區的大部份塑 膠材料中，具有波長λ!的第一光通量之折射率係在1.5 —1.6的範圍內，且，d線的阿貝數係在50 — 60的範圍。 項目1 — 26中所述的實施例係由項目1 一 23至1 — 25 中的任一者所述之光學元件所表示，其中第二相位構造係 包括數個以階形段分開的環形帶之光學路徑差異提供構造 ，每一階形段形成於光軸方向，且，當“（/^^^係第一 相位構造的階形段中最接近至光軸之階形段時’ N 1、N2 及N3分別爲具有波長λ 1的第一^光通量、具有波長的 第二光通量及之具有波長λ3的第三光通量之光學元件的 折射率，且，INΤ (X)係最接近X的整數，以下公式被 -22- 200523573 (20) 滿足= 0 ^ I INT ( 0 ip) - 0 ipI ^〇·4 (22) 0 ^ I INT ( 0 2P ) - ^ 2P I ^〇.4 (23) OS |INT(0 3P) - 釕 3pI S〇·4 (24) ^ ιρ=:Δρχ(Νι — 1) X ( λιχΙΟ ) (25) 2P- ΔρΧ ( N2- 1) / ( λ 2xl〇-3) ( 26) ^ 3P— Δρχ(Ν3 — 1) /" ( λ 3xl〇 ) (27)

當決定最接近光學路徑差異提供構造的光軸之階 ΔΡ ( μ m)，較佳地，高密度光碟側上之設計波長λ !、 D V D側上的設計波長λ 2及C D側上之設計波長λ 3沒有 一個被指定實質的光學路徑差異。於此，本發明中用於具 有波長λ2及波長λ3之第二及第三光通量之光學元件的 特性可以是出色的。特別地，較佳地決定階Δρ ( // m )以 下公式（22 )及（27 )可被滿足，如項目1 — 26的實施例

