TW558654B - Objective lens, optical pickup apparatus, and recording and/or reproducing apparatus - Google Patents

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558654 A7 ___B7_ 五、發明説明（j ) 發明背景 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明是關於一種用於將資訊記錄於光學資訊記錄媒 體的物鏡，包括物鏡光學拾取裝置，以及包括此光學拾取 裝置的記錄/在生設備。 近年來正在硏究及發展一種新穎的高密度記錄光學拾 取系統，每個都採用諸如紫光半導體雷射或具有振盪波長 約400 nm的紫光SHG雷射的光源及數値孔徑提高到約 0.8 5的物鏡。 爲人所知的是，諸如光碟與磁光碟之光學記錄媒體的 記錄密度與經由物鏡（=k· ( λ /NA) 2)的光會聚形成在 資訊記錄面之光點的區域成反向比例變得較大，其中k代 表比例常數，λ爲光源的波長而NA代表物鏡的數値孔徑 )。雖然達成光學記錄媒體之高密度的方法除了使物鏡的 數値孔徑較高的方法外，包括一種縮短光源波長的方法， 但縮短光源波長的方法有一個問題是其無法得到實際足夠 的光利用效率，因爲透鏡材料的內部透射率精確地落在短 於3 50 nm的波長區域內。所以估計爲了在新穎光學拾取 經濟部智慧財產工消費合作社印製 系統中的較高密度，物鏡需要具有更進一步高的數値孔徑 〇 雖然上述的高密度記錄光學拾取系統裝配有兩組結構 的物鏡，因爲在具有高NA的兩組結構物鏡中透鏡間的離 心率容許爲小，所以會增加組裝第一透鏡與第二透鏡的人 力工作時，也會造成生產效率的惡化與成本提高。 再者，因爲物鏡的焦深d與數値孔鏡的平方成反比例 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐） -4- 558654 A7 B7 五、發明説明（2 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ，數値孔徑越大，焦深越小，且對用以聚焦物鏡之致動器 所需的反應時間與準確度會變得越來越高。因爲兩組結構 的物鏡在重量上大於單一透鏡，因此會造成大尺寸的致動 器及成本的增加。 再者，具有高NA之兩組結構物鏡的工作距離比起單 一透鏡傾向爲小。在具有高ΝΑ的物鏡設計中，就避免損 害光學記錄媒體而言，足夠的工作距離的保障是重要的因 素。 從上文所述，具有高ΝΑ之物鏡最好是單一透鏡，其 不需要組裝且重量輕並能夠保障足夠的工作距離。 附帶一提，至於用於對光學記錄媒體進行記錄及/或 再生的非球面單一透鏡，非球面的像差校正動作會對球面 像差與彗形像差進行校正，但是當ΝΑ越大時，如波前像 差的散光會越大且會惡化影像高度特性，這是一個問題。 經濟部智慧財4苟員工消費合作社印製 當物鏡的焦深變得較小時，當不能藉由物鏡之聚焦來 追蹤的瞬時波長變化發生在光源時，所產生的散焦分量會 變得較大。所以當數値孔徑變得較大時必須更嚴格地校正 色差。 本發明的目的在於提供一種用以對光學資訊記錄媒體 進行資訊之記錄及/或再生的非球面單一物鏡，其中數値 孔徑大於0.85，且影像高度特性是優良的。 本發明的另一個目的在於提供一種非球面單一物鏡， 其適合用於應用波長短約400 nm之光源的高密度光學拾 取設備，且其數値孔徑大於0.85。 衣紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) " -5- 558654 A7 B7 五、發明説明（3 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明的另一個目的在於提供一種具有數値孔鏡大於 0.70的非球面單一物鏡，其中影像高度特性是優良的，且 保證足夠的工作距離，重量較輕。 發明槪述 本發明的另一個目的在於提供一種裝配有上述物鏡之 光學拾取裝置與記錄/再生設備。 