^19833 五、發明説明（ A7 B7 本發明係關於一種透鏡裝置及製造該透鏡裝置之方法 ，一種獲取穩定聚焦伺服信號之方法，一種採用該法之光 學抬訊装置，一種可區別具不同厚度碟Η之方法以及一種 由該等碟片重製資訊或將資訊記錄至該等碟Μ上之方法。 一光學抬訊裝置將資訊（例如視頻或音頻責料）記錄至 記錄媒介物（例如碟Η )上或由記錄媒介物重製資訊一碟 片具有一結構而一資訊記錄表面乃形成於一基質上。例如 ，基質可由塑膠或玻璃製得。為由一高密度碟片讀/寫資 訊，光點直徑需非常小。為逹此目的，物鏡之數值孔徑通 常為大且使用一具有較短波長之光源。然而，為採用較短 波長之光源，碟片相關於光軸之傾斜容'許度卽降低。如此 降低之碟Η傾斜容許度可藉著減少碟片厚度之方式而提升 請 先 閱 之 注 項
I 裝 訂 假設碟片之傾斜角為e，彗形像差傜數W31之大小可 由下式得出：
W 31 n2(n2-l)sin0cosg (Ti2-sin2ey NA; 線 經濟部中夬標準局員工消費合作社印製 其中d與η分別表示碟Η之厚度與繞射傜數。如上述關偽所 暸解者，彗形像差偽數正比於數值孔徑（Μ A >之立方。因此 ，有鑑於傳統小型光碟（CD)所需之物鏡之數值孔徑為0.45 而傳統數位影碟或數位萬甩碟（DVD )所需之數值孔徑為〇 . 6 (以配合較高資訊密度 >，故DVD在一既定傾斜角下與具有 相同厚度之CD相較具有一約2.34倍之彗形像差偽數···因 -4 - 經濟部中央樣隼局員工消費合作社印装 A7 __B7 - _五、發明説明（2 ) 此* DVD之最大傾斜容許度減低至約為傳統CD者之一半。 為使DVD之最大傾斜容許度配合CD者，DVD之厚度d可減少。 然而，此一採用較短波長（高密度）之光源的厚度縮減 式碟片（例DVD)無法在一記錄/重製裝置ί例如一供傳统CD 用並採用一較長波長之光源之碟Η驅動装置）中使用，因 為一具有非標準式厚度之碟片將受到球狀像差之影響達一 程度而該程度相關於其與正常碟片之碟片厚度之差。假設 球狀像差極端遞增，則碟Η上所形成之光點無法具備記錄 資訊所需之光線強度，此事會阻礙資訊被準確記錄。此外 ，重製資訊期間，信號/雜訊（S/Η)比太低以致無法正確 地重製所記錄之資訊。 f 因此，吾人需要一光學抬訊裝置其採用一具有短波長 (例如650nra )之光源而該装置可匹配於具有不同厚度之碟 片例如CD或DVD。 _為此g的，正在進行若干装置之研究而該等装置可以 • 一單一光學拾訊裝置記錄/重製具有不同厚度之兩碟Μ型 式中之任一碟片上之資訊並採用較短波長之光源。例如， 日本專利公開公告第He i 7-98431號中已提出一採用全息照 像（h ο 1 〇 g 1" a m )透鏡與折射透鏡組合之透鏡裝置1:1 第1圖及第2圖分別顯示在具有不同厚度之碟H 3a與 3 b上之零次及一次繞射光線之聚焦°在每一圖中’一金.息 照像透鏡1 ’設有一圖樣11 ’及一折射物鏡2偽沿碟H 3a 與3 b前之光線路徑而設：圖樣1 1折射一來自光源（未顯示） 並通遇金息照饯透鏡I之光束4 ’以緒此將通過之光線分
S ---------裝-- Μ (請先閱讀背面之注意事I再填寫Ar) 訂 線 ^19833 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（3 ) 成一次折射光線41與零次光線40而每一光線均藉物鏡2而 以一不同強度聚焦於光軸上之不同點處：_兩不同焦點分別 為較厚碟片3b與較薄碟片3a上之適當焦點，且因此使能相 關於具有不同厚度之碟Η之資料讀/寫作業。 然而’使甩此一透鏡条統時，Μ金息照像透鏡1將光 線分成兩束（即零次與一次光線）之作法會使實際使用（反 射與部分二次繞射，第一次）光線之使甩效率降低約15冗。 此外，讀出作業期間，資料傺騎乘在光束之一上而另一光 束芣攜帶資訊之光束可能被感測為雜訊。此外，此種金息 照像透鏡之製造需要一高精度程序以闬以蝕刻一精細金息 照像圖樣，此會增加製造成本。 ' 第3圖為美國專利第5,281,797號中掲露之另一傳統 光學拾訊裝置之示意圖。此光學拾訊裝置包括一可變隔膜 U用以改變孔徑使得資料可記錄至一較長波長碟Κ及一較 短波長碟片上，但碟片均具相同厚度’以及資訊可由該等 ' 碟片重製。可變隔膜la傜裝設於物鏡2與準直透鏡5之間 。可變隔膜la控制一光束4其由光源9射出並藉著適當調 整光束通行區域之面積（數值孔徑（NA))之方式傳輸通過一 光束分裂器6。可變隔膜U之孔徑係依攄即將使用之碟Η 所需之光點附加以調整且總是通過中心區之環狀光束4a但 選擇地通過或阻隔固綠區域之光束4b。第3圖中’参考號 碼7指示一聚焦透鏡以及參考號碼8指示一光感測器。 在具有以上組態之光學裝1中，假設可變隔膜偽藉一 機械隔膜形成時’其结溝諧j辰持性丨夜隔膜之有效孔徑而變 ---------^! s # <請先閲讀背面之注意事承再填寫本r) 訂7 線 五、發明説明（4) 化隔膜裝設至引動器以驅動物鏡之作法在實用上變得困難 。為解決此一問題，液晶可用以形成隔膜。然而，此舉將 大幅阻卻条統之迷你化，使抗熱性與耐久性退化並增加製 造成本。 另一方法僳掲示於美國專利第5,496,995號中。如所 掲示者，一相位板傜置於一物鏡之光線路徑上。相位板産 生不同相位之第一與第二光源使得第一光源之影_之主波 瓣之側邊振幅藉著叠置而以第二光源之影響之主波瓣振幅 加以抵消。在一實施例中，環狀不透明環件可分開不同深 度之凹槽，凹槽提供相位差。此法之固有問題係需要仔細 控制凹槽深度及光線振幅，例如，以産’生適當之相位變化 及波瓣抵消。 