TW200811859A - Optical pickup apparatus, objective optical element and optical information recording and/or reproducing apparatus - Google Patents
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Description
200811859 (1) f. 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於,對不同種類光碟可彼此相容地進行 資訊記錄及/或再生的光拾取裝置、接物光學元件及光資 V 訊記錄再生裝置。 ~ 【先前技術】 Φ 近年來,於光拾取裝置中,作爲再生光碟記錄資訊、
或對光碟記錄資訊用之光源而被使用的雷射光源是朝向短 波長化邁進,例如,藍紫色半導體雷射、或利用第2高諧 波來進行紅外半導體雷射之波長轉換的藍色SHG雷射等 ,波長400〜420nm的雷射光源已日益實用化。若使用這 些藍紫色雷射光源,則在使用和DVD(數位多藝碟片)相同 開口數(NA)的接物光學元件的情況下,對直徑12cm的光 . 碟,可記錄15〜20GB的資訊;若將接物光學元件的NA φ 提高到0.85,則對直徑12cm的光碟,就可記錄23〜25GB 的資訊。以下,在本說明書中,將使用藍紫色雷射光源的 光碟及光磁碟總稱爲「高密度光碟」。 此外,在使用ΝΑ0.85之接物光學元件的高密-度光碟 中,起因於光碟的傾斜(歪斜,skew)而發生的彗星像差會 增大,因此將保護層設計成比DVD時還薄(相對於DVD 的0.6mm,係爲0.1mm),以減少歪斜所致之彗星像差量 。順便一提,若只能對所述類型之高密度光碟適切地進行 資訊記錄/再生,在作爲光碟播放器/記錄器(光資訊記錄再 -4- 200811859 (2) 生裝置)的商品價値來說仍不夠充分。若考量目前已有記 錄各式各樣資訊的DVD或CD(ComPact Disc)是已被販售 的現實,則僅能夠對高密度光碟進行資訊記錄/再生並不 足夠,例如對使用者所擁有之DVD或CD也能同樣適切地 V 進行資訊記錄/再生,這對於提高作爲高密度光碟用之光 ' 碟播放器/記錄器的商品價値而言才是符合需求。根據如 ' 此背景,被搭載於高密度光碟用之光碟播放器/記錄-器-中 0 的光拾取裝置,係期望能對高密度光碟和DVD、甚至CD 之任一者皆能維持相容性同時具有能夠適切記錄/再生資 訊之性能。 、 作爲能對高密度光碟和DVD、甚至CD之任一者皆能 維持相容性同時具有能夠適切記錄/再生資訊的方法,雖 然可考慮使高密度光碟用之光學系和DVD或CD用之光學 系,隨著進行資訊記錄/再生之光碟的記錄密度而選擇性 . 切換之方法,但由於需要複數的光學系,因此不利於小型 φ 化,且會增大成本。 因此,爲了謀求光拾取裝置構成的簡樸化、低成本化 ,即使在有相容性之光拾取裝置中,也是使高密度光碟用 光學系和DVD或CD用光學·系共氣化,來極_力減少構成光 拾取裝置的光學零件數目,較爲理想。而且,將對向於光 碟而配置之接物光學元件共通化,這對光拾取裝置之構成 的簡樸化、低成本化最爲有利。此外,爲了對記錄/再生 波長互異之複數種類光碟使用共通的接物光學元件,必須 要在接物光學系中形成具有球面像差之波長依存性的光程 -5- 200811859 (3) 差賦予構造。 專利文獻1中記載著,具有作爲光程差賦予構造的繞 射構造,對高密度光碟和先前之DVD及CD皆可共通使用 的接物光學系,及搭載該接物光學系之光拾取裝置。 W 〔專利文獻I〕歐洲公開專利第1 3 046 8 9號
I ★ ^ 【發明內容】 φ 然而,上記專利文獻1中所記載的,對3種不同光碟 彼此相容地進行資訊記錄及/或再生的光拾取裝置中所使 用的接物光學元件,係可能會隨著拾取裝置的設計規格而 使記錄及/或再生用的光量不足,或者,在進行 CD或 DVD之記錄及/或再生時,要使其產生適切的眩光,恐怕 或有困難。 本發明係考慮上述問題而硏發,其目的係至少達成以 . 下之一者。首先,其目的在於提供一種,即使作爲接物光 _ 學元件是使用單枚透鏡,仍然可在CD或DVD之記錄及/ 或再生時產生適切的眩光,對高密度光碟和DVD和CD等 記錄密度不同之3種類碟片能適切地進行資訊記錄及/或 再生的光拾取裝置、接物光學元件及光資訊記錄再生裝置 。又,其目的在於提供可實現該構成簡單化、低成本化的 光拾取裝置、接物光學元件及光資訊記錄再生裝置。再者 ,目的在於提供一種,即使對3種不同光碟之全部,都可 提高光利用效率,確保充足光量的光拾取裝置、接物光學 元件及光資訊記錄再生裝置。 -6 - 200811859 (4) 本發明所論之光拾取裝置,係具有:射出第一波長λ 1之第一光束的第一光源;和射出第一波長λ2(λ2>λ1)之 第二光束的第二光源;和射出第三波長λ 3 (λ3 > λ2)之第三 光束的第三光源;和接物光學元件,其係用以使前記第一 V 光束被聚光在具有厚度U之保護基板的第1光碟之資訊 1 ^ 記錄面上,使前記第二光束被聚光在具有厚度t2(tl St2) ^ 之保護基板时第2光碟-之·資訊記錄面上,使前記第三光束 φ 被聚光在具有厚度t3(t2< t3)之保護基板的第3光碟之資 訊記錄面上。 前記光拾取裝置,係藉由使前記第一光束聚光在前記 第1光碟之資訊記錄面上,使前記第二光束"聚光在前記第 2光碟之資訊記錄面上,使前記第三光束聚光在前記第3 光碟之資訊記錄面上,以進行資訊記錄及/或再生。 又,前記接物光學元件之光學面,係具有中央領域和 . 前記中央領域周圍之周邊領域的至少二個領域,前記中央 φ 領域係具有第一光程差賦予構造,前記周邊領域係具有第 二光程差賦予構造。前記接物光學元件,係使通過前記接 物光學元件之前記中央領域的前記第一光束,聚光在前記 第1光碟之資-訊記錄面上而能夠進行資訊記錄及/或再生 ,使通過前記中央領域的前記第二光束,聚光在前記第2 光碟之資訊記錄面上而能夠進行資訊記錄及/或再生,使 通過前記中央領域的前記第三光束,聚光在前記第3光碟 之資訊記錄面上而能夠進行資訊記錄及/或再生。又,前 記接物光學元件,係使通過前記接物光學元件之前記周邊 200811859 (5) 領域的前記第一光束,聚光在前記第1光碟之資訊記錄面 上而能夠進行資訊記錄及/或再生,使通過前記周邊領域 的前記第二光束,聚光在前記第2光碟之資訊記錄面上而 能夠進行資訊記錄及/或再生。 t 前記光拾取裝置中,藉由通過前記接物光學元件之前 ,記第一光程差賦予構造的前記第三光束,來形成:使形成 前記第三光束之光點的點徑成爲最小的第一最佳焦點、和 % 使形成前記第三光束之光點的點徑成爲從前記第一最佳焦 點算來其次小的第二最佳焦點;前記第一最佳焦點和前記 第二最佳焦點,係滿足所定之條件。 通過前記接物光學元件的前記第三光束,在前記第3 光碟之資訊記錄面上所形成的光點當中,從光軸方向觀看 時,從光點中心起往外側依序形成有:光量密度高的光點 中心部、光量密度低於前記光點中心部的光點中間部、光 ^ 量密度高於前記光點中間部且低於前記光點中心部的光點 Μ 周邊部。 前記光點中,前記光點中心部是被用於前記第3光碟 的資訊記錄及/或再生,前記光點中間部及前記光點周邊 部是不被用於前記第3光碟的資訊記錄及/或再生;藉由 通過前記接物光學元件之前記第二光程差賦予構造的前記 第三光束,在前記第3光碟之資訊記錄面上形成前記光點 周邊部。 【實施方式】 -8- 200811859 (6) 以下,說明本發明之理想形態。 (項1) 一種光拾取裝置,係屬於對光碟進行資訊記 錄及/或再生的光拾取裝置,其特徵爲, 具有: ^ 射出第一波長λ 1之第一光束的第一光源;和 ^ 射出第二波長λ2(Λ2>λ1)之第二光束的第二光源; ' 和 φ 射出第三波長λ 3(λ3>λ 2)之第三光束的第三光源; 和 接物光學元件,其係用以使前記第一光束被聚光在具 有厚度ti之-保嘗基板的第1光碟之資訊記錄面上,使前 記第二光束被聚光在具有厚度t2(tl S t2)之保護基板的第 2光碟之資訊記錄面上,使前記第三光束被聚光在具有厚 度t3(t2 < t3)之保護基板的第3光碟之資訊記錄面上; , 則§5光拾取裝置’係藉由使前記第一光束聚光在前記 第1光碟之資訊記錄面上,使前記第二光束聚光在前記第 2光碟之資訊記錄面上,使前記第三光束聚光在前記第3 光碟之資訊記錄面上,以進行資訊記錄及/或再生; 前記接物光學元件之光學面,係具有中央領域和前記 中央領域周圍之周邊領域的至少二個領域,前記中央領域 係具有第一光程差賦予構造,前記周邊領域係具有第二光 程差賦予構造; 前記接物光學元件,係使通過前記接物光學元件之前 記中央領域的前記第一光束,聚光在前記第1光碟之資訊 -9 - 200811859 (7) 記錄面上而能夠進行資訊記錄及/或再生,使通過前記中 央領域的前記第二光束,聚光在前記第2光碟之資訊記錄 面上而能夠進行資訊記錄及/或再生,使通過前記中央領 域的前記第三光束,聚光在前記第3光碟之資訊記錄面上 r 而能夠進行資訊記錄及/或再生; " .前記接物光學元件,係使通過前記接物光學元件之前 ,鬌 % 記周邊領域的前記第一光束,聚光在前記第1光碟之資訊 φ 記錄面上而能夠進行資訊記錄及/或再生,使通過前記周 邊領域的前記第二光束,聚光在前記第2光碟之資訊記錄 面上而能夠進行資訊記錄及/或再生; 藉由通過前記接物光學元件之前記第一光程差賦予構 造的前記第三光束,來形成··使形成前記第三光束之光點 的點徑成爲最小的第一最佳焦點、和使形成前記第三光束 之光點的點徑成爲從前記第一最佳焦點算來其次小的第二 . 最佳焦點;前記第一最佳焦點和前記第二最佳焦點,係滿 φ 足下記式(1); 通過前記接物光學元件的前記第三光束,在前記第3 光碟之資訊記錄面上所形成的光點當中,從光軸方向觀看 時,從光點中心起往外側依序形成有:光量密度高的光點 中心部、光量密度低於前記光點中心部的光點中間部、光 量密度高於前記光點中間部且低於前記光點中心部的光點 周邊部; 前記光點中心部是被用於前記第3光碟的資訊記錄及 /或再生,前記光點中間部及前記光點周邊部是不被用於 -10- 200811859 (8) 前記第3光碟的資訊記錄及/或再生; 藉由通過前記接物光學元件之前記第二光程差賦予構 造的前記第三光束,以在前記第3光碟之資訊記錄面上形 成前記光點周邊部; 0 < L/f< 0.05 (1) ψ φ 其中’ f[mm]係指通過前記第一光程差賦予構造,形 成前記第一最佳焦點的前記第三光束的焦距,L [mmi係指 前記第一最佳焦點和前記第二最佳焦點間的距離。 (項2) 如項1所記載之光拾取裝置,其中,係滿足 下記式(2)及(2’ ): δ SAH/ δ λ ^ 0.010(λ rms/nm) (2) . δ SAH = /~ ((δ SA5)2 + (5 SA7)2 + (5 SA9)2) (2’ ) 其中,5 SA5係指,使用波長是從408nm之使用波長偏離 開來的波長λχ之光束,來進行前記第1光碟的記錄及/或 再生之際,於前記波_長λ X之光束的里屋物_光學元件的倍 率且3次球面像差SA3是變成0的倍率下,所產生的5次 球面像差; 5 SA7係指,使用前記波長λ X之光束,來進行第1 光碟的記錄及/或再生之際,於前記波長λ X之光束的對接 物光學元件的倍率且3次球面像差SA3是變成0的倍率下 -11 - 200811859 Ο) ,所產生的7次球面像差; 5 SA9係指,使用波長是從40 8nm之使用波長偏離開 來的前記波長Λ X之光束,來進行第1光碟的記錄及/或再 生之際,於前記波長λ X之光束的對接物光學元件的倍率 ^ 且爲3次球面像差SA3是變成〇前倍率下,所產生的9次 球面像差;5 λ係指408nm和λ xnm的差的絕對値。 ^ (項3) 如項1或項2所記-載之光拾取裝置,其中, φ 令前記接物光學元件的半徑方向之從光軸起算之距離爲橫 軸、前記第一光束通過前記接物光學元件之際被前記接物 光學元件所賦予之光程差爲縱軸而作成的圖形中,前記接 物光學元件的前1B第一波長之設計波長起偏離5nm之波長 下的前記圖形是具有不連續部,且前記不連續部上的前記 光程差的躍幅,係爲〇以上、〇·2λ1以下。 (項4) 如項1乃至項3之任一項所記載之光拾取裝 . 置,其中,滿足下記式(3): 7/13 2 40% (3) 其中,7? 13係表示前記中央領域上的前記第三光束的 光利用效率。 (項5) 如項1乃至項4之任一項所記載之光拾取裝 置,其中,前記第一最佳焦點中由前記第三光束所形成的 前記光點,是被用於前記第3光碟的記錄及/或再生;前 記第二最佳焦點中由前記第三光束所形成的前記光點,是 -12- 200811859 (10) 不被用於前記第3光碟的記錄及/或再生。 (項6) 如項1乃至項5之任一項所記載之光拾取裝 置,其中,前記接物光學元件之光學面,係在前記周邊領 域的周圍具有屬於折射面的最周邊領域’並至少具有三個 v 領域。 ' (項7) 如項1乃至項5之任一項所記載之光拾取裝 :- 置,其中,前記接物光學元件之光學面,係在前記周邊領 0 域的周圍,具有著擁有第三光程差賦予構造的最周邊領域 ,並至少具有三個領域。 (項8) 如項6或項7所記載之光拾取裝置,其中, 前記接物光學元件’係使通過前記接物光學元件之前記最 周邊領域的前記第一光束’聚光在前記第1光碟之資訊記 錄面上而能夠進行資訊記錄及/或再生。 (項9) 如項1乃至項8之任一項所記載之光拾取裝 ^ 置,其中,前記第一光程差賦予構造,係對通過了前記第 φ 一光程差賦予構造的前記第一光束及前記第二光束,補正 因前記第1光碟之保護基板厚度tl和前記第2光碟之保 護基板厚度t2之差異所產生的球面像差。 (項1 0) 如項1乃至項9之任一項所記載之光拾取裝 置,其中,前記第一光程差賦予構造,係對通過了前記第 一光程差賦予構造的前記第一光束及前記第三光束,補正 因前記第1光碟之保護基板厚度tl和前記第3光碟之保 護基板厚度t3之差異所產生的球面像差。 (項11) 如項1乃至項之任一項所記載之光拾取 -13- 200811859 (11) 裝置,其中,前記第二光程差賦予構造’係對通過了前記 第二光程差賦予構造的前記第一光束及前記第二光束’補 正因前記第1光碟之保護基板厚度tl和前記第2光碟之 保護基板厚度t2之差異所產生的球面像差。 < (項12) 如項1乃至項1 1之任一項所記載之光拾取 裝置,其中,前記第二光程差賦予構造,係對通過了前記 ~ 第二光程差賦予構造的前記第一光束及前記第二光束,補 H 正因前記第一光源或前記第二光源之波長些微變動所產生 的球色差(色球面像差)或因前記接物光學元件的溫度變化 所產生的球面像差。 (項13) 如項1乃至項Γ2之任一項所記載之光拾取 裝置,其中,前記第一光束及前記第二光束的射往前記接 物光學元件之入射光束的倍率ml、m2,是滿足下記式(4) 、(5): • -0.02 < ml < 0.02 (4) -0.02< m2 < 〇.〇2 (5) (項14) 如項13所記載之光拾取裝置,其中,前記 第三光束的射往前記接物光學元件之入射光束的倍率m3 ,是滿足下記式(6): -0.02 < m3 < 0.02 (6) -14- 200811859 (12) (項15) 如項13所記載之光拾取裝置,其中,前記 第三光束的射往前記接物光學元件之入射光束的倍率m3 ,是滿足下記式(7): -0· 1 0 < m3 < 0·00 (7) (項16) 如項1乃至項15之任一項所記載之光拾取 裝置,其中,前記接物光學元件,係爲單枚透鏡。 (項17) 如項1乃至項16之任一項所記載之光拾取 裝置,其中,在前記第一光束、前記第二光束及前記第三 光束所共通的光路中,且在前記接物光學元件與前記第一 光源、前記第二光源及前記第三光源之間,設有開口限制 元件; 前記開口限制元件,係至少具有靠近光軸的第一領域 ’和較前記第一領域遠離光軸的第二領域;