Cjll 〇

項目1 一 2 7中所述的實施例係由項目1 — 2 6中所述的 光學兀件所表不’其中虽λ 1係在350 nm至450 nm的範 圍內，λ2係在600 11111至nm的範圍內，係在700 nm至85 0 nm的範圍內’光學元件係以其繞射率用於具有 波長λ】之第一光通量係在1.5至1.6的範圍內及d線（ 587.6 nm)的阿貝常數係在50—60的範圍內之材料製成 ，及P係正整數時，以下公式被滿足： INT ( 0 1P ) =l〇p INT ( 0 2P) =6p (28 ) (29 ) -23- 200523573 (21) INT ( 0 3p) =5p (30) 項目1 - 2 7中所述的實施例關於更特定的構造，其中 ，高密度光碟側上的設計波長λ !、DVD側上的設計波長 λ 2及CD側上的設計波長λ 3沒有一個藉由光學路徑差異 提供構造而被指定實質的光學路徑差異，且，較佳地， △ p ( A m )滿足以下公式（28 )及（30 )。附帶地，至於 以高精密度製造如同本發明的光學元件之具有繞射構造之 光學元件，優於可轉移性係較佳之塑膠透鏡。在可使用於 紫波長區的大部份塑膠材料中，具有波長λι的第一光通 量之折射率係在1 . 5 — 1 . 6的範圍內，且，d線的阿貝數（ Abbe number )係在 50 — 60 的範圍。 項目1—28中所述的實施例係由項目1 一 1至1—27 的任一者中所述的光學元件所表示，其中光學元件包含其 上形成第一相位構造之第一構造元件及其上形成第二相位 構造之第二構造元件。 如項目1 - 2 8中，本發明的光學元件亦可以其上形成 繞射構造之第一組成元件及其上形成光學路徑差異提供構 造的第二組成元件而構成的。藉由形成繞射構造及光學路 徑差異提供構造作爲不同組成元件，各構造的形式的光學 性能及誤差可被容易領會於製造的過程中，以使其容易製 造光學元件。 項目i — 2 9中所述的實施例係由項目1 — 1至1 一 2 8 的任一者中所述的光學元件所表示’其中光學元件係塑膠 透鏡。 -24- 200523573 (22) 爲了以高精密度製造具有繞射構造或光學路徑差異提 供構造之光學元件，如同項目1 - 29中的實施例，優於轉 移能力的塑膠透鏡係較佳的。 項目1— 30中所述的實施例係由項目1 一 1至1— 29 的任一者中所述的光學元件所表示，其中光學元件係使用 於光學拾訊裝置之物鏡光學系統的構造元件。 於項目1 - 30中所述的實施例使其可能藉由使用項目 1 一 1至1 一 29中的任一者所述的光學元件作爲物鏡光學 系統的組成元件以提供具有高密度光碟及DVD的相容性 之光學拾訊裝置。 項目1— 31中所述的實施例係由項目1 一 30中所述的 光學元件所表示，其中物鏡光學系統包含像差校正元件及 聚光元件，以會聚自像差校正元件射出之光通量在光碟的 資訊記錄表面上。 當本發明的光學元件係使用作爲如項目1 一 3 1中的實 施例之物鏡光學系統的組成因子時，較佳地，光學元件係 配置在會聚自雷射光源射出的光通量在光碟的資訊記錄表 面上的聚光元件及雷射光源之間。關於具有ΝΑ0.85的聚 光元件，如果繞射構造或光學路徑差異提供構造係形成在 聚光元件的光學表面上，光射線由於階的喪失的影響使光 量的損失變大，因爲由非球形表面的法線及光軸所形成之 角度成長更大。然而，這係可能藉由使本發明的光學元件 成爲無動力而控制光量的損失。 項目1 一 3 2中所述的實施例係由項目1 一 3 0中所述的 •25- 200523573 (23) 光學元件所表示，其中物鏡光學系統係單一群組的聚光元 件’而，聚光元件係光學元件。 項目1 一 3 2的實施例使其可能獲得具有如項目！ 一 3 ! 的相同功效之光學元件。 項目1 - 3 3中所述的實施例係光學拾訊裝置，其利用 自弟.一光源射出之具有波長λ i(nm)的第一光通量而實 施包括具有厚度U的保護基板之第一光碟的再生及/或 記錄資訊，及，其利用自第二光源射出之具有波長λ 2 ( λ 2 > λ 1 ) (nm)的第二光通量而實施包括具有厚度t2( h - tl )的保護基板之.第二光碟的再生及/或記錄資訊， 光學拾訊裝置自第一光源射出的λ2(λ2>λι) (nm) ’光學拾訊裝置包含項目1 - 1中所述的光學元件。 項目1 - 33中所述的實施例使其可能獲得具有如項目 1 一 1至1 一 3 2的任一者的相同功效之光學拾訊裝置。 項目1 一 3 4中所述的實施例係由項目1 一 3 3中所述的 光學拾訊裝置所表示，其中光學拾訊裝置進一步其利用自 第一光源射出之具有波長λ3(λ3>λ.2) (nm)的第二 光通量而實施包括具有厚度t3(t3^t2)的保護基板之第 二光碟的再生及/或記錄資訊，及第三光通量於發散光通 量的狀態中進入光學元件。 爲了提供第三光碟（CD )的相容性，這係較佳地致 使第三光通量進入光學元件作爲如項目1 - 3 6中的實施例 之發散光通量。於此，具有厚保護層的CD之作用距離可 充份地確保。 -26- 200523573 (24) 項目1 — 3 5中所述的實施例包括項目1 — 3 3或1 一 3 4 中所述的光學拾訊裝置’以實施光碟的記錄資訊及光碟的 再生資訊的至少一者。 依據項目1 一 3 5的實施例，具有如項目1 一 3 3或1 一 3 4的實施例之相同功效之光學資訊記錄再生裝置可被提 供。. 項目1 - 36中所述的實施例係使用於光學拾訊裝置之 光學元件，其利用自第一光源射出之具有波長λ i ( nm ) 的第一光通量而實施包括具有厚度h的保護基板之第一 光碟的再生及/或記錄資訊，及，其利用自第二光源射出 之具有波長；^(λ^λ!) (nm)的第二光通量而實施 包括具有厚度的保護基板之第二光碟的再生 及/或記錄資訊，光學元件包括一光學表面，繞射構造形 成在該光學表面上，當第一光通量進入時，產生第〜級 繞射線作爲具有最大繞射效率的繞射線，及，當第二光通 量進入時，產生第n2級繞射線（| η丨| 2 | n2 | )作爲具 有最大繞射效率的繞射線，及一光學表面，包括數個以形 成於光軸方向的階形段分佈的環形帶之光學路徑差異提供 構造。 項目1 - 3 6中所述的實施例使其可能獲得具有如項目 1 - 1的相同功效之光學元件。 項目1 一 37中所述的實施例係由項目1 一 36中的光學 元件所表示，其中當第一光通量的波長變化在（λ 1 - 5) (nm )至（λ ! + 5 ) ( nm )的範圍內，光學路徑差異提 -27- 200523573 (25) 供構造具有產生球形像差之功能於相反至由繞射構造所產 生的球形像差的方向之方向。 項目1 一 3 7中所述的實施例使其可能獲得具有項目1 一 5的相同功效之光學元件，其中當N !及N2分別地係具 有波長λ!的第一光量及具有波長λ2的第二光通量之光 學元件的折射率及IN Τ (X)係最接近X的整數時，以下 公式被滿足： INT ( δ0ο) - δ 0D< 0 ( 1 ) 5 0D={nixA l/7 (Ni_l) } y {τΐ2 x λ 2 X (N2~ 1) } (2 )，及 其中繞射構造具有球形像差特性，使得當入射光通量 的波長移至較長波長側時，球形像差改變成爲過度校正。 項目1 - 3 8中所述的實施例使其可能項獲得具有項目 1 一 6的相同功效之光學元件。 項目1 一 3 9中所述的實施例係由項目1 一 3 8中所述的 光學元件所表示，其中繞射構造包括數個以形成於光軸方 向的階形段分佈之環形帶，且，當△ d ( μ m )係階形段 中最接近光軸的階形段，製造波長係λ b ( nm ) ( λ B< λ 1 ) ，NB係製造波長λ b的光學元件的折射率時，以下 公式被滿足： Δ 〇 = πιχ λ Bxl〇~ V ( Nb- 1 ) ( 3 ) 項目1 - 3 9中所述的實施例使其可能獲得具有項目1 一 7的相同功效之光學元件。 項目1— 40中所述的實施例係由項目1— 38或1— 39 -28- 200523573 (26) 中的光學元件所表示，其中繞射構造具有球形像差特性， 使得當第一光通量的波長在（λ!— 5) (nm)至（Ai+5 )(nm )的範圍內移向較長波長側時，球形像差改變成 爲校正不足。 如項目1 - 40中所述的實施例使其可能獲得具有項目 1 一 8的相同功效之光學元件。 如項目1 一 4 1中所述的實施例係由項目1 一 3 7的光學 元件所表示，其中當N1及N2分別地係具有波長；I 1的第 一光量及具有波長λ2的第二光通量之光學元件的折射率 及INT ( X )係最接近X的整數時，以下公式被滿足： INΤ ( δ 0D) — δ 0D> 0 ( 4 ) (Νι— 1) } / {η2 x λ 2 / ( Ν2 - 1 ) } (5 )，及 其中繞射構造具有球形像差特性，使得當入射光通量 的波長移至較長波長側時，球形像差改變成爲過度校正。 項目1 一 4 1中所述的實施例使其可能獲得具有項目1 - 9的相同功效之光學元件。 如項目1 一 4 2中所述的實施例係由項目1 一 4 1中的光 學元件所表示，其中繞射構造包括數個以形成於光軸方向 的階形段分佈之環形帶，且，當△ d ( μηι )係階形段中最 接近光軸的階形段，製造波長係λ β ( nm ) ( Λ ! < λ B< λ 2 ) ，ΝΒ係製造波長λ β的光學元件的折射率時，以下 公式被滿足： △ Ε) = ηιχλΒχ10— 3/(ΝΒ — 1) (6) -29- 200523573 (27) 項目1 一 42中所述的實施例使其可能獲得具有項目1 一 1 0的相同功效之光學元件。 項目1— 43中所述的實施例係由項目1 一 41或1— 42 中的任一者的光學元件所表示，其中光學路徑差異提供構 造具有球形像差特性，使得當第一光通量的波長移至 (λ 1 - 5 ) ( nm )至（又！ + 5 ) ( nm )的範圍內的較長 波長側時，球形像差改變成爲過度校正。 項目1 - 43中所述的實施例使其可能獲得具有項目1 一 1 1的相同功效之光學元件。 項目1 — 4 4中所述的實施例係由項目1 — 3 6至1 一 4 3 的一者中的光學元件所表示，其中光學路徑差異提供構造 係形成在所形成的非球形表面上，使得當非球形表面上的 光學路徑的位置更遠離光軸時，光學路徑的長度變更長。 項目1 一 4 4中所述的實施例使其可能獲得具有項目1 一 1 2的相同功效之光學元件。 於項目1 一 4 5中所述的實施例係由項目1 一 3 6至1 一 44的一者的光學元件所表示，其中在其上形成的光學路 徑差異提供構造之光學表面上’繞射構造係形成在光學表 面的最大有效直徑的〇%至7〇%的至少範圍內，且，繞射 構造未形成在最大有效直徑的85%至1 〇〇%的至少範圍內 〇 項目1 一 4 5中所述的實施例使其可能獲得具有項目1 一 14的相同功效之光學元件。 項目1 一 46中所述的實施例係由項目1 一 36中的光學 -30- 200523573 (28) 元 件 所表 示 ，其 中光 學 元件 係以〜 材料製 成， 此 材料 用 於 具 有 波長 λ i的: 第一光通量: 之折射率係在 1.5 至 1.6 的 範 圍 內 ，及 d線 (5 8 7.6 nm )的阿. _常數 係在 50 至60 的 範 圍 內， 且 ，繞 射構 造 包括 預定數 羹的以 階形 段 分開 的 環 形 帶 ，每 階形 段形 成 於光 軸方向 ’且， 階形 段 中最 接 近 光 軸 之的 階 形段 △ D ( m) 滿足以 下公式 的一 者 ·· 1.25 < △ D < 1.65 ( 8 ) 2.05 < △ D < 2.55 ( 9 ) 3.40 < △ D < 4.10 ( 10 ) 5.70 < △ D < 6.45 ( 11) 7.00 < △ D < 8.00 ( 12 ) 項目 1 -46 中所 述 的實 施例使 其可能 獲得 :具 有項 巨 1 — 20 的相 丨同功％ 〔之光 學 元件 〇 項目 1 一 47 中所 述 的實 施例係 由項目 1 一 36 至1 一 46 的 一 者的 光 學元 件所 表 示， 其中λ 1係在 350 n r η至 450 nm的範圍內，又2係在600 nm至700 nm的範圍內，光學 元件係以具有波長λ !的第一光通量的折射率在1.5至1.6 的範圍內及d線（587.6nm)的阿貝常數係在50— 60的範 圍之材料製成，ΔΡ( //m)係光學路徑差異提供構造的階 形段中最接近光軸之階形段，N】及N2分別爲具有波長λ ! 的第一光通量及具有波長λ2的第二光通量之光學元件的 折射率，且，INT ( X )係最接近X的整數，以下公式被 滿足： (15 ) ^ ip^ApxCN!-!) / ( λιχΙΟ'3) -31 - 200523573 (29) 0 2 P ~ △ px ( N2- 1 ) / ( λ 2X10' 3 ) ( 16 ) INT ( 0 l p ): =5p ( 17 ) INT ( 0 2 p ): =3p ( 18 ) 項目i _ 47中所述的實施例使其可能獲得具有項目1 一 22的相同功效之光學元件。 項目1 一 4 9中所述的實施例係由項目1 一 4 8中的光學 元件所表示，其中又1係在350 nm至450 nm的範圍內， 入2係在600 nm至700 nm的範圍內，λ3係在700 nm至 850 nm的範圍內，及η!、n2及n3的組合（n!、n2、n3) 滿足以下公式： (ηι' n2' n3) = (2' 1' 1) 、 （8、 5、 4)或（10 、6、5 ) 項目1 — 4 9中所述的實施例使其可能獲得具有項目1 一 24的相同功效之光學兀件。 項目1 一 5 0中所述的實施例係由項目丨一 4 9中的光學 元件所表示，其中光學元件係以具有波長λ !的第一光通 量之折射率在1.5至1.6的範圍內及d線（587.6 nm)的 阿貝常數在5 0至6 0的範圍內之材料製成，繞射構造包括 預定數以階形段分開的環形帶，每一階形段形成於光軸方 向，且，接近光軸之階形段Ad( //m)滿足以下公式的一 者： 1.25<Δ〇<1·65 (19) 5.70<Δ〇<6·45 (20) (21 ) 7.00 < Δ〇 < 8.00 32- 200523573 (30) 項目1 一 50中所述的實施例使其可能獲得具有項目1 一 2 5的相同功效之光學元件。 項目1 — 5 1中所述的實施例係由項目1 一 4 8至1 — 5 0 中的任一者之光學元件所表示’其中當△?( Am)係光學 路徑差異提供構造的階形段中最接近至光軸之階形段時’ Ni、N2及N3分別爲具有波長又1的第一光通量、具有波 長λ2的第二光通量及之具有波長λ3的第三光通量之光 學元件的折射率，且，IN Τ (X)係最接近X的整數，滿 足以下公式： 1 INT ( 0 IP) 一 0 IP 1 ^ 0.4 (22 ) 1 INT ( 0 2 P ) 一 0 2 P 1 ^ 0.4 (23 ) 1 INT ( 0 3 P ) 一 0 3 P 1 ^ 0.4 (24 ) 0 1 P =Δ px ( Ni — 1 ) / ( λ ιχΐ 0~ 3) (25 ) 0 2 P =△ pX ( N2 — 1 ) / ( λ 2χ10~ 3) (26 ) 0 3 P =Δ px ( N3 — 1 ) / ( λ 3X10' 3) (27 ) 項目1 一 5 2中所述的實施例使其可能獲得具有項目1 一 2 6的相同功效之光學兀件。 項目1 一 52中所述的實施例係由項目1 一 51中的光學 元件所表示，其中當；I !係在3 5 0 nm至45 0 nm的範圍內 ，入2係在600 nm至700 nm的範圍內，久3係在700 nm 至8 5 0 nm的範圍內’光學元件係以其折射率用於具有波 長λι之第一光通量係在1.5至1·6的範圍內及d線（ 587.6 nm)的阿貝常數係在50— 60的範圍內之材料製成 ，及P係正整數時，以下公式被滿足·· •33- 200523573 (31) INT ( 0 1 P ) =1 Op (28 ) INT ( 0 2 P ) =6ρ (29 ) INT ( 0 3 P ) =5p (30) 項目1 一 5 2中所述的實施例使其可能獲得具有項目1 - 2 7的相同功效之光學元件。 