另外，可設置每一碟Η用之個別物鏡使得一特定物鏡 可供一待定碟片之用。在此情形下，然而，因一驅動裝置 需要改變透鏡，所以組態變得複雜且製造成本據此而增加 〇 . 本發明之一目的係提供一種透鏡裝置其為經濟且易於 製造者，一種獲得穩定聚焦伺服信號之方法，一種採用該 法之光學拾訊裝置，一種可區別具有不同厚度之碟片之方 法以及一種用以由碟片重製資訊/記錄資訊至碟片上之方 法° . 本發明之另一目的俗提供一種物鏡其光線使用效率可 加強且可形成像差縮減之光點，一種獲取穩定聚焦伺服信 號之方法，一種採用該法之光學拾訊裝置以及一種用以由 本紙汝尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 經濟部中央標牮局員工消費合作社印製 A7 B7 - * 五、發明説明（5 ) 碟Η資訊/記錄資訊至碟κ上之方法： 為逹成以上目的，提供一透鏡裝置包括一透鏡聚焦光 線進入一聚焦區及具有一預定有效直徑；及光線控制裝置 其設於透鏡之光線路徑中俾防止光線路徑之中間軸區域內 之光線到達聚焦區|中間軸區域乃位於一近軸區（其包括 光線路徑之中心）與一逹軸區（其位於中間區之徑向朝外處 )之間，光線控制裝置允許光線路徑之近與遠區域中之光 線到逹聚焦區。 '另，敗本發明之另一觀點，傜提供一光學拾訊裝置包 含： f 一光源； .一物鏡其沿一來自光源之光線路徑而設以投射光線至 一碟片上，該物鏡将光線聚焦至一聚焦區並具有一預定之 有效直徑；及 光線控制裝置其設於透鏡之光線路徑中俾防止光線路 徑之中間軸區域内之光線到達聚焦區，中間軸區域乃位於 一包括光線路徑之中心的近軸區與一位於中間區之徑向朝 外處的透軸區之間，光線控制裝置允許光線路徑之近軸區 與遠軸區内之光線到達聚焦區c 另，依據本發明之又一觀點，偽提供一種方法由至少 具有不同厚度之兩碟片重製資訊，包含以下步驟： 提供一物鏡用以将一光線路徑中之光線聚焦至一聚焦 區内； 防比光绵路徑之中間軸區内之光線到违聚焦區，該中 I---------裝-----Ί訂：------線 F ^ (锖先閲讀背面之注意事吩再填寫毛育) - : 經濟部中央檫隼局—工消費合作·社印$1 A7 __B7 > _ 五、發明説明（6 ) 間軸區位於一包括光線路徑之中心的近軸區與一位於中間 區之徑向朝外處的遠軸區之間； 允許光線路徑之近軸區與遠軸區内之光線到逹聚焦區 r 將至少具有不同厚度之兩碟片中之一置入聚焦區； 將自碟片反射之近與遠軸區内之光绵在一内部光感測 器及一圍繞内部光感測器之外部光感測器中轉換成電子信 號 _當光線自一相當薄之碟片反射時，使用相關於近與遠 軸區並於内部與外部光感測器中轉換之電子信號；以及 當光線自一相當厚之碟片反射時，1吏用相關於近軸區 且僅於内部光感測器中轉換之電子信號。 号，提供一種方法俥將資訊記錄至至少具有不同厚度 之兩碟Η上，包含以下步驟： 提供一物鏡用以將一光線路徑中之光線聚焦至一聚焦 區内； 将至少具有不同厚度之兩碟片中之一置入聚焦區； 防止光線路徑之中間軸區内之光線到逹聚焦區，該中 間軸區位於一包括光線路徑之中心的近軸區與一位於中間 區之徑向朝外處的遠軸區之間，以及 it許光線路徑之近與遠軸區内之光線到達聚焦區-此外，提供一種方法俾區別具有不同厚度之碟片，包 鴦 含以下步驟： 提供一物鏡用以将光線路徑中之光線聚焦至一聚焦區 ------------4)---- ---------裝-----Ί訂-------線 -· -> (請先閲讀背面之注意事項:填寫Ak ) . . ' r ‘ 冯闪t：钱進（CNS ) A4規格（210 X 297公烚） 31S833 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（7 ) 内； 防止光線路徑之中間軸區内之光線到達聚焦區，該中 間軸區位於一包括光線路徑之中心的近軸區與一位於中間 區之徑向朝外處的遠軸區之間； 允許光線路徑之近與遠軸區内之光線到達聚焦區； 將至少具有不同厚度之兩碟片中之一置入聚焦區； 將近與遠軸區内且自碟片處反射之光線利用一象限光 感測器轉換成電子信號； 藉箸遞增與遞減控制物鏡之一軸向位置逹一預定次數 之聚焦電流以獲致一加總信號與一來自象限光感測器之聚 焦誤差信號中之至少一信號； .將加總信號與聚焦誤差信號中之至少一信號與一相關 於薄碟片之第一參考值作比較； 假設加總信號與聚焦誤差信號中之至少一信號大於第 一參考值時，則決定碟片為薄者； 惟箸加總信號與聚焦誤差信號中之至少一信號小於第 一參考值時，則將如總信號與聚焦誤差信號與一小於第一 參考值作比較；以及 假設加總信號與聚焦誤差信號中之至少一信號大於第 二參考值時，則決定碟μ為厚者。 此外，提供一種製造透鏡之方法包含以下步驟： 提供一第一模件而該第一模件之内表面上具有一透鏡 表面圖樣； 於透鏡表面圖陳中形成一中間軸區 > 該中問軸區*該 ' -1 ί)- 裝 訂 線 - * (請先閲讀背面之洼意事嘹再填寫本肓) - 、 319833
