TW513718B - Compatible optical pickup device adopting single light source - Google Patents

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TW513718B TW090108995A TW90108995A TW513718B TW 513718 B TW513718 B TW 513718B TW 090108995 A TW090108995 A TW 090108995A TW 90108995 A TW90108995 A TW 90108995A TW 513718 B TW513718 B TW 513718B
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optical
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Chul-Woo Lee
Seung-Tae Jung
Jang-Hoon Yoo
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Samsung Electronics Co Ltd
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Description

513718 Λ7 B7 7505pif.doc/008 五、發明說明（1 ) 本發明是有關於一種可以相容地讀/寫光碟（CD)類或 多功能光碟（DVD)類之光碟的光學檢波裝置，且更特別的 是，是有關於採用發射波長長於650納米之光線的單光源 的一種相容性光學檢波裝置。 典型的光學檢波裝置再現及記錄在，以及/或來自於 一非接觸形之記錄介質的資料。一可以再現/記錄厚度0.6 毫米之多功能光碟（DVD)類之光碟的光學檢波裝置採用一 孔徑爲0.6之物鏡，以及一光源，以發射一波長爲650納 米之光線。在此，該DVD之光學檢波裝置應該相容於厚 度1.2毫米之光碟(CD)類的光碟。 考慮到以上的內容，具有不同格式，且可以相容地再 現/記錄的光學檢波裝置已被開發。如第1圖所示，在一 傳統之可以再現/記錄CD及DVD的光學檢波裝置中，採 用了兩個光源1及3，以發射不同波長之光線。 參考第1圖，第一光源1發射了一個波長爲635或650 納米的光，以再現/記錄相對較薄之DVD 10a。第二光源3 發射了一個波長爲780納米之光線，以再現/記錄相對較 厚的CD 10b。由光源1發射之光線穿越了第一分光器7， 並由一第二分光器9反射，以行進至光碟10。第二光源3 發射之光線接著被第一及第二分光器7及9反射，並行進 至光碟10。一物鏡15將第一及第二光源1及3發射之入 射光聚焦，以形成一光點。在此，第一光源1發射之光線 聚焦於較薄之DVD l〇a，而第二光源3發射之光線聚焦於 較厚之CD 10b。 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A‘l規格（21〇 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
I I n ϋ n ϋ n n n · n am— 1 n ami n ·1 I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 513718 A7 B7 7505pif.doc/〇〇8 五、發明說明（~/) 由光碟10反射之光線經於物鏡15入射於第二分光 器。大部分的光通過第二分光器9且由光偵測器19接收。 在此，參考標號5標示一繞射元件’以將第二光源3輸出 之光線繞射及分光成爲〇級及級之光束’以在再現/記 錄CD 10b時，利用一三光束方法偵測循軌錯誤信號。參 考標號11標示出一準直透鏡’以將第一及第二光源1及3 輸出之發散光線轉換成平行光束。參考標號17標示一傳 送透鏡Π，以將光碟1〇反射之入射光予以聚焦’並通過 第二分光鏡9，因此，該光線可以被光偵測器19接收。 由於傳統之相容性光學檢波裝置具有分離的兩個光 源，其製造成本相當高，而其結構亦相當複雜，再者，光 學的組合及排列相當困難。此外，可發射DVD-R及或 DVD-RAM之言己錄功率，波長爲635或650納米之光源1 相當昂貴，其使得整個相容性光學檢波裝置的成本無法降 爲解決以上困難，本發明之其中之一目的在於提供一 種價格不貴的相容性光學檢波裝置，其採用一單光源’以 發射一波長長於650納米之光線，因此，該CD類及DVD 類之光碟可以相容地被再現/記錄。 