項目1— 53中所述的實施例係由項目1 一 36至1— 52 的任一者中的光學元件所表示，其中光學元件係塑膠透鏡 〇 項目1 一 53中所述的實施例使其可能獲得具有項目1 一 29的相同功效之光學元件。 項目！ 一 5 4中所述的實施例係光學拾訊裝置，其利用 自第一光源射出之具有波長λ ! (nm)的第一光通量而實 施包括具有厚度tl的保護基板之第一光碟的再生及/或 記錄資訊，及，其利用自第二光源射出之具有波長λ 2 ( λ 2 > λ 1 ) (nm)的第二光通量而實施包括具有厚度t2( 的保護基板之第二光碟的再生及/或記錄資訊， 光學拾訊裝置自第一光源射出的λ 2 ( λ 2 > λ ! ) ( nm ) ，光學拾訊裝置包含申請專利範圍第3 6項中所述的光學 元件，且’第三光通量於會聚光通量的狀態而進入光學元 件。 項目1 一 54中所述的實施例使其可能獲得具有項目1 一 33的相同功效之光學元件。 然後，以下將解說本發明的另一較佳實施例。 爲解決上述狀態的問題，項目2 — 1中所述的實施例 -34- 200523573 (32) 具有至少一個光學表面，當具有波長A1(nm)之第一光 通量進入時產生第〜級繞射光及當具有波長A2(nm)( 入2> D之第二通量進入時產生第“級繞射光（| ηι| 2 I n2 | )之繞射構造被形成在該光學表面上；及至少一 個光學表面，以數個藉由階的分割所形成於光軸方向之環 形帶構成之光學路徑差異提供構造被形成在該光學表面上 〇 項目2— 2中所述的實施例，項目2 - 1中所述的光學 元件之光學路徑差異提供構造具有控制球形像差的變化變 小之功能，當第一光通量的波長變化在（λ ! — 5 ) ( nm) 至（λ】+5) (nm)的範圍內時，該球形像差產生在繞射 構造。 項目2 _ 1至2 - 2中所述的實施例使其可能校正由繞 射構造的作用及由0.1 mm標準的高密度碟與DVD間保護 層厚度差所造成之球形像差，校正由紫波長區及紅波長區 間的物鏡光學系統中之波長擴散所造成之球形像差，以及 ，控制紫波長區中的波長的微小變化之聚焦位置的振幅變 小。然而，關於繞射構造，球形像差的波長依賴性是大的 ，且因此，約± 5 nm的波長變化之球形像差的變化成長更 大。因爲此種的球形像差的變化量與NA4成比例地成長 更大，於使用具有0.85的NA的物鏡光學系統之0.1 mm 標準的高密度光碟中，紫雷射光源的振幅波長之容許度變 嚴格。於本發明的光學元件中，因此，對於入射光通量之 約± 5 nm的波長變化而言，紫雷射光源的振幅波長之容許 -35- 200523573 (33) 度係利用光學路徑差異提供構造控制球形像差變化變小之 構造而緩和。於此，紫雷射光源的大量生產之產量可被改 善’且’紫雷射光源及光學拾訊裝置的製造成本可被降低 〇 項目2 — 3所述的實施例係由項目2 — 1或2 — 2中所 述的光學元件所表示，其中當N i及N2分別地係具有波長 λ !的第一光量及具有波長λ2的第二光通量之光學元件 的折射率及IN Τ (X)係最接近X的整數時，以下公式被 滿足： INT ( 5 ) - δ 0D< 〇 ( 1 ) 3 0 D — { Π 1 X λ \ y ( Ν 1 — 1) } y/ {ri2X λ 2 X ( Ν 2 — 1) } (2 )，及 繞射構造具有球形像差特性，其中當入射光通量的波 長移至較長波長側時，球形像差改變成爲過度校正。 項目2 - 4中所述的實施例係由項目2 - 3中所述的光 學元件所表示，其中當繞射構造係以數個由光軸方向的階 所分佈的環形帶構成以下公式（3 )實質地被滿足，且， 當△!)( "m)表示前述階中最接近光軸之階，λΒ(ηη〇 表不短於前述波長λ】之指定波長，及Njb表示波長λβ的 光學元件的折射率時。 △ D = nixABxlO_3/(NB— 1) (3) 項目2— 5中所述的實施例係由項目2— 3或2— 4中 所述的光學元件所表示，其中光學路徑差異提供構造具有 球形像差特性，其中當入射光通量的波長在；I ! 一 5 ( nm ) -36- 200523573 (34) 至λ ! + 5 ( nm )的範圍內移向較長波長側時，球形像差改 變成校正不足的方向。 由繞射構造所造成之球形像差的波長依賴性被利用來 校正起因於0.1 mm標準的高密度碟及DVD間的保護層厚 度差之球形像差、及起因於存在紫波長區及紅波長區間的 物鏡光學系統的波長擴散之球形像差。於此例中，當公式 (1)及（2)表示保持在高密度光碟的記錄/再生的光束 的波長λ !及繞射級數IM與DVD的記錄及再生之光束的 波長λ 2及繞射級數n2之間之關係，如項目2 - 3中的實 施例，這係較佳地使繞射構造具有球形像差特性，其中當 入射光通量的波長移向較長波長側時，球形像差變化於過 多校正的方向。 於此例中，較佳地，繞射構造的製造波長（亦稱爲輝 光波長）λ B係短於λ !之指定波長，如項目2 - 4的實施 例，使其可能保持高繞射效率在光碟的波長區。尤其，較 佳地，繞射構造的光軸方向的階中最接近至光軸之階 △ d ( // m )滿足公式（3 )。 較佳地指定球形像差特性給光學路徑差異提供構造以 補償繞射構造的球形像差特性，其中當入射光通量的波長 在λ 1— 5 (nm)至λ 1+5 (nm)的範圍內移至較長波長 側時，球形像差變化於校正不足的方向，如項目2 - 5的 實施例。於此，紫雷射光源的振盪波長的容許度可被緩和 〇 項目2— 6中所述的實施例係由項目2— 1或2— 2中 -37- 200523573 (35) 所述的光學元件所表示，其中當N 1及N2分別地係具有波 長的第一光量及具有波長的第二光通量之光學元 件的折射率及ΙΝΤ(Χ)係最接近X的整數時’以下公式 被滿足： ΙΝΤ ( δ 0D) - δ 0D> 〇 ( 4 ) δ 0 D — {πιχλ l/(Nj 一 1)}/{^2χλ ( Ν2 — 1)} ( 5) 及其中繞射構造具有球形像差特性，使得當入射光通 量的波長移至較長波長側時，球形像差改變成爲校正不足 〇 項目2 — 7中所述.的實施例係由項目2 — 6中所述的光 學元件所表示，其中當繞射構造係以數個由光軸方向的階 所分佈的環形帶構成以下公式（6 )實質地被滿足，且’ 當Ad( #πι)表示前述階中最接近光軸之階時，λΒ(ηιη )表示2!至λ 2的範圍內之指定波長’及ΝΒ表示波長 又β的光學元件的折射率。 △ D = niX 入 βχ1〇— 3/ (Νβ— 1) (6) 項目2 - 8中所述的實施例中，光學路徑差異提供構 造具有球形像差特性，其中於項目2 - 6或2 - 7中所述之 光學元件中，當入射光通量的波長在λι - 5 (nm)至入1 + 5 ( n m )的範圍內移向較長波長側時，球形像差改變成 過度校正的方向。 由繞射構造所造成之球形像差的波長依賴性係使用來 校正起因於〇.1 mm標準的高密度光碟與DVD間之保護層 厚度的差異之球形像差、及起因於存在紫波長區及紅波長 -38- 200523573 (36) 區間的物鏡光學系統的波長擴散之球形像差。於此例中， 當公式（4)及（5)分別表示保持於高密度光碟的記錄/ 再生的光束的波長λ !與繞射級數ηι之間及dvd的記錄 /再生的光束的波長λ 2與繞射級數n2間的關係，如項目 2 - 6中的實施例，較佳地，使繞射構造具有當入射光通 量的波長移向較長波長側時球形像差改變於校正不足的方 向之入射光通量特性。 於此例中，較佳地，繞射構造的製造波長（亦稱爲輝 光波長）λΒ係在如項目2— 7中的實施例之λι至λ2的 範圍內之指定波長，其使其可能保持高繞射效率在各光碟 的波長區。此係與滿足以下公式（6 )的情形同義的，當 △ d (// m )表示在繞射構造的光軸方向的階中最接近光 軸之階，及，Nb表示波長λβ的光學元件的折射率。 Δ 〇 = ηιχλ bxIO 3/ ( Nb — 1 ) ( 6 ) 這是較佳地補償繞射構造的球形像差特性，其藉由指 定球形像差特性給光學路徑差異提供構造’其中當入射光 通量的波長在至又1+5(11111)的範圍內移 向較長波長側時，球形像差改變成爲過度校正的方向’如 項目2 - 5中的實施例。於此，紫雷射光源的振盪波長的 容許度可被緩和。 項目2— 9中所述的實施例係由項目2—1至2 — 8中 所述的光學元件所表示’其中上述的光學兀件具有最大有 效直徑的至少0%至75%的高度的範圍內之非球形表面。 項目2 - 1 0中所述的實施例’上述的繞射構造係形成 -39 - 200523573 (37) 在項目2 - 9所述的光學元件之非球形表面上。 項目2— 9中所述的實施例，較佳地，在最大有效直 徑的至少〇%至75%的高度的範圍內，其上形成的繞射構 造之光學元件在更遠離光軸時具有更長的光學路徑長度之 非球形表面。由於此，藉由結合非球形表面的作用及繞射 構造的作用，可適當地校正起因於0.1 mm標準的高密度 光碟及DVD間的保護層厚度的差之球形像差與起因於存 在紫波長區及紅波長區間之物鏡光學系統的波長擴散之球 形像差。 再者，最佳地，繞射構造係形成在如項目2 - 1 0中所 述的實施例之此種非球形表面上，用以顯示球形像差的最 大校正功效。 附帶地，在此上述之〜最大有效直徑〃意指具有波長 λ 1的第一光通量之光學兀件的有效直徑。 於項目2 - 11中所述的實施例，當繞射構造的光學路 徑長度的加入量係利用光學路徑差異函數係數Β2、Β4、 Β 6、Β 8、B i ο……及繞射級數η以下列公式（7 )界定時， 於項目2 - 1至2 - 10的任一者所述之光學元件中，B2及 B 4的正負號係相互不同。 nx ( B2h2 + B4h4 + B6h6 + Bgh8 + BiGh1Q + …） （7) 項目2 — 1 1中所述的實施例表示用於控制光量的耗損 之條件，光量耗損的造成係由於繞射構造的形式之誤差變 小，防止繞射構造的環形帶的寬度變太小、及使其容易處 理一模。這係可能藉由使第二級光學路徑差異函數係數的 -40- 200523573 (38) 正負號及第四級光學路徑差異函數係數B4的正負號相互 不同而增加光學路徑差異函數义的變化的每單位量h的變 化量。這相當於，繞射構造的環形帶的寬度成長更大’起 因於模的容易處理及光量耗損的控制之達成。爲了進一步 此些功效的達成，這係較佳地建立B2及B4的尺寸以使光 學路徑差異函數义可具有一轉折點。進一步地可能藉由建 立B2及B4的尺寸相互不同而確定DVD的作用距離變大 〇 項目2— 12中所述的實施例係由項目2— 1至2— 11 的任一者中所述之光學元件表示，其中在其上形成的繞射 構造之光學表面上，繞射構造係形成在最大有效直徑的至 少0%至75%的高度的範圍內，且，繞射構造未形成在最 大有效直徑的至少8 5 %的高度之範圔內。 項目2— 12中所述的實施例，由0.1 mm標準的高密 度光碟及DVD間的保護層厚度的差異所造成之球形像差 係僅在DVD的記錄/再生所需的NA內而藉由繞射構造 的作用所校正，且因此，DVD的資訊記錄表面上的光點 未變窄超過所需的，且藉此，由DVD的傾斜所造成之彗 光像差的量不會變太大。通過DVD的NA外側的區之第 二光通量具有由高密度碟及DVD間的保護層厚度的差異 所造成之球形像差，以變成不會幫助光點形成在DVD的 資訊記錄表面上之光斑分量。因爲這是相當於光學元件其 本身具有限制DVD的孔徑之功能，設有本發明的光學元 件之光學拾訊裝置不需分開地設有符合DVD的NA之光 200523573 (39) 圈，且，其構造可以是簡單。 項目2 - 1 3中所述的實施例係由項目2 — 1 2中所述的 光學元件所表示，其中光學路徑差異提供構造係形成有最 大有效直徑的至少〇 %至7 5 %的高度的範圍內，而，光學 路徑差異提供構造未形成於最大有效直徑的至少85 %的 高度至最大有效直徑的1〇〇%的高度之範圍內。 項目2 - 1 2中所述的構造的例子中，繞射構造的球形 像差的波長依賴性僅必須被補償於DVD的記錄/再生所 需之NA內，且因此，這是較佳地形成光學路徑差異提供 構造僅在如項目2 — 13的實施例之DVD的NA內。再者 ，這是較佳地決定光學路徑差異提供構造，以使通過 DVD的NA外側的區之第一光通量及通過DVD的NA內 的區之第一光通量之波前的相位可被校準於λ 1 一 5 ( nm ) 至λ ! + 5 ( nm )的至少範圍內之波長區。 附帶地，在此所述的、、最大有效直徑〃意指具有波長 λ 1的第一光通量之光學元件的有效直徑。 項目2 - 1 4中所述的實施例係由項目2 - 5或2 — 8中 所述的光學元件所代表，其中光學路徑差異提供構造不會 指光學路徑差異給具有波長λ !的第一光通量’而’將光 學路徑差異加至分別具有λ i + 5 ( nm )及λ】一 5 ( nm ) 之第一光通量。 光學路徑差異提供構造較佳地爲一構造，該構造實質 上未指定光學路徑差異給所代表如項目2 - 1 4中的實施例 之光學元件的設計波長之λ】，而指定光學路徑差異至波 -42- 200523573 (40) 長21+5(11111)及波長Ai—SCnm)，其使可能適當地 實施由繞射構造所造成之球形像差的波長依賴性的補償。 尤其，這係較佳地決定光學路徑差異提供構造中最接近光 軸之階AP ( # rn )，使得以下公式被滿足： △ P = mxAixl〇 3/ (Νι — 1) 其中，m表示正整數及N!表示具有波長又！的光通量 之光學元件的折射率。 項目2— 15中所述的實施例係由項目2— 1至2 - 14 的任一者中所述之光學元件所表示，其中光學路徑差異提 供構造的環形帶非週期性地變化於其寬度方面。此例中， ''非週期性地變化〃意指寬度不是由距光軸的高度h的函 數所代表。 項目2— 16中所述的實施例係由項目2— 1 — 2— 15的 任一者中所述之光學元件所表示，其中光學路徑差異提供 構造的階及有效直徑內的方向的位置。 項目2 — 1 7中所述的實施例係由項目2 - 1至2 — 1 5 的任一者中所述之光學元件所表示，其中光學路徑差異提 供構造的階在有效直徑內的方向的方面係完全相同。 於光學路徑差異提供構造的設計中，各環形帶的寬度 及階的方向依據將由光學路徑差異提供構造所校正之波前 形式而定。光學路徑差異提供構造的特定構造亦可以是一 種構造，其中各環形帶的寬度非週期性地變化如項目2 一 1 5的實施例。再者，此特定構造可以是一種構造’其中 階的方向改變有效直徑內的位置如項目2 - 1 6的實施例’ -43- 200523573 (41) 或一種構造，其中階在有效直徑內的方向的方面係整個相 同如項目2 — 1 7的實施例。 附帶地，在此所述的a有效直徑〃意指用於具有波長 λΛ的第一光通量之光學元件的有效直徑。 項目2 — 1 8中所述的實施例係由項目2 — 1至2 — 1 7 的任一者中所述之光學元件所表示，其中I λ 2 — λ 1 I大 於50nm且I nil > I η2|被滿足。 於項目2— 18中所述的實施例中，當λ2&λ1間的 差異大於50 nm時，這是可能保持高繞射效率於各光碟的 波長區，其藉由使用其繞射級小於高密度光碟的記錄/再 生的光束之繞射光作爲DVD的記錄/再生之光束。因爲 球形像差的波長依賴性對於決定來使用具有不同級數的繞 射光作爲各光碟的記錄/再生的光束之繞射構造而言係大 的，相較於使用如上述之具有相同級數的繞射光之情況， 紫雷射光源的振盪波長之容許度變得極端嚴格。於本發明 的光學元件中，然而，紫雷射光源的振盪波長之容許度可 藉由利用以下構造而緩和，其中對於入射光通量之約 ± 5 nm的變化而言，光學路徑差異提供構造控制球形像差 變化變小。 項目2 — 1 9中所述的實施例係由項目2 - 1 8中所述的 光學元件所表示，其中係在350 nm至450 nm的範圍 內，又2係600 nm至700 nm的範圍內，及，η!及Π2的組 合係（n1、n2) = (2、l) 、（3、2) 、（5、3) 、（8 、5 )或（1 0、6 )的任何一者。 -44- 200523573 (42) 當λ 1表示代表紫波長區之350 nm— 450 nm的範圍內 之波長，及表示代表紅波長區之600 nm— 700 nm的範 圍內之波長如項目2 — 1 9中所述的實施例時，較佳地，繞 射級數η!及η 2的特定組合係（η 1、η 2 ) = ( 2、1 ) 、（ 3 、2) 、 （5、3) 、 （8、5)或（10、6)的任何一者，且