爲了達成上述的目的，本發明的第一物鏡是一種用以 對光學資訊記錄媒體進行資訊之記錄及/或再生的物鏡， 該物鏡爲單一透鏡，其中至少一面爲非球面，NA代表物 鏡在光學資訊記錄媒體側上的數値孔徑，d ( mm )爲光軸 上的厚度，f ( mm )爲在無限距離之物件的焦距，及Φ 1 (mm )代表光源側表面的有效直徑，分別滿足以下公式 (1) ， （ 2)及（3) 〇 0.85 < NA < 0.98 (1 ) 0.80 < d/f < 3.00 (2) 0.5 < Φ 1 < 5.8 (3) 經濟部智慧財4局S工消費合作社印製 在上述的物鏡中，能夠藉由提高用以執行光學資訊記 錄媒體之記錄及/或再生所需指定物鏡的數値孔徑（NA ) 到0.85或者更大，透過光會聚在資訊記錄面上形成一個 光點大小，其能夠對光學資訊記錄媒體執行以高密度記錄 之資訊的高密度記錄及/或再生。再者，藉由將至少一面 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210X297公釐） -6- 558654 A7 _B7____ 五、發明説明（4) 作成球面能夠令人滿意地校正球面像差與彗形像差。在此 情形中，光源側的表面最好是做成非球面’因爲能夠因此 滿意地校正各種像差。再者，藉由應用單一透鏡’因爲組 裝與調整變得不需要所以能夠達成生產率的改良與成本的 縮減。 本發明的第一物鏡最好滿足公式（1 )，該公式（1) 顯示透鏡之光軸上的厚度d與焦距f的適當條件，用以在 具有大於0.85之NA的單一透鏡中得到優良的影像高度特 性，且當NA未小於下限時，藉由波前像差估算影像高度 特性中的第三階散光分量不會太大，而在第五階或更高之 高階的彗形像差分量不會太大。當未超過公式（1)的上 限時，在藉由波前像差估算影像高度特性中的第三階球面 像差分量不會太大，第五階散光分量不會太大，第三階彗 形像差不會太大，且散光差不會太大。 再者，當未超過公式（3)的上限時，在光軸上之透 鏡的厚度不會太大，所以可以將透鏡做得很輕以利用小尺 寸的致動器來驅動。再者，當未超過公式（2)的上限時 ，因爲在光軸上之透鏡的厚度不會太大，可以保障足夠的 工作距離。爲了達成上述的效果，最好滿足以下公式（2’ 1.10 ^ d/f ^ 1.90 ( 2,） 本發明的第一物鏡最好進一步滿足公式（3 )。相較 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝· ,ιτ 經濟部智慧財4局員工消費合作社印製 558654 A7 B7_ 五、發明説明（5 ) 於用於習知光學拾取（用於具有較低NA的CD與DVD)的 物鏡，具有高NA的物鏡傾向具有小的工作距離。然而， 假如物鏡的孔徑做的大，能夠保障工作距離。在此情形中 ，然而，因爲物鏡的重量變得較大會造成大尺寸的致動器 與成本的增加。所以，在本發明中進入光源側之物鏡表面 的光通量直徑的上限決定於公式（3)中。 再者，本發明的第二物鏡是一種用以對光學資訊記錄 媒體進行資訊之記錄及/或再生的物鏡，且該物鏡的特性 爲單一透鏡，其中至少一面爲非球面，且滿足以下公式（ 4 ) ，（ 5 )及（6 ) 0 0.80 < d/f < 3.00 (4) 0.47 < (XI - X2) · (η - 1) / (NA.f ·λΓ(1 + |m| ) ) < 0·80 (5) 0.5 < Φΐ < 5.8 (6) 在上述的公式中，d爲光軸上之物鏡的厚度（mm) ，XI:爲兩表面間之光軸方向中的差距（mm)，其中一 面切於垂直光軸之表面的頂點且位於光源側，以及在有效 直徑中最外圍（NA邊際光線進入光源側之表面的位置） 光源側上的一面，且當從該切面測量出到光學資訊記錄媒 體的差距時，其爲正，而當測量到光源的差距時，其爲負 ，X2 :爲兩表面間之光軸方向中的差距（mm )，其中一 面切於垂直光軸之表面的頂點且位於光源側，以及在有效 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝- 訂 經濟部智慧財產局工消費合作社印製 -8- 558654 A7 B7 五、發明説明（6 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 直徑中最外圍（NA邊際光線進入光學資訊記錄媒體側之 表面的位置）光學資訊記錄媒體側上的一面，且當從該切 面測量出到光學資訊記錄媒體的差距時，其爲正，而當測 量到光源的差距時，其爲負，η :在光源之波長上物鏡的 折射率，f爲對放置於無限距離之物件的焦距（mm) ，m 代表物鏡之影像形成的放大率，而Φ 1爲在光源側之表面 的有效直徑（mm )。