經濟部中央標準局員工消費令：.：5L A7 B7 ·__五、發明説明（8 ) 中間軸區位於一包括透鏡之中心的近軸區與一位於中間區 之徑向朝外處的遠軸區之間，該中間軸區用以防止人射至 —模製透鏡之中間區上之光線到逹模製透鏡之聚焦區； 提供一相關於該第一模件之第二模件； 將透鏡材料置於第一與第二模件之間；以及 形成透鏡而該透鏡具有一介於第一與第二模件之間的 中間部。 另，提供一透鏡模具用以形成一透鏡，透鏡構形成使 光線聚焦至一聚焦區内，該透鏡模具包含： 一第一模件用以形成透鏡之一表面且在該第一模件之 r 一内表面上具有一透鏡表面圖樣， 透鏡表面圔樣包括一中間軸區其位於一包括透鏡之中 心的近軸區與一位於中間區之徑向朝外處之遠軸區之間， 該中間軸區包括至少一預定圖樣之表面不規則性，該表面 .不規則性形成透鏡中之一光線控制裝置俥允許一光線路徑 之相關近與遠軸區内之光線，非該光線路徑之相關中間區 之光综，到達透鏡之聚焦區；以及 一第二模件用以形成透鏡之一相對表面。 第1圖與第2圔傜一具有全息照橡透鏡之傳統光學拾 訊裝置，分別顯示一光束聚焦至一薄碟片及一厚碟片上之 狀態； 第3圖傜另一傳統光學拾訊裝置之示意圖； 第4圖與第5圖分別顯示藉一普通物鏡而未採用一金 息照像透鏡使光束聚焦至一薄碟Η及一厚碟片上之狀態； -11 - ， - ， J t. J ί-1 '-'ψ ·> ♦ ·Λ . . -S |Λ A W \ (請先閲讀背面之注意事％再填寫表頁) 裝 訂1 腺 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 _B7 > _ 五、發明説明（9 ) 第6A圖偽一圖式其顯示當本發明之物鏡被採用及未被 採用時之光點尺寸之變化，以及第(5B圖偽第6A圖中所示之 部分'' A 〃之放大視圖； 第7A圖偽本發明之光學拾訊裝置之示意圖其顯示光束 聚焦至兩不同厚度之碟片上之狀態，以及第7B與7C圖分別 顯示供薄碟片與厚碟片用之第7A圖所示之焦點之放大視圖； 第8圖傜本發明顯示於第7A圖中之光學拾訊裝置之物 鏡之外觀視圔； 1第9圖傺一供第7A圖所示光學抬訊裝置採用之本發明 之一實施例之物鏡之示意圖，其顳示一光束聚焦至一碟片 上之狀態； 第10A圖係本發明另一實施例之物鏡之截面視圖而該 物鏡之表面上具有一光線控制膜；第10B圖偽本發明又一 實施例之物鏡之截面視圖； 第11圖傜本發明另一實施例之物鏡之平面視圖而該物 鏡具有一正方形光線控制凹槽； 第12A圖偽本發明另一實施例之物鏡之示意圖，其顯 示光線聚焦至一碟片上之狀態；及第12B圖傺本發明又一 實施例之物鏡之截面視圖； 第13圖傜第12A圖所示之物鏡之外觀視圖； 第Ϊ4Α與14B圖分別傜第12A圖所示物鏡之平面視圖及 部分放大視圖； 第1 5 A圖偽製造本發明之實施例之物鏡的模具之側視 圖，第15B圖偽一平面覘圔颚示第15A圖所示之模具之下框 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝
11T 線 -12 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 ·___ 五、發明説明（1G ) 内側，第15C圖偽製造本發明另一實施例之物鏡的模具之 側視圔，第15D圔傺一平面視圖顯示第15C圖所示之模具之 下框内側，第15E圔至第15G圖偽第15C圖所示部分K之放大 視圖*掲示本發明之不同實施例，第15K圖與1SI圖顯示本 發明之物鏡之製程以及第15 J圖傜藉第15Η圖與第i5 I圖所 示程序製得之物鏡之側視圖； 第16圖傜本發明又一實施例之物鏡之平面視圖； 第17圖與第18圖偽本1明又一實施例之物鏡之示意圖 ，其分別顯示一光束藉一平面透鏡聚焦至兩不同厚度之碟 片上之狀態； 第19圔第20圖偽立體圖其分別顯示光線藉著本發明之 透鏡裝置聚焦至一厚碟片與一薄碟片上之狀態； 第21圖第22圖分別偽在本發明之光學拾訊裝置中利用 一厚碟Η與一薄碟片之情形下的每一光感測器之平面視圖 ，其頴示光線由1 · 2μ碟片與由0.6ππη碟片入射至光感测器 之狀態： 第23圖偽本發明之光學拾訊裝置所採用之8段式光感 測器之平面視圖； 第24-26圖與第27-29圔偽平面視圖分別顯示藉箸一相 對於一薄碟片與一厚碟片之物鏡位置而形成至8段式光感 測器上之光線接收區； 第30圖偽顯示由第23圖所示之8段式光感測器所擭得 之聚焦信猇； 第3111偽一圖式其比較藉著採用兩不同厚度之碟Η之 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本買) 裝 、ΤΓ 線 -13 - 經濟部中央標準局員工消費.今tv,-印製 A7 B7 ^ 五、發明説明（11 ) 本發明光學拾訊裝置中之光感測器所慼測到之聚焦信號之 變化； 第32圖係一流程圖其顯示驅動本發明之光學拾訊裝置 之順序； 第33圖傺顯示依據第32圖之流程圖中之聚焦電流變化 而於電流對時間圖中産生聚焦信號之位置； 第34圖與第35圔偽電流對時間圖其分別比較聚焦信號 與第3 2圖之流程圖中所使用之第一與第二參考值；以及 襄36圔偽本發明之光學拾訊裝置中所使用之數位等化 器之方塊圖。 本發明中，環繞光線行進路徑中心之一軸之中間區内 的光線傺被阻隔或遮蔽者。中間區偽位於一接近軸之區（ 近軸區）與一遠離軸之區（遠軸區）之間。中間區内之光線 受到阻隔以允許來自近軸區與遠軸區之光線形成一小光點 _同時藉著抑制原本存在於中間區内之光線干涉而使環繞透 鏡之聚焦區中之光點的側波瓣最小化。 本文中，近軸區代表環繞透鏡中心軸（即光軸）之區域 其具有一實質可忽略之像差並聚焦至一鄰近傍軸焦點之區 域上。遠軸區代表較近軸區距光軸相對較遠之區域並彫成 一鄰近邊際焦點之聚焦區^中間區係介於近軸區與遠軸區 之間的區域。 另外，一近軸區與一遠軸區可藉一厚碟片中之光學彗 形像差量加以界定。一物鏡必有非常小量之光學彗形像差 (例如球形像差，彗形，失真等）。通常，一物鏡應有低於 ----------¾-----— ------^ Ϊ - (請先閲讀背面之注意事瓚再填寫本頁) . ' 319833 經濟部中央標準局貝工消費合作爸卜戈 Α7 Β7 五、發明説明（12) 約0.04人（其中λ指示傅輸至透鏡之光線的波長）之平均像 差以便在一光學拾訊裝置中使用β —具有大於λ之光 學像差之物鏡對一光學拾訊裝置中之使用而言係視為無法 接受的。當碟厚度增加時，光學像差亦增加。因此，假 設具有低於〇. 04 λ之光學像差之物鏡俱供預界定或薄磲片 (例如DVD)使用時，則其會對一厚碟Μ (例如CD)産生一大 量之光學相差（主要為球形像差）。 此外，第5圖所示之不需要之周緣光線（B)發生於光 學像差介於0.04 λ舆0.Q7 λ之間。為補償厚碟Η中之大幅 光學像差，近軸區偽界定於低於Q. 04 λ之光學像差處。以