，此組合的選擇使其可能保持高繞射功率於各光碟的波長 區。再者，甚至於繞射級數〜變成大於10的例子中，存 在有可保持高繞射效率在各光碟的波長區之繞射級數的組 合。然而，如果繞射級數ΙΜ被致使小於1 0時，對於來自 λ 1之約±5 (nm)的波長變化而言，繞射效率振幅不會變 得太大，此波長變化係較佳的。

項目2 — 2 0中所述的實施例係由項目2 — 1 9中所述之 光學元件所表示，其中光學元件係以一材料製成，此材料 用於具有波長λ 1的第一光通量之折射率係在1.5至1.6 的車泡圍內，及，d線（587.6 nm)的阿貝（Abbe)常數係 在5 0至6 0的範圍內，且，繞射構造包括預定數量的以階 形段分開的環形帶，每一階形段形成於光軸方向，且，前 述最接近光軸之的階Δ〇(//ιη)滿足以下公式（8) —（ 1 2 )的任一者： 1.25 < Δ〇 < 1.65 ( 8 ) 2.05 < Δ〇 < 2.55 (9) 3.40< Δ〇< 4.10 (10) 5.70 < Δ〇 < 6.45 (11) 7.00 < Δ〇 < 8.00 (12) -45- 200523573 (43) 較佳地，項目2 - 20中所述的實施例關於繞射級數的 上述組合中之繞射構造的更特定構造，且，繞射構造中最 接近光軸之階Δη ( // m )滿足公式（8 ) -（ 12 )。組合 (ηι、Π2 ) = (2、1)符合公式（8) 、 ( η 1 ' n2 ) = (3、 2)符合公式（9) 、 符合公式（10 )、.（〜、n2 ) = ( 8、5 )符合公式（1 1 )及（m、n2 )= (1 0、6 )符合公式（12 )。附帶地，至於以高精密度製 造如同本發明的光學元件之具有繞射構造之光學元件，優 於可轉移性係較佳之塑膠透鏡。在可使用於紫波長區的大 部份塑膠材料中.，具有波長λ ,的第一光通量之折射率係 在1.5 — 1.6的範圍內，且，d線的阿貝數係在50-60的 範圍。 項目2 — 2 1中所述的實施例係由項目2 — 1 8至2 — 2 0 中的任一者所述之光學元件所表示，其中以下公式（13) 一（16)被滿足，當ΔΡ( 係前述的光學路徑差異提 供構造的階中最接近光軸之階形段時，N i及N2分別爲具 有波長λ!的第一光通量及具有波長λ2的第二光通量之 光學元件的折射率，且，INT ( X )係最接近X的整數。 1 INT ( 0 IP ) 一 0 ip 1 ^ 0.4 ( 13 ) 1 INT ( 0 2 P ) — 0 2 p 1 ^ 0.4 ( 14) 0 IP =Δ Px ( Nj — l ) /( λ , xl 0' 3) ( 15 ) 0 2 P =Δ Px ( n2 — l ) /( λ 2 xlO' 3) ( 16) 當決定最接近光學路徑差異提供構造的光軸之階 △ P ( // m )，較佳地，高密度光碟側上之設計波長λ i或 -46 - 200523573 (44) DVD側上的設計波長λ 2沒有一個被指定實質的光學路徑 差異。於此，本發明中的λ2的光學元件的特性可以是出 色的。特別地，較佳地決定Ap ( # m )以使以下公式（！ 3 )—(1 6 )可被滿足，如項目2 — 2 1的實施例中。 項目2— 22中所述的貫施例係由項目2—21中所述的 光學元件所表示，其中以下公式（1 7 )及（1 8 )被滿足， 當λ !係在3 5 0 nm至45 0 nm的範圍內，；I 2係在60〇 nm 至700 nm的範圍內，光學元件係以其繞射率用於具有波 長λ1之第一光通量係在1·5至1.6的範圍內及d線（ 587.6 nm)的阿貝常數係在50— 60的範圍內之材料製成 ，及P代表正整數。 INT ( 0 1 p ) =5p (17) INT ( 0 2p) =3p (18) 項目2 - 2 2中所述的實施例關於更特定的構造，其中 ，高密度光碟側上的設計波長λ !或D V D側上的設計波長 入2沒有一個藉由光學路徑差異提供構造而被指定實質的 光學路徑差異’且，較佳地，△ ρ ( # m )滿足以下公式（ 1 7 )及（1 8 )。附帶地，至於以高精密度製造如同本發明 的光學元件之具有繞射構造之光學元件，優於可轉移性係 較佳之塑膠透鏡。在可使用於紫波長區的大部份塑膠材料 中，具有波長Ai的第一光通量之折射率係在1.5 — 1.6的 範圍內，且，d線的阿貝數（Abbe number)係在 50一 60 的範圍。 項目2— 23中所述的實施例係由項目2 - 1至2— 22 -47- 200523573 (45) 的任一者中所述的光學元件所表示，其中當具有波長λ3 (nm) (λ3>λ2)之第三光通量進入時，第一相位構造 產生第η3級繞射光（| η2 | g | η3 | )。 於項目2 — 2 4中所述的實施例係由項目2 - 2 3中所述 的光學元件所代表，其中| λ 2 — λ ! | 、| λ 3 - λ 2 |及 I 入3— λι| 大於 50nm 且滿足 |im| > |n2| 2 |η3| ο 項目2 — 23及2— 24中所述的實施例，當λ 2及λ i 間的差異、λ3及λ2間的差異及；13及又1間的差異的每 一者係大於5 0 nm時，這係可能保持各光碟的波長區中之 高繞射效率，其藉由使用具有低於高密度碟的記錄/再生 的光束之級數的繞射光作爲DVD的記錄/再生的光束， 及由使用具有相同如或低於DVD的記錄/再生的光束之 級數的繞射光作爲CD的記錄/再生的光束。於決定使用 具有差異級數的繞射光作爲至少如上述的高密度光碟及 DVD的記錄/再生的光束之繞射構造，相較於使用具有 相同或級數的繞射光之情況，球形像差的波長依賴性係出 色的，且因此，紫雷射光源的振盪波長變得極端嚴格。然 而，於本發明的光學元件中，紫雷射光源的振盪波長的容 許度可被緩和，因爲紫波長區中用於入射光通量的約 ± 5 nm的波長變化之球形像差的變化係藉由光學路徑差異 函數心控制爲小。 項目2— 25中所述的實施例係由項目2— 24中所述的 光學元件所表示，其中λ 1係在350 nm至450 nm的範圍 200523573 (46) 內，入2係在600 nm至700 nm的範圍內，；13係在700 nm至850 nm的範圍內，及η!、n2及n3的組合係（η!、 ri2、n3) = (2、l、l) 、 （8、5、4)或（10、6'5)的 任何一者。 當又！係在紫波長區表示的350 nm至450 nm的範圍 內之波長，；I 2係在紅.波長區表示的600 nm至700 nm的 範圍內之波長，及λ 3係在紅外線波長區表示的700 nm至 850 nm的範圍內之波長時，如項目2— 25中所述的實施 例中，較佳地，繞射級數ηι、n2及n3的特定組合係（ηι 、Π2、η3) = (2、1、1) 、 （8、5、4)及（10、6、5) 的任一者，且，高繞射效率可藉由選擇前述的組合而保持 在各光碟之波長區。再者，甚至當繞射級數ΓΜ大於10時 ，使其可能保持高繞射效率之繞射級數的組合仍存在於各 光碟的波長區。於此例中，然而，繞射效率的變化對於來 自λ !之約± 5 nm ( nm )的波長變化而言變得太大，該波 長變化不是較佳的。 項目2— 26中所述的實施例係由項目2— 25中所述的 光學元件，其中光學元件係以具有波長2!的第一光通量 之折射率在1.5至1.6的範圍內及d線（587.6 nm)的阿 貝常數在50至60的範圍內之材料製成，繞射構造包括預 定數以階形段分開的環形帶，每一階形段形成於光軸方向 ，且，接近光軸之前述的階滿足以下公式（19) 一（21) 的任一者。 (19 ) 1 .25 < Δ〇 < 1.65 -49 · 200523573 (47) i.70 < △ D < ( i.45 ( 20 ) r.00 < Δ D < i !.00 ( 21 ) 項目 2-26 中所述的實施例關於繞射級 數的組合 中 之 繞 射 構造 的更特 定構造，且較佳地，繞射構 造中最接 近 光 軸 之 階A d ( // m )滿足公式（1 9 ) 一（ 2 1 ) 。關於繞 射 級 數 的 組合 及公式 (1 9 ) 一 （ 2 1 )間的一致性 ，（rM、 Π2 、 n3 ) =(2 '卜1 )符合公式（19) 、（ ηι、] Π2 ' Π3 )二 (8 5、 、4) 符合公 式（20)、及（ηι、η2、Π3 )=(1 0、 6 5 ) 符合公式（2 1 )。附帶地，至於以高精 密度製造 如 同 本 發 明的 光學元 件之具有繞射構造之光學元 件，優於 可 轉 移 性 係較 佳之塑 膠透鏡。在可使用於紫波長 區的大部 份 塑 膠 材 料中 ，具有 波長λ 1的第一光通量之折 射率係在 ] ：.5 — 1.6的範圍內， 且，d線的阿貝數係在50- -6 0的範圍 〇 項目 2-27 中所述的實施例係由項目2 —23 至 2 一 26 中 的 任一 者所述 之光學元件所表示，其中以 下公式（ 22 ) — ( 27 ) 被滿足 ，當△ P ( // m )係代表前述 光學路徑 差 異 提 供 構造 的階中 最接近至光軸之階時，N ,、 N2 及 N 3 分 別 爲 具 有波 長λ 1 的第一光通量、具有波長λ 2的第二 光 通 量 及 之具 有波長 入3的第三光通量之光學元 件的折射 率 5 且 INT (X )係 最接近X的整數。 0^ 1 ! ΙΝΤ ( 0 ip) — 0 1P| ^0.4 (22 ) 1 | ΙΝΤ ( 0 2p) — 0 2p| ^0.4 (23 ) 1 | ΙΝΤ ( 0 3p) —0 3p| ^0.4 (24 ) 0 1 P •二△ Ρ · (N, - 1 ) / ( λ ixl0~ 3 ) (25 ) -50- 200523573 (48) △ Ρ · (Ν2 - 1 ) / ( λ 2X10" 3) (26 ) △ Ρ · (ν3- 1 ) / ( Λ 3χ10" 3) (27 ) 當決定最接近光學路徑差異提供構造的光軸之階 ΔΡ ( // m )，較佳地，高密度光碟側上之設計波長λ 1、 DVD側上的設計波長λ 2及CD側上之設計波長λ 3沒有 一個被指定實質的光學路徑差異。於此，本發明中用於具 有波長及波長λ3之第二及第三光通量之光學元件的 特性可以是出色的。特別地，較佳地決定階ΔΡ ( /i m )以 下公式（22)及（27)可被滿足，如項目2— 27的實施例 中 〇 項目2— 28中所述的實施例係由項目2 - 27中所述的 光學元件所表示，其中當；I 1係在3 5 0 nm至45 0 nm的範 圍內，又2係在600 nm至700 nm的範圔內，又3係在 7 OOnm至8 5 0 nm的範圍內，光學元件係以其繞射率用於 具有波長λ 1之第一光通量係在1.5至1.6的範圍內及d 線（5 8 7.6 n m )的阿貝常數係在5 0 — 6 0的範圍內之材料 製成，及P係正整數時，以下公式（28)及（30)被滿足 ΙΝΤ (0 】Ρ ) = 10ρ (28 ) ΙΝΤ (0 2 Ρ ) =6 ρ (29 ) ΙΝΤ (0 3 Ρ ) =5ρ (30 ) 項目2- 28中所述的實施例關於更特定的構造，其中 ’局Ϊ6、度光碟側上的設計波長；（1、DVD側上的設計波長 入2及C D側上的設計波長λ 3沒有一個藉由光學路徑差異 -51 - 200523573 (49) 提供構造而被指定實質的光學路徑差異，且’較佳地， △ 滿足以下公式（28)及（30)。附帶地，至於 以高精密度製造如同本發明的光學元件之具有繞射構造之 光學元件，優於可轉移性係較佳之塑膠透鏡。在可使用於 紫波長區的大部份塑膠材料中，具有波長λ i的第一光通 量之折射率係在1 .5 — 1 .6的範圍內，且，d線的阿貝數係 在50— 60的範圍。 項目2— 29中所述的實施例係由項目2— 1至2— 28 的任一者中所述的光學元件所表示，其中設有至少兩個組 成元件，其第一組成元件上形成繞射構造’且’其第二組 成元件上形成光學路徑差異提供構造。 如項目2 — 2 9中，本發明的光學元件亦可以其上形成 繞射構造之第一組成元件及其上形成光學路徑差異提供構 造的第二組成元件而構成的。藉由形成繞射構造及光學路 徑差異提供構造作爲不同組成元件，各構造的形式的光學 性能及誤差可被容易領會於製造的過程中’以使其容易製 造光學元件。 項目2— 30中所述的實施例係由項目2— 1至1— 29 的任一者中所述的光學元件所表示，其中光學元件係塑膠 透鏡。 爲了以高精密度製造具有繞射構造或光學路徑差異提 供構造之光學元件，如同項目2 — 3 0中的實施例’優於轉 移能力的塑膠透鏡係較佳的。 項目2 — 3 1中所述的實施例係由項目2 一1至2 — 3 0 -52- 200523573 (50) 的任一者中所述的光學元件所表示，其中顯示使用於光學 拾訊裝置的物鏡光學系統的組成元件，該光學拾訊裝置利 用自第一光源射出之具有波長λ 1 (nm)的第一光通量而 實施具有η厚度保護層的第一光碟之資訊的再生及/或 記錄，且，利用自第二光源射出之具有波長λ 2 ( nm )( 的第二光通量而實施具有t2厚度保 護層的第二光碟之資訊的再生及/或記錄。 於項目2 — 3 1中所述的實施例使其可能藉由使用項目 2 - 1至2 - 30中的任一者所述的光學元件作爲物鏡光學 系統的組成元件以提供具有高密度光碟及DVD的相容性 之光學拾訊裝置。 項目2 — 3 2中所述的實施例係由項目2 — 3 1中所述的 光學元件所表示，其中物鏡光學系統係以像差校正元件及 聚光元件而構成，該聚光元件會聚自像差校正元件射出之 光通量在光碟的資訊記錄表面上，且，像差校正元件係前 述的光學元件。 項目2 - 3 3中所述的實施例係由項目2 — 3 2中所述的 光學元件所表示，其中像差校正元件及聚光元件的每一者 具有光學作用部及形成在光學作用部的周圍上之凸緣部， 且，像差校正元件的凸緣部及聚光元件的凸緣部係形成能 夠固定像差校正元件及聚光元件在指定相關位置。 項目2— 34的實施例係由項目2— 32中所述的光學元 件，其中像差校正元件及聚光元件係形成由固持構件所固 定在指定的相關位置。 -53- 200523573 (51) 當本發明的光學元件被使用作爲物鏡光學系統的組成 因子如項目2 - 3 2的實施例時，較佳地，光學元件係配置 在會聚自雷射光源射出的光通量在光碟的資訊記錄表面上 的聚光元件及雷射光源之間。關於具有ΝΑ0.85的聚光元 件，如果繞射構造或光學路徑差異提供構造係形成在聚光 元件的光學表面上，光射線由於階的喪失的影響致使光量 的損失變大，因爲由非球形表面上的法線及光軸所形成之 角度成長更大。然而，這係可能藉由使本發明的光學元件 成爲無動力而控制光量的損失。 於此例中，較佳地，光學元件及會聚元件係經由其凸 緣的直接接觸或經由分開的固持構件而堅固地結合，如項 目2 - 33或2 - 34的實施例中。於此，甚至當聚光元件被 驅動用於尋軌時，光軸的無偏移未發生在聚光元件及光學 元件之間，因此，極佳的尋軌特性可被獲得。再者，較佳 地，ds被建立，當ds代表光軸上的光學元件及聚光元件 之間的距離及Σ d代表光軸上雷射光源側的光學元件的光 學表面與光碟側上之聚光元件的光學表面之間的距離時， 比率ds / Σ d可以是小於1 .5，且，由於此，凸緣部及固 持構件的重量可被降低，且，驅動物鏡光學系統的致動器 之負載因此可被減輕。 項目2 - 3 5中所述的實施例係光學拾訊裝置，其利用 自第一光源射出之具有波長λ ! (nm)的第一光通量而實 施具有tl-厚度保護層之第一光碟的再生及/或記錄資訊 ，及，其利用自第二光源射出之具有波長λ2( λ2> λ! -54- 200523573 (52) )(nm)的第二光通量而實施具有t2-厚度（t^n)保 護層之第二光碟的再生及/或記錄資訊，其中項目2 - 1 至2 - 3 4的任一項所述的光學元件被提供。 項目2 - 3 5中所述的實施例使其可能獲得具有如項目 2 - 1至2 — 3 4的任一者的相同功效之光學拾訊裝置。 項目2 — 3 6中所述的實施例係由項目2 — 3 5中所述的 光學拾訊裝置，其中由利用具有自第三光源射出的波長 λ 3 ( λ 3 > λ 2 ) ( nm )的第三光通量而實施具有t3 —厚 度（t3^t2)保護層之第三光碟之資訊的再生及/或記錄 ，及光學拾訊裝置係構成以使第三光通量可於發散光通量 的狀態中進入光學兀件。 爲了提供甚至用於第三光碟（CD )的相容性，這係 較佳地致使第三光通量進入光學元件作爲如項目2 - 3 6的 實施例之發散光通量。於此，具有厚保護層的CD之作用 距離可充份地確保。 安裝項目2 - 3 5或2 - 3 6中所述的光學拾訊裝置，項 目2 - 3 7中所述的實施例可實施光碟的資訊的記錄及記錄 在光碟上的資訊的再生的至少一者。 項目2 - 3 7中所述的實施例使其可能獲得具有如項目 2 - 3 5或2 - 3 6的相同功效之光學資訊記錄/再生裝置。 本發明使其可能獲得光學元件、光學拾訊裝置及光學 資訊記錄/再生設備，其中雷射光源的大量生產之產能可 被改善，且，製造成本可被降低。 以下將參考附圖而詳細說明實施本發明之較佳實施例 -55- 200523573 (53) (第一實施例） 圖1係簡要地顯示第一光學拾訊裝置PU1的構 示意圖，第一光學拾訊裝置PU1可適當地實施高密 碟HD (第一光碟）、DVD (第二光碟）及CD (第三 )之資訊的記錄/再生。高密度光碟HD的光學規格 波長λι=405 nm、保護層PL1厚度t^O.l mm及數 徑ΝΑ! = 0.85 ; DVD的光學規格包括波長；I 2= 65 5 : 保護層PL2厚度t2 = 0.6 mm及數値孔徑NA2= 0.65 ; CD的光學規格包括波長λ3=785 nm、保護層PL3 t3=l .2 mm及數値孔徑NA3 = 0.45。然而，本發明未 於前述波長、保護層的厚度及數値孔徑的組合。 如圖1所示，第一光學拾訊裝置PU1包括：高 光碟用的模組 MD1，其中射出第一光通量的紫半導 射LD 1 (第一光源）及測光器PD 1係堅固地結合； 用的模組MD2，其中射出第二光通量的紅半導體 LD2 (第二光源）及測光器PD2係堅固地結合；CD 模組 MD3，其中射出第三光通量的紅外線半導體 LD3 (第三光源）及測光器PD3係堅固地結合；光束 元件BSH，其將自紫半導體雷射LD1射出之雷射光 的截面形狀自橢圓形形成爲圓形；準直光學系統COL 軸向致動器UAC ;物鏡光學系統OBJ1 ;雙軸向致動蓉 ;第一光束組合器BC1 ;第二光束組合器BC2及 造之 度光 光碟 包括 値孔 nm、 以及 厚度 受限 密度 體雷 DVD 雷射 用之 雷射 形成 通量 •，單 | AC 光圈 •56- 200523573 (54) STO 〇 當實施高密度光碟HD的資訊的記錄/再生於第一光 學拾訊裝置PU1時，紫半導體雷射LD1首先被驅動以射 出光如圖1實線所繪示的光路徑。自紫半導體雷射L D 1 射出的發散光通量通過光束形成元件BSH以使其截面形 式自橢圓形形成爲圓形，然後，其通過第一光束組合器 BC1且穿透準直光學系統C0L以轉換成準直光通量。其 後，其連續地通過第二光束組合器B C 2，且，係經由高密 度光碟HD的保護層PL1而形成在資訊記錄表面RL1上以 變成光點。 附帶地，稍後將給予物鏡光學系統0ΒΠ的詳細解說 〇 物鏡光學系統0BJ1經由雙軸向致動器AC操作而實 施聚焦及尋軌。藉由資訊坑而調變在資訊記錄表面RL 1 上之反射光通量再次連續地通過物鏡光學系統0BJ1、第 二光束組合器BC2、準直光學系統C0L、第一光束組合器 BC1、及光束形成元件BSH以會聚在測光器PD1的光接 收表面上。因此，利用測光器PD 1的輸出信號而記錄在 高密度光碟上之資訊可被讀取。 當實施DVD的資訊的記錄/再生時，紅半導體雷射 LD2首先被驅動以射出光如以圖1的虛線繪示的光路徑。 自紅半導體雷射LD2射出之發散光通量係反射在第一光 束組合器BC1上，然後，穿透準直光學系統C0L以會聚 至準直光通量，且，通過第二光束組合器BC2藉由物鏡 200523573 (55) 光學系統OBJ1會聚在資訊記錄表面RL2上而經由DVD 的保護層PL2而成爲光點。 然後，物鏡光學系統0ΒΠ經由配置在其周圍上之雙 軸向致動器AC的操作而實施聚焦及尋軌。藉由資訊坑而 調變在資訊記錄表面RL2上之反射光通量再次通過物鏡 光學系統0BJ1、第二光束組合器BC2及準直光學系統 C0L，然後，藉由第一光束組合器BC1分叉以會聚在測光 器PD2的聚光表面上。因此，記錄在DVD上的資訊可利 用測光器PD2的輸出信號而讀取。 當實施CD的資訊的記錄/再生時，CD的模組MD3 被操作，使得紅外線半導體雷射LD3可被驅動以射出光 如以圖1的雙點鏈線繪示的光路徑。自紅外線半導體雷射 LD3射出之發散光通量係反射在第二光束組合器BC2上 而會聚，然後，穿透準直光學系統C0L以會聚至準直光 通量，且，通過第二光束組合器BC2以藉由物鏡光學系 統0BJ1會聚在資訊記錄表面RL3上而經由CD的保護層 PL3而成爲光點。然後，物鏡光學系統0BJ1經由配置在 其周圍上之雙軸向致動器AC的操作而實施聚焦及尋軌。 藉由資訊坑而調變在資訊記錄表面RL3上之反射光通量 再次穿過物鏡光學系統Ο Β Π，然後，藉由第二光束組合 器BC2反射以會聚在CD的模組MD3的測光器PD3的聚 光表面上。因此，利用測光器P D 3的輸出信號而記錄在 CD上的資訊可被讀取。 接著將解說物鏡光學系統0BJ1的構造如下。 -58- 200523573 (56) 圖2所示的物鏡光學系統〇BJ1係以本發明的光學元 件而組成。物鏡光學系統Ο Β Π係以表示塑膠透鏡之像差 校正元件L1及表示具有ΝΑ0.85的非球形玻璃透鏡之聚 光元件L2而組成，聚光元件L2具有會聚穿透像差校正 元件L1的雷射光通量在光碟的資訊記錄表面上之功能。 在雷射光源側上的像差校正元件L1的光學表面S1上 ，形成有以數個環形帶組成之繞射構造D Ο Ε (見圖2的 放大圖）。 再者，在光碟側上的像差校正元件L1的光學表面S2 上，形成有以數個環形帶組成之光學路徑差異提供構造 PST。附帶地，像差校正元件L1及聚光元件L2係經由固 持構件Β堅固地結合。 繞射構造DOE係校正起因於符合0.1 mm標準必備條 件的高密度光碟及DVD之間的保護層厚度差異的球形像 差之構造，且，繞射構造DOE係形成在非球形表面上以 適當地校正球形像差。由使用第二級繞射光、第一級繞射 光、及第一級繞射光分別作爲高密度光碟的記錄/再生的 光束、DVD的記錄/再生的光束及CD的記錄/再生的光 束，高繞射效率被確定於各光碟的波長區。 附帶地，光學拾訊裝置PU 1中，利用第三光通量在 發散光通量的條件下進入光學路徑差異之構造，用於校正 起因於高密度光碟HD及CD間的保護層厚度差異之球形 像差。這使其可能確定大作用距離於實施CD的資訊的記 錄/再生的例子。 -59- 200523573 (57) 因爲繞射構造DOE滿足公式（1)及（2)，當進入 繞射構造doe的光通量的波長移至較長波長側而距高密 度光碟側的設計波長λ i達△ λ時，如圖3中的雙點鏈線 A 1所示，繞射構造D Ο Ε具有球形像差朝向過度校正變化 之球形像差特性。 在上至最大有效直徑的70%之高度的範圍內（符合 NA!)，光學路徑差異提供構造PST的各環形帶被改變， 以使更遠離光軸的環形帶之光學路徑長度係短於更接近光 軸的環形帶之光學路徑長度，然而，於上述範圍外側的區 ，各環形帶被改變，以使更遠離光軸的環形帶之光學路徑 長度係長於更接近光軸的環形帶之光學路徑長度，因此， 光學路徑差異提供構造PST具有球形像差朝向校正不足 變化之球形像差特性。 如上述，相對於產生具有大波長差的兩波長之各具有 不同繞射級的光束之繞射構造 DOE，每一單位波長變化 之球形像差的變化量係大的。然而，這係可能抵消球形像 差的波長依賴性如圖3中的實線A3所示，其藉由致使光 學路徑差異提供構造PST具有與繞射構造DOE相反的球 形像差特性，以使繞射構造DOE的球形像差的波長依賴 性可被抵消。 再者，繞射構造DOE係以短於λ !的指定波長Λ b發 出輝光，且，最接近繞射構造DOE的光軸之階△!)( //m )滿足公式（3 )。 再者，最接近光學路徑差異提供構造PST的光軸之 200523573 (58) 階ΔΡ( //m)滿足公式（28) —（30)，且係建立在實質 上不會指定光學路徑差給高密度光碟側上的設計波長λ ! 、D V D側上的設計波長λ 2及C D側上的設計波長λ 3。 附帶地，光學拾訊裝置 PU 1設有限制孔徑於實施 DVD及CD的記錄/再生的例子之二向色濾光鏡，且，二 向色濾光鏡DFL係經由固持構件B與物鏡光學系統OBJ 1 結合，以藉由雙軸向致動器AC驅動於垂直至光軸的方向 〇 再者，這亦係可能實施孔徑限制於實施DVD的記錄 /再生的例子中，其藉由指定向外擴張第二光通量之功能 至形成在DVD的數値孔徑NA2的區上之繞射構造DOE以 及至光學路徑差異提供構造PST，且，這亦係可能實施孔 徑限制於實施CD的記錄/再生的例子中，其藉由指定向 外擴張第三光通量之功能至形成在CD的數値孔徑NA3的 區上之繞射構造DOE以及至光學路徑差異提供構造PST ，或者，這係可能形成具有限制孔徑的功能之繞射構造及 光學路徑差異提供構造PST在物鏡光學系統ΟΒΠ的光學 表面上，或者分開地形成繞射構造DOE及光學路徑差異 提供構造P S T。 再者，準直光學系統COL的構造能夠藉由單軸向致 動器UAC而移動於光軸方向。這使其可能一直保持高密 度光碟HD之優良的記錄/再生特性，因爲這變得可能校 正形成在高密度光碟的資訊記錄表面RL 1上之光點的球 形像差。 -61 - 200523573 (59) 藉由準直光學系統COL的位置調整校正的球形像差 的發光之原因包括，例如，由紫半導體雷射LD1的製造 誤差所造成之波長起伏、起因於溫度變化之物鏡光學系統 OBJ 1的折射率變化及折射率分佈、諸如雙層碟及四層碟 的多層碟的記錄/再生的層之間的焦點跳越、由於保護層 PL1的製造誤差之厚度起伏及厚度分佈。 其亦可能藉由準直光學系統COL的位置調整而校正 形成在DVD的資訊記錄表面RL2上之光點的球形像差， 其可改善DVD的記錄/再生特性。 (第二實施例） 接著，將解說本發明的第二實施例，其中如第一實施 例的相伺組件將被給予相同符號，且，其解說將被省略。 圖4所示的第二光學拾訊裝置PU2係能夠適當地實 施高密度光碟HD (第一光碟）及DVD (第二光碟）之資 訊的記錄/再生之光學拾訊裝置。第二光學拾訊裝置PU2 包括：紫半導體雷射LD1 (第一光源）.，射出具有405 nm的第一光通量，第一光通量被射出於實施高密度光碟 HD的資訊的記錄/再生的例子中；紅半導體雷射LD2 ( 第二光源），射出具有655 nm的第二光通量，第二光通 量被射出於實施DVD的資訊的記錄/再生的例子中；測 光器PD12，其由第一光通量及第二光通量共用；光束形 成元件BSH，其將自紫半導體雷射LD1射出之雷射光通 量的截面形狀自橢圓形形成爲圓形；物鏡光學系統0BJ2 -62- 200523573 (60) ，其具有將各別光通量分別地會聚在資訊記錄表面RL 1 及資訊記錄表面RL2上之功能；雙軸向致動器AC ;第一 光束組合器BC1 ;第二光束組合器BC2 ;準直光學系統 COL1 ;準直光學系統COL2;光圈STO;感測透鏡SEN; 及液晶元件LCD。 當實施高密度光碟HD的資訊的記錄/再生於第二光 學拾訊裝置PU2時，紫半導體雷射LD1首先被驅動以射 出光如圖4的實線所示的光路徑。自紫半導體雷射LD1 射出之發散光通量通過光束形成元件BSH以使其截面形 式自橢圓形形成爲圓形，然後，穿透第一準直光學系統 COL1以會聚成準直光通量。其後，連續地通過第一光束 組合器BC1、第二光束組合器BC2及液晶元件LCD，且 藉由物鏡光學系統OBJ2而會聚在資訊記錄表面RL1上穿 過高密度光碟HD的資訊記錄表面RL 1而成爲光點。 附帶地，隨後將詳細解說物鏡光學系統OBJ2。 物鏡光學系統OBJ2經由雙軸向致動器AC的操作而 實施聚焦及尋軌。由資訊坑調變在資訊記錄表面RL 1上 的反射光通量再次通過物鏡光學系統OBJ2及液晶元件 LCD ’藉由第二光束組合器BC2分叉，且在通過感測透鏡 S EN時被給予像散現象，以會聚在測光器p D丨2的光接收 表面上。因此，利用測光器PD 1 2的輸出信號而記錄在高 密度光碟HD上的資訊可被讀取。 當實施DVD的資訊的記錄/再生時，紅半導體雷射 LD2首先驅動以射出光如以圖4的雙點鏈線繪示的光路徑 200523573 (61) 。自紅半導體雷射LD2射出之發散光通量係穿透第一準 直光學系統COL1以會聚成準直光通量，然後，反射在第 一光束組合器 BC1上，且連續地通過第二光束組合器 BC2及液晶元件LCD，以藉由物鏡光學系統OBJ2會聚在 資訊記錄表面RL2穿過DVD的資訊記錄表面RL2而成爲 光點。