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在上述的第二物鏡中，公式（5)爲關於表面（光源 側與光學資訊記錄媒體側）之弛度量的條件公式，其用以 在NA大於0.85之單一透鏡中令人滿意地校正球面像差。 當XI爲正且其絕對値較小而X2爲負且其絕對値較小時 ，對於邊際光線之球面像差的過度校正效果爲大，而當 X 1爲正且其絕對値較大而X2爲負且其絕對値較大時，對 於邊際光線之球面像差的不足校正效果爲大。所以爲了校 正該球面像差，必須使（X卜X2)位於特定範圍內。如上 所述，本發明的第二物鏡最好滿足公式（5 )，且在等於 或高於下限的範圍上，可以避免邊際光線之球面像差的過 度校正，而當沒有超過其上限時，可以避免邊際光線之球 面像差的不足校正。爲了達成上述目的，最好滿足下述的 公式（21 )。其能夠進一步得到如公式（1 )與（3 )中的 效果。 再者，第二物鏡中之光學資訊記錄媒體側上物鏡之數 値孔徑NA値最好滿足公式（7)。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -9- 558654 A7 _____B7_ 五、發明説明（7 ) 0.70 < NA < 0.98 ( 7 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明的第三物鏡是一種用以對光學資訊記錄媒體進 行資訊之記錄及/或再生的物鏡，且該物鏡爲用於具有波 長α之光源之光學拾取裝置的物鏡，其爲單一透鏡，其中 至少一面爲非球面，且該物鏡在光學資訊記錄媒體側上之 數値孔徑ΝΑ與波長λ滿足以下公式（8 )，及（9 )。 0.85 < ΝΑ < 0.98 ( 8) 350 nm < λ < 550 nm ( 9) 經濟部智慧財產局S工消費合作钍印製 其中本發明的第三物鏡裝設在所用的光學拾取裝置（ 作爲光源），單一波長光源滿足公式（9)，便可能在高 密度的基礎上進行記錄及/或對於以高密度基礎記錄在光 學資訊記錄媒體上的資訊進行再生。就此類單一波長光源 而言，能夠使用半導體雷射，其與諸如GaN與SHG雷射 之週期表中群組III至V之氮化物元素相關。其進一步能 夠得到如公式（10)中的效果。 再者，在第三物鏡中，物鏡在光軸上的厚度d( mm )，對放置於無限距離之物件的焦距f ( mm)，及在光源 側之表面的有效直徑Φ 1 ( mm )最好分別滿足以下公式（ 10)與（11)。 0.80 < d/f < 3.00 (10) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29*7公釐） -10- 558654 Α7 Β7 五、發明説明（8) 0.5 < Φ 1 < 5.8 ( 11 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明的第四物鏡是一種用以對光學資訊記錄媒體進 行資訊之記錄及/或再生的物鏡，且該物鏡爲單一透鏡’ 其中至少一面爲非球面，且在至少一面上形成環形帶狀繞 射結構，而物鏡在光學資訊記錄媒體側上的數値孔徑NA ，在光軸上的厚度d ( mm )，對放置於無限距離之物件 的焦距f (mm)，及在光源側之表面的有效直徑Φ1 (mm )滿足以下公式（12 )與（13 )。 〇·85 < NA < 0.98 (12) 0.95 < d/f < 3.00 ( 13 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 從半導體雷射發射出來的雷射光束通常是單一波長（ 單一模式），且被認爲是沒有色差的。然而在實際上，通 常會帶來模式跳躍，其中中央波長會在數極微米瞬時跳越 。如所熟知的是，物鏡之焦深d是以d X又/ (ΝΑ)2 ( λ爲 光源的波長而ΝΑ爲物鏡的數値孔徑）。所以，當ΝΑ變 大時，焦深會變得較小，藉由半導體雷射模式跳躍所產生 之色差所造成的散焦在ΝΑ大於0.85的物鏡上會變成可容 許的問題。因此，需要校正物鏡的色差。再者，就一般光 學材料而言，波長越短，因波長改變所造成之折射率改變 就越大，所以，當利用具有短波長的半導體雷射時，會因 模式跳躍在物鏡上造成嚴重的色差。