I 及，遠軸區偽界定於大於0.07 λ之光學像差處。因此，中 間區操界定於0 . 04 λ與0 . 07 λ之間以抑制球形像差所産生 之干涉。第5圖之更多說明於下文提供。 為達此目的，在沿人射光路徑之近軸與遠軸區之間的 .中間區内，設有一環形或多角形（例如正方形）之光線控制 装置俥阻隔或散射光線。本發明利用之事實為遠軸區不致 影蜜光點之中心光線部分但是介於近軸與遠軸區之間的中 間區之光線卻會影響。 第4圖顯示狀態其中一具有650ΠΒ之波長的光線偽藉 一具有1.5 0 5折射率之物鑌而聚焦於一具有0 · 6 土 G . 1 πμβ厚 度及1.5折射率之碟片上。如圖所示，光點在（光線強度之 13¾)之點處具有-0.85m之直徑。 第5圖顯示一狀態其中光線在如上相同之條件下聚焦 至一具有12 土 O.lmin厚度之碟Η上。參看第5,直徑為 -15 - I---------裝-----.1訂-------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ' * " t. .. rvc \ \ uy 先：.，'ιΐ <、 經濟部中央標準局—工消費合作社印製 A7 _B7 ·_ 五、發明説明（13 ) 2iia之光點偽相對地聚焦於一中心部（A)内但亦聚焦於其他 部（B)内。此時，其他部（B)之光線強度為中心部（A)者之5 〜10%。此乃因入射至一遠離光軸之區域上之光線受到球 影饗差之影豳，而其程度則相關於不同之碟片厚度。 如上所述，形成於厚碟片上之光點大於形成於薄碟片 上者，此因球形像差之故。另，因入射至一遠軸區（亦卽 一距光軸相當遠之區域）之光線傜聚焦至一不同於（包圍於） 光軸之區域上且被散射，所以遠軸區之光線不會影鬱中心 部（A)之光點的聚焦。然而，如上所逑，因存在於近軸與 遠軸間之光線與近軸光線之聚焦相干涉，故聚焦光線之周 t 緣光線（B)之量變得較大。換言之.介於近軸區與遠軸區 間之中間區内之光線於未採用本發明時會經歴干渉之現象 ，因此周緣光束（B)乃環繞中心光束（A)而産生如第5圖所 示。此類周緣光束通常具有中心光束之強度之6〜7¾，藉 ，此於光線感測期間會增加跳動且因此造成正確資料記錄與 重製之困難。 第6A圖顯示（〇至（d)其掲示採用及未採用本發明之光 線控制裝置時之光點尺寸之變化。第SA圖中，圖（b)與（c) 偽探用光線控制裝置時所獲得者，以及圔（a)與（d)則在未 採用光線控制裝置時所獲得者。此時，採用一物鏡其具有 0.6之數值孔徑及2Dnn之有效半徑。用以阻隔或散射光線之 光線控制装置之例為採用一環形光線控制膜其具有一距光 軸1.4ran之中心高度及-0.251^之寬度。 在以上情況下，圖（c)與（d)為曲線其顯示在採用0.6 -16 - ----------裝 訂- 線 ·· _ -(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) > j,,t ,Ί eJ η» it? -51 { Γ\：<ί Ί Λ-Ιίν1 κί 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ._B7 ·__ 五、發明説明（14 ) μ碟片之情形下之光點尺寸之變化以及圖（a)與（b)則為採 用1.2mm碟片之情彤下之曲線。本文中，圖（b)與（c)顯示 採用本發明時所存在之光點狀態。 吾人瞭解在採用〇.6μπ碟片之情形下於第5圖之中心 區” A 〃之光點尺寸之差異乃相關於光線控制膜之存在或 欠缺而落於32以内。然而，第5圖所示之部分"之尺 寸則在採用1. 2mm碟Μ之情彫下藉著利用光線控制膜之方 式而頴著減少。 因此，如上所逑，依據本發明，通過介於近軸與遠軸 區間之中間區的光線可受到控制。為此目的，沿光線路徑 * 設有一光線控制裝置俥控制（例如阻隔、散射、繞射、吸 收或祈射）中間區内之光線，藉此抑制光點之周緣光線之 尺寸的增加並減少原本會産生之球形像差。 第7Α僳採用本發明之第一實施例之物鏡裝置之光學拾 .訊裝置的示意圖，其中對柑關於薄與厚碟片之光線聚焦狀 態作比較。第7δ與7C分別ft供薄碟片與厚碟片用之第7Α圖 所示之焦點的放大視圖。如第7B與7C圖所示，物鏡200被 移動以便將光線聚焦至薄或厚碟片上。 第8圖葆一物鏡2GG及一充作光線控制裝置之光線控 制構件1Q0之外觀視圖。 第7A圖中，一參考號碼3Q0a代表一較薄之資訊記錄媒 介例如Q.6mm之厚碟片，及一參考號碼300 b代表一較厚之 喋M,例如1.2龍之厚碟片。吾人應注意薄與厚碟片之直 徑可相同。