Bi % 一領域,係_前記第一光束、前記第二光束及 前記第三光束全部穿透;前記第二領域,係讓前記第一光 束及前記第二光束穿透,並使前記第三光束不被聚光在, 穿透了前記開口限制元件之前記第一領域及前記接物光學 元件的前記第三光束之聚光位置上;通過了前記第一領域 的前記第三光束,係入射至前記接物光學元件的前記中央 領域。 (項18) 如項17所記載之光拾取裝置,其中,前記 光拾取裝置,係具有λ /4波長板;前記開口限制元件係和 -15- 200811859 (13) 前記λ /4波長板被一體化。 (項19) 如項17或項18所記載之光拾取裝置’其中 ,滿足以下的式(1”): 毐 0.02^ L/f< 0.05 (1”) 鴦· - (項2 0) —種接物光學元件,其係屬於, φ .具有: 射出第一波長λ 1之第一光束的第一光源;和 射出第二波長λ2(λ2> λ 1)之第二光束的第二光源; 和 射出第三波長λ3(λ3> λ2)之第三光束的第三光源; 且 使用前記第一光束來進行具有厚度tl之保護基板之 . 第1光碟的資訊記錄及/或再生’使用前記第二光束來進 行具有厚度t2(tl$t2)之保護基板之弟2光碟的資訊g己錄 及/或再生,使用前記第三光束來進行具有厚度t3(t2<t3) 之保護基板之第3光碟的資訊記錄及/或再生的光拾取裝 置中所使用的接物光學元件,其特徵爲, 前記接物光學元件,係使前記第一光束聚光在前記第 1光碟之資訊記錄面上,使前記第二光束聚光在前記第2 光碟之資訊記錄面上,使前記第三光束聚光在前記第3光 碟之資訊記錄面上; 前記接物光學元件之光學面,係具有中央領域和前記 -16- 200811859 (14) 中央領域周圍之周邊領域的至少二個領域,前記中央領域 係具有第一光程差賦予構造,前記周邊領域係具有第二光 程差賦予構造; 前記接物光學元件,係使通過前記接物光學元件之前 記中央領域的前記第一光束,聚光在前記第1光碟之資訊 ' 記錄面上而能夠進行資訊記錄及/或再生,使通過前記中 ' 央領域」的前記第二光束,聚光在前記第2光碟之資訊記錄 面上而能夠進行資訊記錄及/或再生,使通過前記中央領 _ 域的前記第三光束,聚光在前記第3光碟之資訊記錄面上 而能-夠進行資訊記錄及/或再生; 前記接物光學元件,係使通過前記接物光學元件之前 記周邊領域的前記第一光束,聚光在前記第1光碟之資訊 記錄面上而能夠進行資訊記錄及/或再生,使通過前記周 邊領域的前記第二光束,聚光在前記第2光碟之資訊記錄 面上而能夠進行資訊記錄及/或再生; φ 藉由通過前記接物光學元件之前記第一光程差賦予構 造的前記第三光束,來形成:使形成前記第三光束之光點 的點徑成爲最小的第一最佳焦點、和使形成前記第三光束 之光點的點徑戒爲從前記第一最佳焦點算來其次小的第二 最佳焦點; 前記第一最佳焦點和前記第二最佳焦點,係滿足下記 式⑴; 通過前記接物光學元件的前記第三光束,在前記第3 光碟之貧訊siB錄面上所形成的光點當中,從光軸方向觀看 -17 - 200811859 (15) 時,從光點中心起往外側依序形成有:光量密度高的光點 中心部、光量密度低於前記光點中心部的光點中間部、光 量密度高於前記光點中間部且低於前記光點中心部的光點 周邊部; 、 前記光點中心部是被用於前記第3光碟的資訊記錄及 ^ /或再生,前記光點中間部及前記光點周邊部是不被用於 ' 前記第3光碟的資訊記錄及/或再生; φ 藉由通過前記接物光學元件之前記第二光程差賦予構 造的前記第三光束,以在前記第3光碟之資訊記錄面上形 成前記光點周邊部; 0 < L/f < 0.05 (1) 其中’ f[mm]係指通過前記第一光程差賦予構造,形成前 , 記第一最佳焦點的前記第三光束的焦距,L [mm]係指前記 • 第一最佳焦點和前記第二最佳焦點間的距離。 (項21) 如項2 〇所記載之接物光學元件,其中,係 滿足下記式(2)及(2,): δ SAH/ 5 λ ^ 0.010(λ rms/nm) (2) δ SAH = y^ ((^ SA5)2 + (5 SA7)2 + (5 SA9)2) (2’ ) 其中,5 SA5係指,使用波長是從4〇 8nm之使用波長偏離 開來的波長λχ之光束,來進行第1光碟的記錄及/或再生 -18- 200811859 (16) 之際,於前記波長λ x之光束的對接物光學元件的倍率且 3次球面像差SA3是變成0的倍率下,所產生的5次球面 像差; 5 SA7係指,使用前記波長λ X之光束,來進行第1 光碟的記錄及/或再生之際,於前記波長λ X之光束的對接 % : 物光學元件的倍率且3次球面像差S A3是變成0的倍率下 Μ 、 ,所產生的7次球面像差; (5 SA9係指,使用波長是從40 8nm之使用波長偏離開 ^ 來的前記波長λ X之光束,來進行第I光碟的記錄及/或再 生之際,於前記波長λ X之光束的對接物光學元件的倍率 且爲3次球面像差SA3 -是變成0的倍率下,所產生的9次 球面像差; (5入係指4 0 8 n m和λ X n m的差的絕對値。 (項22) 如項20或項21所記載之接物光學元件,其 中,令前記接物光學元件的半徑方向之從光軸起算之距離 0 爲橫軸、前記第一光束通過前記接物光學元件之際被前記 接物光學元件所賦予之光程差爲縱軸而作成的圖形中,前 記接物光學元件的前記第一波長之設計波長起偏離5nm之 波長下的前記圖形是具有不連續部,且前記不連.續部上的 前記光程差的躍幅,係爲〇以上、〇·2λ1以下。 (項23) 如項20乃至項22之任一項所記載之接物光 學元件,其中,滿足下記式(3): (3) 13^ 4 0 % -19- 200811859 (17) 其中,77 1 3係表示前記中央領域上的前記第三光束的光利 用效率。 (項24)如項20乃至項23之任一項所記載之接物光 學元件,其中,前記第一最佳焦點中由前記第三光束所形 成的前記光點,是被用於前記第3光碟的記錄及/或再生 ;前記第二最佳焦點中由前記第三光束所形成的前記光點 ,是不被用於前記第3光碟的記錄及/或再生。 (項25)如項20乃至項Z4之任一項所記載之接物光 學元件,其中,前記接物光學元件之光學面,係在前記周 邊領域的周圍具有屬於折射面的最周邊領域,並至少具有 三個領域。 (項26) 如項20乃至項24之任一項所記載之接物光 學元件,其中,前記接物光學元件之光學面,係在前記周 邊領域的周圍’具有者ί維有弟二光程差賦予構造的最周邊-領域,並至少具有三個領域。 (項27) 如項25或項26所記載之接物光學元件,其 中,前記接物光學元件,係使通過前記接物光學元件之前 記最周邊領域的前記第一光束,聚光在前記第1光碟之資 訊記錄面上而能夠進行資訊記錄及/或再生。 (項2 8) 如項20乃至項27之任一項所記載之接物光 學元件,其中,前記第一光程差賦予構造,係對通過了前 記第一光程差賦予構造的前記第一光束及前記第二光束, 補正因前記第1光碟之保護基板厚度11和前記第2光碟 -20- 200811859 (18) 之保護基板厚度t2之差異所產生的球面像差。 (項29) 如項20乃至項28胃之任一項所記載之接物光 學元件,其中,前記第一光程差賦予構造,係對通過了前 記第一光程差賦予構造的前記第一光束及前記第三光束, . 補正因前記第1光碟之保護基板厚度tl和前記第3光碟 * 之保護基板厚度t3之差異所產生的球面像差。 Μ ' (項3〇) 如項20乃至項29之任一項-所記載之巷物光 0 學元件,其中,前記第二光程差賦予構造,係對通過了前 記第二光程差賦予構造的前記第一光束及前記第二光束, 補正因前記第1光碟之保護基板厚度tl和前記第2光碟 之保護基板厚度t2之差異所產生的球面像差。 (項3 1) 如項20乃至項30之任一項所記載之接物光 學元件,其中,前記第二光程差賦予構造,係對通過了前 記第二光程差賦予構造的前記第一光束及前記第二光束, ^ 補正因前記第一光源或前記第二光源之波長些微變動所產 φ 生的球色差(色球-面像差)。 (項3 2) 如項20乃至項31之任一項所記載之接物光 學元件,其中,前記接物光學元件,係爲單枚透鏡。 (項33) —種光資訊記錄再生、裝置,其係屬於 具有: 射出第一波長λ 1之第一光束的第一光源;和 射出第二波長λ 2( λ 2> λ 1)之第二光束的第二光源; 和 射出第三波長λ 3( λ 3 > λ 2)之第三光束的第三光源; -21 - 200811859 (19) 和 接物光學元件,其係用以使前記第一光束被聚光在具 有厚度ti之保護基板的第1光碟之資訊記錄面上,使前 記第二光束被聚光在具有厚度t2(tl‘t2)之保護基板的第 2光碟之資訊記錄面上,使前記第三光束被聚光在具有厚 度t3(t2< t3)之保護基板的第3光碟之資訊記錄面上; 藉由使前記第一光束聚光在前記第1光碟之資訊記錄 面上,使前記第二光束聚光在前記第2光碟之資訊記錄面 上,使前記第三光束聚光在前記第3光碟之資訊記錄面上 ,以進行資訊記錄及/-或再生的光拾取裝置,而爲具有其 之光資訊記錄再生裝置,其特徵爲, 前記接物光學元件之光學面,係具有中央領域和前記 中央領域周圍之周邊領域的至少二個領域,在前記中央領 域具有第一光程差賦予構造,在前記周邊領域具有第二光 程差賦予構造; 前記接物光學元件,係使通過前記接物光學元件之前 記中央領域的前記第一光束’聚光在前記第1光碟之資訊 記錄面上而能夠進行資訊記錄及/或再生,使通過前記中 央領域的前記第二光束,聚光在前記第2光碟之資訊記錄 面上而能夠進行資訊記錄及/或再生,使通過前記中央領 域的前記第三光束’聚光在前記第3光碟之資訊記錄面上 而能夠進行資訊記錄及/或再生; 前記接物光學元件,係使通過前記接物光學元件之前 記周邊領域的前記第一光束’聚光在前記第1光碟之資訊 -22- 200811859 (20) 記錄面上而能夠進行資訊記錄及/或再生,使通過前記周 邊領域的前記第二光束,聚光在前記第2光碟之資訊記錄 面上而能夠進行資訊記錄及/或再生; 藉由通過前記接物光學兀件之目U記第一光程差賦予構 、 造的前記第三光束,來形成:使形成前記第三光束之光點 * 的點徑成爲最小的第一最佳焦點、和使形成前記第三光束 * ' 之光點的點徑成爲從前記第一最佳焦點算來其次小的第二 0 最佳焦點; 前記第一最佳焦點和前記第二最佳焦點,係滿足下記 式⑴; 通過前記接物光學元件的前記第三光束,在前記第3 光碟之資訊記錄面上所形成的光點當中,從光軸方向觀看 時,從光點中心起往外側依序形成有:光量密度高的光點 中心部、光量密度低於前記光點中心部的光點中間部、光 _ 量密度高於前記光點中間部且低於前記光點中心部的光點 φ 周邊部; 前記光點中心部是被用於前記第3光碟的資訊記錄及 /或再生,前記光點中間部及前記光點周邊部是不被用於 前記第3光碟的資訊記錄及/或再生; 藉由通過前記接物光學元件之前記第二光程差賦予構 造的前記第三光束,以在前記第3光碟之資訊記錄面上形 成前記光點周邊部; ⑴ 0 < L/f < 0.05 -23- 200811859 (21) 其中,f[mm]係指通過前記第一光程差賦予構造,形成前 記第一最佳焦點的前記第三光束的焦距; L [mm]係指前記第一最佳焦點和前記第二最佳焦點間 的距離。 以下,詳細說明本發明之理想形態。 本發明所論之光拾取裝置,係具有第一光源、第二光 源、第三光源之至少3個光源。再者,本發明的光拾取裝 置,係具有用來使第一光束聚光在第1光碟之資訊記錄面 上’使第二光束聚光在第2光碟之資訊記錄面上,使第三 光束聚光在第3光碟之資訊記錄面上的聚光光學系。又, 本發明的光拾取裝置,係具有接受來自第1光碟、第2光 碟或第3光碟之資訊記錄面的反射光束的受光元件。 第1光碟,係具有厚度tl的保護基板和資訊記錄面 。第2光碟,係具有厚度t2(tl S t2)的保護基板和資訊記 錄面。第3光碟,係具有厚度t3(t2< t3)的保護基板和資 訊記錄面。雖然第1光碟係爲高密度光碟、第2光碟係爲 DVD、第3光碟係爲00,較爲理想,但並非被侷限於此 。又,當11 < t2時,相較於11 =t2的情形,想藉由單枚接 物光學元件來進行3種不同光碟之記錄及/或再生,並且 使第3光碟之記錄再生時的循軌特性良好是較爲困難,但 本發明之形態係使其成爲可能。此外,第1光碟、第2光 碟或第3光碟,係亦可爲具有複數資訊記錄面的複數層光 碟。 於本說明書中,作爲高密度光碟的例子,是舉例藉由 -24- 200811859 (22) NA0.85之接物光學元件來進行資訊記錄/再生,保護基板 厚度爲0.1mm左右之規格的光碟(例如BD:藍光碟片 (Blu-ray Disc))。又,作爲其他高密度光碟的例子,可舉 例藉由ΝΑ0.65乃至0.67之接物光學元件來進行資訊記錄 * /再生,保護基板厚度爲〇.6mm左右之規格的光碟(例如 ' HD DVD :亦簡稱爲HD)。又,在高密度光碟中還包含了 ‘ ,在資訊記錄面上具有數〜數十nm左右厚度的保護膜(在 φ 本說明書說,保護基板係是爲亦包含了保護膜)的光碟, 或保護基板厚度爲〇的光碟。又,高密度光霞中係亦包含 作爲資訊記錄/再生用光源是使用藍紫色半導體雷射或藍 紫色SHG雷射的光磁碟。甚至,於本說明書士,所謂 DVD,係爲藉由ΝΑΟ.60〜0.67左右之接物光學元件來進 行資訊記錄/再生、保護基板厚度爲〇.6mm左右之DVD系 列光碟之總稱,包含有 DVD-ROM、DVD-Video、DVD· 、 Audio 、 DVD-RAM 、 DVD-R 、 DVD-RW 、 DVD + R 、 φ DVD + RW等。又,於本說明書中,所謂 CD,係爲藉由 NA0.45〜0.53左右之接物光學元件來進行資訊記錄/再生 、保護基板厚度爲1.2mm左右之CD系列光碟之總稱,包 含有 CD-ROM、CD-Audio、CD- Video、CD-R、CD-RW 等 。此外,關於記錄密度’係高密度光碟的記錄密度爲最高 ,其次爲DVD、CD爲最低。 此外,關於保護基板之厚度11、t2、t3,雖然滿足以 下的條件式(11)、(12)、(13)較爲理想’但並不限於此。 -25- 200811859 (23) 0、07 5 0mmS US 0.125mni 或 〇.5mmS tlS 〇.7mm (11) 0.5mm^ t2^ 0.7mm (12) l.Omm^ t3^ 1.3mm (13) 於本說明書中,第一光源、第二光源、第三光源,理 想係爲雷射光源。作爲雷射光源,理想尙可使用半導體雷 射、矽雷射等。從第一光源出射之第一光束的第一波長λ 1、從第二光源出射之第二光束的第二波長λ2(λ2> λΐ) 、從第三光源出射之第三光束的第三波長λ3(λ3> λ 2), 係滿足以下條件式(9)、(10)較爲理想。 1 ·5χ λ 1 < λ 2 < 1 ·7χ λ 1 (9) 1 ·9χ λ 1 < λ 3 < 2· 1χ λ 1 (10) 又,當作爲第1光碟、第2光碟、第3光碟分別是使 用BD或HD、DVD及CD時,第一光源之第一波長λ 1係 理想爲3 50nm以上、440nm以下,較理想係爲380nm以 上、415nm以下;第二光源之第二波長;12係理想爲 570nm以上、680nm以下,較理想係爲 630nm以上、 6 70nm以下;第三光源之第三波長λ 3係理想爲75 Onm以 上、880nm以下,較理想係爲76〇nm以上、820nm以下。 又,亦可將第一光源、第二光源、第三光源之中至少 2個光源予以單元化。所謂單元化,係指例如第一光源和 第二光源是被固定收容在單1封裝,但不限於此,亦可廣 -26- 200811859 (24) 義包含2個光源是以不能補正像差的方式而被固定之狀態 。又,除了光源,後述之受光元件亦可做單1封裝化。 作爲受光元件,係可理想使用光二極體等之光偵測器 。被光碟之資訊記錄面上反射的光係入射至受光元件,用 . 其輸出訊號,就能獲得被記錄在各光碟之資訊的讀取訊號 η ^ 。再者,可以偵測出受光元件上的光點形狀變化、位置變 ^ 化所致之光量變化,來進行對焦偵測和軌道偵-測,基於該 血 偵測,就可爲了對焦、循軌而促使接物光學元件移動。受 響 光元件係亦可 >爲複數之光偵測器所成。受光元件,係亦可 具有主光偵測器和副光偵測器。例如,亦可在接受資訊記 錄再生中所用之主光的光偵測器的兩側設置2個副光偵測 器,藉由該當2個副光偵測器來接受循軌調整用之副光, 設計成此種受光元件。又,受光元件係亦可對應於各光源 而具有複數之受光元件。 . 聚光光學系,係具有接物光學元件。聚光光學系,雖 φ 然僅有接物光學元件即可,但聚光光學系係除了接物光學 元件以外,還可具有準直透鏡等耦合透鏡。所謂耦合透鏡 ,係指被配置在接物光學元件和光源之間,用來改變光束 之發散角的單透鏡或透鏡群。準直透鏡,係爲耦合透鏡的 一種,是將入射至準直透鏡的光轉變成平行光而出射的透 鏡。甚至聚光光學系,亦可具有將光源所射出之光束,分 割成資訊記錄再生所用之主光束、和循軌等所用之二道副 光束的繞射光元件等之光學元件。於本說明書中,所謂接 物光學元件,係指光拾取裝置中,被配置在對向於光碟之 -27- 200811859 (25) 位置,具有將光源所射出的光束,聚光在光碟之資訊記錄 面上之機能的光學系。較理想爲,所謂接物光學元件,係 指光拾取裝置中,被配置在對向於光碟之位置,具有將光 源所射出的光束,聚光在光碟之資訊記錄面上之機能的光 學系,而且,是可藉由致動器而至少在光軸方向上可做一 體性變位的光學系。接物光學元件,係可由二個以上的複 數透鏡及光學元件所構成,也可以僅用單枚接物透鏡來構 成,理想係爲單枚的接物透鏡。又,接物光學元件,係無 論是玻璃透鏡還是塑膠透鏡均可,或者可以是在玻璃透鏡 之上以光硬化性樹脂等設置光程差賦予構造的複合透鏡。 當接物光學元件是具有複數透鏡時,亦可混用玻璃透鏡和 塑膠透鏡。當接物光學元件是具有複數透鏡時,亦可爲具 有光程差賦予構造的平板光學元件和非球面透鏡(可具有 光程差賦予構造也可不具有)之組合。又,接物光學元件 ,其折射面係爲非球面,較爲理想。又,接物光學元件, 其設有光程差賦予構造之基礎面係爲非球面,較爲理想。 又,當將接物光學元件設計成玻璃透鏡時,使用玻璃 轉位點Tg在400 °C以下的玻璃材料,較爲理想。藉由使 用玻璃轉位點Tg在400°C以下的玻璃材料,可在較爲低 溫下成形,可延長模具的壽命。作爲此種玻璃轉位點Tg 較低之玻璃材料有,例如(株)住田光學玻璃製造的K-PG325或K-PG375(皆爲商品名)。 順便一提,玻璃透鏡一般而言比重大於樹脂透鏡,因 此若以玻璃透鏡作爲接物光學元件,則重量變大而會對驅 -28- 200811859 (26) 動接物光學元件的致動器造成負擔。因此,當以玻璃透鏡 作爲接物光學元件時,理想係使用比重較小的玻璃材料。 具體而言,比重爲3.0以下者較佳,爲2·8以下者更佳。 又,當接物光學元件設計成塑膠透鏡時,使用環狀烯 ^ 烴系的樹脂材料較爲理想,而環狀烯烴系中,又以使用對 : 波長40 5nm之温度25 °C下的折射率爲1.54至1.60之範圍 ‘ 內,且-5 °C〜70 °C之溫度範圍內的溫度變化下的對波長 φ 405nm之折射率變化率dN/dT(°C -1)爲-20xl(T5乃至-5χ 10_5(更理想係爲-10x1 (Γ5乃至-8 Χίο·5)之範圍內的樹脂材 料,更爲理想。又,當將接物光學元件設計成塑膠透鏡時 ,耦合透鏡也是塑膠透鏡,較爲理想。 或者,作爲適合本發明之接物光學元件的樹脂材料, 除了上記環狀烯烴系以外,還有「非熱變樹脂」。所謂非 熱變樹脂,係指在作爲母材的樹脂中,分散有直徑3 0nm • 以下之粒子的樹脂材料。此處,前記粒子,係帶有和作爲 Φ 母材之樹脂的隨溫度變化之折射率變化率,呈現相反符號 的折射率變化率。一般而言,若在透明的樹脂材料中混合 微粉末,則會導致光的散亂,降低穿透率,因此要作爲光 學材料使甩是有困難的,但是若使微粉末的大小是小於穿 透光束的波長,就可使得散亂在事實上不會發生。 樹脂材料,係隨著溫度上升,其折射率會降低,但是 無機粒子係隨著溫度上升則折射率上升。於是藉由這些性 質彼此抵消的作用,就可使其不產生折射率變化,是爲人 所知。作爲本發明的接物光學元件之材料,理想係作爲母 -29- 200811859 (27) 材的樹脂中分散有30奈米以下,理想爲20奈米以下,更 理想爲1 0〜1 5奈米的無機粒子,藉由利用此種材料’就 可提供沒有或者極低之折射率溫度依存性的接物光學元件 〇 . 例如,在丙儲酸樹脂中,分散有氧化銀(Nb2〇5)的微 气 ‘ 粒子。作爲作爲母材的樹脂係體積比爲80,氧化鈮係20 左右的比率,將其均勻混合。