當光源的波長較短時 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210><297公釐） -11 - 558654 A7 B7 五、發明説明（9 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 因爲物鏡的焦深變得較小，即使是輕微的散焦也不被容許 ，而當使用短波長的半導體雷射光源，便會增加對物鏡之 色差校正的需要。作爲校正色差的方法，例如可用一種方 法，藉由接合一具有相當大Abbe數的正透鏡與一具有相 當小Abbe數的負透鏡來製造一成對物。在此情形中，物. 鏡的重量會變得較大，這對致動器在聚焦上的負載觀點而 言是較不佳的。 當在第四物鏡中之至少一面上設有環形帶狀繞射結構 時，可以不需增加透鏡的數量便能夠校正色差。其能進一 步得到如公式（1 )與（2 )中的相同效果。 再者，第四物鏡最好是一種物鏡用於具有波長λ之光 源的光學拾取裝置，且該波長λ與有效直徑Φ1( mm)滿 足以下公式（14)與（15)。 350 nm < λ < 550 nm (14) 0.5 < Φ 1 < 5.8 ( 15) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明的第五物鏡是一種用以對光學資訊記錄媒體進 行資訊之記錄及/或再生的物鏡，該物鏡爲一種物鏡用於 具有波長λ之光源的光學拾取裝置，且爲單一透鏡，其中 至少一面爲非球面，且在至少一面上形成環形帶狀繞射結 構，而物鏡在光學資訊記錄媒體側上的數値孔徑ΝΑ，以 及波長λ値分別滿足以下公式（16)與（17)。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -12- 558654 A7 _B7__ 五、發明説明（1〇) 0.85 < NA < 0.98 (16) 350 nm < λ < 550 nm ( 17) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在第五物鏡中，如上所述藉由在至少一面上設有環形 帶狀繞射結構可以不需增加透鏡的數量便能夠校正色差。 其能進一步得到如公式（1)與（9)中的相同效果。 再者，最好是物鏡在其光軸的厚度d( mm)，對無 限距離之物件的焦距f ( mm )，及在光源側之表面的有效 直徑Φ1( mm)的每一個都滿足以下公式（18)與（19) 〇 0.80 < d/f < 3.00 (18) 0. 5 < Φ 1 < 5.8 ( 19) 再者，第一，第三，第四與第五物鏡最好滿足以下公 式（20)。 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 0.40 < (XI - X2) · (n-1) / (NA -f-/~ (1 + |m|)) < 0.80 (20) 在上述的公式中，XI爲兩表面間之光軸方向中的差 距（mm )，其中一面切於垂直光軸之表面的頂點且位於 光源側，以及在有效直徑之最外圍（NA邊際光線進入光 源側之表面的位置）光源側上的一面，且當從該切面測量 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -13 - 558654 A7 B7 五、發明説明（H) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 出到光學資訊記錄媒體的差距時，其爲正，而當測量到光 源的差距時，其爲負，X2爲兩表面間之光軸方向中的差 距（mm )，其中一面切於垂直光軸之表面的頂點且位於 光源側，以及在有效直徑之最外圍（NA邊際光線進入光 學資訊記錄媒體側之表面的位置）光學資訊記錄媒體側上 的一面，且當從該切面測量出到光學資訊記錄媒體的差距 時，其爲正，而當測量到光源的差距時，其爲負，η代表 在光源之波長上物鏡的折射率，f代表對位於無限距離之 物件的物鏡焦距（mm ) ，m代表物鏡之影像形成的放大 率。 再者，第——第五的每一個物鏡更好是滿足以下公式 (21 )。 0·47 < (XI - Χ2)·(η - D/^NA.f./^U + 丨m|)) < 0·75 (21) 經濟部智慧財產局員工消费合作社印¾ 本發明的第六物鏡一種用以對光學資訊記錄媒體進行 資訊之記錄及/或再生的物鏡，該物鏡爲單一透鏡，其中 至少一面爲非球面，而物鏡在光學資訊記錄媒體側上的數 値孔徑ΝΑ，以及光軸上的厚度d ( mm )及對在無限距離 之物件的焦距f ( mm )的每一個皆滿足以下公式（22 )與 (23)。 