另，碟片之底面可視蓮作期間用以支持及轉動 ---------^------ΐτ-------0 - -(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) , ~ 17 - 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 A7 _B7 ._ 五、發明説明（15 ) 碟H 300a與3 0 0 b之碟片保持機構（未顯示）之情況而設於一 不同平面或相同平面上。圖式己作修飾以顯示厚度之差異 。雷射光通過碟Η保持件中之孔洞，即如傳統者一般。 一般之物鏡200設於碟片3Ha或30Qb之前方。具有一 預定有效直徑之物鏡2GG可聚焦一來自光源90 0之入射光40 0 並接收由碟或3QQb反射之光線。如第9圖所示，一 光線控制構件100設於物鏡2GE)之後方，此為本發明之一特 色。光線控制構件1QG為透明者且具有一環形之光線控制 膜101俾抑制例如阻隔或散射，其表面上之入射光。光線 控制膜1Q1之外徑小於物鏡2(3 0之有效直徑。，光線控制構件 由玻璃或塑瞜製成。Cr，CrthSKi,例如，可充作光線控 制膜1G1。不同地或額外地，下文參看第12-17圖所討論之 任何表面不規則性均可甩在光線控制構件上。 如第U圖所示•一準直透鏡500與一光束分裂器60 0設 -於光線控制構件100與光源900之間。一聚焦透鏡7QG與一 光戲測器800傜沿自光束分裂器6G0反射之光線行進路徑而 設。本文中，光感測器£1GG基本為一扇形體結搆。 在具有上述本發明組態之光學拾訊裝置中，光線控制 膜101抑制入射光束4 0G中之通過近軸與遠軸區之間之區域 的中間區的光束402,藉此僅傳輸通過近軸與遠軸區之光 束401與40 3 ,如第9圖所示。例如，一由鉻（r)製成之光 線控制膜1Q1將阻隔光束通過光線控制構件100。此外，光 束可視光線控制膜101之表面粗糙度而進行散射，反射， 繞射或折射。 _-18 -_ u m 3占ϋΐ國玄禚準i CNS ) A4規格（2IOX 297公釐） ----------^------ir------^ (請先閲讀背面之注意事項荐填寫本貧) A7 B7 319833 五、發明説明（16) 具有上述功能之光線控制膜101偽直接被覆在物鏡200 之一表面上，如第1C圖所示。如第11圖所示，光線控制膜 1〇广可修飾其形狀以具有一多邊形例如一正方形或一五角 形如第16圖所示，而非一圓形。此外，可設置一額外之光 線控制膜101或101’以視碟Μ之厚度而界定近軸區。例如 ，物鏡偽最佳化成一薄碟片以及應界定一相關近軸區。因 此，額外之光線控制膜或凹槽可設置以依據其厚度而為薄 碟Κ界定一適當之中間區。第10Β圖中，添加一額外之環 形光線控制凹槽102’以便最佳化一具有0.9DMB厚度之碟片 。因此，例如物鏡200可供具有厚度為Ο.βπππ, (ϊ.9·ιβ或 12mm之磲片使用。 第12A圖與第13B圖掲示本發明另一實施例之物鏡。第 13圖與第14A分別為第12A圖所示物鏡之外觀視圖及前視圖 。在此實施例中，設有一光線偏斜裝置102以充作物鏡200 .中之光線控制裝置。換言之，一結構圖樣，亦卽一用以部 分阻隔，繞射，折射或散射入射光之璟形光線控制凹槽102 ，像設於初始光線接牧側（第12A圖）或物鏡20G之光線射出 側（第12B圖）。此外，凹槽102可設於物鏡200 ’之兩側。不 同地，光線偏斜裝置102，例如，可採第15K圖所示之突出 或楔形肋102之型式。楔形肋102亦可置於物鏡20(T之任一 側或兩側上。光線控制凹槽或光線控制楔形肋102之外徑 小於物鏡200’之有效直徑。 類似上逑光線控制膜101,光線控制凹槽或楔彤肋102 設於近軸與遠軸間之光線區内並用以再導引（例如反射， —---------.—^IT1 - - I (請先閱讀背面之注意事項#填寫本IT) 經濟部中央梯隼局員工消費合作社印梵 為芡3Α.ίϊ用中囚遲孓嘌Λ : C';:; - 經濟部中夹榇準局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（17) 折射，或散射）入射光至一不相關於光線聚焦之方向上或 抑制（例如阻隔）入射光。 物鏡20(Γ可利用一具有相闋於楔形肋10 2之圖樣的模 具，藉著第15Η圖至第15Κ圖所示之一般高壓注入模製法 (未顯示）或一壓縮模製法來製造。 下模具l〇G2a具有一圔樣其具有配合光線控制肋10 2而 形成之一或多個凹槽lQ3a俾將光線分散至中間區，如第 15A圖與第15B圖所示，使得製成之透鏡設有在透鏡表面上 突出之步階或楔形之光線控制裝置，但在以上之第12A圖 之描述中卻縮退為一凹槽或一具有一澆射晶格之光線控制 » 裝置。凹槽l〇3a傣形成於近軸區與遠軸區之間的中間區。 另，光線控制裝置102可不同地雕刻，蝕刻或刻割於透鏡 表面上。如第15C圖與第15D所示，藉著腐蝕或蝕刻處理於 部分K中彩成之一非均勻表面包含本發明另一實施例之透 鏡之光線控制裝置102。 第15E圖至第15G掲示用以形成光線控制裝置102之各 種非均勻表面（粗糙，齒狀，不平坦表面）之實例，其可僅 由表面非均勻之一種型式或組合型式所組成。 第15F_中，光線控制裝置102可具有一均勻步階狀以 形成柵狀圖樣進而嬈射中間區内之人射光。柵狀圖樣具有 —節距S其對6 5 0nm之雷射波長而言偽少於約2GGjiM。 第15H顯示一透鏡材料2QQB(例如玻璃或塑顧）乃介於 上模具1001與下模具1002a之間。如第151圖所示•上模具 1001與下模具1GQ2a偽相互接近以便®縮地模製透鏡材料 -2 0 - 欠试珥兒琦π 3，CNS ϊ Αϋί格ί 2:0X297公釐） ---------¾-----------線 (請先閱讀背面之注意事¾再填寫4負) 319833 Α7 Β7 五、發明説明（18) 2 0 0 m。