因此，爲達以上之目的，提供了一相容性光學檢波裝 置，其包括一單源，以發射波長長於650納米之一光線； 一物鏡，包括相對於一極點之一近軸區、一環形透鏡區、 以及一遠軸區，以形成適用於較薄之第一光碟之光點，以 及較厚之第二光碟的光點，並形成對應第一光碟，小於或 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)M規格（210x297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) n ϋ n n n ·ϋ ϋ 一θν · ϋ tmm§ _§ I mm§ an am— I » 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 513718 A7 B7 7505pif.doc/008 五、發明說明（：>；) 等於0.72微米之全寬半極大（Full Width Half Maximum, FWHM)之光點，以及對應第二光碟，大於或等於0.8微米 之FWHM的光點；一光路徑改變裝置，排列於光源及物 鏡之間的光徑路上，以改變入射光的行進路徑；以及一光 測偵器，以接收光碟反射，且通過物鏡及光路徑改;變裝置 之光線，並偵測一資料信號以及/或錯誤信號。 或者，爲達以上目的，提供了一相容性光學檢波裝置， 包括一單光源，其發射一波長長於650納米之光線；一物 鏡，由對應一極點之一近軸區、一環狀透鏡區、以及一遠 軸區所組成，以將光源發射之光予以聚焦，以形成適用於 較薄之第一光碟的光點，以及適用於較厚之第二光碟的光 點，且其具有對應第二光碟之小於或等於0.53之有效孔 徑；一光路徑改裝置，排列於光源及物鏡之間的光路徑上， 以改變一入射光之行進路徑；以及一光偵測器，以接收光 碟反射，且通過物鏡以及光路徑改變裝置之光線，並偵測 資料信號以及/或錯誤信號。 在本發明中，第一光碟最好是DVD類之一光碟，而 第二光碟最好是CD類之一光碟。 還有，本發明之光源所發射之光線，最好是具有介於 680至780納米之波長。 再者，本發明之物鏡的環形區最好被第二光碟充分運 用，因此，當第一光碟被再現/記錄時，經由近軸區及遠 軸區之光線的光點可聚焦於第一光碟之資料記錄表面，而 當再現/記錄第二光碟時，通過近軸區及遠軸區之光線的 7 本紙張尺度適用中國國家標皁（CNS)A4規格（210 x 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂·-----丨— - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 513718 A7 B7 7505pif.doc/008 五、發明說明（β) 光點可聚焦於第二光碟之資料記錄表面。 此外’本發明之光源最好是一邊緣發射雷射或一垂直 空腔表面發射雷射，且該光路徑改變裝置包括一極化全像 裝置，以基於一線性極化元件，繞射入射光至0級，或+ 1 及/或-1級光束，以及一光波板，以改變入射光之極性。 在此，光源爲一邊緣發射雷射或一垂直空腔表面發射 雷射，而該光路徑改變裝置包括一分光器，安排於光源及 物鏡之間，以發射及/或反射入射光。 在本發明中，分光器最好是根據入射光之極性，以傳 送或反射入射光，且其更包括一光波板，安排於分光器及 物鏡之間，以改變入射光之極性。 圖式之簡單說明： 爲讓本發明之上述和其他目的和優點能更明顯易懂， 下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下： 第1係繪示出傳統相容性光學檢波裝置之光學排列的 例子； 第2係繪示本發明之較佳實施例中，採用單光源之相 容性光學檢波裝置； 第3圖係一平面圖，繪示出本發明之第2圖中的物鏡； 第4圖及第5圖係繪示出第2圖中所採用的物鏡； 第6圖係繪示出本發明之另一較佳實施例中，採用單 光源之相容性光學檢波裝置； 第7圖係繪示出本發明之又另一較佳實施例中，採用 單光源之相容性光學檢波裝置； 8 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A·丨規格（210 X 297公釐） -----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 513718 A7 B7 7505pif.doc/008 五、發明說明（& ) 弟8A圖及第8B圖係繪不出依據本發明之物鏡及傳 統650納米物鏡之間之入射光束的場之像差特徵； (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第9A圖及第9B圖係繪示出依據本發明之物鏡及傳 統650納米物鏡之間之光碟傾角之像差特徵；以及 第10圖係繪示出當DVD被本發明之相容性光學檢波 裝置再現時，基於凹槽(Pit)深度之再現信號値。 