然後，物鏡光學系統OBJ2經由配置在其周圍上之雙 軸向致動器AC的操作而實施聚焦及尋軌。藉由資訊坑而 調變在資訊記錄表面RL2上之反射光通量再次通過物鏡 光學系統OBJ2及液晶元件LCD，然後，藉由第二光束組 合器BC2分叉以在通過感測透鏡SEN時被給予像散現象 ，且會聚在測光器P D 1 2的光接收表面上。因此，利用測 光器PD2的輸出信號而記錄在DVD上的資訊可被讀取。 接著將解說物鏡光學系統OBJ2的構造。

圖5所示的物鏡光學系統OBJ2，其組成元件係本發 明的光學元件。物鏡光學系統Ο B J 2係以表示塑膠透鏡之 像差校正元件.L1及表示具有ΝΑ0.85的非球形塑膠透鏡 之聚光元件L2而組成，非球形塑膠透鏡具有會聚穿透像 差校正元件L1的雷射光通量在光碟的資訊記錄表面上之 功能。較接近雷射光源之像差校正元件L1的光學表面S 1 分成包括如圖6(a)所示的光軸之第一區A REA1及圍繞 第一區AREA1的圓周之第二區AREA2，且，由數個環形 帶組成之繞射構造DOE (見圖5的放大圖）係形成在第 一區 ARE A 1 上。 -64 - 200523573 (62) 較接近光碟之像差校正元件L1的光學表面S2分成包 括如圖6(c)所示的光軸之第三區ARE A3及圍繞第三區 AREA3的圓周之第四區AREA4，且，由數個環形帶組成 之光學路徑差異提供構造PST係形成在第三區ARE A3上 。附帶地，第一區AREA1及第三區AREA3的每一者相當 於DVD的NA內的區，且，像差校正元件L1及聚光元件 L2分別地具有凸緣部FL1及凸緣部FL2，每一凸緣部係 與光學作用區堅固地形成在其光學作用區（自紫雷射光源 射出的光通量通過之區）的周圍部上，且，像差校正元件 L1及聚光元件L2係在凸緣部FL1與FL2相互接合時而 結合一起。 繞射構造DOE係用於校正起因於符合0.1 mm標準的 高密度光碟及DVD之間的保護層厚度差異的球形像差之 構造，且，繞射構造DOE係形成在非球形表面上，以使 球形像差可被適當地校正。再者，高繞射效率係由使用第 六級繞射光如高密度光碟的記錄/再生之光束及由使用第 四級繞射光作爲DVD的記錄/再生的光束。附帶地’當 具有約7 8 5 nm的波長之雷射光通量進入繞射構造DOE時 ，第三級繞射光係產生在80 %或更大的高繞射效率，且 因此，除了具有如同本實施例之高密度光碟HD及DVD 的一致性之光學拾訊裝置之外，物鏡光學系統還可 安裝在具有高密度光碟HD及DVD的一致性之光學拾訊 裝置上。 因爲繞射構造DOE滿足公式（4)及（5)，當進入 200523573 (63) 繞射構造D Ο E的光通量的波長移至較長波長側而距高密 度光碟側的設計波長λ】達△ λ時’如圖7中的雙點鏈線 Α1所示，繞射構造DOE具有球形像差朝向校正不足變化 之球形像差特性。 上至第一區AREA1內的7〇% ’光學路徑差異提供構 造PST的各環形帶被改變’以使更遠離光軸的環形帶之 光學路徑長度係長於更接近光軸的環形帶之光學路徑長度 ，然而，於上述範圍外側的區’各環形帶被改變，以使更 遠離光軸的環形帶之光學路徑長度係短於更接近光軸的環 形帶之光學路徑長度，因此，光學路徑差異提供構造PST 具有球形像差朝向過度校正變化之球形像差特性，其中入 射光通量移至較長波長側，如圖7的虛線A2所示。 如上述，相對於產生具有大波長差的兩波長之各具有 不同繞射級的光束之繞射構造DOE，每一單位波長變化 之球形像差的變化量係大的。然而，這係可能抵消球形像 差的波長依賴性如圖7中的實線A3所示，其藉由致使光 學路徑差異提供構造PST具有與繞射構造DOE相反的球 形像差特性，以使繞射構造DOE的球形像差的波長依賴 性可被抵消。 再者，繞射構造DOE係藉由λ!—λ2的範圍內之指 定波長λ β發出輝光，且，最接近繞射構造DOE的光軸之 階△ d ( // m )滿足公式（6 )。 再者，最接近光學路徑差異提供構造PST的光軸之 階△ p ( # m )滿足公式（1 7 ) —（ 1 8 )，且係建立在實質 -66 - 200523573 (64) 上不會指定光學路徑差給高密度光碟側上的設計波長λ i 、DVD側上的設計波長λ 2及CD側上的設計波長λ 3。 因爲繞射構造DOE僅形成在第一區AREA1，通過第 一區AREA2的第二光通量被給予起因於高密度光碟HD 及DVD間的保護層厚度差異之球形像差，以成爲不會促 成光點形成在DVD的資訊記錄表面RL2上之輝光成份。 因爲這是相當於，物鏡光學系統OBJ其本身具有用於 DVD之孔徑限制功能，光學拾訊裝置PU2無需分開地設 有符合NA2之光圈，其使其構造被簡化。 附帶地，物鏡光學系統0BJ2係經由連接構件C與液 晶元件L C D堅固地結合（見圖4 )，且，物鏡光學系統 0BJ2與液晶元件LCD —起實施尋軌及聚焦。於此例中， 當電壓被施加在配置以插入液晶元件L C D的液晶分子層 之電極上時，繞射率分佈被產生在液晶分子層，雖然其解 說被省略。在穿透形成的折射率分佈的液晶分子層之波前 上，加有球形像差。於此例中，當液晶分子層中的折射率 分佈被控制以使具有與高密度光碟HD的資訊記錄表面 RL 1上的光點的球形像差變化的正負號相反的正負號之球 形像差可被加至所傳輸的波前時，形成在高密度光碟HD 的資訊記錄表面RL 1上之光點可一直保持已校正的球形 像差的狀態，且，高密度光碟HD的優良記錄/再生特性 可被獲得。 藉由此種的液晶元件LCD而校正球形像差變化之技 術被說明例如，於T0KKAI第200 1 -43 549號中，且，詳 -67- 200523573 (65) 細說明在此將被省略。 附帶地，由液晶元件LCD所校正之球形像差的產生 之原因包括由紫半導體雷射LD1的製造誤差所造成之波 長起伏、起因於溫度變化之物鏡光學系統OBJ的折射率 變化及折射率分佈、諸如雙層碟及四層碟的多層碟的記錄 /再生的層之間的焦點跳越、由於保護層P L 1的製造誤差 之厚度起伏及厚度分佈。 再者，形成在DVD的資訊記錄表面RL2上的光點的 球形像差亦可由液晶元件LCD所校正，使其可能改善 DVD的記錄/再生特性。 由安裝分別顯示於第一或第二實施例之第一光學拾訊 裝置PU1或PU2、用於可旋轉地固持光碟之旋轉驅動設 備及控制各個設備的驅動之控制設備，這是可能獲得能夠 實施光碟的光學資訊的記錄及記錄在光碟上的資訊的再生 的至少一者之光學資訊記錄及再生設備。 (實例1 ) 接著，將解說最佳地如物鏡光學系統0B】1之光學元 件的實例。 表1顯示光學元件的透鏡資料，而，圖8係光學路徑 的示意圖。本實例係以其上形成的繞射構造DOE及光學 路徑差異提供構造PST之像差校正元件L1及聚光元件L2 而組成的。像差校正元件L 1係塑交透鏡，而，聚光元件 L2係玻璃透鏡。 -68- 200523573 (66) (表 1 一 1 ) (光學規格） HD:NAi = 0.85?fi = 1.765mm,Ai = 405mm,mi = 0mm?ti = 0.1mm DVD:NA2 = 〇.65，f2=l.823mm，A2 = 655mm，m2 = 〇mm，t2 = 〇.6mm CD:NA3 = 0.46，f3 = l .824mm，A3 = 785mm，m3 = 0· 1 57mm，t3 = l .2 mm

(近軸資料） 表面 編號 Γ (mm) di (mm) d2 (mm) d3 (mm) Nai Νλ2 Na3 OBJ oo oo 11.7000 ST0 0.5000 0.5000 0.5000 1 2 -10.5405 oo 1.0000 0.100 1.0000 0.1000 1.0000 0.1000 1.524694 1.506513 1.503235 56.5 3 4 1.2369 -3.3104 2.1400 0.5303 2.1400 0.2794 2.1400 0.1743 1.622717 1.603175 1.599244 61.2 5 6 oo CO 0.1000 0.6000 1.2000 1.619495 1.577210 1.570423 30.0 (非球形表面係數） 第一表面 第三表面 第四表面 K O.OOOOOE+OO -0.6547 1 E + 00 -0.111004E+03 A4 0.26599E-01 0.15588E-01 0.1 7200E + 00 A6 0.25997E-02 -0.10498E-02 -0.29168E+00 A8 0.28635E-02 0.10874E-01 0.37347E+00 A 1 0 0.56637E-04 -0.0146E-01 -0.35736E+00 A12 0.00000E+00 0.30385E-02 0.1 9402E + 00 A14 0.00000E+00 0.40266E-02 -0.43722E-01 A 1 6 0.00000E+00 -0.44036E-02 O.OOOOOE+OO A1 8 0.00000E+00 0·17306E-02 O.OOOOOE+OO A20 0.00000E+00 -0.25435E-03 0.00000E+00 (繞射級數、製造波長、光學路徑差異函數係數） 第一表面 η 1 /Π2/Π3 2/1/1 λ B 3 90nm B2 -0.12000E-01 B4 0.65766E-02 B6 0.77632E-03 B8 0.66730E-03 B10 0.23534E-04 -69- 200523573 (67) (表 1 一 2) i his(mm) hiL(mm) miid(mm) mil mi2 mi3 1 0.00000 0.40000 〇.〇〇〇〇〇〇 0 0 0 2 0.40000 0.58000 -0.015438 20 12 10 3 0.5 8 000 0.72000 -0.030875 40 24 20 4 0.72000 0.86000 -0.046313 60 36 30 5 0.86000 1.29000 -0.061750 80 48 40 6 1 .29000 1.36000 -0.046313 60 36 30 7 1 .3 6000 1.40000 -0.030875 40 24 20 8 1.40000 1.44000 -0.015438 20 12 10 9 1.44000 1.47000 〇.〇〇〇〇〇〇 0 0 0 10 1.47000 1.55000 0.015438 -20 -12 -10 (光學路徑差異提供構造） 使用高密度光碟的例子中之光學規格包括波長 AeWS nm、保護層 PL1厚度 1=0.1 mm、數値孔徑 NAfO.85、焦距fi = 1.765 mm及倍率mi = 〇，然而，使用 DVD的例子中之光學規格包括波長λ 2 = 6 5 5 nm、保護層 PL2 度 t2 = 0.6 mm、數値孔徑 ΝΑ2 = 〇·65、焦距 f2 = 1.823 mm及倍率mfO，以及，使用CD的例子中之光學規格包 括波長λ 3 = 7 8 5 nm、保護層PL3厚度t3 = 1.2 mm、數値孔 徑 ΝΑ3 = 0·45、焦距 f3 = !.824 mm 及倍率 m3==〇157。 光學表面的非球形表面係由以下編號1公式所表示， 其中表1中（貫例2的表3)之係數被取代，當x(mm) -70- 200523573 (68) 表示距在頂點正切非球形表面的平面之變形量，h ( mm ) 表示垂直至光軸的方向之高度及r(mm)表示曲率的半徑 時，其中，/c表示錐形常數及A2i表示非球形表面係數。 (編號1公式） h2 /r A ，2； l + yl~(l +A:)(A/r)2 /-2 於表1 (此亦適用於以下實例中的透鏡資料），