接著，如（第15圖）所示，上模具1001與下模具1002a 分開以及獲得物鏡200ηι。 光線控制凹槽1G2較宜為物鏡200’之底面形成，以相 關於光軸之垂直線呈一預定之角度Θ而定向，如第14B所 示。中間區之光線，自光線控制凹槽102反射者，較宜在 非平行於光軸之方向上加以散射或反射。 第16傜一具有充作一光線控制裝置用之光線控制凹槽 之物鏡之前視圔，其中一正方形之光線控制凹槽102葆形 成於本g明又一實施例之物鏡20(T中。 光線控制凹槽102’可形成一多邊形例如^-方形。此外 ,物鏡可加以修飾以具有多於一之光線控制凹槽進而控制 入射光。有可能在一分開之透明構件（例如光線控制構件 100)上使用此類表面不規則物（例如凹槽，肋件，齒狀， 粗糙及不平坦）中之任一種。 經濟部中央檫準局員工消費合作杜印製. (請先閲讀背面之注意事項#填寫本免) 在以上實施例中，凸透鏡傜充作物鏡200或200’，其 可以一利用嬈射原理之平面透鏡加以替代，例如全息照像 透鏡或菲涅耳透鏡。特別地，當透鏡設有光線控制裝置時 ，一環形或正方形光線控制凹槽1G2”葆形成於一平面透鏡 中，如第1?圖所示，或一具有環形或正方形之分別製造之 光線控制膜1G1葆加以固定或被覆，如第18圖所示，光線 控制凹槽102”可傳輸中間區之光線402而無嬈射現象。否 則，光線控制凹槽102"以一不相闢於光線聚焦方向來度射 中間區内之光線。因此，中間區之光線402被防止到達碟 片之光點處。 -21 - 太汍沒尺虑適用中國國家標迆（CNS ) Α4规珞、‘<29,公$ 經濟部中央標準扃員工消費合作社印货 A7 B7_五、發明説明（19 ) 第18圔所示之光線控制膜101可吸收，散射及/或反 射中間區之光線402(其入射至平面透鏡200”），以防止中 間區域之光線402到達碟Η之光點處。例如，當一黑色塗 料充作光線控制膜使用時，該膜即吸收光線。另，第17圖 與第18圖所示之光線控制凹槽或光線控制膜可加以修飾以 便視碟片之厚度而可具有多於一組之環形凹槽或膜。 吾人應注意以上所述之透鏡裝置結構並未受限於一光 學拾紈裝置中所用之物鏡上。 第19圖顯示藉以上實施例所獲致之1.2DMD厚碟Η上之 光點的尺寸。本文所採用之物鏡具有一 有效直徑，21^ 之近區直徑，以及2.4m至4. OnDJ之遠軸區直徑。因此，光 線控制裝置阻隔直徑範圍由2. 0mm至2.4«之光束。具環形 之光線控制裝置之内徑可在2.0至3·0πιιη之範圍内變化最佳 化碟片中之焦點。另，光線控制裝置之内徑及寬度分別介 .於1.1至1,4ιββι之間（例如1.2DMB)及介於0.1與〇.25ϋπη之間 (例如(3.15mm)。其他範圍視糸統考量亦有可能。 在以上條件下所形成之光點中，依測量之結果，在中 心光線強度之Ι/e2 (〜13¾)之定點處的光點之直徑為1.3m 。相較於第5圔所示之裝置（其未採用一光線控制膜），第 5圖所示之部分w B"之光線置在本發明裝置（其採用一光 線控制膜）之情形下減少超過703；。 第20圖顯示在上述條件下一相當薄之碟片（亦卽0.6mm 碟Η)上之光點的尺寸。依據测量結果，在中心光線強度 之l/ez(〜13¾)之定點處的光點之直徑為〇.83W3n。 -22 - 殳泠及又t遠ί中3 Y 4 Λ二人：：:〇:< 297公蝥） . 裝 ^ —訂I 線 (請先閱讀背面之注意事項斤填寫本於) - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（20 ) 如上所述，依據本發明，一光點可以一最佳狀態形成 至一碟Η上。如第7A鼷所示，自碟Η反射之光線傜經由物 鏡200,光線控制構件10Q及準直透鏡5QQ而傳輸以及自光 束分裂器6G0反射以便接著經由聚焦透鏡7GG而傳輸到逹光 感測器8GG並於該處進行感測且轉換成一電子信號。光戲 測器80 0傜藉像散像差而獲得一聚焦誤差信號且適當為一 扇形體感測器。 下文中，將詳細說明本發明之光學拾訊裝置中之光感 測器80 0的待性。 如第21圖與第22圖所示，一形成於光感測器800之中 t 心内之光點具有柑關於近軸區之光線的中心區901a與901b 及相關於遠軸區之光線的周綠區902a與9Q2b。w a 〃及a b 〃分別表示一厚碟H及一薄碟M上之光點。特定地.第2i 圖顯示一相當厚之碟Η (例如.1.210碟片）之情形，第22圖 顯示一相當薄之碟M (〇.6mi碟Η )之倩形。不論碟Η厚度 為何，藉箸近軸區之光線於中心區90 la内之直徑變化並非 顯箸。然而，直徑變化在中間區903a内卻颶顯箸，其中光 線係藉光線控制構件10 0加以阻隔。 首先，參看第21圖，相闊於近軸區之中心匾901a偽位 於光感測器300之中心以及周緣區902a包圍光臧测器800。 介於中心區9(Ua與周緣區3G2a之間的中間區903a偽為一光 線可藉一光線控制構件而由此加以消除的部份。因周緣區 90 2a與中間區9Q3a在本例中（碟片之反射表面接近榜軸焦 點）可藉球形像差加以實質放大，所以僅有近軸之光線用 -23 - ： ··' ^ ··' ΐ -Vi- . CNS ' Λ4^ΙΨ { ：!0X t I n i n「.-n n n I「裝 rl^n - I n ^ n i— n 線 i *- (請先閲讀背面之注意事項#"填寫本$) 經濟部中央標孳局員工消費合作社印裝 319833 A7 _B7___ 五、發明説明（21 ) 以自1.2ΒΠΒ之厚碟片中重製資訊。 