雖然會有微粒子凝聚的問題 0 ,但藉由在粒子表面賦予電荷而令其分散的技術,就可做 出所需之分散狀態。 如後述,作爲母材的樹脂和粒子的混合、分散,理想 上是在接物光學元件射出成形時在線上進行。換句話說, 混合·分散後,到接物光學元件成形爲止這段期間,不要 被冷卻、固化,較爲理想。 此外,該體積比率,係爲了控制折射率對溫度之變化 . 的比率,而可適宜增減,也可將複數種類的奈米尺寸無機 φ 粒子當作塡充物而分散之。 比率上,上記粒子雖然爲8 0 : 2 0、亦即4 : 1,但亦 可在90 : 10(9 : 1)〜60 : 40(3 : 2)之間適宜調整。體積比 率若小於9 : 1則溫度變化抑制的效果會變小,反之,若 超過3 : 2則樹脂的成形性會有問題而非理想。 微粒子理想係爲無機物,更理想則爲氧化物。而且氧 化狀態呈飽和,或不能再被氧化的氧化物,較爲理想。 用無機物的原因,是因爲要抑制和高分子有機化合物 的作爲母材的樹脂之間發生反應因而較爲理想;又,藉由 -30- 200811859 (28) 採用氧化物,可防止伴隨使用所造成的劣化。尤其是,在 高溫化、被雷射光照射這種嚴酷條件下,容易促進氧化, 但若採用如此無機氧化物的微粒子,就可防止氧化所造成 的劣化。 . 又,爲了防止其他要因造成的樹脂氧化,當然也可以 ’ 添加氧化防止劑。 ~ 順便一提,作爲母材的樹脂可適宜使用的有,日本公 0 開專利公報之日本特開2004- 14495 1號、日本特開2004-144954號、及日本特開2004- 1 44953號等所記載之樹脂。 作爲被分散在熱可塑性樹脂中的無機微粒子係無特別 限定,只要能達成本發项-之召的使所得到之熱可塑性播脂 組成物的隨溫度之折射率變化率(以下記作| dn/dT丨)可以 變小的無機微粒子,則可從其中任意選擇。具體而言係可 理想使用氧化物微粒子、金屬鹽微粒子、半導體微粒子等 — ’其中又以適宜選擇出於作爲光學元件使用之波長領域下 φ 不會發生吸收、發光、螢光等來使用,較爲理想。 作爲本發明中所使用的氧化物微粒子,構成金屬氧化 物的金屬係可從 Li、Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Sc、Ti、 V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Rb、Sr、Y、Nb、Zr 、Mo、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Cs、Ba、La、Ta、Hf、W 、U、ΊΠ、Pb、Bi及稀土族金屬所成之群中選出i種或2 種以上之金屬的金屬化合物來使用;具體而言係例如:氧 化砍、氧化鈦、氧化鋅、氧化鋁、氧化銷、氧化紿、氧化 鈮、氧化鉬、氧化鎂、氧化鈣、氧化緦、氧化鋇、氧化銦 -31 - 200811859 (29) 、氧化錫、氧化鉛、這些氧化物所構成之複氧化物的鈮酸 鋰、鈮酸鉀、钽酸鋰;鋁·鎂氧化物(MgA1204)等可被列 舉。又,作爲本發明中所使用的氧化物微粒子係亦可使用 稀土族氧化物,具體而言係可舉出:氧化銃、氧化釔、氧 化鑭、氧化鈽、氧化鐯、氧化銨、氧化釤、氧化銪、氧化 釓、氧化铽、氧化鏑、氧化鈥、氧化餌、氧化铥、氧化鏡 、氧化鐳等。作爲金屬鹽微粒子,係可舉出如碳酸鑒、磷 酸鹽、硫酸鹽等,具體而言有碳酸鈣、磷酸鋁等。 又,本發明中的所謂半導體微粒子,係意味著半導體 結晶組成的微粒子,作爲該半導體結晶組成的具體組成例 ,係可舉例如:_碳、矽、鍺、錫等番斯表第14族元素的 單體、磷(黑磷)等週期表第15族元素的單體、硒碲等週期 表第16族元素的單體、碳化矽(siC)等複數之週期表第14 元素所成之化合物、氧化錫(IV)(Sn02)、硫化錫(II, IV)(Sn(II)Sn(IV)S3)、硫化錫(IV)(SnS2)、硫化錫(II)(SnS) 、硒化錫(II)(SnSe)、碲化錫(II)(SnTe)、硫化鉛(II)(PbS) 、硒化鉛(II)(PbSe)、碲化鉛(II)(PbTe)等週期表第14族元 素和週期表第16族元素的化合物、氮化硼(BN)、磷化硼 (BP)、砷化硼(BAs)、氮化鋁(A1N)、磷化鋁(A1P)、砷化鋁 (AlAs)、銻化鋁(AlSb)、氮化鎵(GaN)、磷化鎵(GaP)、砷 化鎵(GaAs)、銻化鎵(GaSb)、氮化銦(InN)、磷化銦(InP) 、砷化銦(InAs)、銻化銦(lnsb)等週期表第13族元素和週 期表第15族元素的化合物(或ΠΙ_ν族化合物半導體)、硫 化鋁(A12S3)、硒化鋁(Al2Se3)、硫化鎵(Ga2S3)、硒化鎵 -32- 200811859 (30) (Ga2Se3)、碲化鎵(Ga2Te3)、氧化銦(Ιη203)、硫化銦 (In2S3)、硒化銦(In2Se3)、碲化銦(In2Te3)等週期表第13 族元素和週期表第16族元素的化合物、氯化鉈(I) (T1C1) 、溴化鉈(I)(TlBr)、碘化鉈⑴以⑴等週期表第”族元素 在 和週期表第1 7族元素的化合物、氧化鋅(ΖηΟ)、硫化鋅 ' (ZnS)、硒化鋅(ZnSe)、碲化鋅(ZnTe)、氧化鎘(CdO)、硫 ψ ' 化鎘(CdS_>、硒化鎘(Cds-e)、碲化鎘(CdTe)、硫化汞(HgS) _ 、硒化汞(HgSe)、碲化汞(HgTe)等週期表第12族元素和 週期表第16族元素的化合物(或II-VI族化合物半導體)、 硫化砷(III)(As2S3)、硒化砷(III)(As2Se3)、碲化砷 (III)(As2Te3)、硫化銻(III)(Sb2S3)、硒化銻(III)CSb2Se3)、 碲化銻(III)(Sb2Te3)、硫化鉍(III)(Bi2S3)、硒化鉍 (III)(Bi2Se3)、碲化鉍(III)(Bi2Te3)等週期表第15族元素 和週期表第16族元素的化合物、氧化銅(I)(Cu20)、硒化 ^ 銅(I)(Cu2S〇、等週期表第1 1族元素和週期表第16族元 φ 素的化合物、氯化銅(I)(CuCl)、溴化銅(I)(CuB〇、碘化銅 (I) (CuI)、氯化銀(AgCl)、溴化銀(AgBr)等週期表第11族 元素和週期表第17族元素的化合物、氧化鎳(II)(NiO)等 週期表第1 〇族元秦和週期表第1 6族元素的化合物、氧化 鈷(II)(CoO)、硫化鈷(II)(CoS)等週期表第9族元素和週期 表第16族元素的化合物、四氧化三鐵(Fe304)、硫化鐵 (II) (FeS)等週期表第8族元素和週期表第16族元素的化 合物、氧化錳(II) (MnO)等週期表第7族元素和週期表第 16族元素的化合物、硫化鉬(IV)(M〇S2)、氧化鎢 -33- 200811859 (31) (IV) (W02)等週期表第6族元素和週期表第16族元素的化 合物、氧化釩(π)(νο)、氧化釩(IV)(V02)、氧化鉅 (V) (Ta205)等週期表第5族元素和週期表第16族元素的化 合物、氧化鈦(Ti02、Ti205、Ti203、Ti509等)等週期表第 . 4族元素和週期表第1 6族元素的化合物、硫化鎂(MgS)、 : 硒化鎂(MgSe)等週期表第2族元素和週期表第16族元素 ; 的化合物、氧化鎘(II)鉻(III)(CdCr204)、硒化鎘(II)鉻 ^ (III)(CdCr2Se4)、氧化銅(II)鉻(III)(CuCr2S4)、硒化汞(II) 鉻(III)(HgCr2Se4)等硫屬元素尖晶石類、鈦酸鋇(BaTi03) 等。此外,G.Schmid 等;在 Adv.Mater·,4 卷,494 頁 (1991)牛所報告之(BN)75(BF2)15F15,或 D.Fenske 等;在 Angew.Chem.Int.Ed.Engl., 29 卷,14 5 2 頁(1990)中所報告 之Cn146Se73(三乙基膦)22這類構造確定的半導體叢集也可 被同樣舉例。 . 一般而言熱可塑性樹脂的dn/dT係帶有負値。亦即隨 Φ 著溫度上升,折射率會變小。因此爲了有效縮小熱可塑性 樹脂組成物的丨dn/dT丨,理想是使用dn/dT較大的微粒 子來分散之。當使用了和熱可塑性樹脂的dn/dT持有相同 符號之微粒子時,微粒子的dri/dT的絕對値,理想上是要 小於作爲母材之熱可塑性樹脂的dn/dT。甚至,和作爲母 材之熱可塑性樹脂的dn/dT符號相反的dn/dT之微粒子, 亦即具有正値之dn/dT的微粒子,更可理想使用。藉由使 此種微粒子分散於熱可塑性樹脂中,就可以少量達到有效 減少熱可塑性樹脂組成物的I dn/dT丨。被分散之微粒子 -34- 200811859 (32) 的 dn/dT,係雖然可隨著作爲母材之熱可塑性樹脂的 dn/dT値來做適宜選擇,但一般而言可理想用於光學元件 的熱可塑性樹脂中分散有微粒子的情況下,微粒子的 dn/dT是大於-201(Γ6者較爲理想,大於-101(Γ6者則更爲理 想。作爲dn/dT大的微粒子,可理想使用的有例如氮化鎵 、硫化鋅、氧化鋅、鈮酸鋰、鉬酸鋰等。 另一方面,I在熱可塑性樹脂中分散微粒子之際,作 爲母材之熱可塑性樹脂和微粒子之折射率的差越小則越理 想。發明者們檢討的結果,得知若熱可塑性樹脂和所分散 之微粒子的折射率之差較小,則在光透過時較難引起散亂 。在熱可塑性樹脂中分散微粒子之際,雖然粒子越大、在 光透過時越容易引起散亂,但若熱可塑性樹脂和所分散之 微粒子的折射率之差越小,則即使使用比較大的微粒子, 光散亂的發生程度也會較小。熱可塑性樹脂和所分散之微 粒子的折射率之差,理想係爲0〜0.3之範圍,更理想係 爲0〜0.1 5之範圍。 作爲光學材料而可理想使用之熱可塑性樹脂的折射率 爲1.4〜1.6左右的情況較多,作爲分散在這些熱可塑性樹 脂中的材料,係例如 Silica(氧化矽)、碳酸鈣、磷酸鋁 (A1P)、氧化鋁、氧化鎂、鋁鎂氧化物等可被理想使用。 又可知,藉由分散折射率較低之微粒子,就可有效縮 小熱可塑性樹脂組成物的dn/dT。關於分散折射率較低之 微粒子的熱可塑性樹脂組成物的| dn/dT丨會變小的理由 ’雖然細節不甚明瞭,但可以推想爲,樹脂組成物中的無 -35- 200811859 (33) 機微粒子的體積分率之溫度變化,可能是微粒子的折射率 越低,則會使樹脂組成物的丨dn/dT丨往越小的方向移動 。作爲折射率較低的微粒子,例如有Silica(氧化矽)、碳 酸鈣、磷酸鋁可被理想使用。 . 由於熱可塑性樹脂組成物的dn/dT降低效果、光透過 ^ 性、所望折射率等要使其全部同時提升是有困難的,被分 > 散在熱可塑性樹脂中的微粒子,係隨著熱可塑性樹脂組成 ^ 物所要求之特性,可考慮微粒子本身的dn/dT之大小、微 粒子之dn/dT和作爲母材之熱可塑性樹脂之dn/dT的差、 及微粒子的折射率等來做適宜選擇。甚至,與作爲母材之 熱可塑性樹脂的適合性,亦即對熱可塑性樹脂-的分散性, 適宜選擇難以引起散亂之微粒子來使用,則就維持光透過 性而言,是較爲理想的。 例如,當光學元件上理想使用環狀烯烴聚合物爲母材 . 時,作爲能夠一面維持光透過性一面能縮小丨dn/dT |的 Φ 微粒子,係可理想使用氧化矽。 上記微粒子,係可使用1種類的無機微粒子,或者也 可倂用複數種類的無機微粒子。藉由使用具有不銅性質的 • 複數微粒子,就可使需要的特性更有效率地提升。 又,本發明所論之無機微粒子,係平均粒子徑爲1 nm 以上、30nm以下爲理想;lnm以上、20nm以下則較爲理 想;更理想則爲Inm以上、lOnm以下。當平均粒子徑未 滿1 nm時,無機微粒子之分散會變爲困難而恐怕難以獲得 所望之性能,因此平均粒子徑1 nm以上較爲理想;又若平 -36 - 200811859 (34) 均粒子徑超過3 Onm,則所得之熱可塑性材料組成物會混 濁而降低透明性,恐怕導致光線穿透率不到70%,因此平 均粒子徑30nm以下較爲理想。此處所謂平均粒子徑,係 將各粒子換算成同體積之球體時的直徑(球體換算粒徑)的 _ 體積平均値。 ' 再者,無機微粒子的形狀,雖無特別限定,但理想上 ; 是使用球狀的微粒子。具體而言,粒子的最小徑(拉出外 0 切於微粒子外周的2條切線時,該當切線間之距離的最小 値)/最大徑(拉出外切於微粒子外周的2條切線時,該當切 線間之距離的最大値),理想係爲0 · 5〜1.0,更理想則爲 0 · 7 〜1.0 〇 又,關於粒子徑的分布雖無特別限制,但爲了更有效 率展現效果,與其具有廣泛分布者,不如使用分布較窄者 ,較爲適合。 . 關於接物光學元件,記載如下。接物光學元件之至少 φ 一倜光學面,是具有中央領域、和中央領域周圍的周邊領 域。更理想是,接物光學元件之至少一個光學面,在其周 邊領域的周圍,具有最周邊領域。藉由設置最周邊領域, 就可對高NA的光碟進行更適切的記錄及/或再生。雖然中 央領域係爲含有接物光學元件之光軸的領域時較爲理想, 但亦可不含。中央領域、周邊領域及最周邊領域係被設在 同一光學面上,較爲理想。如圖1所示,中央領域CN、 周邊領域MD、最周邊領域〇1^,係在同一光學面上,被設 置成以光軸爲中心的同心圓狀,較爲理想。又,在接物光 -37- 200811859 (35) 學元件的中央領域係設有第一光程差賦予構造,在周邊領 域係設有第二光程差賦予構造。具有最周邊領域的情況下 ,最周邊領域係可爲折射面,或可在最周邊領域設置第三 光程差賦予構造。中央領域、周邊領域、最周邊領域理想 r 上係彼此相鄰,但即使有些微間隙隔開亦無妨。 . 第一光程差賦予構造,係被設在接物光學元件之中央 ^ 領域的面稹之7 〇%以上之領域,較爲理想·,更理想則爲 φ 90%以上。較佳爲,第一光程差-賦予構造,是被設在中央 領域的全面。第二光程差賦予構造,係被設在接物光學元 件之周邊領域的面積之7 0 %以上之領域,較爲理想;更理 想則爲90%以上。較佳爲,第二光程差陚予構造,是被設 在周邊領域的全面。第三光程差賦予構造,係被設在接物 光學元件之最周邊領域的面積之70%以上之領域,較爲理 想;更理想則爲90%以上。較佳爲,第三光程差賦予構造 . ,是被設在最周邊領域的全面。 Φ 此外,本說明書中所謂光程差陚予構造,係爲對入射 光束附加光程差之構造的總稱。光程差賦予構造中,係亦 包含賦予相位差的相位差賦予構造。又,相位差賦予構造 中亦包含繞射構造。光程差賦予構造,係具有階差,理想 上係具有複數階差。藉由該階差,就可對入射光束來附加 光程差及/或相位差。藉由光程差賦予構造所附加的光程 差,係可爲入射光束之波長的整數倍,也可以是入射光束 波長的非整數倍。階差係可在光軸垂直方向上保有週期性 的間隔而配置,也可在光軸垂直方向上保有非週期性的間 -38 - 200811859 (36) 隔而配置。 光程差賦予構造,係具有以光軸爲中心之同心圓狀的 複數輪帶,較爲理想。又,光程差賦予構造,係可採取各 式各樣的剖面形狀(在含光軸的面上的剖面形狀)。作爲最 .一般的光程差賦予構造的剖面形狀,係如圖2(a)所記載, ~ 光程差賦予構造的含光軸之剖面形狀係爲鋸齒狀。在平面 • 的光學元件上殺置光程差賦予構造時,雖然剖-面看來呈階 ^ 梯狀,但在非球面透鏡面等設置同樣的光程差賦予構造時
W ,則會看似如圖2(a)所示的鋸齒狀之剖面形狀。因此,於 本說明書中所述的鋸齒狀之剖面形狀,係也包含了階梯狀 的剖面形狀。本說明.的第一光程差賦予構造及第二光程 差賦予構造,係亦可爲將該剖面形狀不同之鋸齒狀光程差 賦予構造加以重疊而成之構造。例如,圖2(b)係細緻鋸齒 狀構造和粗大鋸齒狀構造重疊而成之構造。 . 又,在接物光學元件之中央領域所設置之第一光程差 φ 賦予構造,和在接物光學元件之周邊領域所設置之第二光 程差賦予構造,雖然可被設在接物光學元件的不同光學面 ,但設在同一光學面較爲理想。藉由設在同一光學面,可 減少製造時的偏芯誤差,因此較理想。又,第一光程差賦 予構造及第二光程差賦予構造,係與其設在接物光學元件 之光碟側的面,不如設在接物光學元件之光源側的面,較 爲理想。又,當接物光學元件係將具有第三光程差賦予構 造之最周邊領域加以具有時,第三光程差賦予構造也是被 設在和第一光程差賦予構造及第二光程差賦予構造同一光 -39- 200811859 (37) 學面,較爲理想。 此外,當接物光學元件是具有第四光程差賦予構造時 ,則是被設置在,不同於第一光程差賦予構造及第二光程 差賦予構造所被設置之光學面的其他光學面’較爲理想。 ^ 又,第四光程差賦予構造,係被設在接物光學元件的光碟 ^ 側的面,較爲理想。 = 接物光學元件,係使通過了接-物光學元件設有第一光 0 程差賦予構造之中央領域的第一光束、第二光束及第三光 束,聚光成分別形成聚光光點。理想爲,接物光學元件, 係使通過了接物光學元件設有第一光程差賦予構造之中央 領域的第一光束,聚光在第1光碟之資訊記錄面上而能進 行資訊記錄及/或再生。又,接物光學元件,係使通過了 接物光學元件設有第一光程差賦予構造之中央領域的第二 光束,聚光在第2光碟之資訊記錄面上而能進行資訊記錄 . 及/或再生。然後,接物光學元件,係使通過了接物光學 φ 元件設有第一光程差賦予構造之中央領域的第三光束,聚 光在第3光碟之資訊記錄面上而能進行資訊記錄及/或再 生。又,當第1光碟之保護基板的厚度tl和第2光碟之 保護基板的厚度t2不同時,第一光程差賦予構造,係對 通過了第一光程差賦予構造的第一光束及第二光束,補正 因第1光碟之保護基板厚度tl和第2光碟之保護基板厚 度t2之差異所產生的球面像差及/或因第一光束和第二光 束之波長差異所產生的球面像差,較爲理想。再者,第一 光程差賦予構造,係對通過第一光程差賦予構造的第一光 -40- 200811859 (38) 束及第三光束,補正因第1光碟之保護基板的厚度tl和 第3光碟之保護基板的厚度t3之差異所產生的球面像差 及/或因第一光束和第三光束之波長差異所產生之球面像 差,較爲理想。 : 又,藉由通過接物光學元件之第一光程差賦予構造的 : 第三光束,形成了使形成第三光束之光點的點徑成爲最小 ^ 的第一最佳焦點、和使形成第三光束之光點的點徑成爲從 φ 第一最佳焦點算來其次小的第二最佳焦點。此處,所謂的 最佳焦點,係指光束腰部是在某個散焦範圍內而成爲極小 的點。換言之,藉由第三光束,來形成第一最佳焦點及第 二最佳焦點,這件事就意味著,於第-三-光"束中,某個散焦 範圍內光束腰部呈極小的點,是至少存在有2點。