圖式之標記說明： I :第一光源 3 :第二光源 5 :繞射元件 7 :第一分光器 9 :第二分光器 10 :光碟 l〇a :薄光碟 l〇b :厚光碟 II :準直透鏡 15 :物鏡 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Π:傳送透鏡 19 :光偵測器 40 :光碟 40a :第一光碟 40b :第二光碟 50 :光源 60 :全像分光器 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)/Y1規格（210x297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 513718 7505pif.doc/008 ^ 五、發明說明（^ ) 61 :極化全像元件 63 :光波板 65 :準直透鏡 70 :物鏡 71 :近軸區 73 :環形透鏡區 7 5 ··遠軸區 100 :光偵測器 101 :基座 161 :極化分光器 163 :光波板 167 :感測透鏡 250 :繞射元件 260 :分光器 實施例 請參照第2圖，本發明之一較佳實施例中，光學檢波 裝置包括一單源50，以發射波長大於650納米之一光線， 一物鏡70,裝置於一傳動裝置上，並由該傳動裝置所驅動， 以作聚焦及循軌控制，並藉著將光源50發射之光線聚焦， 形成適用於具有不同之厚度之第一光碟40a及第二光碟 40b之光點；一光路徑改變裝置，置於光源5〇及物鏡7〇 之間的先路徑上’以改變入射光之彳了進路徑；以及一光偵 測器100，以接收光碟40反射之光線。在此，第一光碟4〇a 係DVD類之光碟，其相對較薄，而第二光碟4〇b係較厚 1 0 本紙張尺度適用中國國家標準（CNSM‘1規丨T^1() x .;97 ----- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) n Ml I n n I i 一S^J· n I n ·1 ϋ « 513718 A7 B7 7505pif.doc/008 五、發明說明（7) 之CD類之光碟。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 半導體雷射以發射一高光學功率之光線是是較佳的光 源50。亦即，一用來再現資料信號以及記錄資料信號之邊 緣發射雷射或一垂直空腔表面發射雷射是較佳的光源。光 源50發射波長大於650納米之一光線，例如是介於660 納米及790納米之間的波長。在此，該光源50發射之光 線具有介於680至780納米之間的波長。 在此，根據一 DVD-R(可重寫之DVD)或DVD-RAM 所需之記錄光學功率而言，波長長於650納米之半導體雷 射之生產單位成本較具有650納米之波長的半導體雷射低 得多。因此，基於本發明，光鴻50之生產單位成本可以 大幅降低。例如，當採用一 680納米之半導體雷射作爲光 源50時，因於生產單位成本遠較DVD所採用之一般650 納米半導體雷射光源爲低，所以基於本發明之光學檢波裝 置的生產單位成本亦急遽降低。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印削衣 當光源50採用半導體電射，其發射之光線的波長超 過750納米時，本發明之相容性光學檢波裝置可以大幅降 低，同時，目前適業化的CD-R亦可相容性地再現/記錄。 在此，由於目前商業化之CD_R具有一有機色素薄膜記錄 層，其對波長短於750納米之光線具有相當強的吸收力， 爲再現/記錄該CD-R，且防止因爲敏感度不同而造成之記 錄資料的破壞，光源所輸出之光線具有等於或大於750納 米之波長。當然，如果CD-R製造成對波長等於或小於750 納米之光線有小的吸收率時，基於本發明之相容性光學檢 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)/\4規格（210x297公釐） 513718 A7 B7 7505pif.d〇c/〇〇8 五、發明說明o ) 波裝置可以無慮光源50所發射之光線的波長範圍，而相 容性地再現/記錄CD-R。 當採用一半導體雷射作爲光源50時，光源50發射大 約在一個方向的線性極化光線。因此，其最好是包括一由 極化全像兀件61組成之全像分光器60，以根據一線性極 化元件及一光波板63，將入射光線繞射成〇級光束，+1 級及/或-1級光束，以改變入射光線之極性。在此，大部 分由光源50發射的光線向光碟40之方向行進，而大部分 由光碟40反射的光線由光偵測器1〇〇所接收。因此，光 線的使用效率相當高。 