0.70 < NA < 0.98 ( 22 ) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210Χ297公釐） -14- 558654 A7 B7 五、發明説明（12) 0.80 < d/f < 1.35 ( 23 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在第六物鏡中，公式（23 )代表用以得到光物鏡的條 件，其中影像高度特性爲優良且保障足夠的工作距離，在 具有滿足公式（22 )之NA値的高NA單一物鏡中，及對 公式（23 )之下限或較高，藉由波前像差估算影像高度特 性中的第三階散光分量不會太大，而在第五階或更高之高 階的彗形像差分量不會太大。再者，能夠足夠地保障透鏡 的邊緣厚度。當未超過公式（23)的上限時，在藉由波前 像差估算影像高度特性中的第三階球面像差分量不會太大 ，第五階散光分量不會太大，第三階彗形像差不會太大， 且散光差不會太大。再者，能夠保障足夠的工作距離，且 因爲透鏡量沒有變得太大所以能夠減輕致動器的負載。 再者，第六物鏡最好滿足以下公式（24)。 0.35 < (XI - X2) · (n-l)/(NA-f · f {1 +|m|)) < 0.70 (24) 經濟部智慈財1局員工消費合作社印¾ 在上述的公式中，XI爲兩表面間之光軸方向中的差 距（mm )，其中一面切於垂直光軸之表面的頂點且位於 光源側，以及在有效直徑之最外圍（NA邊際光線進入光 源側之表面的位置）光源側上的一面，且當從該切面測量 出到光學資訊記錄媒體的差距時，其爲正，而當測量到光 源的差距時，其爲負，X2爲兩表面間之光軸方向中的差 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -15- 558654 經濟部智慧財產局g(工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（1β) 距（mm)，其中一面切於垂直光軸之表面的頂點且位於 光源側，以及在有效直徑之最外圍（NA邊際光線進入光 學資訊記錄媒體側之表面的位置）光學資訊記錄媒體側上 的一面，且當從該切面測量出到光學資訊記錄媒體的差距 時，其爲正，而當測量到光源的差距時，其爲負’ η代表 在光源之波長上物鏡的折射率’ f代表對位於無限距離之 物件的物鏡焦距（m m ) ’ m代表物鏡之影像形成的放大 率。 再者，第六物鏡最好滿足以下公式（25 )。 0.40 < (XI - X2) · (n-l)/(NA -f·^(1 +|m|)) < 0.65 (25) 第六物鏡中的公式（24)是一種條件公式，其關於表 面（光源側與光學資訊記錄媒體側）的弛度量，用以在其 NA滿足公式（22 )之高NA單一物鏡中令人滿意地校正 球面像差。當X 1爲正且其絕對値較小而X2爲負且其絕 對値較小時，對於邊際光線之球面像差的過度校正效果爲 大，而當XI爲正且其絕對値較大而X2爲負且其絕對値 較大時，對於邊際光線之球面像差的不足校正效果爲大。 所以爲了校正該球面像差，必須使（XI-X2)位於特定範 圍內。如上所述，本發明的第六物鏡最好滿足公式（24) ，且在等於或高於下限的範圍上，可以避免邊際光線之球 面像差的過度校正，而當沒有超過其上限時，可以避免邊 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

UF 裝· 訂 -16- 558654 A7 _B7_ 五、發明説明（14) 際光線之球面像差的不足校正。爲了達成上述目的，最好 滿足公式（2 5 )。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 再者，第六物鏡是一種物鏡，用於具有波長λ之光源 的光學拾取裝置，且該波長λ滿足以下公式（26)。 350 nm < λ < 550 nm ( 26) 再者，第——第六的每一個物鏡更好是其中兩側皆爲 非球面的單一透鏡。 再者，在第一-第六之每一個物鏡表面上曲率的近軸 半徑値i*l ( mm)更好是滿足以下公式（27)。 