此外, 通過了第一光程差賦予構造的第三光束中,光量最大的繞 射光是形成第一最佳焦點,光量次大的繞射光是形成第二 ' 最佳焦點,較爲理想。又,形成第一最佳焦點的繞射光的 S 繞射效率,是大於形成第二最佳焦點的繞射光的繞射效率 ,其兩者的差爲15%以上(理想爲30%以上)的時候,可提 升第三光束之光利用效率之此種本發明的效果可更爲顯著 〇 此外,雖然第一最佳焦點中由第三光束所形成的光點 是被用於第3光碟的記錄及/或再生,第二最佳焦點中由 第三光束所形成的光點是不被用於第3光碟的記錄及/或 再生,較爲理想;但是,這並未否定第一最佳焦點中由第 三光束所形成的光點是不被用於第3光碟的記錄及/或再 -41 - 200811859 (39) 生,第二最佳焦點中由第三光束所形成的光點是 3光碟的記錄及/或再生之樣態的存在。此外,第 賦予構造,是被設在接物光學元件之光源側的面 考慮爲,第二最佳焦點係較第一最佳焦點更爲靠 學元件,或著更爲遠離之兩種情形。例如,當第 〇次繞射光是形成了第二最佳焦點時,則第二最 位置,係較第三光束的1次繞射光所形成的第一 ,更爲靠近接物光學元件。另一方面,當第三光 繞射光是形成了第二最佳焦點時,則第二最佳焦 ,係較第三光束的1次繞射光所形成的第一最佳 爲遠離接物光學元件。 再者,第一最佳焦點和第二最佳焦點,係滿 (1)。 被用於第 一光程差 時,則可 近接物光 三光束的 佳焦點的 最佳焦點 隶的2次 點的位置 焦點,更 足下記式 0 < L/f < 0.05 ⑴ 其中,f[mm]係指通過第一光程差賦予構造,形 佳焦點的第三光束的焦距,L[mm]係指第一最佳 二最佳焦點間的距離。 此外,滿足下記式(1’ )則較爲理想。 成第~最 焦點和第 0.0 1 ^ L/f^ 0.043 (Γ 更理想則爲,滿足下記式(1 ”)。 -42- 200811859 (40) 0.016^ L/i£ 0.042 (1,,) 又,L係爲〇.〇3mm以上、0.11mm以下,較爲理想。 再者,f係爲1 · 8mm以上、3.0mm以下,較爲理想。 爲了要一面提升第3光碟的記錄及/或再生時的光利 用效率,一面在第1光碟及第2光碟的記錄及/或再生時 維持充分的光利用效率,則滿足以上記式(1>、(1’ )或( 1”),係較爲理想。 又,接物光學元件,使通過了接物光學元件設有第二 光程差賦予構造之周邊領域的第一光束及第二光束,聚光 成分別形成聚光光點。理想爲,接物光學元件,係使通過 了接物光學元件設有第二光程差賦予構造之周邊領域的第 一光束,聚光在第1光碟之資訊記錄面上而能進行資訊記 錄及/或再生。又,接物光學元件,係使通過了接物光學 元件設有第二光程差賦予構造之周邊領域的第二光束,聚 光在第2光碟之資訊記錄面上而能進行資訊記錄及/或再 生。又,當第1光碟之保護基板的厚度tl和第2光碟之 保護基板的厚度t2不同時,第二光程差賦予構造,係對 通過了第二光程差賦予構造的第一光束及第二光束,補正 因第1光碟之保護基板厚度11和第2光碟之保護基板厚 度t2之差異所產生的球面像差及/或因第一光束和第二光 束之波長差異所產生的球面像差,較爲理想。 又,作爲理想形態是舉例爲,通過周邊領域的第三光 束,係不被用於第3光碟之記錄及/或再生的樣態。通過 -43- 200811859 (41) 周邊領域的第三光束,是不會對第3光碟之資訊記錄面上 的聚光光點之形成有所參與,較爲理想。亦即,通過接物 光學元件之設有第二光程差賦予構造之周邊領域的第三光 束,係在第3光碟之資訊記錄面上形成眩光’較爲理想。 . 如圖3所示,通過接物光學元件的第三光束,在前記第3 ^ 光碟之資訊記錄面上所形成的光點當中,從光軸側(或光 ^ 點中心部)起往外側,依序具有:光量密度高的光點中心 φ 部S CN、光量密度低於前記光點中心部的光點中間部SMD 、光量密度高於光點中間部且低於光點中心部的光點周邊 部SOT。光點中心部是被用於第3光碟的資訊記錄及/或 再生,光點中間部及光點周邊部是不被用於第3光碟的資 訊記錄及/或再生。於上記中,將該光點周邊部稱爲眩光 。亦即,通過接物光學元件之周邊領域中所設置之第二光 程差賦予構造的第三光束’係在第3光碟之資訊記錄面上 - ,形成光點周邊部。此外’此處所述第三光束的聚光光點 Φ 或光點,係爲第一最佳焦點上的光點,較爲理想。又’通 過了接物光學元件的第二光束中,形成在第2光碟之資訊 記錄面上的光點,理想上也是具有光點中心部、光點中間 部、光點周邊部。 此外,藉由在接物光學元件之周邊領域設置第二光程 差賦予構造,使通過接物光學元件之周邊領域的第三光束 ,會在第3光碟之資訊記錄面上形成眩光之構成的情況下 ,則當爲了進行第1光碟的記錄及/或再生而使用第一光 束,且第1波長是從設計波長變化偏離、或發生溫度變化 -44 - 200811859 (42) 之際,會有高次球面像差大幅發生之問題。此外,此處所 謂高次的球面像差,係指5次以上、9次以下的球面像差 。於是,藉由使第二光程差賦予構造是具有後述的第二基 礎構造、第四基礎構_造或第五基礎構造,就可在即使對第 一光碟使用第一光束、且第1波長是從設計波長變化偏離 、或發生溫度變化時,都能降低高次的球面像差。尤其理 想則是,滿足下記式(2)及(2 ’ )。更理想則爲,滿-足下記 式(2,,)。 δ SAH/ δ λ ^ 0.010(λ rms/nm) (2) δ 8ΑΗ =,(( 5 SA5)2 + ( 5- SA7)2 + ( 5 SA9)2) (2,) δ SAH/(5 λ ^ 0.0 08( λ rms/nm) (2” ) 其中,5 SA5係指,使用波長是從40 8nm之使用波長偏離 開來的波長λχ之光束,來進行第1光碟的記錄及/或再生 之際,於波長λχ之光束的對接物光學元件的倍率且3次 球面像差SA3是變成0的倍率下,所產生的5次球面像差 ;5 SA7係指,使用波長λχ之光束,來進行第1光碟的 記錄及/或再生之際,於波長λχ之光束的對接物光學元件 的倍率且3次球面像差SA3是變成0的倍率下,所產生的 7次球面像差;(5 SA9係指,使用波長是從40 8nm之使用 波長偏離開來的波長λχ之光束,來進行第1光碟的記錄 及/或再生之際,於波長λχ之光束的對接物光學元件的倍 率且爲3次球面像差SA3是變成〇的倍率下,所產生的9 -45- 200811859 (43) 次球面像差;5又係指408nm和λχηιη的差的絕對値。此 外,(5 λ係爲10nm以下,較爲理想。 又,爲了減低高次的球面像差,令接物光學元件的半 徑方向之_從光軸起算之距離爲橫軸、第一光束通過接物光 學元件之際被接物光學元件所賦予之光程差爲縱軸而作成 的圖形中,接物光學元件的第一波長之設計波長起偏離 5 nm之波長下的圖形是具有不連續都,且不連續部上的光 程差的躍幅,係爲0以上、〇·2λ1以下,較爲理想。此外 ,當光程差的躍幅爲0時,就表示圖形是不具有不連續部 〇 又,第二光程差賦予構造,係對通過了第二光程差"賦 予構造的第一光束及第二光束,補正因第一光源或第二光 源之波長些微變動所產生的球色差(色球面像差),較爲理 想。所謂波長些微變動,係指±l〇nm以內的變動。例如, 第一光束是對波長λ 1變化:t 5 nm之際,藉由第二光程差賦 予構造,補償曾通過周邊領域之第一光束的球面像差變動 ,使得第1光碟之資訊記錄面上的波面像差的變化量在 Ο.ΟΙΟλ Irms以上、0.095A Irms以下,較爲理想。又,第 二光束是對波長λ2變化±5nm之際,藉由第二光程差賦予 構造,補償曾通過周邊領域之第二光束的球面像差變動’ 使得第2光碟之資訊記錄面上的波面像差的變化量在 0.002 λ 2rms以上、0.03 λ 2rms以下,較爲理想。藉此, 身爲光源的雷射之波長的製造誤差或個體差所導致之波長 參差所造成的像差,就可被補正。 -46- 200811859 (44) 第二光程差賦予構造,係也會對通過了第二光程差賦 予構造的第一光束及第二光束,補正因接物光學元件的溫 度變化所產生的球面像差,較爲理想。例如,接物光學元 件的溫度是在土3 0 °C變化之際,藉由第二光程差賦予構造 . ,補償通過了周邊領域之第一光束或第二光束的球面像差 ^ 變動,使得第1光碟之資訊記錄面上的波面像差的變化量 ^ 是在G.0-1G λ l-r-ms以上、0.09-5 λ Irms以下,並使第2光 φ 碟之資訊記錄面上的波面像差的變化量是在0.002 λ 2rms 以上、0.03A2rms以下,較爲理想。 當接物光-學元件具有最周邊領域時,接物光學元件, 係將通過接物光學元件之最周邊領域的第一光束,聚光在 第1光碟之資訊記錄面上而能夠進行資訊記錄及/或再生 。又,通過最周邊領域之第一光束中,在第1光碟的記錄 及/或再生時,其球面像差有受到補正,較爲理想。 - 又,作爲理想形態是舉例爲,通過最周邊領域的第二 _ 光束,係不被用於第2光碟之記錄及/或再生;而通過最 周邊領域的第三光束,係不被用於第3光碟之記錄及/或 再生的樣態。通過最周邊領域的第二光束及第三光束,是 都不會對第2光碟及第3光碟之資訊記錄面上的聚光光點 之形成有所參與,較爲理想。亦即,當接物光學元件具有 最周邊領域時,通過接物光學元件之最周邊領域的第三光 束,係在第3光碟之資訊記錄面上形成眩光,較爲理想。 係想 mil ’ 理 束爲 光較 三 , 第部 的邊 域周 領點 邊光 周成 最形 之, 件上 元面 學錄 光記 物訊 接資 過之 通碟 , 光 之 3^一目第 換在 -47- 200811859 (45) 。又,當接物光學元件具有最周邊領域時,通過接物光學 元件之最周邊領域的第二光束,係在第2光碟之資訊記錄 面上形成眩光,較爲理想。換言之,通過接物光學元件之 最周邊領域的第二光束,係在第2光碟之資訊記錄面上, . 形成光點周邊部,較爲理想。 1 ~ 當最周邊領域具有第三光程差賦予構造時,第三光程 , 差賦予構造係亦可設計成,對通過第三光程差賦予構造之 Φ 第一光束,補正因第一光源之波長些微變動所產生的球色 差(色球面像差)。所謂波長些微變動,係指± 1 〇nm以內的 變動。例如,第一光束是對波長λ 1變化±5 nm之際,藉由 第三光程差賦予構造,補償曾-通過最周邊領域之第一光束 的球面像差變動,使得第1光碟之資訊記錄面上的波面像 差的變化量在 Ο.ΟΙΟλ Irms以上、0.095 Λ Irms以下,較 爲理想。 • 第三光程差賦予構造,係也會對通過了第三光程差賦 Φ 予構造的第一光束,補正因接物光學元件的溫度變化所產 生的球面像差,較爲理想。例如,接物光學元件的溫度是 在±30t變化之際,藉由第三光程差賦予構造,補償曾通 過最周邊領域之第一光束的球面像差變動,使得第1光碟 之資訊記錄面上的波面像差的變化量在O.OlOXlrms以上 、0.09 5Xlrms以下,較爲理想。 此外’第一光程差賦予構造,係爲至少具有第一基礎 構造之構造,較爲理想。 第一基礎構造,係使通過第一基礎構造之第一光束的 -48- 200811859 (46) 1次繞射光量會大於其他任何次數之繞射光量,使第二光 束的1次繞射光量會大於其他任何次數之繞射光量,使第 三光束的1次繞射光量會大於其他任何次數之繞射光量的 光程差賦予構造。又,第一基礎構造,係爲使通過了第一 t 基礎構造之第一光束、第二光束及第三光束之繞射角變成 t ~ 各自不同的光程差賦予構造,較爲理想。又,第一基礎構 1 造前光軸方向之階差量,係爲能夠對第1光束賦予第1波 ^ 長之約1波長份的光程差,對第2光束賦予第2波長之約 0.6波長份的光程差,對第3光束賦予第3波長之約0.5 波長份的光程差的此種階差量,較爲理想。 又,爲了補正基於溫度變化而發生的球面像差之目的 ,爲了補正色像差之目的及/或爲了在進行所有種類光碟 的記錄及/或再生時使平行光或略平行光入射至接物光學 元件之目的,亦可將在第一基礎構造上重疊了第三基礎構 , 造或第五基礎構造而成的構造,當作是第一光程差賦予構 • 造。 第三基礎構造,係使通過了第三基礎構造之第一光束 的2次繞射光量會大於其他任何次數之繞射光量,使第二 光束的1次繞射光量會大於其他任何次數之繞射光量,使 第三光束的1次繞射光量會大於其他任何次數之繞射光量 的光程差賦予構造。第三基礎構造,係使通過第三基礎構 造之第二光束之繞射角,異於第一光束及第三光束之B射 角的光程差賦予構造,較爲理想。又,第三基礎構造的光 軸方向之階差量,係爲能夠對第1光束賦予第1波長之約 -49- 200811859 (47) 2波長份的光程差,對第2光束賦予第2波長之約1 ·2波 長份的光程差,對第3光束賦予第3波長之約1波長份的 光程差的此種階差量,較爲理想。第五基礎構造,係使通 過第五基礎構造之第一光束的10次繞__射光量會大於其他 . 任何次數之繞射光量,使第二光束的6次繞射光量會大於 ' 其他任何次數之繞射光量,使第三光束的5次繞射光量會 ♦ : 大於其他任何次數之繞射光量的光程差賦予構造&第五基- 0 礎構造的光軸方向之階差量,係爲能夠對第1光束賦予第 1波長之約1 〇波長份的光程差,對第2光束賦予第2波長 之約6波長份的光程差,對第3光束賦予第3波長之約5 波長份的光程差的此種階差量,較爲理想。 又,第二光程差賦予構造,係爲至少具有所定之基礎 構造的構造。 所謂所定之基礎構造,係使通過了所定之基礎構造之 . 第一光束的X次繞射光量會大於其他任何次數之繞射光量 Φ ,使第二光束的y次繞射光量會大於其他任何次數之繞射 光量的光程差賦予構造。此外,X和y,係滿足下記式(8) 〇 〇·9 · (X · λ l)/(nl-l)S (y · λ 2)/(n2-l)S 1·2 · (x · λ l)/(nl—1) (8) 其中,x係指〇以外的整數;y係指〇以外的整數;ηΐ係 指接物光學元件的第一光束下的折射率;n2係指接物光學 元件的第二光束下的折射率。 - 50- 200811859 (48) 作爲滿足上記式(8)的基礎構造係可舉例如,第二基礎 構造、第四基礎構造或前述之第五基礎構造等。 第二基礎構造,係爲使通過了第二基礎構造之第一光 束的5次繞射光量會大於其他任何次數之繞射光量,使第 , 二光束的3次繞射光量會大於其他任何次數之繞射光量, ' 使第三光束的3次及2次繞射光量會大於其他任何次數之 恭 ^ 繞射光量的光程差賦予構造。此外,於第三光束中,3次 赢 繞射光量,是若干大於2次繞射光量,較爲理想。第二基 礎構造的光軸方向之階差量,係爲能夠對第1光束賦予第 1波長之約5波長份的光程差,對第2光束賦予第2波長 之-約3波長份的光程差,-對第3光束賦予第3波長之約 2.5波長份的光程差的此種階差量,較爲理想。第四基礎 構造,係使通過第四基礎構造之第一光束的3次繞射光量 會大於其他任何次數之繞射光量,使第二光束的2次繞射 . 光量會大於其他任何次數之繞射光量,使第三光束的2次 Φ 及1次繞射光量會大於其他任何次數之繞射光量的光程差 賦予構造。此外,於第三光東中,2次繞射光量,是若千 大於1次繞射光量,較爲理想。又,第四基礎構造的光軸 方向之階差量,係爲能夠對第1光束賦予第1波長之約3 波長份的光程差,對第2光束賦予第2波長之約1.9波長 份的光程差,對第3光束賦予第3波長之約1.6波長份的 光程差的此種階差量,較爲理想。此外,第二基礎構造、 第四基礎構造及第五基礎構造(尤其是第二基礎構造及第 五基礎構造),係在溫度上升,使得第一光源、第二光源 -51 - 200811859 (49) , 及第三光源前波長變長之際,具有使球面像差降低(under) 的機能;藉此,可使隨著溫度上升時塑膠之折射率降低而 導致之球面像差的過度(over)獲得補償,可獲得良好的球 面像差。此外,相較於第五基礎構造,第二基礎構造比較 , 能使階差的深度設計成較淺。又,第二光程差賦予構造的 1 '第二基礎構造、第四基礎構造或第五基礎構造,係亦可被 .岭 : 設置在和其他基礎構造不同的母非球面(基礎面)。又,第 Φ 二光程差賦予構造的第二基礎構造、第四基礎構造或第五 基礎構造,係對入射光束賦予上述光程差,並且第二基礎 構造、第四基礎構造或第五基礎構造是被設置在,以盡量 不會影響入射光束之方向的方式而被設定的母非球面(基 礎面)上,較爲理想。甚至,第二光程差賦予構造的第二 基礎構造、第四基礎構造或第五基礎構造,係在和光軸正 交方向上從光軸離開,往光學元件的內側咬入,以某處爲 . 交界,又從光軸離開,朝向光學元件外側之構造,較爲理 Φ 想。(亦即,漸漸越來越深,但是到了某處交界就變淺的 構造,較爲理想。) 此外,理想係爲,滿足下記式(8’ )。 0.95 - (X . A l)/(nl-l)^ (y · Λ 2)/(nl-l)^ 1.05 · (χ · λ 1)/(η1-1) (8,) 作爲滿足上記式(8,)的基礎構造係可舉例如,第二基 礎構造或第五基礎構造等。此外,第四基礎構造,係不滿 -52- 200811859 (50) 足式(8’ )。 又,第二光程差賦予構造,係爲前述所定之基礎構造 上重疊了其他基礎構造而成之構造,較爲理想;作爲其他 基礎構造,係爲前述之第三基礎構造、第四基礎構造或第 , 六基礎構造之任一者,較爲理想。第六基礎構造,係使通 ~ 過第六基礎構造之第一光束的0次繞射光量會大於其他任 何次數之繞射光量,使第二光束的1次繞射光量會大於其 0 他任何次數之繞射光量,使第三光束的0次繞射光量會大 於其他任何次數之繞射光量的光程差賦予構造。第六基礎 構造,係爲複數具有4階之小階梯狀構造的構造爲較佳; 小階梯狀構造的一階的光軸方向之階差量,係爲第1光 束賦予第1波長之約2波長份的光程差,對第2光束賦予 第2波長之約1.2波長份的光程差,對第3光束賦予第3 波長之約1波長份的光程差的此種階差量;4階之小階梯 、 狀構造全體來看,係爲對第1光束賦予第1波長之約8波 φ 長份的光程差,對第2光束賦予第2波長之約5波長份的 光程差,對第3光束賦予第3波長之約4波長份的光程差 的此種構造,較爲理想。 又,爲了補正色像差之目的及/或爲了對所有種類之 光碟的記錄及/或再生時使平行光或略平行光入射至接物 光學元件之目的’亦可在第二光程差賦予構造上,再重疊 了第三基礎構造。 甚至,當接物光學元件爲塑膠透鏡時,具有著具有第 三光程差賦予構造的最周邊領域,較爲理想。此時,第三 -53- 200811859 (51) 光程差賦予構造,係爲至少具有第一基礎構造、第二基礎 構造、第三基礎構造、第四基礎構造、第五基礎構造或第 八基礎構造之任一者的構造,較爲理想。