極化全像元件61的裝置最好是能使光源50輸出之光 線得以繞射，且在一方向上線性極化至0級光束。最好是 提供一光源發射之光線的四分之一波長板，以將光源50 輸出之線性極化光轉換成圓形極化光。 因此，光源50輸出之光線以及單一方向之線性極化 光被極化全像元件61繞射成0級光束，以及在通過波長 板63時被轉換成圓形極化光，其並經由物鏡70被焦距於 光碟40之資料記錄表面，且被轉換成圓形極化光。另一 圓形極化光在通過波長板63時，被轉換成線性極化光， 並經由極化全像元件61繞射成+ 1級及/或-1級光束，並向 著光偵測器100行進。 光偵測器1〇〇接收由光碟40反射且通過物鏡70及全 像分光器60之光線，並偵測資料信號及/或錯誤信號。光 偵測器100包括複數個區段板（未顯示），其各自獨立地實 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公t ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · n ϋ I i I I l-^r«»4· i I ϋ I I ϋ I · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 513718 Λ7 B7 75〇5pifd〇c/008 五、發明說明（7) 施光電轉換。 當全像分光器60提供作爲光路徑改變裝置時，如第2 圖所示，由於光偵測器1〇〇可以安裝於包括光源50之基 座101上，光偵測器100及光源50可被模組化。在此， 如全像分光器60，可提供一全像元件（未顯示），其中大部 分光源5 0輸出的光線被繞射成0級光束，且大部分由光 碟40輸出之光線被繞射成+ 1級及/或-1級的光束。 在此，參考標號65係指一準直透鏡，以利用改變由 光源50輸出之發散光線成爲一平行光線，而形成一模糊 光學系統。準直物鏡65最好是排列於光路徑改變裝置以 及物鏡70之間。在此一例中，準直鏡65將光源50之光 線轉換成平行光線，同時，由光碟40反射及入射於其上 之一光線被轉換成一聚焦光線向光偵測器100行進。 如第3圖所示，物鏡70包括對應一極點之一近軸區 71，一環形透鏡區73以及一遠軸區75。在此，極點爲物 鏡70之中心軸及物鏡70之表面相遇之點。環形透鏡區73 係介於近軸區71及遠軸區75之間之一中間區之光線所入 射之一區域，且以一橢圓環或圓環型式形成於物鏡70面 對光源50或記錄介質40之表面。 基於本發明之較佳實施例，第4圖所示，該環形透鏡 區73是以一球狀形成的，且其可被較厚之第二光碟40b 所充份運用。 如果環形透鏡區71具有一使第二光碟40b充份運用 之球狀型式，當較薄之第一光碟40a被再現/記錄時，由光 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A‘l規格（210 x 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
M3718 Λ7 B7 7505pif.doc/008 五、發明說明（（G) 源50發射以及通過介於近軸區71及遠軸區75之間之環 形透鏡區73的之光線則散播得使來自第一光碟40a之資 料記錄表面的資料無法再現。 當第二光碟40b被使用時，由光源50發射之光線經 過近軸區71及環形透鏡區73而被聚焦於第二光碟40b之 資料記錄表面成一光點，當光線通過遠軸區75時，其散 播得無法在第二光碟40b之資料記錄表面再現資料。 或者，第5圖所示，該環形透鏡區73可以遮蔽或散 射入射光。如此，當第一光碟40a被使用時，光源50發 射之光線通過近軸區71及遠軸區7 5後，被聚焦成一光點 於第一光碟40a之資料記錄表面。當光線通過環形透鏡區 73被遮蔽或散射時，其無法在第一光碟40a之資料記錄表 面聚焦。還有，當第二光碟40b被使用時，光源50發射 之光線經過近軸區71後，被聚焦成一光點於第二光碟4〇b 之資料記錄表面。相對地，當光線通過遠軸區73時，無 法在第二光碟40b之資料記錄表面聚焦成爲—再現及/或 記錄之適當強度’而通過環形透鏡區73之光線被遮蔽或 散射時，其無法聚焦於第二光碟40b之資料記錄表面。 具有本發明之結構的物鏡70是提供來對光源5〇所輸 出的光線聚焦的，因此，可形成適用於不同厚度之第一及 第二光碟40a及40b的光點。亦即，基於本發明之物鏡7〇 最好形成一光點，針對第一光碟40a，其具有之小於或等 於0.72微米的FWHM(等於或小於丨.2微米之寬度），以及 另一光點，針對第一光碟40b，其具有等於或大於〇·8微 14 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) mmmmmm emmmmm mmmmt Μϋ I I n 訂-------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 513718 Λ7 B7 7 505pif.doc/008 五、發明說明（u) 米之FWHM(等於或大於1.3微米之寬度）。 