0.25 < r 1 / (η · f · (1 - | m | )) < 0.65 ( 27 ) 經濟部智慧財產局貸工消費合作社印製 公式（27 )爲一種條件公式，用以令人滿意地校正影 像高度特性的彗形像差方量，且對於在等於或高於公式（ 27 )下限的範圍上，正弦條件之高階區域不會變得不足， 而當未超過上限時，正弦條件的高階區域不會變得超過。 最好是滿足以下公式（27’）以得到上述的效果。 0.35 < rl/ (η · f · (1 - I m | )) < 0.65 ( 27，） 就對應於保護層之厚度的球面像差而論，最好是校正 第一 -第六的每一個物鏡，該保護層保護光學資訊記錄媒 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -17- 558654 A7 B7_ 五、發明説明（15) 體資訊記錄面，而保護層的厚度t ( mm )滿足以下公式（ 28 ) ° (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 0.00 ^ t <0.15 ( 28 ) 公式（28)爲一種條件公式，其與光學記錄媒體之保 護層的適當厚度相關，其用以控制因偏斜光學記錄媒體所 產生的彗形像差。當物鏡的數値孔徑做得大於0.85時， 藉由使光學資訊記錄媒體的保護層厚度小於0.15 mm，便 可能保障等於或大於諸如CD與DVD之習知光學記錄媒 體的偏斜邊際。假如保護層的厚度爲零時，也能夠對本發 明之每個透鏡執行其對應於保護層爲零之厚度的球面像差 校正，也就是說，因爲彗形像差不是藉由磁碟偏斜所產生 ，所以可以只藉由物鏡來校正球面像差。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 再者，由於由光學塑膠材料所組成的第一一第六物鏡 ，不管其高N A物鏡的重量與慣性是小的，所以會減少加 諸於用以聚焦之負載的致動器，且致動器能夠更準確地控 制物鏡的位置。因此，便能夠達成聚焦錯誤的減少，小尺 寸的致動器以及致動器的電力節省。再者，當其與光學資 訊記錄媒體接觸時，也能夠避免對光學資訊記錄媒體的損 害。其能進一步在大量生產的基礎上利用金屬製膜以低成 本透過塑料注射成形法來製造。作爲塑膠材料，較佳的材 料是那些其中對於所用波長之區域中厚度3 mm的光透射 率爲85 %或更多且飽和水吸收的百分比爲〇· 5 %或更小的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29*7公釐） -18- 558654 A7 __ B7 五、發明説明（16) 材料。作爲像這樣的塑膠材料，烯烴樹脂是較佳的，且在 多燒烴樹脂之間，nonbronane樹脂是較佳的。 再者，當第——第六物鏡是由光學玻璃材料所組成時 ’因爲光學玻璃的折射率相較光學塑膠是高的，便能夠使 光源側表面上之非球面的外觀角度不會明顯，且能夠準確 地處理金屬模製。因爲光學玻璃在環境一抵抗力方面是高 於光學塑膠的，當發生諸如溫度與溼度的環境改變時，物 鏡之影像形成效率的惡化會較小。 上述本發明的每個物鏡也可以是其物點是位於有限距 離的有限透鏡，而不受限於其物點是位於無限距離的無限 透鏡。當校正像差以使得對於來自位於無限距離之物件的 準直光通量可以是最小時，即使當爲了減少追蹤錯誤與聚 焦錯誤而移動物鏡時，入射到物鏡之條件的改變是小的， 因此像差中的改變也是小的。當校正像差以使得對於來自 位於有限距離之物件的發散光通量對於前述的物鏡可以是 最小時，因爲能夠確保足夠的工作距離，因此便能夠避免 物鏡與光學資訊記錄媒體之間的衝突。當校正像差以使得 對於朝向影像側之物件會聚的光通量可以是最小時，因爲 光線對於物鏡的入射角變小，因此便能夠抑制在製造過程 中因離心率錯誤所造成的像差惡化，且能更輕易地製造物 鏡。 本發明中的光學拾取裝置是一種設有光源與光一會聚 光學系統的裝置，該光會聚系統包括用以將來自光源的光 通量會聚在光學資訊記錄媒體之資訊記錄面上的物鏡’用 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝· 訂 經濟部智慧財產笱員工消費合作社印^ -19- 558654 A7 B7__ 五、發明説明（17) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 以藉由偵測對於來自資訊記錄面之接收到的反射光以執行 光學資訊記錄媒體之資訊的記錄及/或再生，其中將第 ——第六物鏡之任一作爲上述的物鏡。 