第八基礎構造, 係使通過第八基礎構造之第一光束的4次繞射光量會大於 、 其他任何次數之繞射光量,使第二光束的3次及2次繞射 \ 光量會大於其他任何次數之繞射光量,使第三光束的2次 ^ I射光量會大於其他任何次數之繞射光量的光程差賦予構 造。又,第八基礎構造的光軸方向之階差量,係爲能夠對 第1光束賦予第1波長之約4波長份的光程差,對第2光 束賦予第2波長之約2.5波長份的光程差,對第3光束賦 予第3波長之約2波長份的光程差的此種階差量,較爲理 想。此外,當第二光程差賦予構造是具有第三基礎構造時 ,第三光程差賦予構造係具有第一基礎構造、第二基礎構 造、第四基礎構造、第五基礎構造或第八基礎構造,較爲 _ 理想。另一方面,當第二光程差賦予構造是具有第四基礎 φ 構造時,第三光程差賦予構造係具有第一基礎構造、第二 基礎構造、第三基礎構造、第五基礎構造或第八基礎構造 ,較爲理想。又,從製造上的觀點來看,第二基礎構造係 因爲製造容易而較爲理想。又,站在爲了使伴隨溫度變化 或波長變化而來的繞射效率或光利用效率之變化幅度更爲 減小的觀點,雖然第三基礎構造或第四基礎構造是較爲理 想,但特別是在第四基礎構造中,穿透率係會若千降低。 因此,可隨著目的,來選擇第三光程差賦予構造的基礎構 造。 -54- 200811859 (52) 當接物光學元件係爲玻璃透鏡或非熱變樹脂所成之透 鏡時,具有屬於折射面的最周邊領域,較爲理想。 此外,第一光程差賦予構造、第二光程差賦予構造、 及第三光程差賦予構造,係亦可分別被分成複數之領域, 每個領域是由互異之基礎構造所成。尤其是,第二光程差 賦予構造及第三光程差賦予構造,係亦可被分成複數之領 域,每個領域是由互異之基礎構造所成。例如,亦可爲, 將第二光程差賦予構造分成靠近光軸側的內側領域和其外 側的外側領域,內側領域係設計成將第二基礎構造和第三 基礎構造_予以重疊而成之構造,外側領域係設計成除了第 二基礎構造和第三基礎構造以外,再加上後述之第七基礎 構造予以重疊而成之構造。 又,站在模具製造容易、模具轉印性良好的觀點來看 ,階差的狹距寬不要過小,較爲理想。因此,在設計將複 數基礎構造重疊來作爲基礎的光程差賦予構造之際’當發 生狹距寬爲5 // m以下之輪帶時,則將此種狹距寬爲5 // m 以下之輪帶去除,以獲得最終的光程差賦予構造’較爲理 想。當狹距寬爲5 // m以下之輪帶爲凸狀時’則將輪帶刨 除而加以去除即可;當狹距寬爲5/zm以下之輪帶爲凹狀 時,則將輪帶塡平而加以去除即可。 因此,至少第一光程差賦予構造的狹距寬係全部大於 5/zm,較爲理想。理想爲,第一光程差賦予構造、桌一光 程差賦予構造及第三光程差賦予構造的所有的狹距寬’都 大於5 μ m。 -55- 200811859 (53) 又,階差量不要過大,較爲理想。當將基礎構造複數 重合所得之作爲基礎的光程差賦予構造的某一輪帶之階差 量是高於基準値時,藉由將輪帶的階差量降低1 〇 · λ B/(I1-1)( // m),就可不影響光學性能,減少過大的階差 . 量。此外,作爲基準値,雖可設定任意的値,但理想係以 K. : 10 · λ B/(n-l)(/z m)爲基準値,較爲理想。λΒ係表示第 i — 一光束的設計波長(以m)。η係表示波長λ B下的光學元件 0 之折射率。 此外,所謂的狹距寬,係指和光軸垂直方向的一個輪 帶的寬度。又,所謂階差量,係指光軸方向的輪帶的階差 的深度。 又,站在細長輪帶越少則在製造上越爲理想的觀點來 看,於第一光程差賦予構造的所有輪帶當中,(階差量/狹 距寬)的値爲1以下較理想,更理想則爲0.8以下。更理想 、 爲,所有光程差賦予構造的所有輪帶當中,(階差量/狹距 Φ 寬)的値均爲1以下較爲理想,更理想則均爲〇 .8以下。 令對第1光碟再生及/或記錄資訊所必須之接物光學 元件的像側開口數爲N A 1,令對第2光碟再生及/或記錄 資訊所必須之接物光學元件的像側開口數爲NA2(NA1 -NA2),令對第3光碟再生及/或記錄資訊所必須之接物光 學元件的像側開口數爲NA3(NA2>NA3PNA1係爲0.8 以上、0.9以下,或者〇 . 5 5以上、0 · 7以下,較爲理想。 尤其是NA1係爲0.85,較爲理想。NA2係爲0·55以上、 0.7以下較爲理想。尤其是ΝΑ2係爲0.60,較爲理想。又 -56 - 200811859 (54) ,NA3係爲〇·4以上、〇·55以下較爲理想。尤其是NA3係 爲0.45或0·53,較爲理想。 接物光學元件之中央領域和周邊領域的交界係被形成 在,於使用第三光束時,相當於0.9 · ΝΑ3以上、1 ·2 · β ΝΑ3以下(更理想則爲0·95 · ΝΑ3以上、1.15 · ΝΑ3以下)
L 之範圍的部份中,較爲理想。更理想爲,接物光學元件之 L 中央領域和周邊領域的交界,係被形成在枏當於N—A 3的 0 部份。又,接物光學元件之周邊領域和最周邊領域的交界 係被形成在,於使用第二光束時,相當於0.9 · NA2以上 、1 ·2 · NA2以下(更理想則爲0·95 · NA2以上、1 · 15 · N-A2以下)之範圍的部份中,·較爲理想。.更理想爲,接物 光學兀件之周邊領域和最周邊領域的交界,係被形成在相 當於NA2的部份。接物光學元件之最外周之外側的交界 係被形成在,於使用第一光束時,相當於0.9 · N A 1以上 . 、1 ·2ΝΑ1 以下(更理想貝IJ 爲 0.95 · ΝΑ1 以上、1·15 · ΝΑ3 0 以下)之範圍的部份中,-較爲理想。更理想爲,接物光學 元件之最外周之外側的交界,係被形成在相當於N A1的 部份。 通過了接物光學元件之第三光束聚光在第3光碟之資 訊記錄面上時,球面像差係至少具有1處不連續部,較爲 理想。此時,不連續部係存在於,使用第三光束時,在 0.9· NA3以上、1·2· NA3以下(更理想則爲〇·95· NA3以 上、1.15 · ΝΑ3以下)之範圍中,較爲理想。又,通過了接 物光學元件之第二光束聚光在第2光碟之資訊記錄面上時 -57- 200811859 (55) 也是,球面像差係至少具有一處不連續部,較爲理想。此 時,不連續部係存在於,使用第二光束時,在〇·9· NA2 以上、1.2 · NA2以下(更理想則爲0·95 · NA2以上、1.1 · NA2以下)之範圍中,較爲理想。 又,當球面像差爲連續、沒有不連續部時,且通過接 物光學元件的第三光束聚光在第3光碟之資訊記錄面上時 ,則在NA2係縱球面像差之絕對値-爲0.办3 // m以上,且 在NA3係縱球面像差之絕對値爲0.02/zm以下,較爲理 想。更理想則是在NA2係縱球面像差之絕對値爲〇.〇 8/z m 以上、且在NA3係縱球面像差之絕對値爲0.01 /z m以下 。又,當通過接物光學元件的第二光束聚光在第2光碟之 資訊記錄面上時,則是在NA1係縱球面像差之絕對値爲 0.0 3 // m以上,且在NA2係縱球面像差之絕對値爲0.005 μ m以下,較爲理想。 又,由於繞射效率係依存於繞射構造的輪帶深度,因 此隨著光拾取裝置的用途,對中央領域之各波長的繞射效 率可做適宜設定。例如,對第1光碟進行記錄及再生,對 第2、第3光碟僅進行再生的光拾取裝置的情況下,係將 中央領域及/或周邊領域的繞射效率設定成重視第一光束 ,較爲理想。另一方面,對第1光碟僅進行再生,對第2 、第3光碟進行記錄及再生的光拾取裝置的情況下,係中 央領域的繞射效率係設成重視第二、第三光束,周邊領域 的周邊領域係設成重視第二光束,較爲理想。 無論何種情況,藉由滿足下記條件式(1 4),就可藉由 -58- 200811859 (56) 各領域之面積加權平均所計算之第一光束的光利用效率能 夠確保爲高。 η II £ η 21 (14) 其中,7? 2 1係表示中央領域上的第一光束之光利用效率, 7? 2 1係表示周邊領域上的-第一光束之光利用效率。此外, 當將中央領域的光利用效率設計成重視第二、第三波長之 光束時,雖然中央領域的第一光束之光利用效率變低,但 當第1光碟的開口數是大於第3光碟的開口數之情況下, 若考慮第一光束的有效口徑全體,則中央領-域的光利用效 率降低並不會帶來太大影響。 又,滿足下記式(3 )係較爲理想。 η 13^ 40% (3) 其中,7? 1 3係表示中央領域上的第三光束的光利用效率。 此外’於本.說明書中的所謂光利用效率,係可定義如 下。被形成有第一光程差賦予構造及第二光程差賦予構造 (及第三光程差賦予構造)的接物光學元件,且入射至測定 對象以外之領域的光束加以遮斷的情況下,將測定所用之 光束所對應之光碟的資訊記錄面上所形成之聚光光點的光 暈圓內的光量假設爲A ;由同一材料所形成,且具有同一 焦距、軸上厚度、開口數、波面像差,未被形成有第一光 -59- 200811859 (57)
程差賦予構造、第二光程差賦予構造及第三光程差賦予構 造的接物光學元件,且入射至測定對象以外之領域的光束 加以遮斷的情況下,將測定所用之光束所對應之光碟的資 訊記錄面上所形成之聚光光點的光暈圓內的光量假設爲B . 時,則藉由A/B而加以算出。此外,此處所謂光暈圓,係 指以聚光光點的光軸爲中心的半徑r’的圓。可表示成r’ ψ k ^ =0.61 ·入 /ΝΑ。 ^ 又,爲了要一面提升第三光碟的記錄及/或再生進行 之際的光利用效率,一面使第一光碟及第二光碟的記錄及 /或再生能夠良好進行,則炫耀(blaze)波長,係設爲第一 波長和第二波長之間的波長,較爲理想。更理想係爲,設 成405nm以上、600nm以下。 又,於通過第一光程差賦予構造之第二光束當中’最 大光量之繞射次數的繞射光之光量與其次大光量之繞射次 _ 數的繞射光之光量的差,亦即形成第一最佳焦點之繞射光 • 的光量與形成第二最佳焦點之繞射光的光量的差’係爲 15%以上,較爲理想。更理想係爲30%以上。 第一光束、第二光束及第三光束,係可爲平行光方式 入射至接物光學元件,也可是以發散光或是收束光方式來 入射至接物光學元件。理想係爲,第一光束的射往接物光 學元件之入射光束的倍率ml,是滿足下記式(4)。 -0.02 < ml < 0.02 (4) 60- 200811859 (58) 另一方面,第一光束以發散光方式入射至接物光學元 件時,第1光束入射至接物光學元件時的,接物光學元件 的倍率ml,係滿足下記式(4’ ),較爲理想。 -0.!0< m 1 < 0.00 (4’ ) % 蓴 ^ 又,當使第二光束是以平行光或略平行光的方式入射 至接物光學元件時,第二光束的射往接物光學元件之入射 光束的倍率m2,係滿足下記式(5),較爲理想。 -0.0 2 < m 2 < 0.0 2 (5) 另一方面,當使第二光束是以發散光方式入射至接物 光學元件時,第二光束的射往接物光學元件之入射光束的 _ 倍率m2,係滿足下記式(5 ’),較爲理想。 -0.1 0 < m2 < 0.00 (5’ ) 又,當使第三光束是以平行光或略平行光的方式入射 至接物光學元件時,第三光束入射至接物光學元件之入射 光束的倍率m3,係滿足下記式(6),較爲理想。 -0.02 < m3 < 0.02 (6) -61 - 200811859 (59) 當滿足上記(6)式時,亦即,當使第三光束以平行光或 略平行光方式入射至接物光學元件時,接物光學元件係具 有第四光程差賦予構造,較爲理想。在接物光學元件中設 置第四光程差賦予構造的情況下,則是設置在,不同於第 • 一光程差賦予構造及第二光程差賦予構造所被設置之光學
I 面的其他光學面,較爲理想。又,第四光程差賦予構造, - 係被設在接物光學元件的光碟側的面,較爲理想。第四光 φ 程差賦予構造,係爲用來補正色像差的·構造,較爲理想。 又,第四光程差賦予構造,係爲具有第二基礎構造、第三 基礎構造、第五基礎構造或第六基礎構造之任一者的構造 ,較爲理想。此外,雾第四光程差賦予構造是具有第三基 礎構造時,亦可使第四光程差賦予構造具有,對於第一光 束及第二光束,補正因第1光碟的保護基板的厚度tl和 第2光碟的保護基板的厚度t2之差異所造成的球面像差 . 的機能;如此一來,因爲可和第二光程差賦予構造分擔持 φ 有將該當機能,所以較爲理想。 又,當滿足上記式(6)時,亦可取代設置第四光程差賦 予構造,改爲在第一光程差賦予構造、第二光程差賦予構 造及第三光程差賦予構造之至少一者(理想係爲二者,更 理想則爲全部)上,疊合(重疊)具有色像差補正等機能的基 礎構造。例如亦可爲,在第一光程差賦予構造、第二光程 差賦予構造及第三光程差賦予構造之至少一者上,疊合了 第二基礎構造、第三基礎構造、第五基礎構造或第六基礎 構造之任一者之構造。尤其是,當滿足上記(4)、(5)、及 -62- 200811859 (60) (6)時,尤其是使第一光束、第二光束及第三光束全部都以 平行光的方式入射至接物光學元件的情況且接物光學元件 上未設有第四光程差賦予構造的情況下,在第一光程差賦 予構造上重疊有第三基礎構造,較爲理想。 . 另一方面,當使第三光束是以發散光方式入射至接物 ,光學元件時,第三光束的射往接物光學元件之入射光束的 - 倍率m3,係滿足下記式(7),較爲理想。
-0.!0< m3 < 0.00 (7) 此外,當接物光學元件爲塑膠透鏡時,則可使溫度特 性維持良好者,較爲理想。此時,滿足下記條件式(16)係 較爲理想。再者,波長特性和溫度特性能保持良好的平衡 ,較爲理想。爲了滿足此種特性,滿足下記條件式(16)及 (17),較爲理想。 + 0.0005(WFE λ rms/(°C · mm))^ δ SATl/f, ^ + 0.0020(WFE λ rms/(°C · mm)) (16) -0.00020(WFE λ rms/(nm · mm)) S 5 S A λ /f’ ^ -0.00002(WFE λ rms/(nm · mm)) (17) 其中,(5 S A T 1係表示,在使用波長(此時係假設沒有伴隨 溫度變化之波長變動)下的進行光碟資訊記錄/再生之際的 接物光學元件的(5 S A3/ 6 T(3次球面像差之溫度變化率)。 -63- 200811859 (61) 所謂使用波長,係指具有接物光學元件之光拾取裝置上所 使用之光源的波長。理想上,使用波長係40〇nm以上、 41 5nm以下之範圍的波長,且是可透過接物光學元件來進 行光碟記^錄/再-生之波長。當使用波長無法設定成如上述 _ 的情況下,則亦可把4〇8nm當成使用波長,求出接物光學 * 元件的5 SAT1及後述之6 SAT2、5SAT3。此外,WFE係 一 表示3次球面像差是以波面像差方式呈現。又,(58^係 φ 表示,在使用波長下的進行光碟資訊記錄/再生之際的接 物光學元件的6 SA3/ ά λ (3次球面像差之波長變化率)。 此外,環境溫度係爲室溫,較爲理想。所謂室溫,係爲10 。(:以上、4(TC以下,理想係爲25°C。f’係指,波長λ 1 之光束(理想係爲波長40 8nm)下的接物光學元件之焦距。 若再言之,除了考慮溫度變化所致之接物光學元件的 球面像差變化,還考慮到伴隨溫度變化的光源之波長變化 一 ,則較爲理想。理想爲,滿足以下條件式(18)。 0(WFEA rms/(°C · mm))^ δ SAT2/f, S +0.0020 (WFE λ rms/(°C · mm)) (18) 其中,(5 SAT2係指,伴隨溫度變化之波長變動是0.0 5 nm/ °C的光源下,進行光碟之資訊記錄/再生之際的接物光學 元件的(5 SA3/ 5 T。 較理想則爲,滿足下記條件式(18’ )。 -64- 200811859 (62) 0(WFEA rms/(°C · mm))^ δ SAT2/f, ^ +0.0015 (WFE λ rms/(°C · mm)) (18’ ) 又,光拾取裝置的聚光光學系是具有準直透鏡等耦合 . 透鏡,該耦合透籲係爲塑膠透鏡時,則滿足以下條件式 1 (19)較爲理想。
I % 馨 0(WFE λ rms/(°C · mm)) S 5 S AT3/f’ S +0.0015 (WFE λ rms/(°C · mm)) (19) 其中,占SAT3係指,伴隨溫度變化之波長變動是0.05 nm/ °C的光源下,進行高密度光碟之資訊記錄/再生之際的, 包含耦合透鏡與接物光學元件之光學系全體的(5 SA3/ 5 T 〇 - 又,使用第3光碟之際的接物光學元件的行走距離 φ (WD),係爲0.15mm以上、1.5mm以下,較爲理想。更理 想爲,0.2mm以上、0.4mm以下。其次,使用第2光碟之 際的接物光學元件的WD,係爲0.3mm以上、0.7mm以下 ,較爲理想。再者,使用第1光碟之際的接物光學元件的 WD,係爲0.4mm以上、0.9mm以下(tl<t2時則爲0.6mm 以上、0.9mm以下),較爲理想。 爲了盡量延伸上記WD,當接物光學元件係爲單枚透 鏡時,則該當透鏡的軸上厚度,係越薄越爲理想。另一方 面,若過薄,則當透鏡係爲P膠透鏡的情況下,則溫度變 •65- 200811859 (63) 化之影像會過大,並非理想。於是,以滿足以下條件式 (15),較爲理想。 1 ^ T/f^ 1.13 (15) 其中,T(mm)係表示接物光學元件的軸上厚度;f(mm)係表 示第三光束時的接物光學元件之焦距。此外,接物光學元 件的軸上厚度係爲2 · 3 1 mm以上、2 · 6 1 mm以下,較爲理想 〇 接物光學元件的入射瞳徑,在使用第1光碟之際,係 爲φ 2.8mm以上、φ 4.5mm以下,較爲理想。 此外,站在進行CD等第3光碟之循軌之際要盡量減 低循軌用感測器受到通過中央領域之多餘光所及之影響的 觀點來看,滿足以下條件式(1 ”),較爲理想。
0.02 ^ L/f < 0.05