NAi、NA2及NA3分別表示高密度光碟HD、DVD及 CD的數値孔徑，f!、f2及f3分別表示高密度光碟HD、 DVD及CD的焦距（mm) ，λ !、λ 2及λ 3分別表示高密 度光碟HD、DVD及CD的設計波長（nm) ，ml、m2及 m3分別表示高密度光碟HD、DVD及CD的倍率，tl、t2 及t3分別表示高密度光碟HD、DVD及CD的保護層厚度 ，OBJ表示目標點（半導體雷射光源的發光點），STO表 示光圈，r表示曲率（mm)的半徑，（^、（^及d3分別表 示高密度光碟HD、DVD及CD的表面距離，ΝλρΝ；^ 及Ν λ 3分別表示高密度光碟HD、DVD及CD的設計波長 之折射率，表示 d線（587.6nm)的阿貝數，ηι、Π2 及n3分別表示高密度光碟HD、DVD及CD的記錄/再生 之光束的繞射級數，及，λ b表示繞射構造DOE的輝光波 長（nm ) 〇 各實例的繞射構造係由藉由此構造加至所傳輸的波長 之光學路徑差異所表示。當λ表示紫半導體雷射LD1的 波長，h( mm)表示垂直至光軸的方向之高度，B2j表示 光學路徑差異函數係數，η表示繞射級數及λ b表示製造 -71 - 200523573 (69) 波長時（其亦稱爲輝光波長）’此種光學路徑差異係由編 號2公式所界定之光學路徑差異函數^ ( mm )所代表。 (編號2公式）

υ

再者，形成在更接近像差校正元件L1上的雷射光源 的光學表面S1上之繞射構造DOE係產生波長λ!的第二 級繞射光、波長λ 2的第一級繞射光及波長λ 3的第一級 繞射光之構造。分別用於λΐ、^2及λ3之繞射效率爲 97.7%、93.4%及99.1%，其意指每一波長的繞射效率係 高的。 關於形成在更接近像差校正元件L1上的光碟的光學 表面S2上之光學路徑差異提供構造PST，每階DAP被建 立於滿足△ρ = πιίιχλ1χ10— 3/(N, — 1)(其中， 20)之深度（於本實例，Δρ=〇·〇 1 5 43 8 mm，因爲N!= 1.524694)。由階ΔΡ加至；12之光學路徑差異0 2P如下

0 2 ρ — Δ p # (N2— 1) /( λ2χ10 3 ) = 20χλιχ10"3/(Ν1-1)· (Ν2~1)/(λ2χ10'3) -20χ ( λ ι/ λ 2 ) χ C ( Ν2 - 1 ) / ( Νι - 1 )〕 =20χ(405/65 5)χ[( 1.5065 1 3 — 1 ) / ( 1.524694 - 1 )] =11.93 « 12 且，由各階ΔΡ加至λ3的光學路徑差異0 3Ρ如下 0 3ρ = Δρχ(Ν3 — 1) /( AsxlO-3) -72- 200523573 (70) =[20x；l — l)]x(N3 — 1) / ( λ 3χ1〇-3)] =20χ ( λ "入 3 ) χ〔（ ν3— ι ) / ( Νι- 1 )〕 = 20χ(405/785)χ[(1.503235 - 1) / ( 1.524694 - 1)] = 9.90 « 10 也就是說，光學路徑差異提供構造PST的階Δρ被建 立於實質上不會指定相位差給波長λ】、λ2及Λ3的每一 者之深度。 附帶地，表1中的符號顯示光學路徑差異提供構造的 各環形帶的數字，其中i = l用於包括光軸的環形帶，i = 2 用於鄰接上述的環形帶的外部之環形帶（於離開光軸之方 向），及i = 3用於鄰接上述最直接的環形帶的外側之環形 帶，且以下以相同的規則類推。也就是說，在本實例中的 像差校正元件L1上，形成有十個環形帶。符號his及hiL 分別地顯示起始點的高度及結束點的高度。符號mild表示 各環形帶於光軸方向的偏移量，以及，第二環形帶（i = 2 )移向第一環形帶的雷射光源側達0.01 5 43 8 mm的量，而 ，第十環形帶（i=l〇 )移向第一環形帶的光碟側達 0.0 1 543 8 mm 的量。 圖9係顯示在光學路徑差異提供構造PST未形成於 本實例之假設下的波長又1+5(11111) (=410 nm)的波前 像差之曲線圖，然而’圖1 0係顯示本實例中的波長λ ! + 5 ( nm ) ( =4 1 0 nm )的波前像差之曲線圖。本實例中的 -73- 200523573 (71) 繞射構造DOE具有球形像差特性，其中如果入射光通量 的波長移至較長波長側，球形像差朝向過度校正而變化’ 且，圖9所示的波前像差的第三級球形像差分量係〇 · 3 8 5 λ RMS ( λ =4 10 nm )。相對於此，圖10所示的波前像差 的第三級球形像差分量係0.03 0又RMS ( λ =410 nm)，且 ，瞭解到，繞射構造DOE的球形像差特性係由具有球形 像差特性的光學路徑差異提供構造PST適當地抵消，其 中如果紫半導體雷射L D 1的波長移向較長波長側之球形 像差朝向校正不足而變化。 表2顯不本貫例中各別波長又' λ 1 ί 5 ( π m )、λ 2 ( nm ) 、 ；l2±5(nm) 、 λ 3 ( nm ) ' A3±5(nm )的波則像差的R M S値（第九級或更級的球形像差分量 的平方總和的平方根）。自此表，瞭解到，本實例的光學 元件具有高密度光碟、DVD及CD的每一者的優越性能。

-74- 200523573 (72) (表 2 )__ 0.85 )

0.004 λ RMS 高密度光碟應用（ΝΑ λ 1 ( nm ) λ 1+5

0.33 λ RMS λ nm )

0.03 3 λ RMS DVD 應用（ΝΑ2 = 0.65 λ

0.005 λ RMS

λ 2 + 5 ( nm) λ 2-5 ( nm)

0.025 λ RMS

0.020 λ RMS CD 應用（ΝΑ3 = 0.45) λ λ 3 + 5 (

028 λ RMS

0.032 λ RMS

0.025 λ RMS λ 3-5 ( nm ) (實例2 ) 表3顯示本發明的實例2的透鏡資料’而’圖1 1顯 示的光學路徑的示意圖。本實例係由其上形成有繞射構造 DOE之第一像差校正元件L1、其上形成有光學路徑差異 提供構造PST之第二像差校正元件L2及聚光元件L3而 組成的。第一像差校正元件L1及第二像差校正元件L2 的每一者係塑交透鏡，而，聚光元件L3係玻璃透鏡。 -75- 200523573 (73)

形表面係數） 第一表面 第三表面 第四表面 K O.OOOOOE+OO -0.65471E+00 -0.111004+03 A4 ·0·62107E-02 0.15588E-01 0.17200E+00 A6 0.3 1 256E-03 -0.10498E-02 -0.29168E+00 A 8 -0.15630E-02 0.10874E-01 0.37347E+00 A1 〇 0.277 1 6E-03 -0.10146E-01 -0.35736E+00 A1 2 O.OOOOOE+OO 0.30385E-02 0.19402E+00 A 1 4 O.OOOOOE+OO 0.40266E-02 -0.43 722E - 01 A1 6 0.000O0E+00 -0.44036E-02 0.00000E+00 A1 8 0.00000E+00 0. 1 73 06E-02 O.OOOOOE+OO A20 0.00000E+00 -0.25435E-03 O.OOOOOE+OO (表3 ) (光學規格） HD:NAi = 0.85?fi = l .765mm5Ai = 405nm?mi = 0,ti = 0. 1mm DVD:NA2 = 〇.65 山=1.807mm )2 = 65511111,1112 = 032 = 0.6111111 (近軸資料） 表面 編號 r (mm) di (mm) d2 (mm) Νλ, Νλ2 OBJ oo oo ST0 0.5000 0.5000 1 22.5785 1.0000 1.0000 1.524694 1.506513 56.5 2 oo 0.1000 0.1000 3 oo 1.0000 1.0000 1.524694 1.506513 56.5 4 oo 0.1000 0.1000 5 1.2369 2.1400 2.1400 1.622717 1.603175 61.2 6 -3.3104 0.5307 0.3015 7 8 oo oo 0.1000 0.6000 1.619495 1.577210 30.0 級數、製造波長、光學路徑差異函數係數） 第一表面 - η 1 /n2 1/1 λ Β 4 9 0 nm Β2 0.1 4000Ε-01 Β4 0.39555Ε-02 Β6 0.21095Ε-03 Β8 -0.99732Ε-03 Β10 0.17650Ε-03 -76- 200523573 (74) (光學路徑差異提供構造） i hiS(mm) hiL(mm) mnd(mm) nij 1 mi2 1 0.00000 0.46000 〇.〇〇〇〇〇〇 0 0 2 0.46000 0.66000 0.003859 -5 3 3 0.66000 0.88000 0.007719 -10 -6 4 0.88000 1.3 0000 0.011578 -1 5 -9 5 1.3 0000 1.3 8000 0.007719 -1 0 -6 6 1.3 8000 1.44000 0.003859 -5 -3 7 1 .44000 1.48000 0.00000 0 0 8 1.48000 1.55000 -0.003859 5 3

使用高密度光碟的例子中之光學規格包括波長 AiMOSnm、保護層 PL1厚度t^O.l mm、數値孔徑 ΝΑι=0·85、焦距^ = 1.765 mm及倍率mfO，然而，使用 DVD的例子中之光學規格包括波長λ 2 = 65 5 nm，保護層 PL2 厚度 t2 = 0.6 mm、數値孔徑 NA2 = 0.65、焦距 f2 = 1.807 mm及倍率 m2 = 0o 形成在第一像差校正元件L1的光學表面S1上之繞射 構造D〇E係產生波長λ 1及λ2的兩者之第一級繞射光之 構造，而，其輝光波長；I Β係490nm。λ】及λ 2的繞射效 率分別地係83.5%及79.0%，其意指每個波長的繞射效 率係高的。 關於形成在第二像差校正元件L2的光學表面S4上之 光學路徑差異提供構造PST，每階△ ρ被建立於滿足 -77- 200523573 (75) Δ P = mi 1 χ λ 1 χ 1 0 _ 3 / (Νι— 1)(其中，ηι“=5)之深度 (於本實例，Δρ=〇·〇03859 mm，因爲 Νι=：1·524694)。 由階△ Ρ加至λ 2之光學路徑差異0 2Ρ如下’ 0 2? ~ Δρχ ( Ν 2 l) /( λ 2 χ 1 0 ) =[5χλ ιχ10'3/(Νι — 1)] · [(Ν2 — 1)/ ( λ 2χ1〇 )] =5χ ( λ ι/ λ 2 ) x〔 ( Ν2 - 1 ) / ( Νι - 1 )〕 =5χ(405/655)χ[(1·5〇6513 - 1 ) / ( 1.524694 - 1 )]

=2.98 也就是說，光學路徑差異提供構造PST的各階△ ρ係 位於實質上不會指定相位差給λ 1及λ 2的兩者之深度。 附帶地，表3中的符號顯示光學路徑差異提供構造的 各環形帶的數字，其中i = 1用於包括光軸的環形帶’ 1 = 2 用於鄰接上述的環形帶的外部之環形帶（於離開光軸之方 向），及i=3用於鄰接上述最直接的環形帶的外側之環形 帶，且以下以相同的規則類推。也就是說，在本實例中的 像差校正元件L1上，形成有八個環形帶。符號hiS及hiL 分別地顯示起始點的高度及結束點的高度。符號m η cl表示 各環形帶於光軸方向的偏移量，以及，第二環形帶（i = 2 )移向第一環形帶的雷射光源側達0.003 8 5 9 mm的量，而 ’第八環形帶（i = 8)移向第一環形帶的光碟側達 0.003859 mm 的量。 圖12係顯示在光學路徑差異提供構造PST未形成於 -78- 200523573 (76) 本實例之假設下的波長又1+5 (nm) (=41〇nm)的波前 像差之曲線圖，然而’圖13係顯示本實例中的波長^1 + 5 ( nm ) ( =4 10 nm )的波前像差之曲線圖。本實例中的 繞射構造DOE具有球形像差特性’其中如果入射光通量 的波長移至較長波長側，球形像差朝向過度校正而變化， 且，圖12所示的波前像差的第三級球形像差分量係0.063 λ RMS ( λ =4 1 0 nm )。相對於此，圖13所示的波前像差 的第三級球形像差分量係0.013 λ RMS ( λ =410 nm )，且 ，瞭解到，繞射構造DOE的球形像差特性係由具有球形 像差特性的光學路徑差異提供構造PST適當地抵消，其 中如果紫半導體雷射LD 1的波長移向較長波長側之球形 像差朝向過度校正而變化。 表4顯示本實例中各別波長；^±5(11111) > λ 2 ( nm )及λ 2 ± 5 ( n m )的波前像差的RM S値（第九級或更級 的球形像差分量的平方總和的平方根）。自此表，暸解到 ’本實例的光學元件具有高密度光碟及DVD的每一者的 優越性能。 -79- 200523573 (77)

(表 4 ) .…_.一^- 高密度光碟應用; 0 · 8 ^丄_^- _ - - \ __________ λ 1 ( nm ) 0.000 λ RMS ---- ^ λ 1 + 5 ( n m ) 0.015 λ RMS -----------—--- λ 1-5 ( nm ) 0.019 λ RMS -— ______ ___- DVD.應用（NA?二：0·65 ) ____ - ' · ___^ λ 2 ( n m ) 0.001 λ RMS λ 2 + 5 ( nm) _ 0.007 λ RMS λ ?-5 ( nm) 0.007 λ RMS

(實例3 ) 表5顯示本發明的實例3的透鏡資料，而，圖1 4顯 示光學路徑的示意圖。本實例係物鏡光學系統’其中以一 群組成的聚光元件具有本發明的光學元件的功能’且其爲 塑膠透鏡，其中繞射構造DOE係形成在較接近雷射光源 的塑膠透鏡的光學表面S1上，且，光學路徑差異提供構 造pst係形成在較接近光碟的塑膠透鏡的光學表面上 •80· 200523573 (78)

(表5 ) (光學規格） . HD:NAi=0.67,fj=2.986mm,Ai = 405nm?mi=0,ti = 0.6mm DVD:NA2 = 0.655，f2 = 3.070mm，A2 = 655nm，m2 = 0，t2 = 0.6mm (近軸資料） 表面編號 r(mm) di(mm) d2(mm) Νλ1 Νλ2 OBJ oo oo ST0 0.5000 0.5000 1 2.0249 2.3000 2.3000 1.567015 1.547023 55.0 2 -9.1652 1.3020 1.3590 3 oo 0.6000 0.6000 1.619495 1.577210 30.0 4 oo (非球形表面係數） _ # 第 一表面 第二表面 第一環形帶 第二環形帶 K -0 .75342E+00 -0·16826E+03 -0.36374E+02 A4 0. 33234E-02 0.22632E-02 0.17512E-01 A6 0· 59252E-03 -0.47228E-02 -0.47228E-02 A8 -0 .1 0 73 2E-03 0.54260E-03 0.54260E-03 A1 0 0. 41 199E-04 -0.21717E-04 -0.21717E-04 A12 -0 .60853E-05 0.OOOOOE + OO 0.OOOOOE+OO A14 〇· OOOOOE+OO 0.OOOOOE + OO 0.00000E + 00 A1 6 0. 00000E+00 0.OOOOOE + OO 0.00000E + 00 A1 8 0. 00000E+00 0.00000E + 00 0.00000E + 00 A20 0· 00000E+00 0.00000E-f 00 0.00000E + 00 第二表面 第三環形帶 第四環形帶 K -0.4 1 644E + 02 -0.45860E+02 A4 0·17208E-01 0.1 7052E-01 A6 •0.47228E-02 -0.47228E-02 A8 0.54260E-03 0.54260E-03 A1 0 -0.21717E-04 -0.21717E-04 A12 0.OOOOOE+OO 0.OOOOOE+OO A14 0.OOOOOE+OO 0.00000E+00 A1 6 0.OOOOOE+OO 0.00000E+00 A1 8 0.00000E+00 0.00000E+00 A20 0.00000E+00 0.00000E+00 -81 - 200523573 (79) (繞射級數、gji波長、光學路徑差異函數係數） 第一表面 η 1 /J12_ 一__ 3/2 λ Β 4 2 0 n m Β2 -0.3 5 000E-02 Β4 -0.32626E-03 Β6 -0.23517E-04 Β8 0.54729E-06 BIO -0.72504E-06 (光學路徑差異提供構造） i his(mm) hiL(mm) mnd(mm) mu mi2 1 0.00000 0.50000 〇.〇〇〇〇〇〇 0 0 2 0.5 0000 1.20000 0.003554 -5 -3 3 1.20000 1.47000 0.00000 0 0 4 1.47000 1.60000 -0.003706 5 3 使用高密度光碟的例子中之光學規格包括波長 λ !=405 nm、保護層 PL1厚度 tl=0.6 mm、數値孔徑 ΝΑ】 = 0·67、焦距fi = 2.986 mm及倍率m^O，然而，使用 DVD的例子中之光學規格包括波長λ 2 = 6 5 5 nm，保護層 PL2 厚度 t2 = 0.6 mm、數値孔徑 ΝΑ2 = 0·6 5 6、焦距 f2 = 3.070 mm 及倍率 ηΐ2 = 〇。 繞射構造DOE係產生波長λ !的第三級繞射光及產生 波長λ2的第二級繞射光之構造，且，其輝光波長λΒ係 42 0 nm。又1及；I 2的繞射效率分別地係95.0%及94.0% ，其意指每個波長的繞射效率係高的。 關於光學路徑差異提供構造PST，每階Δρ被建立於 -82- 200523573 (80) 滿足 Δρ^ηΐίΐχλ 丨 xl〇-3/ (Νι — 1)(其中，mii=5)之 深度（於本實例，ΔΡ = 0.003571 mm，因爲 Ni = ^.567015 )。由階△ p加至λ 2之光學路徑差異％ μ如下’ 0 2Ρ- Δ ΡΧ ( Ν2- 1 ) /( λ 2X10' 3 ) = [5χλιχ10'3/(Νι-1)]· [(Ν2-1)/( λ2χ10'3)] = 5χ( λι/λ2) x〔（Ν2 - 1) / (Νι - 1)〕 =5χ(405/655)χ[(1.547023 — 1 ) / ( 1.567015 — 1 )]