爲形成具有以上大小之一光點，物鏡70具有與光源50 發射之光線相關的一孔徑。亦即，當光源50發射之光線 具有一介於680至780納米之波長時，針對第一光碟40a， 物鏡70具有一有效孔徑，其等於或大於〇·63，以及針對 第二光碟40b，其具有一等於或小於0.53之有效孔徑。當 光源50發射之光線具有一 780納米之波長時，針對第一 光碟40a，物鏡70具有一等於或大於0.7之有效孔徑，以 及針對第二光碟40b，其具有一等於或小於0.53之有效孔 徑。 在一較詳細的例子中，當光源50發射之波長爲680， 720或780納米時，針對第一光碟40a，物鏡70具有約爲 0·63，0.66或0.71之一有效孔徑。 在此，第2圖繪示出物鏡70之環形透鏡區73具有如 第4圖所示之一球形之情形。特別的是，在第2圖繪示出 根據入射區域，物鏡70的焦點。 還有，在第2，4及5圖中，第二光碟40b之光線入 射表面安置得較第一光碟40a之光入射表面接近物鏡70。 這是顯示出物鏡70與第一光碟40a之光入射表面的距離 與其和第二光碟40b之光入射表面的距離之不同，亦即， 操作距離的不同。在實際系統中，第一及第二光碟之光入 射表面位於相同之位置，而當第二光碟40b在使用中，物 鏡70被傳動裝置驅動，且移動得較接近第二光碟40b，以 配合操作距離。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 爾裝·-------訂·丨—丨 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公f ) 513718 Λ7 B7 7 505pif.doc/008 五、發明說明u、 如第6及7圖所示，基於本發明之相容性光學檢波裝 置可以包括一分光式光路徑改變裝置。亦即，如第6圖所 示之光路徑改變裝置，其包括一極化分光器161，置於光 源50及物鏡70之間，以基於極性傳送或反射入射光，以 及一波長板163，置於極化分光器161及物鏡70之間，以 轉換入射光之極性。此外，其可以是如第7圖所繪示之光 路徑改變裝置，包括介於光源50及物鏡70之分光器260， 以一預定之比値傳送及反射一入射光。 如第6及第7圖所示，當提供以上之分光式光路徑改 變裝置時，又提供了一感應透鏡167被置於介於光路徑改 變裝置及光偵測器100之光路徑之間，以聚焦入射光，使 其被光偵測器100所接收。 此外，如第7圖所示，基於本發明之相容性光學檢波 裝置又包括了 一個繞射元件250，置於光源50及光路徑改 變裝置之間，以繞射由光源50發射之光線。繞射元件250 是用來偵測一微分推-拉（Differential Push-Pull，DPP)信 號，以於再現DVD-RAM時作循軌動作，或是於再現一 CD 時，偵測一三光束方法之循軌信號。這兩個繞射元件250 可以提供作DVD-RAM及CD之各別的再現。而繞射元件 250可以應用至如第2圖及第6圖所示之光學檢波裝置。 由於第6圖及第7圖之剩餘組件與第2圖所述相同， 因此，使用了相同的參考標號，而不在重複敘述。 基於本發明之相容性光學檢波裝置並不以第2，6及7 圖之結構爲限，當然，各種的修改是可能的。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐） -----------裝----— — II ^» — — — — — — 1— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 513718 Λ7 B7 7 505pif.d〇c/008 五、發明說明) 由於本發明之相容性光學檢波裝置的實施例採用了單 一光源50以發射一波長大於650納米之光線，且最好是 介於680納米至780納米之間，系統的成本可以降低。還 有，由於本發明之相容性光學檢波裝置包括一物鏡70，其 設計成依據光源50所發射之光線的波長，而具適用於第 一及第二光碟40a及40b之有效孔徑，以及對應第一光碟 40a之FWHM等於或小於0.72微米之光點，和對應第二 光碟40b之FWHM等於或大於0.8微米之光點。因此，基 於本發明之相容性光學檢波裝置可以相容性地再現/記錄 厚度不同之第一及第二光碟40a及40b。當然，當光源50 發射之光線波長大於或等於750納米時，目前商業用的 CD-R可以被再現/記錄。 