更理想則爲,滿足以下的條件式(1 0.032 < L/f < 0.0 5 (1,,’ ) 可是在此同時,若如上記般地使第一最佳焦點和第二 最佳焦點的距離遠離,則第3光碟的記錄/再生時,通過 周邊領域的第三光束也可能入射至受光元件而影響了記錄 -66- 200811859 (64) /再生的正確性。爲了降低該當影響之可能性,在滿足上 記條件式(1”)的情況下,最好是1)在周邊領域及/或最周 邊領域設置用來使第三光束成爲眩光而遠遠偏開的構造, 或2)設置開口限制元件。 . 首先說明1)在周邊領域及/或最周邊領域設置用來使 第三光束成爲眩光而遠遠偏開的構造。 k - 首先說明,於第3光碟的記錄/再生時,通過馬邊領 ^ 域及/或最周邊領域的第三光束的理想狀態。在想定第3一 光碟的記錄再生時,將縱軸設爲在光軸垂直方向上距離光 軸的高度,將橫軸設爲去焦點量而成的第三光束之縱球面 像差圖中,通過了接-物光學元件之中央領域的第三光束的 去焦點量,和通過了周邊領域及/或最周邊領域之第三光 束的去焦點量,兩者之差的絕對値,若越大則可說是越理 想之狀況。於是,當滿足上記式(1 ”)時,在想定第3光碟 . 之記錄再生的縱球面像差圖中,通過了接物光學元件之中 0 央領域的第三光束的去焦點量,和通過了周邊領域及/或 最周邊領域的第三光束之去焦點量,兩者之差的絕對値之 最小値係爲1 Ομπι以下的情況下,則如以下,較爲理想。 在去焦點量的差爲ΙΟμπι以下之光軸高度部份設置會使第 三光束成爲眩光而更大幅偏離的光程差賦予構造,使得通 過了接物光學元件之中央領域的第三光束的去焦點量,和 通過了周邊領域及/或最周邊領域的第三光束之去焦點量 ,兩者之差的最小値大於1 0 μ m,較爲理想。亦即在滿足 上記式(1 ”)時的縱球面像差圖中,通過了接物光學元件之 -67- 200811859 (65) 中央領域(亦可爲第3光碟之必要開口數以下的領域)的第 三光束的去焦點量,和通過了周邊領域及/或最周邊領域( 亦可爲第3光碟之必要開口數以上的領域)的第三光束的 去焦點量,兩者之差的絕對値之最小値,是大於〗〇从m, -較爲理想。更理想則爲,大於1 5 // m。 . 此外,在滿足條件式(1 ”)的情況下,第二光程差賦予 - 構造及/或第三光程差賦予構造,係至少其一部份領域中 φ ,除了其他基礎構造外,還具有第七基礎構造來作爲使第 三光束變成眩光而更大幅偏離之構造,較爲理想。第七基 礎構造,係使通過第七基礎構造之第一光束的0次繞射光 量會大於其他任何次數之繞射光量,使第二光朿的〇次繞 射光量會大於其他任何次數之繞射光量,使第三光束的± 1 次繞射光量會大於其他任何次數之繞射光量的光程差賦予 構造。又,第七基礎構造的光軸方向之階差量,係爲能夠 , 對第1光束賦予第1波長之約5波長份的光程差,對第2 φ 光束賦予第2波長之約3波長份的光程差,對第3光束賦 予第3波長之約2.5波長份的光程差的此種階差量,較爲 理想。再者,第七基礎構造的形狀,係爲將一階之凹凸加 以反覆的二元狀之形狀,較爲理想。作爲一例,可舉出如 ,將第二光程差賦予構造之較靠近光軸的內側領域設計成 第二基礎構造和第三基礎構造所重疊而成之構造,並將第 二光程差賦予構造之較內側領域遠離光軸的外側領域設計 成第二基礎構造、第三基礎構造及第七基礎構造所重疊而 成之構造。尤其是如前面段落所說明的’在光軸高度之部 -68- 200811859 (66) 份,設置第七基礎構造,較爲理想。在許多情況下,在周 邊領域的遠離光軸側設置第七基礎構造,在最周邊領域的 靠近光軸側設置第七基礎構造,較爲理想。 接著說明,於第2光碟的記錄/再生時,通過最周邊 , 領域的第二光束的理想狀態。在想定第2光碟之記錄/再 :生時,於縱球面像差圖中,通過了接物光學元件的中央領 % - 域及周邊領域的第二光束的去焦點量,和通過了最周邊領 φ 域之第二光束的去焦點量,兩者之差的絕對値,越大可說 是越理想之狀況。於是,當滿足上記式(1 ”)時,在想定第 2光碟之記錄再生的縱球面像差圖中,通過了接物光學元 件之中央領域及周邊領域的第二光束的去焦點量,和通過 了周邊領域及/或最周邊領域的第二光束之去焦點量,兩 者之差的絕對値之最小値係爲1 〇 μιη以下的情況下,則如 以下,較爲理想。在去焦點量的差爲1 〇 μπι以下之光軸高 . 度部份設置會使第二光束成爲眩光而更大幅偏離的光程差 φ 賦予構造,使得通過了接物光學元件之中央領域及周邊領 域的第二光束的去焦點量,和通過了最周邊領域的第二光 束之去焦點重’兩者之差的最小値大於lOpm,較爲理想 。亦即在滿足上記式(1 ”)時的縱球面像差圖中,通過了接 物光學元件之中央領域及周邊領域(亦可爲第2光碟之必 要開口數以下的領域)的第二光束的去焦點量,和通過了 最周邊領域(亦可爲第2光碟之必要開口數以上的領域)的 第二光束的去焦點量,兩者之差的絕對値之最小値,是大 於1 0 μ m,較爲理想。更理想則爲,大於i 5 # m。 -69- 200811859 (67) 此外,單滿足條件式(1 ”)時,在第三光程差賦予構造 中,設置用來使第二光束成爲肢光而飛離更遠的構造,較 爲理想。例如,在第三光程差賦予構造之至少一部份領域 中,具有第三基.礎構造來作爲使第二光束成爲眩光而大幅 . .偏離之構造,就是一個例子。此外,使第二光束成爲眩光 β 而大幅飛離之構造,雖然使用哪個基礎構造均爲理想,但 % - 由於考慮到與其他光程差賦予構-造之關係,…故不能一言蔽 φ 之。作爲一例可舉出如,將第三光程差賦予構造之較靠近 光軸的內側領域設計成僅由第三基礎構造所成之構造,並 將第三光程差賦予構造之較內側領域遠離光軸的外側領域 設計成僅由第二基礎構造所成之構造。又,在此例中,亦 可爲,將第三光程差賦予構造的內側領域更區分成二個領 域,將位於較靠近光軸的內側領域設計成第七基礎構造和 第三基礎構造所重疊而成之構造,並將位於較遠離光軸的 . 內側領域設計成僅由第三基礎橇造所成之構造。作爲其他 • 例,亦可爲,將第三光程差賦予構造區分成二個領域,將 位於較靠近光軸的內側領域設計成第七基礎構造和第二基 礎構造所重疊而成之構造’並將位於較遠離光軸的外側領 域設計成僅由第二基礎構造所成之構造。 其次,說明2)的設置開口限制元件。如上述當對第二 光程差賦予構造及/或第三光程差賦予構造’賦予第七基 礎構造時,則隨著光學設計的不同,藉由第七基礎構造所 產生的第三光束的+1次繞射光及/或-1次繞射光’是有可 能入射至受光元件上。爲了預防這點,設置開口限制元件 -70- 200811859 (68) 係較爲理想。此時,就沒有必要對第二光程差賦予構 /或第三光程差賦予構造,賦予第七基礎構造。 開口限制元件,係被設置在屬於第一光束、第二 及桌二光束共短的光路中’且較接物光學元件更靠近 光源、·第二光源及第三光源側,較爲理想。又,開口 元件,係具有靠近光軸的第一領域、和較第一領域遠 軸的第二領域。第一領域,係讓第一光束、第二光束 三光束全部穿透;第二領域,係讓第一光束及第二光 透,並使第三光束不被聚光在,穿透了開口限制元件 一領域及接物光學元件的第三光束的聚光位置上。此 作爲第二領域,係有像是雙色濾鏡這類,藉由讓-第一 及第二光束穿透、不讓第三光束穿透,以使通過了第 域的第三光束的聚光位置上不被聚光之種類;和像是 光元件這類,藉由讓第一光束及第二光束穿透、讓第 束變成眩光,以使通過了第一領域的第三光束的聚光 上不被聚光之種類。通過了第一領域的第三光束,係 入射至接物光學元件的中央領域的光束。作爲此種開 制元件的具體例,可理想使用雙色濾鏡或繞射光元件 其是在靠近光軸的領域上讓藍色光、紅色光及紅外光 ,在遠離光軸的領域上讓藍色光及紅色光穿透 '紅外 穿透的雙色濾鏡,可被理想使用。 又,光拾取裝置係在許多情況下’具有把直線偏 換成圓偏光、或把圓偏光轉換成直線偏光用的λ /4波 :而開口限制元件,係亦可和該λ /4波長板一體化。 造及 光束 第一 限制 離光 及第 束穿 之第 外, 光束 一領 繞射 三光 位置 成爲 口限 ,尤 穿透 光不 光轉 長板 -71 - 200811859 (69) 作爲λ /4波長板的理想例子,大致可舉出以下3種, 但並非侷限於此。作爲λ /4波長板的第一種類,係可舉例 如具有液晶單體硬化而成之高分子液晶層的λ /4波長板。 例如,作爲具備第1有機物薄膜層和第2有機物薄膜層的 .相位板係可舉出有,第1有機物薄膜層係對某波段(例如 _ 可見光波段)的光具有1/2波長之延滯値,第2有機物薄膜 1 層係對同波段的光具有1/4波長之延滯値,且第1有機物 ^ 薄膜層的光軸和第2有機物薄膜層的光軸係分別以所定的 角度交叉的此種重疊有第1及第2有機物薄膜層的相位板 ,該第1及第2有機物薄膜層是高分子液晶層等。更詳言 之,例如日本公開專利公報的日本备開2004- 1 98942中所 記載之內容,就可適用成第一種類的λ /4波長板。 作爲λ /4波長板的第二種類,係可舉例如具有結構性 雙折射的λ /4波長板。例如可舉出,將折射率彼此互異的 . 2種媒介物以爲小的週期長(例如100〜300nm)彼此交互排 Φ 列,且具有呈現結構性雙折射的折射率週期構造,藉由該 當結構性雙折射而使其帶有相位差者。又,作爲其他例子 可舉出,使用具有λ /2 < P < λ (P係構造週期(// m)、Λ係 波長(// m))的凹凸週期構造的波長板元件複數片,決定各 波長板元件的構造寸法以提高透光率然後加以組合而成者 。後者的例子,更詳言之,係例如日本公開專利公報的曰 本特開2006- 1 3 9263中所記載之內容,就可適用成第二種 類的λ /4波長板。 作爲λ /4波長板的第三種類,係可舉例如,僅將特定 -72- 200811859 (70) 波長波段從圓偏光轉換成直線偏光或從直線偏光轉換成圓 偏光的此種複數層高分子薄膜所層積而成的λ /4波長板。 更詳言之,例如歐洲專利公開公報ΕΡ 1 1 34068中所記載之 內容,就可適用成第三種類的λ /4波長板。 . 本發明所述之光資訊記錄再生裝置,係有具有上述光 拾取裝置的光碟驅動裝置。 ) 此處,若關於光資訊記錄再生裝置中所具備之光碟—驅 0 動裝置加以說明,則光碟驅動裝置中係分成:從收納著光 拾取裝置等之光資訊記錄再生裝置本體中,僅有可保持搭 載著光碟的狀態的托盤被送往外部取出的方式;和收納著 光拾取裝置等之光碟驅-動-裝置本體整個被送往外部取出的 方式。 採用上述各方式的光資訊記錄再生裝置中,雖然已經 裝備有以下的構成料件,但並非侷限於此。被收納在殻體 ^ 等之光拾取裝置、使光拾取裝置連同殼體整個往光碟的內 φ 周或外周移動的搜尋馬達等之光拾取裝置的驅動源、具有 使光拾取裝置的殻體朝向光碟的內周或外周而導引的導引 軌等的光拾取裝置之移送手段,及進行光碟旋轉驅動的轉 軸馬達等。 在前者的方式時,係除了這些各構成料件以外,設有 可保持搭載著光碟的狀態的托盤及令托盤折動用的裝載機 構等;在後者的方式時則無托盤及裝載機構,而是設置使 各構成料件能被拉出外部之相當於台架的抽屜,較爲理想 -73- 200811859 (71) 若依據本發明,則可提供一種,即使作爲接物光學元 件是使用單枚透鏡,仍然可在CD或DVD之記錄及/或再 生時產生適切的眩光,對高密度光碟和DVD和CD等記錄 密度不同之3種類碟片能適切地進行資訊記錄及/或再生 k 的光拾取裝置、接物光學元件及光資訊記錄再生裝置,且 可實現其構成的簡單化、低成本化的光拾取裝置、接物光 學元件及光資訊記錄再生裝置。 0 再者,還可提供一種,即使對3種不同光碟之全部, 都可提高光利用效率,確保充足光量的光拾取裝置、接物 光學元件及光資訊記錄再生裝置。 〔實施例〕 以下,參照圖面來說明本發明的實施形態。圖4係可 對不同光碟也就是BD、DVD、CD能適切進行資訊記錄及 /或再生的本實施形態之光拾取裝置PU1之構成的槪略圖 示。所述之光拾取裝置PU 1,係可搭載在光資訊記錄再生 裝置中。此處是令第1光碟爲BD、第2光碟爲DVD,第 3光碟爲CD。此外,本發明係並非受限於本實施形態。 光拾取裝置PU1係由:對BD進行資訊記錄/再生時 會發光而射出波長408 nm的藍紫色雷射光束(第1光束)的 藍紫色半導體雷射LD1 (第1光源)和對DVD進行資訊記錄 /再生時會發光而射出波長65 8nm的雷射光束(第2光束) 的紅色半導體雷射LD2(第2光源)被構成在一個封裝內而 成的光源封裝LDP、由對CD進行資訊記錄/再生時會發光 -74- 200811859 (72) 而射出波長78 5nm的雷射光束(第3光束)的紅外半導體雷 射LD3(第3光源)和接受來自CT)的資訊記錄面111^之反 射光束的光偵測器PD2所構成之全像雷射HL、BD及 DVD共通之光偵測器PD1 (亦可具有BD用和DVD用的複 . 數受光部)、1群構成之聚烯烴系的塑膠製的單枚接物透鏡 > (接物光學元件)〇L、2軸致動器AC1、1軸致動器AC2、 •被配置在第1乃至第3光束會共同通過之共通光路內,可 0 藉由1軸致動器AC2而在光軸方向上移位的第1透鏡L1 、第2透鏡L2所構成之擴束器EXP、第1偏光分束器 BS1、第2偏光分束器BS2、1/4波長板QWP、對來自資 訊記錄面RL1的反射光束附加非-點像差用的感測器透鏡 SEN、被配置在第1光束及第2光束所通過之光路內且將 第1光束及第2光束轉換成平行光束的第1準直器COL1 、被配置在僅第3光束通過之光路內且將第3光束轉換成 . 平行光束的第2準直器COL2所構成。此外,作爲BD用 φ 光源,係除了上述藍紫色半導體雷射LD 1以外,亦可使用 藍紫色SHG雷射。此外,第一光束所通過的耦合透鏡、 亦即第1準直器COL1,係像是具有第二基礎構造的光程 差賦予構造般地,具有補正色像差機能之構造的光學面, 較爲理想。 如圖1及圖5所示,於本實施形態之接物透鏡0 L中 ,光源側的非球面光學面上含有光軸的中央領域CN、和 配置在其周圍的周邊領域MD、和再配置在其周圍的最周 邊領域OT,是被形成爲以光軸爲中心的同心圓狀。此外 -75- 200811859 (73) ,圖1及圖5的中央領域、周邊領域、最周邊領域之面積 等之比率係並非被正確地圖示。 於光拾取裝置PU1中,在對BD進行資訊記錄/再生 時,爲了從擴束器EXP以平行光束狀態射出第1光束,而 將第1透鏡L1的光軸方向位置藉由1軸致動器AC2加以 調整後,令藍紫色半導體雷射LD1發光。從藍紫色半導體 雷射LD 1射出之發散光束,係如圖4中以實,辕描繪其光線 φ 路徑,被第1偏光分束器BS1反射後,被準直器COL1轉 換成平行光束,被擴束器EXP擴徑,通過1/4波長板 QWP,被未圖示之光圈限制光束徑,以平行光狀態入射至 接物透鏡OL後,然後就隔著BD的保護基板PL1而在資 訊記錄面RL 1上形成光點。藉由通過了接物透鏡〇l的中 央領域CN、周邊領域MD、最周邊領域OT及光碟側之光 學面的光束,在BD的資訊記錄面RL1上形成了聚光光點 — 。接物透鏡〇L,係藉由其周邊配置之2軸致動器AC1而 Φ 進行對焦或循軌。 在資訊記錄面RL 1上經由資訊位元調變過的反射光束 ,係再度穿透過接物透鏡OL、1/4波長板QWP、擴束器 EXP及第2偏光分束器BS2後,被第1準直器COL1變成 收斂光束,在透過了第1偏光分束器BS1後,被感測器透 鏡SEN附加非點像差,收束在光偵測器pD 1的受光面上 。然後,使用光偵測器PD 1的輸出訊號,就可讀取被記錄 在B D中的資訊。 又,於光拾取裝置PU1中,在對DVD進行資訊記錄/ -76- 200811859 (74) 再生時,爲了從擴束器EXP以平行光束狀態射出第2光束 ,而將第1透鏡ΧΪ的光軸方向位置藉由1軸致動器AC2 加以調整後,令紅色半導體雷射LD2發光。從紅色半導體 雷射LD2射出之發散光束,係如圖4中以虛線描繪其光線 •路徑,被第1偏光分束器BS1反射後,被準直器COL1轉 ^ 換成平行光束,被擴束器EXP擴徑,通過1/4波長板 QWP,被未圖示之光圈限-制光束徑,以平行光狀態入射至 φ 接物透鏡OL後,然後就隔著DVD的保護基板PL2而在 資訊記錄面RL2上形成光點。藉由通過了接物透鏡OL的 中央領域CN、周邊領域MD及光碟側之光學面的光束, 在!>VD的資訊記錄面RL2上形成了聚光光點,亦即形成 了光點中心部。通過了最周邊領域OT的光束係被眩光化 ,形成光點周邊部。接物透鏡OL,係藉由其周邊配置之2 軸致動器AC1而進行對焦或循軌。 • 在資訊記錄面RL2上經曲資訊位元調變過的反射光束 φ ,係再度穿透過接物透鏡OL、1/4波長板QWP、擴束器 EXP及第2偏光分束器BS2後,被第1準直器COL1變成 收斂光束,在透過了第1偏光分束器BS 1後,被感測器透 鏡SEN附加非點像差,收束在光偵測器PD 1的受光面上 。然後,使用光偵測器PD 1的輸出訊號,就可讀取被記錄 在DVD中的資訊。 又,於光拾取裝置PU1中,在對CD進行資訊記錄/ 再生時,爲了從擴束器EXP以弱發散光束狀態射出第3光 束(實施例1),或以平行光束狀態射出第3光束(實施例2) -77- 200811859 (75) ’而將第1透鏡L1的光軸方向位置藉由1軸致動器AC2 加以調整後,令紅外半導體雷射LD3發光。從紅外半導體 雷射LD3射出的發散光束,係於圖4中以單點虛線描繪的 光線路徑所示,被第2準直器COL2轉換成平行光束。其 後’被第2偏光分束器BS2反射,被擴束器EXP變更成 弱發散光束,或者,維持平行光束而被擴徑後,通過1/4 波長板Q WP,以弱有線發散光或平行光狀態入射至接物透 鏡OL後,然後就隔著CD的保護基板PL3而在資訊記錄 面RL3上形成光點。藉由通過了接物透鏡〇L的中央領域 CN及光-碟側之光學面的光束,在CD的資訊記錄面RL3 上形成了聚光光點,亦.即形成了光點牛心部。通過了最周 邊領域OT及周邊領域MD的光束係被眩光化,形成光點 周邊部。接物透鏡OL,係藉由其周邊配置之2軸致動器 AC1而進行對焦或循軌。 在資訊記錄面RL3上經由資訊位元調變過的反射光束 ,係再次穿透接物透鏡OL、1/4波長板QWP、擴束器 EXP後,被第2偏光分束器BS2反射,被第2準直器 C0L2轉換成收斂光束。其後,收束在光偵測器PD2。然 後,使用光偵測器PD2的輸出訊號,就可讀取被記錄在 CD中的資訊。 從藍紫色半導體雷射LD 1出射之第一光束入射至接物 光學元件OL時,中央領域的第一光程差賦予構造、周邊 領域的第二光程差賦予構造及最周邊領域的第三光程差賦 予構造,係將第一光束之球面像差予以適切補正,對保護 -78- 200811859 (76) 基板厚度tl的BD可適切進行資訊記錄及/或再生。又, 從紅色半導體雷射LD2出射之第二光束入射至接物光學元 件OBJ時,中央領域的第一光程差賦予構造、周邊領域的 第二光程差賦予構造,係適切地補正起因於BD和DVD之 保護基板厚度差異及第一光束和第二光束之波長差異而產 生的第二光束之球面像差,最周邊領域係使第二光束在 DVD的資訊記錄面上變成眩光,因此對保護基板厚度t2 φ 的DVD可適切進行資訊記錄及/或再生。