= 2.98 也就是說，光學路徑差異提供構造PST的各階Δρ係 位於實質上不會指定相位差給λ i及λ 2的兩者之深度。 然而，於本實例中，光學路徑差異提供構造PST係 形成在具有折射力且會聚光通量進入其中之光學表面上。 因此’每一環形帶的階及每一環形帶的非球形形狀以使波 長λ i的球形像差可採取入射光通量的入射角度變化及折 射光通量的通過方向變化之最小考量。因此’表5的光學 路徑差異提供構造PST的每一環形帶之深度mild係些微 不同於由上述△psO.OO3571 mm計算之値。 附帶地，表5中的符號顯示光學路徑差異提供構造的 各環形帶的數字，其中i=l用於包括光軸的環形帶，i = 2 用於鄰接上述的環形帶的外部之環形帶（於離開光軸之方 向），及i = 3用於鄰接上述最直接的環形帶的外側之環形 帶，且以下以相同的規則類推。也就是說，在本實例中的 -83- 200523573 (81) 像差校正元件L1上’形成有四個環形帶。符號his及hiL 分別地顯示起始點的高度及結束點的高度。符號m i I d表示 各環形帶於光軸方向的偏移量’以及，第二環形帶（i=2 )移向第一環形帶的雷射光源側達〇 . 〇 〇 3 5 7 1 m m的量’而 ，第四環形帶（i = 4)移向第一環形帶的光碟側達 0.003 5 7 1 mm 的量。 除此之外，於本實例中’各環形帶沿著光軸mild的位 移顯示第I非球形表面的延伸線及光軸的交點距第一非球 形表面的延伸線及光軸的交點之位移，如圖1 5所示。 圖1 6係顯示在光學路徑差異提供構造P S T未形成於 本實例之假設下的波長λ ! + 5 ( nm ) ( =410 nm )的波前 像差之曲線圖，然而’圖1 7係顯不本實例中的波長Λ 1 + 5 ( nm ) (=410 nm)的波前像差之曲線圖。本實例中的 繞射構造DOE具有球形像差特性，其中如果入射光通量 的波長移至較長波長側，球形像差朝向過度校正而變化， 且，圖16所示的波前像差的第三級球形像差分量係0.025 λ RMS ( λ=410 nm)。相對於此，圖1 7所示的波前像差 的第三級球形像差分量係0.005又RMS ( λ =410 nm )，且 ，瞭解到，繞射構造DOE的球形像差特性係由具有球形 像差特性的光學路徑差異提供構造PST適當地抵消，其 中如果紫半導體雷射LD 1的波長移向較長波長側之球形 像差朝向校正不足而變化。 表6顯示本實例中各別波長λ ! ( nm ) ' λ 1 ±5 ( nm )、λ 2 ( nm )、又 2±5(nm) 、 λ 3 ( nm ) 、 A3±5(nm -84- 200523573 (82) )的波前像差的RMS値（第九級或更級的球形像差分量 的平方總和的平方根）。自此表，瞭解到，本實例的光學 元件具有高密度光碟、DVD及CD的每一者的優越性能。 (表6)

局密度光碟應用（ΝΑι = 0.67) λ 1 ( nm ) 0.003 λ RMS λ 1 + 5 ( nm ) 0.006 ARMS λ 1 - 5 ( nm ) 0.012 λ RMS DVD 應用（ΝΑ2= 0.65 5 ) Λ 2 ( nm ) 0.009 λ RMS λ 2 + 5 ( nm ) 0.007 λ RMS λ 2-5 ( nm) 0.012 λ RMS

【圖式簡單說明】 圖1係顯示光學拾訊裝置的構造之主要部份的平面圖 〇 圖2係顯示物鏡光學系統的構造之示意圖。 圖3係顯示物鏡光學系統的波長振幅的例子中之波前 像差的曲線圖。 圖4係顯示光學拾訊裝置的構造之主要部份的平面圖 〇 圖5係顯示灝示物鏡光學系統的構造之示意圖。 圖6 ( a ) - 6 ( c )的每一者顯示像差校正元件的構 -85- 200523573 (83) 造圖。 圖7係顯示物鏡光學系統的波長振幅的例子中之波前 像差的曲線圖。 圖8係物鏡光學系統的光學路徑的示意圖。 圖9係顯示在未形成之光學路徑差異提供構造的假設 下之波長振幅的例子中的波前像差之曲線圖。 圖1 0係顯示此實例中的波長振幅的例子中的波前像 差之曲線圖。 圖1 1係物鏡光學系統的光學路徑的示意圖。 圖12係顯示在未形成之光學路徑差異提供構造的假 設下之波長振幅的例子中的波前像差之曲線圖。 圖1 3係顯示此實例中的波長振幅的例子中的波前像 差之曲線圖。 圖1 4係物鏡光學系統的光學路徑的示意圖。 圖1 5係顯示物鏡光學系統的構造之曲線圖。 圖16係顯示在未形成之光學路徑差異提供構造的假 設下之波長振幅的例子中的波前像差之曲線圖。 圖1 7係顯示此實例中的波長振幅的例子中的波前像 差之曲線圖。 【主要元件符號說明】 λ 1 波長 入2 波長 λ Β 製造波長 -86- 200523573 (84) ηι 繞射級數 η2 繞射級數 · △ D 階 Νβ 折射率 Β2、Β4、Β6、Bg、Βι〇...... 光學路徑差異函數係數 0b 光學路徑差異函數 B2 第二級光學路徑差異函數係數

B4 第四級光學路徑差異函數係數 N! 折射率 Δ p 階 CD 光碟 PU1 第一光學拾訊裝置 HD 高密度光碟 PL1 保護層 NA! - NA3 數値孔徑

t 厚度 MD 1 一 MD3 模 組 LD 1 紫 半 導 體 雷 射 PD 1 - -PD3 測 光 器 LD2 紅 半 導 體 雷 射 LD3 紅 外 線 半 導 體雷射 BSH 光 束 形 成 元 件 COL 準 直 光 學 系 統 U AC 單 軸 向 致 動 器 -87- 200523573 (85) OBJ1 物 鏡 光 學 系 統 AC 雙 軸 向 致 動 器 BC 1 第 一 光 束 組 合 器 BC2 第 二 光 束 組 合 器 STO 光 圈 RL1 資 訊 記 錄 表 面 RL2 資 訊 記 錄 表 面 LI 像 差 校 正 元 件 SI 光 學 表 面 L2 聚 光 元 件 S2 光 學 表 面 DOE 繞 射 構 造 PST 光 學 路 徑 差 異 提 供構造 B 固 持 構 件 A 1 雙 點 鏈 線 A3 實 線 DFL 二 向 色 濾 光 鏡 PD 1 2 測 光 器 SEN 感 測 透 鏡 LCD 液 晶 元 件 COL1 準 直 光 學 系 統 COL2 準 直 光 學 系 統 OB J2 物 鏡 光 學 系 統 PU2 第 一 光 學 拾 訊 裝 置 -88- 200523573 (86) FL1 凸緣部 A2 虛線 C 連接構件 fi-fs 焦距 m 1 - m3 倍率 2P 光學路徑差異 L2 第二像差校正元件

L3 聚光元件 B2j 光學路徑差異函數係數 Ν λ 1- Ν λ 3 折射率

dl - d3 表面距離 v d 何貝數 his 起始點 hiL 結束點 n 繞射級數 mud 光軸 DVD 數位影音光碟 CD 壓縮光碟 -89-

Claims (1)

1. 200523573 (1) 十、申請專利範圍 1. 一種光學元件，其使用於光學拾訊裝置，利用自 第一光源射出之具有波長λ! (nm)的第一光通量以實施 包括具有厚度U的保護基板之第一光碟的再生及/或記 錄資訊，以及，利用自第一光源射出之具有波長λ 2 ( λ 2 > Λ.ι) (nm)的第二光通量以實施包括具有厚度t2(t2 ^ t!)的保護基板之第二光碟的再生及/或記錄資訊，該 光學元件包含： 其上形成有第一相位構造之光學表面，以具有校正由 第一光碟及第二光碟間的保護基板的厚度差所造成的球形 像差之功能，或校正由第一光通量及第二光通量間的波長 差所造成的球形像差之功能； 其上形成有第二相位構造之光學表面，以使當第一光 通量的波長改變時，第二相位構造產生之球形像差的方向 與第一相位構造產生之球形像差的方向相反。 2 ·如申請專利範圍第1項之光學元件，其中第一相 位構造係繞射構造。 3 ·如申請專利範圍第1項之光學元件，其中第一相 位構造係繞射構造，當第一光通量進入時，該繞射構造產 生第n i級繞射線作爲具有最大繞射效率之繞射線，及， 當第二光通量進入時，該繞射構造產生第n2級繞射線（ I η! | g | n2 | )作爲具有最大繞射效率之繞射線。 4 ·如申請專利範圍第1項之光學元件，其中第二相 位構造係光學路徑差異提供構造，該光學路徑差異提供構 -90- 200523573 (2) 造包括數個以各形成於光軸方向的階形段分開之環形帶。 5 .如申請專利範圍第1項之光學元件，其中當第一 光通量的波長變化於（Ai—5) (nm)至（λ!+5)( nm )的範圍內時，第二相位構造具有產生球形像差於與 第一相位構造所產生的球形像差的方向相反的方向之功能 〇 6·如申請專利範圍第3項之光學元件，其中當川及 N2分別係具有波長又！的第一光通量及具有波長λ2的第 二光通量之光學元件的折射率，且INT ( X )係最接近X 的整數時，以下公式被滿足： ΙΝΤ ( δ 0D) - s 0D< 0 ( 1 ) (5 {η, χ λ 1 / (N】一1) }/{η2χλ2/ ( N2 - 1 ) } (2 )，及 其中第一相位構造具有球形像差特性，使得當入射光 通量的波長移至較長波長側時，球形像差改變成爲過度校 正。 7.如申請專利範圍第6項之光學元件，其中第一相 位構造的製造波長λ B滿足以下公式： λ Β〈久 1。 8 ·如申請專利範圍第6項之光學元件，其中第二相 位構造具有球形像差特性’使得當第一光通量的波長移至 (入】5) (nm)至（λι+5) (nm)的範圍內的較長 波長側時’球形像差改變成爲校正不足。 9 ·如申請專利範圍第3項之光學元件，其中當N !及 -91 - 200523573 (3) N2分別地係具有波長λ!的第一光量及具有波長λ2的第 二光通量之光學元件的折射率及ΙΝΤ(Χ)係最接近X的 整數時，以下公式被滿足： ΙΝΤ ( δ 0D) — δ 00 ( 4 ) δ 0 D= {π \ χ λ χ / ( Ν 1 — 1 ) }//{η2χλ 2 / ( Ν 2 — 1 ) } (5 ).，及 其中第一相位構造具有球形像差特性，使得當入射光 通量的波長移至較長波長側時，球形像差改變成爲校正不 足。 10·如申請專利範圍第6項之光學元件，其中第一相 位構造的製造波長λ Β滿足以下公式： 入1< 又2。 1 1 ·如申請專利範圍第9項之光學元件，其中第二相 位構造具有球形像差特性，使得當第一光通量的波長移至 (λι— 5) (nm)至（λι+5) (nm)的範圍內的較長 波長側時，球形像差改變成爲過度校正。 12·如申請專利範圍第1項之光學元件，其中第一相 位構造係形成在所形成的非球形表面上，使得當該非球形 表面上的光學路徑的位置更遠離光軸時，光學路徑的長度 變得更長。 13·如申請專利範圍第2項之光學元件，其中當藉由 第一相位構造之光學路徑長度的加入量係由光學路徑差異 函數係數B2、B4、B6、B8、B1G……及繞射級n所界定·· 〜=nx(B2h2+B4h4+B6h6+B8h8+B10h10 + …） （7) -92- 200523573 (4) B2及B4具有相反的正負號。 14.如申請專利範圍第1項的之光學元件，其中在其 上形成有第一相位構造之光學表面上，第一相位構造係形 成在光學表面的最大有效直徑的0%至70%的至少範圍內 ，且，第一相位構造未形成在最大有效直徑的85%至1〇〇 %的至少範圍內。 15·如申請專利範圍第1項之光學元件，其中在其上 形成有第二相位構造之光學表面上，第二相位構造係形成 在光學表面的最大有效直徑的〇%至70%的至少範圍內， 且，第一相位構造未形成在最大有效直徑的85%至100% 的至少範圍內。 16. 如申請專利範圍第8項之光學元件，其中第二相 位構造未提供具有波長λ !的第一光通量之光學路徑差異 ，而提供具有波長（Λ!+5) (nm)的第一光通量及具有 波長（λ!-5) (nm)的第一光通量之光學路徑差異。 17. 如申請專利範圍第1 1項之光學元件，其中第二 相位構造未提供具有波長λ i的第一光通量之光學路徑差 異’而提供具有波長（λ 1+5) (nm)的第一光通量及具 有波長（λρ 5) (nm)的第一光通量之光學路徑差異。 18. 如申請專利範圍第3項之光學元件，其中以下公 式被滿足= I λ 2 — λ 1 I > 50nm 且 I η! | > | Π2 I 。 1 9 ·如申請專利範圍第1 8項之光學元件，其中λ i係 在350 nm至450 nm的範圍內，又2係600 nm至700 nm 200523573 (5) 的範圍內，及，ni及112的組合（ni、112 )滿足以下公式 (ηι、n2 )二（2、1 )、（ 3、2 )、（ 5、3 )、（ 8 、5 )或（1 〇、6 ) ° 20·如申請專利範圍第19項之光學元件，其中光學 元件係以用於具有波長λ 1的第一光通量之折射率係在 15至16的範圍內及0線（587·6 nm)的阿貝（Abbe) 常數係在5〇至6〇的範圍內之材料製成，且，繞射構造包 括預定數量的以階形段分開的環形帶’每一階形段形成於 光軸方向，旦’前述最接近光軸之的階ΔΕι ( μπι)滿足以 下公式： 1 .25 < Ad < 1 ·65 ( 8 ) 2.05<Ad<2·55 (9) 3.40< Δο< 4*10 (10) 5.70< Δ〇< 6·45 (11) 7.00 < Δ〇 < 8·00 (12)。 21.如申請專利範圍第18項之光學元件，其中第二 相位構造係包括數個以各形成於光軸方向的階形段分開的 環形帶之光學路徑差異提供構造，且，當ΔΡ( //m)係第 二相位構造的階形段中最接近光軸之階形段時，N i及N2 分別爲具有波長λ 1的第一光通量及具有波長χ2的第二 光通量之光學元件的折射率，且，IN Τ(Χ)係最接近X 的整數。 I ΙΝΤ ( 0 1Ρ) 0 1ρ | ^0.4