參考第1表及第8A，8B，9A及9B圖，基於本發明， 針對波長爲780納米而設計成相容性地再現/記錄第一及 第二光碟40a及40b之物鏡70，與傳統中針對波長650納 米，DVD所使用之物鏡(爾後稱作650納米之物鏡)相互比 較。 第1表繪示出本發明中，第一光碟40a，亦即DVD所 使用之物鏡70。其操作距離爲物鏡70面對光碟40之表面 與光碟40光入射的表面之間的距離。當第二光碟40b，亦 即一 CD被再現/記錄時，操作距離約爲〇.3毫米。DVD之 像差特性如第8A至9B圖所示。在光碟系統之DVD中， 第8A，8B，9A，9B圖繪示之虛線指示〇.〇4λ之値爲可允 許之光學像差（OPDrms)。 木紙張尺度適用中國國家標準（CNS)/\4規格（210 X 297公t ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
513718 7505pif.doc/008 五、發明說明（ΙΑ Λ7 B7 第1表 物鏡 (本發明） 物鏡 (習知） 註 孔徑(N/A) 0.73 0.61 操作距離(毫米） 1.3 1.8 CD減少0.3毫米 有效直徑(毫米） 4.09 4.03 焦距（毫米） 2.8 3.3 透鏡曲面最大角 55° 51° 可能被製造 場高1.(^之 OPDrms 0.033λ 0.061λ 光碟傾角爲 0.35。之 OPDrms 0·041λ 0·038λ 允許光碟傾角：0.35° (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Λ裝 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 參考第1表，650納米之物鏡具有〇·61之孔徑’而本 發明之物鏡70則設計成具有0.73之孔徑。亦即，本發明 780納米之物鏡70具有大於習知650納米之物鏡的孔徑。 當650納米物鏡具有一 1.8毫米之操作距離時，本發明之 物鏡70具有1.33毫米之操作距離。當然’在再現/記錄CD 時，如第2及4至7圖所示，操作距離減少0·3毫米。650 納米之有效直徑爲4.03毫米，且其焦距爲3.3毫米，而本 發明之物鏡70之有效直徑爲4.09毫米，焦距爲2.8毫米。 650納米物鏡之曲面最大角度爲51°，而本發明之物鏡70 之有效直徑爲55°。以上之最大角度直是可以製造控制的。 參考第1表及第8Α、8Β圖，其繪示了依據本發明及 650納米之物鏡的入射光束場之像差特性，650納米物鏡 本紙張尺度適用中國國家標箏（CNS)A‘l規格（210 X 297公釐） 513718 Λ7 B7 7505pif.doc/008 五、發明說明（ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 顯示出場高爲1.0°時，OPDrms爲0·06λ，而本發明之物鏡 70顯示OPDnns爲0·033λ，因此，其展現出較650納米物 鏡好的場像差。在此，場像差是由光源發射之光線以一斜 角入射至物鏡所產生的。因此，在考慮光學檢波裝置之組 合的允許條件下，針對1°的場高，一物鏡最好有一等於或 小於可允許光學像差値〇.〇4λ之場像差。 第1表及第9Α、9Β圖顯示根據本發明之物鏡70以 及650納米物鏡之光碟40的傾斜，針對一光學系統之允 許傾角爲0.35°的光碟40，本發明之物鏡70顯示出0.041λ 之OPDrms，其與650納米物鏡之0·038λ的OPDrms類似。 如以上可知，當一 DVD被再現/記錄時，本發明之物 鏡70依據780納米波長具被設計成具有一像差特性類似 或優於習知DVD使用之650納米物鏡。還有，物鏡70具 有一大於習知DVD使用之物鏡的孔徑。因此，即使使用 具有一大於650納米波長之光線時，亦可形成適用於再現 /記錄DVD之小尺寸光點。因此，基於本發明，採用波長 大於650毫米之單光源的相容性光學檢波裝置不只可以相 容地再現/記錄CD類之第二光碟40b，還可以再現/記錄 DVD類之光碟40。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在此，光點的大小與λ/ΝΑ成正比（λ爲波長而NA爲物 鏡70之孔徑）。因此，由於本發明之物鏡70的孔徑大於 傳統DVD所使用之物鏡，即使在光線具有長於650納米 之波長時，再現/記錄DVD類第一光碟40a所需要的小光 點亦可以形成。 19 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)zVl規格（210x297公釐） 513718 Λ7 B7 7505pif.doc/008