參看第22圖，中心（卽近軸）區901b與周緣（即遠軸）區 902b偽形成至光感測器80G之感测表茴上，此因，在本實 施例中，薄碟片之反射表面表面接近光束焦點之最小圓。 換言之，所有近與遠軸區之光線均用以自一薄碟 )中重製資訊，惟中間區之光線除外而該區之光線乃藉一 光線控制構件加以消除。本文中，近軸區901b之直徑，其 為傍軸，可不論一碟Μ型式為何均保持一相當恆定之值。 如上所逑，為由具有不同厚度之碟Κ中謓取資訊，本 發明之光學拾訊裝置採用一光感测器800以便在讀取來自 厚碟片之資訊時僅接收近軸區之光線以及在謓取來自薄碟 Η之資訊時則接收近與遠軸區之光線。因此，當使甩一厚 碟片時，可獲得一相關近軸區之光線的信號。當使用一薄 碟片時，可獲得一相關於近與遠軸區之光線的柑對較高之 強度信號。 第23圖顯示另一型式之光慼測器810,其具有一八面 體或八段式結構其中一第二烕測區812傷環繞一第一感測 區811而設，該第一感測器乃中心設置且等效於第21圖所 示之扇形體光感測器。本文中，第一感測區811由4組正 方形第一光接收元件Al, Bl, C1與D1組成，以及第二感測 區812由4組L形第二光線接牧元件Α2, Β2, C2組成。 當資訊囱一厚碟Μ讀取時，利用八面體光感測器810 所獲得之聚焦誤差信號偽顯示於第30圖中。本文中，來自 第一光線接收區811之信號僅以一實線Α加以指示，以及由 -24 - 夂块決又片3用今國國家標準（CNS ) A4規格ί 2IOX297公釐） ----------^------—IT-------0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本苋) 五、發明説明（22 ) 第一與第二光線接收區δΐΐ與δ12接收之信號則以一點線B 加以指示。 第24- 26圔及第27-29圔分別顯示當採用一薄碟片（數 位影碟）時及採用一厚碟Η (光碟）時，光感測器之光線接 收狀態。 第一感測區1具有如此之尺寸使得第一區8 11之尺寸 應被最佳化以便當資訊由一厚碟Η讀取畤可接牧來自近軸 區之光線而不致有損失，以及不接收來自遠軸區之光線， 此外，第一與第二感測區811與812具有如此之尺寸使得當 資訊由一薄碟Κ諛取時接收近軸與遠軸區之光束，如第24 圖所示。雷資訊由一厚碟片讀取時，遠軸區之光線即衝擊 第二光線接牧區812,如第27圖所示。 第24、25與26圖分別顯示當一物鏡相闕於一薄碟片聚 焦時，當物鏡位於距碟Η過遠時及當物鏡位於距碟Η過近 時，光線接收狀態。類似地，第2 7- 2 9圖分別顙示當一物 鏡相關於一厚碟Η聚焦時，當物鏡位於距碟Η過遠時及當 物鏡位於距碟Η過近時，光線接收狀態。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 在具有上逑結構之光感測器810中，整韓信號（即來自 第一與第二光線接牧區811與812者）係用以諛取來自一薄 碟Η之資訊，以及僅來自第一光線接收區811之信號係用 以讀取來自一厚碟Η之資訊。 第3Q圖顯示當資料由一厚碟Η讀取時，藉來自第一光 線接收區之信號（實線Α)及藉來自第一與第二光線接收區 之整體信號（點線Β)所造成之聚焦誤差信號變化。實線a與 -2 5- 太抄汸兄疳嗍用中困S玄樘蕈（CNiS ) A4規格（210乂：：97公釐） A7 B7 ____ 五、發明説明（23 ) 點線B所指示形狀間之差異來自於一厚碟Η中之散射光線 量。在八面體光感測器810中，源自於厚碟Η之大型球形 像差之散射光線主要偽藉外部光感測器812加以戲測。藉 箸外部光感測器812所感測之散射光會造成聚焦誤差信號 之振幅的增加因此會産生一不穩定之聚焦誤差信號如點線 Β所示。且因此，當僅採用撞擊至内部光感測器811之感測 光線時，有可能減少S-曲線上之散射光線之效應一如實線 Α所示。在實際使用時，Α所指示之聚焦誤差信號較Β為佳 此因其具有一聚焦誤差信號用之單一零交叉點之故以及零 交叉點處之信號之對稱為辨識一物鏡之非聚焦位置之重要 特性。 如上文所明瞭者，當資訊有一厚碟Η謓取時，聚焦誤 差信號成份可僅利用近軸區之光線而獲得。藉此可獲致一 穩定聚焦誤差信號如第30圖所示。 如此所述，在本發明之物鏡裝置及採用該裝置之光學 拾訊裝置之聚焦控制法（其具有光點，即第5圖之部分"Β "之光線量，之尺寸減少效應及一聚焦誤差信號穩定效應） 中，因不論碟片厚度為何均僅産生一單一聚焦誤差信號， 所以無需一額外聚焦控制裝置以便使用不同厚度之碟 另，所感測到之聚焦誤差信號之大小係視碟片厚度而 不同。換言之，如第31圖所示，所有近與遠軸區之光線在 一薄碟Η之情形下可到達一光感測器，以及僅有近軸區之 光線在一厚碟Η之情形下可到逹光感測器，藉此得以簡單 地區別碟Η型式。 ! - 26 - 士 )Α·ί 規格（210X297 公釐） - :-1 -- ----------裝-- (請先閲讀背面之注意事項异填寫本r) 訂 線 經濟部中央標準局貝工消費合作杜印製 經濟部中央摞準局員工消費合作社印象 319833 A7 B7 - 五、發明説明（24 ) 現將參看第32圖之流程圖而詳細說明區別碟片塱式之 蓮作。 假設置人一薄或厚磲片（步驟1〇〇)時，則聚焦電流（其 控制物鏡相對於碟Η之位置）即增加或減少以便區別物鏡 之範圍，亦即碟片之型式，如第33圖所示D物鏡在其聚焦 調整範圍中上下移動以（m=l、2、3)次，藉此可獲得一來 自光S測器之加總信號（加.總所有來自8組扇形體中之每 一扇形體之信號）及一聚焦誤差信號（Sf)(步驟101)。