又,從紅外半導 體雷射LD3出射之第三光束入射至接物光學元件0L時, 中央領域的第一光程差賦予構造,係適切地補正起因於 BD和CD之保護基板厚度差異及第一光束和第三光束之波 長差異而產生的第三光束之球面像差,周邊領域的第二光 程差賦予構造及最周邊領域係使第三光束在CD的資訊記 錄面上成爲眩光,因此對保護基板厚度t3的CD可適切進 - 行資訊記錄及/或再生。又,由於中央領域的第一光程差 φ 賦予構造,係使記錄再生時所用的第三光束的繞射效率良 好,因此在記錄再生時可獲得足夠的第三光束之光量。再 加上,周邊領域的第二光程差賦予構造,係對第一光束及 第二光束,因雷射製造誤差等理由而使波長從基準波長偏 移之際,可以補正其球色差(色球面像差),或者當發生溫 度變化時,可補正溫度變化所伴隨而來的球面像差。 <實施例1 > 其次,說明可使用上述實施形態的實施例。以下的實 -79- 200811859 (77) 施例中’接物光學元件係爲單枚的聚烯烴系的塑膠透鏡。 接物光學元件之光學面的中央領域CN之全面上,形成有 第一光程差賦予構造。光學面的周邊領域MD的全面上, 係形成有第二光程差賦予構造。光學面的最周邊領域OT 的全面上,係形成有第三光程差賦予構造。 又’於實施例1中,第一光程差賦予構造係爲僅具有 第一基礎構造的構造;其模式性地圖示成如圖2(a)所示的 φ 鋸齒狀之形狀。屬於鋸齒狀繞射構造的第一基礎構造,係 被設計成,使第1光束的1次繞射光的光量大於其他任何 次數(也包含0次亦即穿透光)之繞射光的光量,使第2光 束的1次-繞射光的光量大於其他任何次數(也包含Ό次亦 即穿透光)之繞射光的光量,使第3光束的1次繞射光的 光量大於其他任何次數(也包含0次亦即穿透光)之繞射光 量° • 於實施例1中,第二光程差賦予構造,是將第二基礎 Φ 構造和第三基礎構造重疊而成之構造,是由二種類之鋸齒 狀繞射構造重疊而成的形狀。屬於較大鋸齒狀繞射構造的 第二基礎構造,係被設計成,使第1光束的5次繞射光的 光量大於其他任何次數(也包含0次亦即穿透光)之繞射光 的光量’使第2光束的3次繞射光的光量大於其他任何次 數(也包含0次亦即穿透光)之繞射光的光量,使第3光束 的3次及2次繞射光的光量大於其他任何次數(也包含〇 次亦即穿透光)之繞射光量。屬於較小鋸齒狀繞射構造的 第三基礎構造,係被設計成,使第1光束的2次繞射光的 -80- 200811859 (78) 光量大於其他任何次數(也包含〇次亦即穿透光)之繞射光 的光量,使第2光束的1次繞射光的光量大於其他任何次 數(也包含〇次亦即穿透光)之繞射光的光量,使第3光束 的1次繞射光的光量大於其他」任何次數(也包含0次亦即 穿透光)之繞射光量。 於實施例1中,第三光程差賦予構造,係爲僅具有第 二基礎構造的構造,是僅有一種類鋸齒狀繞射構造的形狀 又,於實施例1中,第一光程差賦予構造、第二光程 差賦予構造、第三光程差賦予構造,係全部都被設置在光 源側的光學面上;接物光學元件之光碟側的光學面,係爲 折射面。又,於實施例1中,第三光束是弱的有線發散光 形態,入射至接物光學元件。 表1〜3係圖示了透鏡資料。此外,以下當中,將1 0 - 的乘冪數(例如2·5χ1(Γ3),以E(例如2.5E-3)來表示。 Φ 接物光學元件之光學面,係分別以在數1式中代入表 中所示的係數而成之數式所規定之,在光軸周圍形成之軸 對稱之非球面。 -81 - 200811859 (79) 〔數1〕 1(h)
此處,X(h)係光軸方向的軸(令光的行進方向爲正), /C係圓錐係數、A2i係非球面係數,h係從光軸起算的高度 〇 又,藉由繞射構造而對各波長光束賦予之光路長,係 在數2式的光路差函數中,代入表中所示之係數而成的數 式所規定。此外,本發明的光程差賦予構造,係可以用下 記以外的手法來設計,也可表現成下記以外的式子。 〔數2〕
此外,λ係入射光束之波長、λ b係設計波長(炫耀化 波長)、d 〇 r係繞射次數、C 2 i係光程差函數之係數。 圖6(a)、6(b)及6(c)中,圖示了實施例1的縱球面像 差圖。縱球面像差圖的縱軸之1 · 〇,係表示ΝΑ0.8 5或 φ 3,74mm。此外,於實施例 1 中,L = 0.0 36mm。 f=2.311mm。因此,L/f=0.036/2.3 1 1 = 〇.〇l6。又,於實施 -82- 200811859 (80) 例1中-,當BD用光束的波長是變化+5nm時,貝!I 3次球面 像差的變化量係爲-〇 . 1 3 4 Xrm s,5次球面像差的變化量係 爲-0.031Xi*ms,7次球面像差的變化量係爲-0.006Xrms,9 次球面像差的變化量係爲-O.OOIXrms。因此,3次至9次 的總體球面像差的變化量,係爲〇. 1 3 8 λ rms。又,於實施 例1中,當BD用光束的波長是變化+5 nm時,且。對接物 光學元件之第一光束的入射倍率改變而使3次球面像差成 爲 0的情況下,貝!J SA5係爲-0.009Xrms,SA7係爲 0.009Xrms,S A9 係爲-0 · 0 0 3Arms。因此,δ SAH 係爲 0 · 0 1 3 λ r m s ’ δ S A Η / 5 λ 係爲 0.0 0 2 6 ( λ r m s / n m)。此外, 使用波長係爲408nm,波長特性的環境溫度係爲25°C。 又,關於實施例1的接物光學元件的溫度特性, 5 SAT1係爲+ 0.003 5WFE λ rms/°C。又,由於第一波長下 的接物光學元件的f’係爲2.2mm’因此5SATl/f’係爲 + 0.0016WFEArms/(〇C · mm)。 -83- 200811859 (81) ians 【s】 οο·ζε\τ :-¾ Tsd :cow 曰曰 Tco.caHcoJ· 0:¾ 99d: SM 曰曰 s.gHOJJ 0 : T曰 Loood:52: -Iocvlf^ ni(785nm) 1.5372 | 1.5709 di(785nm) 77.50 0.0( 02.36nun) 2.510 0.23 1.200 ni(658nm) 1.5406 1,5773 di(658nra) 8 10.0( 02.94mm) 2.510 0.52 0.600 ni(408nm) 1.5596 1.6196 di(408nm) 8 0.0(^3.74mra) 2·510, 0.76 0,0875 1.39667 1.53466 1.53516 1.53572 I 1.53633J 1.53453 1.53688 1 1.53753 1 1.53777 1.54148 1.50202 -3.30470 8 8 第湎 o U光圏徑) (M tH 1 (ΝΪ CQ I 03 CO 1 (M 寸 1 (M L〇 1 co ! (M 卜 1 (M 00 1 CM ! CQ o T (M CO i〇 -84- 200811859(82)
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OS 0 0 0 -86- 200811859 (84) <實施例2 > 以下,記載實施例2。 以下表4及表5中係圖示了實施例2的透鏡資料。又 ,圖7(a)、7(b)及7(c)中,圖示了實施例2的縱球面像差 圖。縱球面像差圖的縱軸之1 · 〇,係表示N A 0.8 5或 Φ 3.74mm。此外,於實施例 2中,L = 0.0 98mm。因爲 f=2.334mm,所以 L/f=0· 098/2 · 3 3 4 = 0 · 042。又,於實施例 φ 2中,當BD用光束的波長是變化+5 nm時,則3次球面像 差的變化量係爲- 0.18 8Xrms,5次球面像差的變化量係爲 -0.021Xrms,7次球面像差的變化量係爲0.03(Urms,9次 球面像差的變化量係爲-0.01 6Xrms。因此,3次至9次的 總體球面像差的變化量,係爲0.192 λ rms。又,於實施例 2中,當BD甩光束的波長是變化+5nm時,且。對接物光 學元件之第一光束的入射倍率改變而使3次球面像差成爲 , 0的情況下,貝IJ SA5係爲(Urms,SA7係爲0.037Xrms’ _ SA9 係爲-0·0 16Xrms。因此 ’ δ SAH 係爲 0.042 又 rms, (5 SAH/ 5又係爲〇·〇〇84(λ rms/nm)。此外’使用波長係爲 408nm,波長特性的環境溫度係爲25°C。 又,關於實施例2的接物光學元件的溫度特性’ 5 8八1'1係爲+0.0027冒?£入1:11^/。(:。又’由於第一波長下 的接物光學元件的f,係爲2.2mm,因此5 SAT1/f’係爲 + 0.0012WFE λ rms/(°C · mm) - -87- 200811859 (85) i線nsIsii 【寸*】 ^ζε\τ— :ε曰 S10 :OOVN 曰日coco.CSIywJ 0:¾ 09d: zvz 日日 0CO,2=C»J o : τ曰 S80: TW 曰曰o(NId=TJ rii(785nm) 1.5372 | 1.5709 di(785nm) 77.53 0·0( 02·14_) 2.410 0.32 1,200 ni(658nm) 1.5406 1.5773 di(658nm) •8 0.0( 02.77mra) 2.410 0.59 0.600 ni(408nm) 1 1.5596 1 1.6196 di(408im) 8 0.0( 03.74mm) 2.410 0.82 0.0875 1 1.38211 1 1 1.51573 1 1 1.55322 1 1 1,51885 一3.47437 8 8 第湎 ο 丨1(光圖徑)1 (Μ 1 <ΝΪ 03 1 CO 1 05 CO l〇 -88- 200811859(86)
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OTH -89- 200811859 (87) <實施例3 > 以下,記載實施例3。和實施例1的不同點是’作爲 使第三光束成爲眩光而遠遠偏離的構造,是在接物光學元 件的周邊領域之一部份(最周邊領域側之領域)和最周邊領 域之一部份(周邊領域側之領域)上,重疊了第七基礎構造 這點。換言之,將第二光程差賦予構造之較靠近光軸的內 側領域-設計成第二基礎構造和第三基礎構造所重疊而成之 φ 構造,將第二光程差賦予構造之較內側領域遠離光軸的外 側領域設計成第二基礎構造、第三基礎構造及第七基礎構 造所重疊而成之構造;將第三光程差賦予構造之位於較靠 近光軸的內側領域設計成第七基礎構造和第二基礎構造所 重疊而成之構造,將第三光程差賦予構造之位於較內側領 域更遠離光軸的外側領域設計成僅由第二基礎構造所成之 構造。此外,於實施例3中,屬於二元構造的第七基礎構 較 造係被設計成,贺第1光束的〇次繞射光的光量大於其他 Φ 任何次數繞射光的光量,使第2光束的0次繞射光的光量 大於其他任何次數繞射光的光量,使第3光東的± 1次繞射 光的光量大於其他任何次數(也包含〇次亦即穿透光)之繞 射光量。 以下表6及表7中係圖示了實施例3的透鏡資料。又 ,圖8(a)、8(b)及8(c)中,圖示了實施例3的縱球面像差 圖。縱球面像差圖的縱軸之1·〇,係表示NA0.8 5或 Φ 3.74mm。此外,於實施例 3 中,L = 0.098mm。 f= 2.33 4 mm。因此,L/f= 0.098/2.334 = 0.042。又,於實施 -90 - 200811859 (88) 例3中,當BD用光束的波長是變化+5nm時 像差的變化量係爲-〇.188Xrms,5次球面像: 爲-0.021Xrms,7次球面像差的變化量係爲 次球面像差的變化量係爲-〇.〇16Xrms。因此, 的總體球面像差的變化量,係爲0.1 92 Arms 例3中,當BD用光束的波長是變化+5nm時 光-學元件之第一光束的入射倍率改變而使3 爲〇的情況下,貝!1 SA5係爲(Urms,SA7係 ,SA9 係爲- 0.01 6Xrms。因此,5 SAH 係爲 5SAH/5 λ 係爲 0.00 8 4(Arms/nm)。此外, 408nm,波長特性的環境溫度··係爲25°C。 又,關於實施例3的接物光學元件的溫ί 5 SAT1 係爲 +0.0027WFEA rms/°C。又,由 的接物光學元件的f’係爲2.2mm,因此δ + 0.0012WFEArms/(〇C · mm)。 ,則3次球面 差的變化量係 0.03 OXrms,9 3次至 9次 。又,於實施 ,且。對接物 次球面像差成 i 爲 0.03 7Xrms 0 · 042 λ rms, 使用波長係爲 隻特性, 於第一波長下 SATl/f’ 係爲 -91 - 200811859 (89) saos 【9«】 ^.2:ε\ΐ— :coe sto :cos 園cococ<;H«c 0:¾ 09d: 3¾ 曰曰 0CO.(NJ=3J 0 : Is s°°0 : TVM 園 oCNJflJ ni(785nm) 1.5372 1.5709 di(705nm) 77.53 0.0( 02.14mm) 2.410 0.32 1.200 ni(658nm) 1,5406 j 1.5773 di(658nra) 8 0.0(02.77腿); 2.410, 0.59 0.600 ni(408nm) 1 1.5596 j 1.6196 di(408nin) 8 0.0( 03.74mm) 2.410 (M 00 o 0.0875 1.38211 1,51573 1.55322 1.51885 | 1.51885 1 一3.47437 8 8 第湎 ο 1(光圏徑) ( i <M <M i Cvj CO 1 03 I 03 co 1ί> -92- 200811859 (90) Γ—Ί δ TO+S6SCO9 001 00+300000 0
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Coolsscor6 SI3ZS69 s 丨 3009068 寸0l30zrHs ΐ 61 or-fe loolg 1 —rcolg; —>g I ~~ i 箱篇繼 ~set oos I—CDIi― trl ~^~ § COIIV~ 91 ¥i ~^ olT<I~ ~^~ Tv I ~^~ I 圈 -93- 200811859 (91) 本發明係不限於說明書所記載之實施例,而是亦包含 其他實施例、變形例,這對本領域的當業者而言,可根據 本說明書中所記載之實施例或思想而明瞭。說明書之記載 及實施例,其目的僅爲例證,本發明的範圍係如後述的申 請專利範圍所示。 【圖式簡單說明】- Φ 〔圖1〕本發明所論之接物光學元件OL之一例,從 光軸方向觀看的圖。 〔圖2〕本發明所論之接物光學元件〇L上所設之光 程差賦予構造的數個例子的模式性剖面圖。 〔圖3〕本發明所論之光點形狀的圖示。 〔圖4〕本發明所論之光拾取裝置的構成的槪略性圖 不 Ο 〇 • 〔圖5〕本發明所論之接物光學元件OL之一例的模 _ 式性剖面圖。 〔圖6〕本發明所論之實施例丨的BD、DVD、CD之 相關縱球面像差圖6(a)〜6(c)。 〔圖7〕本發明所意之實施例2的BD、DVD、CD之 相關縱球面像差圖7(a)〜7(c)。 〔圖8〕本發明所論之實施例3的BD、DVD、CD之 相關縱球面像差圖8(a)〜8(c)。 【主要元件符號說明】 -94 - 200811859 (92) MD :周邊領域、CN :中央領域、〇τ :最周邊領域、 PU1 :光拾取裝置、LD1 :藍紫色半導體雷射、LD2 :紅色 半導體雷射、LD3 :紅外半導體雷射、LDP :光源封裝、 HL :全像雷射、PD1 :光偵測器、PD2 :光偵測器、AC1 :2軸致動器、AC2 : 1軸致動器、ΕΧΡ :擴束器、BS1 : 第1偏光分束器、BS2:第2偏光分束器、QWP : 1/4波長 板、SEN ··感測器透鏡、C0L1 :第1準直器、COL2 :第2 準直器、OL :接物透鏡、PL1 : BD的保護基板、PL2 : DVD的保護基板、PL3 : CD的保護基板、RL1 : BD的資 訊記錄面、RL2 : DVD的資§Γ記·錄面、RL3 : CD的資訊記 錄面、SOT :光點周邊部、SMD :光點中間部、SCN :光 點中心部、L1 :第1透鏡、L2 :第2透鏡。 -95-
Claims (1)