五、發明說明（i G 第10圖繪示出基於本發明，當一 DVD被一相容性光 學檢波裝置再現時，根據凹槽深度的再現信號値。在第10 圖中，再現信號是當具有一凹槽的DVD被傳統DVD裝置 再現時，根據所偵測得之再現信號値所取得的，其中，該 凹槽的深度爲λ/6。如圖所示，當780納米之光源及具有 大於習知650納米物鏡之孔徑的物鏡70使用於一 DVD時， 如果DVD之凹槽深度爲λ/6，由於與習知之DVD裝置相 比，大約90%之位號振幅可以被偵測，一 DVD可以被再 如以上所述，由於基於本發明之相容性光學檢波裝置 包括一費用不高之光源，以發射一波長大於650納米的光 線，以及一物鏡，其根據該光線之波長而設計，以對DVD 類之光碟形成一具有等於或小於0.72微米之FWHM的光 點，以及對CD類之光碟形成一具有等於或大於〇.8微米 之FWHM的光點。因此，其具有不貴的價格及簡單的結 構，以相容性地再現/記錄一 CD或DVD類之光碟。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神 和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者爲準。 20 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)/V1規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝------訂--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印創农

Claims (1)

  1. 513718 笙齊印弩慧讨i苟員!.消費合作f£印.^ C8 乃 〇5pif.d〇c/008_ D8 申請專利範圍 ΐ· 一種相容性光學檢波裝置，包括一光源；一物鏡， 其藉著對該光源所發射之光線聚焦，以在一光碟上形成一 光點；一光路徑改變裝置，安排於該光源以及該物鏡之間 的一光路徑上，以改變一入射光之行進路徑；以及一光偵 測器，以接收由該光碟反射，及通過該物鏡及該光路徑改 變裝置之光線，並偵測一資料信號以及/或一錯誤信號， 該相容性光學檢波裝置之特徵在於該光源係一單光源，以 發射出一波長長於650納米之光線，且該物鏡包括對應一 極點之一近軸區、一環形透鏡區及一遠軸區，以將該光源 所發射之光線聚焦成適用於一第一光碟之光點，以及適用 於一第二光碟之一光點，因而形成一具有全寬半極大 (FWHM)等於或小於0.72微米之光點，以及一具有FWHM 等於或大於0.8微米之光點，其中，該第一光碟較該第二 光碟薄。 2. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該第一 光碟係一 DVD類之光碟，而該第二光碟係一 CD類之光 碟。 3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之裝置，其 中該光源發射出一波長介於680至780毫米的光線。 4. 如申請專利範圍第3項所述之裝置，其中該物鏡 針對該第一光碟具有一有效孔徑大於或等於0.63，以及針 對該第二光碟具有一有效孔徑小於或等於0.53。 5. 如申請專利範圍第4項所述之裝置，其中該物鏡 之該環形透鏡區被該第二光碟充份運用，因此，當該第一 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
    · -線' 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 513718 A8 B8 C8 D8 75Q5pif.d〇c/00R 六、申請專利範圍 光碟被再現/記錄時’通過該近軸區及該遠軸區之光線的 一光點聚焦於該第一光碟之一資料記錄表面，而當該第二 光碟被再現/記錄時，通過該近軸區及該環形透鏡區之光 線的一光點聚焦於該第二光碟之一資料記錄表面。 6·如申請專利範圍第1或2項所述之裝置，其中該 物鏡針對相對較薄之該第一光碟而具有效孔徑等於或大於 0.7。 7·如申請專利範圍第6項所述裝置，其中該物鏡之 該環形透鏡區被該第二光碟充份運用，因此，當該第一光 碟被再現/記錄時，通過該近軸區及該遠軸區之光線的一 光點聚焦於該第一光碟之一資料記錄表面，而當該第二光 碟被再現/記錄時，通過該近軸區及該環形透鏡區之光線 的一光點聚焦於該第二光碟之一資料記錄表面。 8·如申請專利範圍第1或2項所述之裝置，其中該 光源所發射之光線具有約爲780納米之波長，且該物鏡對 於該第一光碟之有效孔徑大於或等於〇.7，對該該第二光 碟之有效孔徑小於或等於〇·53。 