   -94- 200523573 (6) 0 ^ 1 INT ( ^ 2Ρ ) - 0 2Ρ 1 ^ 0.4 (14 ) 0 1 Δ px ( Nl - 1 ) / ( λ ιχ10~ 3 ) (15 ) 0 2 △ PX ( N2- l ) / ( λ 2X10— 3 ) (16) 〇 22. 如申請專利範圍第2 1項之光學元件， 其中當 λ 1 係在3 5 0 11如至450 nm的範圍內，λ2係在600 nm至 700 nm %車E圍內’光學元件係以其繞射率用於具有波長λ 1之 第一光通量係在1.5至1.6的範圍內及d線（5 87.6 η] tn) 的阿貝常數係在5〇- 60的範圍內之材料製成， 及P係正 整數時， 以下公式被滿足： ΙΝΤ (0 1 p ) = 5 ρ (17 ) ΙΝΤ (0 2 Ρ ) = 3 ρ (18 ) 〇

   2 3 ·如申請專利範圍第3項之光學元件，其中當第三 光通量進入時，第一相位構造產生第n3級繞射線（| n2 I $ I n3 I )。

   24·如申請專利範圍第23項之光學元件，其中；（1係 在350 nm至450 nm的範圍內，λ2係在600 nm至700 nm的範圍內，；I 3係在700 nm至8 5 0 nm的範圍內，及 n!、n2及n3的組合（ηι、n2、n3 )滿足以下公式： (ηι、Π2、η3)=(2、1、1) 、 （8、5、4)或（1〇 、6、5 ) 〇 25.如申請專利範圍第24項之光學元件，其中光學 元件係以具有波長λ !的第一光通量之折射率在1 .5至1.6 的範圍內及^線（587.6nm)的阿貝常數在50至60的範 圍內之材料製成’繞射構造包括預定數之以階形段分開的 -95- 200523573 (7) 環形帶，每一階形段形成於光軸方向，且，接近光軸之階 形段△〇 ( // m )滿足以下公式的一者： 1 .25 < Δ〇 < 1.65 (19) 5.70 < Δ〇 < 6.45 ( 20 ) 7.00 < Δ〇 < 8.00 (21)。 26.如申請專利範圍第23項之光學元件，其中第二 相位構造係包括數個以階形段分開的環形帶之光學路徑差 異提供構造，每一階形段形成於光軸方向，且，當 △ ρ (// m )係第二相位構造的階形段中最接近至光軸之階 形 段 時， N!、 ν2 :及Ν3 分別爲 具有波長 λ 1的: 第· 一光通量 、 具 有密 【長λ 2 的 笛一 J —- 光通量及之具有: 波長λ 3的第三光 通 量 之光學元 件 的 折射 率，且 ，：[NT ( X )係最 接 近X的 整 數 ，以 〖下公 式 被 滿足 ； 0 ^ 1 ΙΝΤ ( 0 1 P ) 一 0 1 p | ^ 0.4 ( 22 ) 0^ 1 ΙΝΤ ( 0 2 P ) —0 2 P 1^0.4 ( 23 ) 0S 1 ΙΝΤ ( 0 3 P ) 一 0 3 P | ^ 0.4 ( 24 ) 0 1 Ρ = Δ ΡΧ ( Νι - 1 ) / ( λ ixl Ο- 3 ) ( 25 ) 0 2 ρ = Δ ΡΧ ( N2 — 1 ) / ( λ、X 1 0 - 3 ) ( 26) 0 3 px ( N3 — 1) / ( λ 3χ10~ 3 ) ( 27 ) 〇 27. 如申 請 專 利範 圍第26 項之光學 〖元件， 其中當λ ! 係在350 nm至450 nm的範圍內，λ2係在600 nm至700 nm的範_內，λ3係在700 nm至850 nm的範圍內，光學 ###以其繞射率用於具有波長；（1之第一光通量係在 15至的範圍內及d線（587.6 nm)的阿貝常數係在 -96 - 200523573 (8) 50 — 60的範圍內之材料製成，及P係正整數時，以下公 式被滿足： INT ( 0 1 P ) =1 Op (28 ) INT ( 0 2 P ) =6 p (29 ) INT ( 0 3 P ) =5p (30 ) 〇 28. 如申請專利範圍第1項之光學元件，其中光學元 件包含其上形成有第一相位構造之第一構造元件及其上形 成有第二相位構造之第二構造元件。 29. 如申請專利範圍第1項之光學元件，其中光學元 件係塑膠透鏡。 3〇.如申請專利範圍第1項之光學元件，其中光學元 件係使用於光學拾訊裝置之物鏡光學系統的構造元件。 3 1 .如申請專利範圍第3 0項之光學元件，其中物鏡 光學系統包含像差校正元件及聚光元件，以會聚自像差校 正元件射出之光通量在光碟的資訊記錄表面上。 32.如申請專利範圍第3 0項之光學元件，其中物鏡 光學系統係一組構成的聚光元件，且，聚光元件係光學元 件。 3 3 · —種光學拾訊裝置，利用自第一光源射出之具有 波長Aiinm)的第一光通量以實施包括具有厚度tl的保 護基板之第一光碟的再生及/或記錄資訊，以及，利用自 第一光源射出之具有波長λ2( λ2> λι) (nm)的第二 光通量以實施包括具有厚度的保護基板之第 二光碟的再生及/或記錄資訊，該光學元件包含申請專利 -97· 200523573 Ο) 範圍第1項所述之光學表面。 34. 如申請專利範圍第33項之光學拾訊裝置’其中 該光學拾訊裝置利用自第一光源射出之具有波長λ3( λ3 > λ 2 ) ( nm )的第二光通量而實施包括具有厚度t3 ( t3 2 t2)的保護基板之第二光碟的再生及/或記錄資訊’及 第三光通量於發散光通量的狀態中進入光學元件。 35. 一種光學資訊記錄再生設備’包含申請專利範圍 第33項所述的光學拾訊裝置，以實施光碟的記錄資訊及 光碟的再生資訊之至少一者。 36. —種光學元件，其使用於光學拾訊裝置，利用自 第一光源射出之具有波長λ 1(nm)的第一光通量以實施 包括具有厚度tl的保護基板之第一光碟的再生及/或記 錄資訊，以及，利用自第一光源射出之具有波長λ 2 ( λ 2 > λ ! ) ( nm )的第二光通量以實施包括具有厚度t2 ( t2 2 t!)的保護基板之第二光碟的再生及/或記錄資訊，該 光學元件包含： 其上形成繞射構造之光學表面，當第一光通量進入時 ’該繞射構造產生第〜級繞射線作爲具有最大繞射效率 之繞射線，及，當第二光通量進入時，該繞射構造產生第 Π2級繞射線（I ηι I $ I n2 I )作爲具有最大繞射效率之 繞射線，及 其上形成光學路徑差異提供構造之光學元件，該光學 路徑差異提供構造包括數個以各形成於光軸方向的階形段 分開之環形帶。 -98 - 200523573 (10) 37.如申請專利範圍第36項之光學元件，其中當第 —光通量的波長變化於（λι—5) (nm)至（λι+5)( nm)的範圍內時，光學拾訊裝置具有產生球形像差於與 繞射構造所產生的球形像差的方向相反的方向之功能。 3 8 ·如申請專利範圍第3 7項之光學元件，其中當N i 及N 2分別係具有波長λ !的第一光通量及具有波長λ 2的 第二光通量之光學元件的折射率，且ΙΝΤ(Χ)係最接近 X的整數時，以下公式被滿足： ΙΝΤ ( δ 0D) — δ 0D< 0 (1) δ 0D=^ {ηιχλ ι/ ( N1 — 1 ) } X {n2 x λ 2 / (N2 — 1) } (2 )，及 其中繞射構造具有球形像差特性，使得當入射光通量 的波長移至較長波長側時，球形像差改變成爲過度校正。 3 9 .如申請專利範圍第3 8項之光學元件，其中繞射 構造包括數個以形成於光軸方向的階形段分佈之環形帶， 且，當△ D ( // m )係階形段中最接近光軸的階形段，製 造波長係λ b ( nm ) ( λ b < λ ! ) ，NB係製造波長λ B的 光學元件的折射率時，以下公式被滿足： △ D = nixABxl〇— 3/(Nb—1) ( 3 ) ο 40·如申請專利範圍第38項之光學元件，其中繞射 構造具有球形像差特性，使得當第一光通量的波長在 (λ 1 — 5 ) (nm)至（λι+5) (nm)的範圍內移向較 長波長側時，球形像差改變成爲校正不足。 -99- 200523573 (11) 4 1 .如申請專利範圔第3 7項之光學元件，其中當Nl 及N2分別地係具有波長λ i的第一光量及具有波長λ 2的 第二光通量之光學元件的折射率及ΙΝΤ(Χ)係最接近X 的整數時，以下公式被滿足： ΙΝΤ ( δ 0D) - δ 0D> 0 ( 4 ) 5 {η! x λ 1 / ( N, - 1 ) }/{η2χλ2/ ( N2 - 1 ) } (5 )，及 其中繞射構造具有球形像差特性，使得當入射光通量 的波長移至較長波長側時，球形像差改變成爲校正不足。 42 ·如申請專利範圍第4 1項之光學元件，其中繞射 構造包括數個以形成於光軸方向的階形段分佈之環形帶， 且，當△ d ( // m )係階形段中最接近光軸的階形段時， 製造波長係AB(nm) ( λι<1λΒ< λ2) ，ΝΒ係製造波 長λΒ的光學元件的折射率時，以下公式被滿足： Δ D = ni · λ Bx 1 0 - 3 / ( NB - 1 ) ( 6 )。 4 3 ·如申請專利範圍第4 1項之光學元件，其中光學 路徑差異提供構造具有球形像差特性，使得當第一光通量 的波長移至（又1 一 5) (nm)至（λ!+5) (nm)的範 圍內的較長波長側時，球形像差改變成爲過度校正。 4 4 ·如申請專利範圍第3 6項之光學元件，其中光學 路徑差異提供構造係形成在所形成的非球形表面上，使得 當該非球形表面上的光學路徑的位置更遠離光軸時，光學 路徑的長度變得更長。 45·如申請專利範圍第36項之光學元件，其中在其 -100- 200523573 (12) 上形成有光學路徑差異提供構造之光學表面上，繞射構造 係形成在光學表面的最大有效直徑的0%至70%的至少範 圍內’且，繞射構造未形成在最大有效直徑的85%至100 %的至少範圍內。 46·如申請專利範圍第36項之光學元件，其中光學 元件係以一材料製成，此材料用於具有波長λ !的第一光 通量之折射率係在1 .5至1 .6的範圍內，及，d線（5 8 7 · 6 nm)的阿貝常數係在50至60的範圍內，且，繞射構造 包括預定數量的以階形段分開的環形帶，每一階形段形成 於光軸方向，且，階形段中最接近光軸之的階形段 △ d( //m)滿足以下公式的一者： 1 .25 < △ D < 1.65 ( 8 ) 2.05 < Δ D < 2.55 ( 9 ) 3.40 < Δ D < 4.10 ( 10 ) 5.70 < Δ D < 6.45 ( 11 ) 7.00 < Δ D < 8.00 ( 12) ° 4 7.如申請專利範圍第3 6項之光學元件，其中當λ , 係在350 nm至450 nm的範圍內，又2係在600 nm至700 nm的範圍內，光學元件係以具有波長λ 1的第一光通量的 折射率在1.5至1.6的範圍內及d線（587.6 nm)的阿貝 常數係在50 - 60的範圍之材料製成時，ΔΡ( #m)係光 學路徑差異提供構造的階形段中最接近光軸之階形段，N i 及N2分別爲具有波長λ】的第一光通量及具有波長λ2的 第二光通量之光學元件的折射率，且，INT ( X )係最接 -101 - 200523573 (13) 近X的整數， & 公式被滿足 0 1 p ~ PX 0 2 P ~ P X INT ( 0 1 P ) INT ( 0 ： 2P ) (Ni - 1 ) / (N2- 1 ) / =5p =3p (λ !Xl 0~ 3 ) (λ 2xl〇'3)

   48·如申請專利範圍第36項之光學元件，其中當第 光通量進入時’第一相位構造產生第^級繞射線

   49.如申請專利範圍第48項之光學元件，其中λ】係 在3 5 0 nm至45 0 nm的範圍內，λ 2係在6〇〇 nm至7〇〇 nm的範圍內’ 係在7〇〇 nm至85〇 nm的範圍內，及 ηι、n2及n3的組合（ηι、n2、n3 )滿足以下公式： (ηι、心、n3 ) = ( 2、1、1 )、（ 8、5、4 )或（10 50·如申請專利範圍第49項之光學元件，其中光學 元件係以具有波長λ 1的第一光通量之折射率在ι·5至ι.6 的車Ε圍內及d線（587.6 nm)的阿貝常數在50至60的範 圍內之材料製成，繞射構造包括預定數以階形段分開的環 形帶’每一階形段形成於光軸方向，且，接近光軸之階形 I又△〇( //m)滿足以下公式的一者： 1·25<δ〇〈1·65 (19) 5·70<Δ〇<6·45 ( 20 ) 7.00< Δ〇< 8.00 ( 21 ) 〇 5 1 .如申請專利範圍第4 8項之光學元件，其中當 -102- 200523573 (14) △ P ( β m )係光學路徑 差異提供構造1 的階形段中最接近g 光 軸 之i 階 形段時 ，N!、 N2及N 3分別 爲具有波 長λ i的第 — 光 通 量 、具有 波長〗 ^ 2的第： 二光通 量及之具 有波長λ 3 的 第 三 光 通量之 光學元件的折 射率， 且，INT (Χ )係最 接 近 X 的 整數， 滿足以 下公式： 0 ^ I INT ( ^ 1 P ) -0 1 P 1 ^ 0.4 (22 ) 0 ^ I INT ( 0 2 P ) -0 2P 1 ^ 0.4 * (23 ) 0 ^ I INT ( 0 3 P ) -0 3 P 1 ^ 0.4 (24 ) 0 1 P =Δ px (N!-l )/ ( λ ixlO'- 丨） (25 ) 0 2 P =Δ px (n2-i )/ ( λ 2X1 〇*3 丨） (26 ) 0 3 P =Δ px (n3-i )/ ( λ 3x10' 3) (27 ) 〇 52. 如申請: 專利範 圍第51 項之光學元件， 其中當λ〗 係在350 nm至450 nm的範圍內，係在600 nm至7〇〇 nm的範圍內，；I 3係在700 nm至8 5 0 nm的範圍內，光學 元件係以其折射率用於具有波長λ !之第一光通量係在 1.1至1.6的範圍內及d線（587.6 nm)的阿貝常數係在 50-60的範圍內之材料製成，及Ρ係正整數時 被滿足： ’以下公式 ΙΝΤ ( 0 1 Ρ ) =1 Op (28 ) ΙΝΤ ( 0 2 Ρ ) =6 ρ (29 ) ΙΝΤ ( 0 3 Ρ ) =5p (30)〇 •103- 1 3.如申請專利範圍第3 6項之光學元件，其中光學 元件係塑膠透鏡。 54· —種光學拾訊裝置，其利用自第一光源射出之具 200523573 (15) 有波長A](nm)的第一光通量而實施包括具有厚度^的 保護基板之第一光碟的再生及/或記錄資訊，及，利用自 第一光源射出之具有波長A2(A2>A!) (nm)的第二 光通量而實施包括具有厚度的保護基板之第 二光碟的再生及/或記錄資訊，該光學拾訊裝置包含申請 專利範圍第36項中所述的光學元件，且，第三光通量於 發散光通量的狀態下進入光學元件。 -104-