- 200811859 (1) 十、申請專利範園 1.一種光拾取裝置,係屬於對光碟進行資訊記錄及/或 再生的光拾取裝置,其特徵爲, 具有: •射出第一波長λΐ之第一光束的第一光源;和 > 射出第二波長λ2(λ2> λ 1)之第二光束的第二光源; 和 φ 射出第三波長λ 3(λ3>Λ 2)之第三光束的第三光源; 和 接物光學元件,其係用以使前記第一光束被聚光在具 有厚度tl之保護基板的第1光碟之資訊記錄-面上,使前 記第二光束被聚光在具有厚度t2(tlSt2)之保護基板的第 2光碟之資訊記錄面上,使前記第三光束被聚光在具有厚 度t3(t2< t3)之保護基板的第3光碟之資訊記錄面上; • 前記光拾取裝置,係藉由使前記第一光束聚光在前記 φ 第1光碟之資訊記錄面上,使前記第二光束聚光在前記第 2光碟之資訊記錄面上,使前記第三光束聚光在前記第3 光碟之資訊記錄面上,以進行資訊記錄及/或再生; 前記接物光學元件之光學面,係具有中央領域和前記 中央領域周圍之周邊領域的至少二個領域,前記中央領域 係具有第一光程差賦予構造’則記周邊領域係具有第二光 程差賦予構造; 前記接物光學元件,係使通過前記接物光學元件之前 記中央領域的前記第一光束’聚光在前記第1光碟之資訊 -96- 200811859 (2) 記錄面上而能夠進行資訊記錄及/或再生,使通過前記中 央領域的前記第二光束,聚光在前記第2光碟之資訊記錄 面上而能夠進行資訊記錄及/或再生,使通過前記中央領 域的前記第三光束,聚光在前記第3光碟之資訊記錄面上 而能夠進行資訊記錄及/或再生; 前記接物光學元件,係使通過前記接物光學元件之前 記周邊-領域的前記第一光束,聚光在前記第1光碟之資訊 記錄面上而能夠進行資訊記錄及/或再生,使通過前記周 邊領域的前記第二光束,聚光在前記第2光碟之資訊記錄 面上而能夠進行資訊記錄及/或再生; 藉由通過前記接物光學元-件之前記第一光程差賦予構 造的前記第三光束,來形成:使形成前記第三光束之光點 的點徑成爲最小的第一最佳焦點、和使形成前記第三光束 之光點的點徑成爲從前記第一最佳焦點算來其次小的第二 最佳焦點; 前記第一最佳焦點和前記第二最佳焦點,係滿足下記 式(1): 通過前記接物光學元件的前記第三光束,在前記第3 光碟之資訊記錄面上所形成的光點當中,從光軸方向觀看 時,從光點中心起往外側依序形成有··光量密度高的光點 中心部、光量密度低於前記光點中心部的光點中間部、光 量密度高於前記光點中間部且低於前記光點中心部的光點 周邊部; 前記光點中心部是被用於前記第3光碟的資訊記錄及 -97- 200811859 (3) /或再生,前記光點中間部及前記光點周邊部是不被用於 前記第3光碟的資訊記錄及/或再生; 藉由通過前記接物光學元件之前記第二光程差賦予構 造的前記第三光束,以在前記第3光碟之資訊記錄面上形 成前記光點周邊部; 0 < L/f< 0.0 5 (1) 其中,f [mm]係指通過前記第一光程差賦予構造,形成前 記第一最佳焦點的前記第三光束的焦距,L [mm]係指前記 第一最佳焦點和前記第二最佳焦點-間的距離。 2·如申請專利範圍第1項所記載之光拾取裝置,其中 ,係滿足下記式(2)及(2,): δ SAH/ δ λ ^ 0.010(λ rms/nm) (2) (5 SAH = /· ((δ SA5)2 + ((5 SA7)2 + ( ά SA9)2) (2—,) 其中,δ SA5係指,使用波長是從40 8nm之使用波長偏離 開來的波長λχ之光束,來進行前記第1光碟的記錄及/或 再生之際,於前記波長λ X之光束的對接物光學元件的倍 率且3次球面像差SA3是變成〇的倍率下,所產生的5次 球面像差; 5 SA7係指,使用前記波長λ X之光束,來進行第1 光碟的記錄及/或再生之際,於前記波長λ X之光束的對接 -98- 200811859 (4) 物光學元件的倍率且3次球面像差S A3是變成0的倍率下 ,所產生的7次球面像差; δ SA9係指,使用波長是從408nm之使用波長偏離開 來的前記波長λ X之光束,來進行第1光碟的記錄及/或再 生之際,於前記波長λ X之光束的對接物光學元件的倍率 且爲3次球面像差SA3是變成0的倍率下,所產生的9次 球面像差; 5 λ係指4 0 8 n m和λ X n m的差的絕對値。 3 .如申請專利範圍第1項或第2項所記載之光拾取裝 置,其中,令前記接物光學元件的半徑方向之從光軸起算 之距離爲橫軸、前記第一光東通過前記接-物光學元件之際 被前記接物光學元件所賦予之光程差爲縱軸而作成的圖形 中,前記接物光學元件的前記第一波長之設計波長起偏離 5nm之波長下的前記圖形是具有不連續部,且前記不連續 部上的前記光程差的躍幅,係爲0以上、0.2λ1以下。 4·如申請專利範圍第1項乃至第3項之任一項所記載 之光拾取裝置,其中,滿足下記式(3): (3) V 13^40% 其中’々13係表示前記中央領域上的前記第三光束的光利 用效率。 5 ·如申請專利範圍第1項乃至第4項之任一項所記載 之光拾取裝置,其中,前記第一最佳焦點中由前記第三光 -99- 200811859 (5) 束所形成的前記光點,是被用於前記第3光碟的記i 或再生;前記第二最佳焦點中由前記第三光束所形成 記光點,是不被用於前記第3光碟的記錄及/或再生。 6·如申請專利範匦第1項乃至第5項之任一項所 之光拾取裝置,其中,前記接物光學元件之光學面, 前記周邊領域的周圍具有屬於折射面的最周邊領域, 少具有三個領墩& 7·如申請專利範圍第1項乃至第5項之任一項所 之光拾取裝置,其中,前記接物光學元件之光學面, 前記周邊領域的周圍,具有著擁有第三光程差賦予構 最周邊領域,並至少具有三個領域。 8. 如申請專利範圍第6項或第7項所記載之光拾 置,其中,前記接物光學元件,係使通過前記接物光 件之前記最周邊領域的前記第一光束,聚光在前記第 碟之資訊記錄面上而能夠進行資訊記錄及/或再生。 9. 如申請專利範匾第1項乃至第8項之任一項所 之光拾取裝置,其中,前記第一光程差賦予構造,係 過了前記第一光程差賦予構造的前記第一光束及前記 光束,補正因前記第1光碟之保護基板厚度tl和前言Ε 光碟之保護基板厚度t2之差異所產生的球面像差。 10. 如申請專利範圍第1項乃至第9項之任一項 載之光拾取裝置,其中,前記第一光程差賦予構造, 通過了前記第一光程差賦予構造的前記第一光束及前 三光束,補正因前記第1光碟之保護基板厚度11和 !及/ 的前 記載 係在 並至 記載 係在 造的 取裝 學元 1光 記載 對通 第二 第2 所記 係對 記第 前記 >100- 200811859 (6) 第3光碟之保護基板厚度t3之差異所產生的球面像差 1 1 .如申請專利範圍第1項乃至第1 0項之任一項 載之光拾取裝置,其中,前記第二光程差賦予構造, 通過了前記第二光程差賦予構造的前記第一光束及前 二光束,補正因前記第1光碟之保護基板厚度tl和 第2光碟之保護基板厚度t2之差異所產生的球面像差 1 2 .如申請專利範圍第1項乃至第1 1項之任一項 φ 載之光拾取裝置,其中,前記第二光程差賦予構造, 通過了前記第二光程差賦予構造的前記第一光束及前 二光束,補正因前記第一光源或前記第二光源之波長 變動所產生的球色差(色球面像差)或因前記接物光學 的溫度變化所產生的球面像差。 1 3 ·如申請專利範圍第1項乃至第1 2項之任一項 載之光拾取裝置,其中,前記第一光束及前記第二光 . 射往前記接物光學元件之入射光束的倍率m 1、m2, • 足下記式(4)、(5): -〇.〇2< ml< 0.02 (4) -0.02 < m2 < 0.02 (5>。 14·如申請專利_範圍第1_3_項所記載之光拾取裝置 中’前記第三光束的射往前記接物光學元件之入射光 倍率m3 ’是滿足下記式(6): -〇.〇2< m3< 0.02 (6)。 1 5 ·如申請專利範圍第〗3項·所記載之光拾取裝置 中’前記第三光束的射往前記接物光學元件之入射光 所記 係對 記第 前記 〇 所記 係對 記第 些微 元件一 所記 束的 是滿 ,其 束的 ,其 束的 -101 - 200811859 (7) 倍率m3,是滿足下記式(7): -0.10< m3 <0.00 (7)。 16.如申請專利範圍第1項乃至第15項之任一項 載之光拾取裝置,其中,前記接物光學元件,係爲單 1 7 ·如申請專利範圍第1項乃至第1 6項之任一項 載之光拾取裝置,其中, _ 在前記第一光束、前記第二光束及前記第三光束 通的光路中,且在前記接物光學元件與前記第一光源 記第二光源及前記第三光源之間,設有開口限制元件 前記開口限制元件,係至少具有靠近-光-軸的第一 ,和較前記第一領域遠離光軸的第二領域; 前記第一領域,係讓前記第一光束、前記第二光 前記第三光束全部穿透;前記第二領域,係讓前記第 . 束及前記第二光束穿透,並使前記第三光束不被聚光 φ 穿透了前記開口限制元件之前記第一領域及前記接物 元件的前記第三光束之聚光位置上;通過了前記第一 的前記第三光束,係入射至前記接物光學元件的前記 領域。 1 8.如申請專利範圍第1 7項所記載之光拾取裝置 中,前記光拾取裝置,係具有λ /4波長板;前記開口 元件係和前記λ /4波長板被一體化。 19.如申請專利範圍第17項或第18項所記載之 取裝置,其中,滿足以下的式(1 ”): 所記 枚透 所記 所共 、广· '刖 9 領域 束及 一光 在, 光學 領域 中央 ,其 限制 光拾 -102- 200811859 (8) 0.02^ L/f< 0.05 (1”)。 20.—種接物光學元件,係屬於 具有: 射出第一波長λΐ之第一光束的第一光源;和 射出第二波長λ 2( λ 2> λ 1)之第二光束的第二光源; 和 射出第三波長λ 3 ( λ 3 > λ 2)之弟二光束的弟二光源, • 且 使用前記第一光束來進行具有厚度u之保護基板之 第1光碟的資訊記錄及/或再生’使用前記第二光束來進 行具有厚度t2(tl^t2)之保護基板之第2光碟的資訊-記錄 及/或再生,使用前記第三光束來進行具有厚度t3(t2<t3) 之保護基板之第3光碟的資訊記錄及/或再生的光拾取裝 置中所使用的接物光學元件,其特徵爲’ - 前記接物光學元件,係使前記第一光束聚光在前記第 • 1光碟之資訊記錄面上,使前記第二光束聚光在前記第2 光碟之資訊記錄面上,使前記第三光束聚光在前記第3光 碟之資訊記錄面上; 前記接物光學元件之光學面’係具有中央領域和前記 中央領域周圍之周邊領域的至少二個領域’前記中央領域 係具有第一光程差賦予構造,前記周邊領域係具有第二光 程差賦予構造; 前記接物光學元件’係使通過前記接物光學元件之前 記中央領域的前記第一光束,聚光在前記第1光碟之資訊 -103- 200811859 ⑼ 記錄面上而能夠進行資訊記錄及/或再生,使通過前記中 央領域的前記第二光束,聚光在前記第2光碟之資訊記錄 面上而能夠進行資訊記錄及/或再生,使通過前記中央領 域的前記第三光束,聚光在前記第3光碟之資訊記錄面上 而能夠進行資訊記錄及/或再生; 前記接物光學元件,係使通過前記接物光學元件之前 記周邊領域的前記第一光束,聚光在前記第1光碟之資訊 記錄面上而能夠進行資訊記錄及/或再生,使通過前記周 邊領域的即記桌一光束’聚光在前記第2光碟之資訊記錄 面上而能夠進行資訊記錄及/或再生; 藉由通過前記接物光學元件之前-記第一光程差賦予構 造的前記第三光束,來形成:使形成前記第三光束之光點 的點徑成爲最小的第一最佳焦點、和使形成前記第三光束 之光點的點徑成爲從前記第一最佳焦點算來其次小的第二 最佳焦點; 前記第一最佳焦點和前記第二最佳焦點,係滿足下記 式⑴: 通過前記接物光學元件的前記第三光束,在前記第3 光碟之資訊記錄面上所形成的光點當中,從光軸方向觀看 時,從光點中心起往外側依序形成有:光量密度高的光點 中心部、光量密度低於前記光點中心部的光點中間部、光 量密度高於前記光點中間部且低於前記光點中心部的光點 周邊部; 前記光點中心部是被用於前記第3光碟的資訊記錄及 -104- 200811859 (10) /或再生,前記光點中間部及前記光點周邊部是不被用於 前記第3光碟的資訊記錄及/或再生; 藉由通過前記接物光學元件之前記第二光程差賦予構 造的前記第三光束,以在前記第3光碟之資訊記錄面上形 成前記光點周邊部; 0 < L/f < 0.0 5 (1) 其中’ f[mm]係指通過前記第一光程差賦予構造,形成前 記第一最佳焦點的前記第三光束的焦距,L[mm]係指前記 第- 一最佳焦點和前記第二最佳焦點間的距離。 2 1·如申請專利範圍第20項所記載之接物光學元件, 其中,滿足下記的式(2)及(2,): δ SAH/ δ λ ^ 0.010(λ rms/nm) (2) δ SAH = /~ ((§ SA5)2 + ((5 SA7)2 + (5 SA9)2T) (2,) 其中,5 SA5係指,使用波長是從408nm之使用波長偏離 開來的波長λχ之光束,來進行第1光_碟的記_錄及/或再生 之際,於前記波長λ X之光束的對接物光學元件的倍率且 3次球面像差SA3是變成0的倍率下,所產生的5次球面 像差; 5 SA7係指,使用前記波長λ X之光束,來進行第1 光碟的記錄及/或再生之際,於前記波長λ X之光束的對接 -105- 200811859 (11) 物光學元件的倍率且3次球面像差SA3是變成0的倍率下 ,所產生的7次球面像差; 5 SA9係指,使用波長是從40 8nm之使用波長偏離開 來的前記波長λχ之光束,來進行第1光碟的記錄及/或再 生之際,於前記波長λ X之光束的對接物光學元件的倍率 且爲3次球面像差SA3是變成0的倍率下,所產生的9次 球面像差; H δ λ係指4 0 8 n m和λ X n m的差的絕對値。 22.如申請專利範圍第20項或第21項所記載之接物 光學元件,其中,令前記接物光學元件的半徑方向之從光 軸起-算之距離爲橫軸、前記第一光束通過前記接物光學元 件之際被前記接物光學元件所賦予之光程差爲縱軸而作成 的圖形中,前記接物光學元件的前記第一波長之設計波長 起偏離5 nm之波長下的前記圖形是具有不連續部,且前記 ^ 不連續部上的前記光程差的躍幅,係爲0以上、0.2 λ 1以 • 下。 23·如申請專利範圍第20項乃至第22項之任一項所 記載之接物光學元件,其中,滿足下記式(3) ·· η 13^40% (3) 其中,77 1 3係表示前記中央領域上的前記第三光束的光利 用效率。 24·如申請專利範圍第20項乃至第23項之任一項所 -106- 200811859 (12) 記載之接物光學元件,其中,前記第一最佳焦點中由前記 第三光束所形成的前記光點,是被用於前記第3光碟的記 錄及/或再生;前記第二最佳焦點中由前記第三光束所形 成的前記光點,是不被用於前記第3光碟的記錄及/或再 生。 25·如申請專利範圍第20項乃至第24項之任一項所 記載之接物光學元件,其中,前記接物--光―睪元件之光學面 ’係在前記周邊領域的周圍具有屬於折射面的最周邊領域 ,並至少具有三個領域。 26·如申請專利範圍第20項乃至第24項之任一項所 記載之接物光學元件,其中,前記接物光學元件之光學面 ,係在前記周邊領域的周圍,具有著擁有第三光程差賦予 構造的最周邊領域,並至少具有三個領域。 27·如申請專利範圍第25項或第26項所記載之接物 光學’元件,其中,前記接物光學元件,係使通過前記接物 光學元件之前1B最周邊領域的前記第一光束,聚光在前記 第1光碟之資—訊記錄面上而能夠進行資訊記錄及/或再生 〇 28·如申請專利範麗第20項乃至第27項之任一項所 記載之接物光學元件,其中,前記第一光程差賦予構造, 係對通過了前記第一光程差賦予構造的前記第一光束及前 記第二光束,補正因前記第1光碟之保護基板厚度tl和 前記第2光碟之保護基板厚度t2之差異所產生的球面像 差。 107- 200811859 (13) 29. 如申請專利範圍第20項乃至第28項之任一項所 記載之接物光學元件,其中,前記第一光程差賦予構造, 係對通過了前記第一光程差賦予構造的前記第一光束及前 記第三光束,補正因前記第1光碟之保護基板厚度tl和 前記第3光碟之保護基板厚度t3之差異所產生的球面像 差。 30. 如申請專利範圍-第20項乃至第29項之任一項所 記載之接物光學元件,其中,前記第二光程差賦予構造, 係對通過了前記第二光程差賦予構造的前記第一光束及前 記第二光束,補正因前記第1光碟之保護基板厚度tl和 前記第2光碟之保護基板厚度t2之差異所產生的球面像 差。 3 1.如申請專利範圍第20項乃至第30項之任一項所 記載之接物光學元件,其中,前記第二光程差賦予構造, 係對通過了前記第二光程差賦予構造的前記第一光束及前 記第二光束,補正因前記第一光源或前記第二光源之波長 些微變動所產生的球色差(色球面像差)。 32.如申請專利範圍第20項乃至第31項之任一項所 記載之接物光學元件,其中,前記接物光學元件,係爲單 枚透鏡。 3 3 . —種光資訊記錄再生裝置,係屬於 具有: 射出第一波長Λ 1之第一光束的第一光源;和 射出第二波長λ2(λ2> λ 1)之第二光束的第二光源; -108- 200811859 (14) 和 射出第二波長λ 3(λ 3> λ 2)之弟二光束的弟二光源》 和 接物光學元件,其係用以使前記第一光束被聚光在具 有厚度tl之保護基板的第1光碟之資訊記錄面上,使前 記第二光束被聚光在具有厚度t2(tl S t2)之保護基板的第 2光碟之資訊記錄面上,使前記-第三光束被聚光在具有厚 度t3(t2< t3)之保護基板的第3光碟之資訊記錄面上; 藉由使前記第一光束聚光在前記第1光碟之資訊記錄 面上,使前記第二光束聚光在前記第2光碟之資訊記錄面 上,使前記第三光束聚光在前記第3光碟之資訊記錄面上 ,以進行資訊記錄及/或再生的光拾取裝置,而爲具有其 之光資訊記錄再生裝置,其特徵爲, 前記接物光學元件之光學面,係具有中央領域和前記 中央領域周圍之周邊領域的至少二個領域,在前記中央領 域具有第一光程差賦予構造,在前記周邊領域具有第二光 程差賦予構造; 前記接物光學元件,係使通過前記接物光學元件之前 記中央領域的前記第一光束,聚光在前記第1光碟之資訊 記錄面上而能夠進行資訊記錄及/或再生,使通過前記中 央領域的前記第二光束,聚光在前記第2光碟之資訊記錄 面上而能夠進行資訊記錄及/或再生,使通過前記中央領 域的前記第三光束,聚光在前記第3光碟之資訊記錄面上 而能夠進行資訊記錄及/或再生; -109- 200811859 (15) 前記接物光學元件,係使通過前記接物光學元件之前 記周邊領域的前記第一光束,聚光在前記第1光碟之資訊 記錄面上而能夠進行資訊記錄及/或再生,使通過前記周 邊領域的前記第二光束,聚光在前記第2光碟之資訊記錄_ 面上而能夠進行資訊記錄及/或再生; 藉由通過前記接物光學元件之前記第一光程差賦予構 造的前記第三光束,來形成:使形成前記第三光束之光點 的點徑成爲最小的第一最佳焦點、和使形成前記第三光束 之光點的點徑成爲從前記第一最佳焦點算來其次小的第二 最佳焦點; 前記第一最佳-焦點和前記第二最佳焦點,係滿足下記 式⑴: 通過前記接物光學元件的前記第三光束,在前記第 光碟之資訊記錄面上所形成的光點當中,從光軸方向觀看 時,從光點中心起往外側依序形成有:光量密度高的光點 中心部、光量密度低於前記光點中心部的光點中間部、光 量密度高於前記光點中間部且低於前記光點中心部的光點 周邊部; 前記光點中心部是被用於前記第3光碟的資訊記錄及 /或再生,前記光點中間部及前記光點周邊部是不被用於 前記第3光碟的資訊記錄及/或再生; 藉由通過前記接物光學元件之前記第二光程差賦予構 造的前記第三光束,以在前記第3光碟之資訊記錄面上形 成前記光點周邊部; -110- 200811859 (16) (1) 0 < L/f< 0.05 其中,f[mm]係指通過前記第一光程差賦予構造,形成前 記第一最佳焦點的前記第三光束的焦距; L [mm]係指前記第一最佳焦點和前記第二最佳焦點間 的距離。
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