9·如申請專利範圍第8項所述之裝置，其中該物鏡 之該環形透鏡區得以使其被該第二光碟充份運用，因此， 當該第一光碟被再現/記錄時，通過該近軸區及該遠軸區 之光線的一光點聚焦於該第一光碟之一資料記錄表面，而 當該第一^光碟被再現/記錄時’通過該近軸區及該環形透 鏡區之光線的一光點聚焦於該第二光碟之一資料記錄表 面。 22 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) — — — — — — — « — — — — — — I— · 涇齊郎智慧財產局員X消費合作社印製 修正曰期：2002.7 1 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 Γ)8 、利9g|j中文專利範圍修正頁 _ •如申請專利範圍第1及2項所述之裝置，其中該 環形透鏡區得以使其被該第二光碟充份運用，因 田二第—光碟被再現/記錄時，通過該近軸區及該遠 區之，=的一光點聚焦於該第一光碟之一資料記錄表 严7 第〜光碟被再現/記錄時，通過該近軸區及該 、1¾应之光線的一光點聚焦於該第二光碟之一畜料記 錄表面。 口 U·如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該光源 係一邊綠發射電射或一垂直空腔表面發射雷射，且該光路 徑改變裝置包括： 、，&一極化全像元件，以基於一線性極化成分，將一入射 光繞射成一0級光束，一+ 1級以及/或-1級光束·，以及 波長板’以改變該入射光之極性。 12·如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該光源 1 系=綠發射電射或一垂直空腔表面發射雷射，且該光路 ^改Μ裝置包括一分光器，排列於該光源及該物鏡之間， 以傳送及/或反射一入射光。 、/DD2·如申請專利範圍第12項所述之裝置，其中該分 光窃是提供來根據該入射光之極性，以傳送或反射該入射 光的’且其更包括一排列於該分光器及該物鏡之間的一波 長板，以改變該入射光之極性。 壯Μ·如申請專利範圍第1及ll-π項中任二^所述之 裝置，更包括一準直透鏡，介於該光路徑改變裝 鏡之間的一光路徑上。 及β物 ^ 張尺度 _ ^^CNS)A4 規; χ 297公釐） I ϋ ί n ϋ ϋ n ί n n ϋ n n · ϋ n n n n n n 一 n n ί I an n ϋ I n n ϋ I— n ϋ 1 m 11 I- - n I n I ϋ n I n ϋ n I ϋ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 513718 A8 B8 C8 D8 H21Pif.doc/008 六、申請專利範圍 15· —種相容性光學檢波裝置，包括一光源；一物鏡， 其藉著對該光源所發射之光線聚焦，以在一光碟上形成一 光點；一光路徑改變裝置，安排於該光源以及該物鏡之間 的一光路徑上，以改變一入射光之行進路徑；以及一光偵 測器，以接收由該光碟反射，及通過該物鏡及該光路徑改 變裝置之光線，並偵測一資料信號以及/或一錯誤信號， 該相容性光學檢波裝置之特徵在於該光源係一單光源，以 發射出一波長長於650納米之光線，且該物鏡包括對應一 極點之一近軸區、一環形透鏡區及一遠軸區，以將該光源 所發射之光線聚焦成適用於一較薄之第一光碟以及一較厚 之第二光碟之光點，且針對該第一光碟，該物鏡具有一大 於或等於0.63之有效孔徑，以及針對該第二光碟，該物鏡 具有一小於或等於0.53之有效孔徑。 16·如申請專利範圍第15項所述之裝置，其中該第 一光碟係一 DVD類之光碟，而該第二光碟係一 CD類之 光碟。 17·如申請專利範圍第15項或第16項所述之裝置， 其中該光源發射出一波長介於680至780毫米的光線。 18.如申請專利範圍第15項所述之裝置，其中該物 鏡之該環形透鏡區得以使其被該第二光碟充份運用，因 此，當該第一光碟被再現/記錄時，通過該近軸區及該遠 軸區之光線的一光點聚焦於該第一光碟之一資料記錄表 面，而當該第二光碟被再現/記錄時，通過該近軸區及該 環形透鏡區之光線的一光點聚焦於該第二光碟之一資料記 24 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線· 經齊郎智慧財產局員工消費合作钍印製 513718 _7505pif.doc/008 六、申請專利範圍 錄表面。 A8 B8 C8 D8 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 痤齊邹皆慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）
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