因使 用一扇形體光感測器，故聚焦誤差信號可藉一傳統像散方 法例如掲示於Kataka eta 1之美國專利第4, 695,158號者而 獲得。因傺傳統方式，故其說明將不再重提。依據實驗， 顯示一薄碟Η重製用之聚焦誤差信號之振幅為厚碟片重製 者之4倍，光線強度對兩種碟片型式之相容性均已足夠， 以及可實現聚焦誤差信號之穩定化。 球形像差量可藉上述方法減低以重製一記錄至碟片上 之倍號。然而，球形像差大於傳統光碟機用之光學拾訊者 ，藉此會導致一重製信號之劣化。因此，較宜方式係採用 一數位波形等化器，例如第36圖所示者，假設一輸入信號 fi(e),可依據下式産生一輸出信號fo(t): fo(t) - fi(t^)-K[fi(t) + fi(t+2r)] 其中r為一預定延遲時間，且K為一預定振幅分配器如第 32圖所示（步驟106與117)。 一旦獲得聚焦誤差信號Sf與加總信號（步驟101)時， 卽決定聚焦誤差信號Sf是否大於一薄碟Η用之第一參考信 __- 27 -_ t ：·ι ? 士3飞宅锪逸（cNS ) Α4規格（210X297公釐） ----------装-----—ir~------線' (請先閲讀背面之注意事項再填寫本:rc 經濟部中央標準局員工消費合作社印t A7 B7_ 五、發明説明（25 ) ..號（步驟102)。此時，加總信號依據設計條件亦可與第一 參考信號作比較。 . 如第34圖所示，假如第一參考值少於聚焦信號Sf或加 總信號時，即決定碟Μ為薄（步驟103)且聚焦與追踪僳依 據此決定而持鑲實施（步驟104),藉此獲得一重製信號（步 驟105)。重製信號通過一薄碟Η用之波形等化器（步驟106 )以梗獲得一波形等化信號（步驟Η7)。然而f假設第一參 考值大於聚焦誤差信號Sf或加總信號時，則接著決定聚焦 誤差信號是否大於相關於厚碟片之第二參考值（步驟113) 0 如第35圖所示，假設第一參考值大於聚焦誤差信號Sf 或加總信號且聚焦誤差信號Sf或加總信號大於第二參考值 (步驟113)時，即決定碟片為厚（步驟114)且聚焦與追踪持 缜實施（步驟115),藉此獲得一重製信號（步驟116)。重製 信號通過一薄碟Μ用之波形等化器（步驟117)以便獲得波 形等化信號（步驟118)。 假設聚焦誤差信號Sf或加總信號小於一第二參考信號 時，所産生一誤差倍號（步驟123)。聚焦誤差信號與加總 信號可以清楚地區別碟片型式，以及採甩兩種信號之此種 方法可降低區別誤差^ 如上所述，本發明之透鏡裝置具有如下之各種優點。 本發明之透鏡裝置採甩一光線阻隔或散射裝置其簡單 且易於製造，而非複雜且昂貴之金息照像透鏡。另，因可 利用光線而不致被一全息照像透鏡分開，所以透鏡裝置具 ____-28 -__ t π 二，-· : 立（CNS ) Α4現格（210X297公釐） I---------¾------、玎_------0 -- . (請先閲讀背面之注意事項再填寫表X) , 1 Α7 Β7 五、發明説明（26) 有較傳統裝置者更高之光線使用效率。此外，因形成一非 常小之光束點，所以記錄與重製資訊之實施可加強。因具 有光線阻隔，折射，繞射或散射裝置之透鏡裝置具有一單 一物鏡，故組合及調整採用透鏡裝置之光學拾訊裝置乃非 常之簡單。另，因一可區別碟Η型式之信號不論碟Η厚度 為何總是可獲得，則區別碟Μ型式之額外装置即不需要。 相對地，採用金息照像之傳統裝置需採用額外裝置以區別 某些信號此因裝置會産生多重信號之故。多重信號中，一 信號係供薄碟Μ之用且另一信號則供厚碟Η之用。 本發明雖參看一較佳實施例而特別顯示及説明，惟熟 於本技藝人士將明暸可進行各種型式與細節之其他變化而 不致偏離本發明之精神與範圍。例如，光線路徑中之碟片 之相對位置可改變，藉此可改變光點圖樣及利用電子式轉 換光點圖樣之各種方向的細節。 (請先閲讀背面之注意事項Λ填寫崙X ) 裝 訂 線 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 _____- 29 - 欠试.沒叉泞15用中國国家谇孕：W ‘ : ::〇 <:97公釐） 3丄9833 ΜΒ7 五、發明説明（27 ) 元件標號對照 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 1 ....全息照像透鏡 102..光線控制裝置 la....可變隔膜 (凹槽*楔彤肋） 2 , 2 0 0 , 2 0 0 *____物鏡 10厂，102”....光線控制凹槽 3,3a,3b____碟 Η 102a——下模具 4----光束 103a----凹槽 4a____環狀光束 200 ”____平面透鏡 4b....周緣區域光束 30 0a....較薄碟片 5 , 50 0 ____準直透鏡 30 0b----較厚碟Η 6,60 0 ____光束分裂器 400 ----入射光束 7,700 ____聚焦透鏡 401....近軸區光束 8,80 0,810----光感測器 402....中間軸區光束 9,900 ____光源 4 0 3 ----遠釉區光束 11....圖樣 811----第一感測區 40....零次折射光線 812....第二感測區 41...次折射光線 9 01 a , 9 01 b....中心區 100....光線控制構件 902a，9Q21k* ..周緣區 1〇〇,----上模具 9 0 3a____中間區 10 1, 1 Q 1 ’----光線控制膜 f 訂" (請先閲讀背面之注意事臂再填良本頁) ' .-.