此光學拾取裝置藉由利用波長短約400 nm的光源， 並利用其數値孔徑爲大且影像高度特性爲優良之非球面的 單一物鏡，且確保足夠的工作距離使能夠執行高密度的記 錄與再生。 本發明的記錄與再生設備是一種裝配有上述光學拾取 裝置的設備，其執行聲音及/或影像的記錄及/或再生。 此記錄與再生設備能夠執行高密的記錄與再生。 簡單圖示說明 圖1顯示本範例的光學拾取裝置。 圖2顯示本範例的另一個光學拾取裝置。 圖3是關於範例1的光徑圖。 圖4是關於範例1的球面像差圖。 圖5是關於範例2的光徑圖。 經濟部智慧財產笱員工消費合作社印紫 圖6是關於範例2的球面像差圖。 圖7是關於範例3的光徑圖。 圖8是關於範例3的球面像差圖。 圖9是關於範例4的光徑圖。 圖10是關於範例4的球面像差圖。 圖11是關於範例5的光徑圖。 圖12是關於範例5的球面像差圖。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -20- 558654 A7 B7 五、發明説明（18) 圖1 3是關於範例6的光徑圖。 圖14是關於範例6的球面像差圖。 圖1 5是關於範例7的光徑圖。 圖1 6是關於範例7的球面像差圖。 圖1 7是關於範例8的光徑圖。 圖1 8是關於範例8的球面像差圖。 圖1 9是關於範例9的光徑圖。 圖20是關於範例9的球面像差圖。 基本元件對照表 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 經濟部智慧財產局8工消費合作社印製 1 光 源 2 親 合 透 鏡 3 光 束 成 形 棱鏡對 4 偏 光 分 光 器 5 光 束 擴 展 器 5a 負 透 鏡 5b 正 透 鏡 6 1/4波片 7 光 圈 8 物 鏡 9 保 護 層 9， 影 像 記 錄 面 10 二 軸 致 動 器 11 單 軸 致 動 器 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -21 - 558654 A7 B7 五、發明説明（19) 12 圓筒透鏡 13 聚焦透鏡 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 14 光檢波器 較佳實施例的詳細說明 (本發明的範例） 以下將參考圖形說明本發明之範例中的光學拾取裝置 。圖1顯示本範例的光學拾取裝置。 在圖1所不的拾取裝置中’從具有波長λ約400 nm 之短波長光源1所發射的光通量通過偏光分光器4、1 /4 波片6、耦合透鏡2及光圈7，且透過光學資訊記錄媒體 的保護層9藉由物鏡8會聚在影像記錄面9’上。來自影像 記錄面V的反射光通過物鏡8、耦合透鏡2然後被偏光分 光器4所反射，並通過圓筒透鏡12以向光檢波器14前進 〇 經濟部智慧財產局g(工消費合作社印製 代表球面像差校正構件的耦合透鏡2架構成能夠藉由 代表對球面像差校正構件之驅動構件的單軸致動器11在 圖1的光軸方向中移動。物鏡8是藉由二軸驅動器10在 聚焦方向與追蹤方向中驅動的。順帶一提，能夠利用音圈 致動器或壓電致動器來作爲單軸致動器11。 在圖1中的光學拾取裝置中，當球面像差在光一會聚 光學系統中因光源、諸如溫度與溼度改變的環境變化、光 學資訊記錄媒體之保護層的厚度錯誤之間的波長分散以及 因物鏡的製造錯誤而改變時，能夠利用單軸致動器11藉 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -22- 558654 A7 B7 五、發明説明（2〇) 由將耦合透鏡2在光軸方向中移動以及藉由改變來自耦合 透鏡2之光通量的邊際光線入射角度來校正球面像差。 在圖1中，將具有大NA與優良影像高度特性之本發 明的非球面單一物鏡作爲物鏡8，且將波長λ短約400 nm 的光源作爲光源1。所以高密度的記錄與再生是可能的， 也能夠足夠地確保物鏡8與光學資訊記錄媒體之保護層9 之間的工作距離。 接下來將參考圖2說明另一個拾取裝置。在圖2所示 的拾取裝置中，從具有波長λ約400 nm之短波長光源1 所發射的光通量通過耦合透鏡2、光束成形棱鏡對3、偏 光分光器4、光束擴展器5、1/4波片6及光圈7，且透過 光學資訊記錄媒體的保護層9藉由物鏡8會聚在影像記錄 面9’上。來自影像記錄面V的反射光通過物鏡8、光束擴 展器5然後被偏光分光器4所反射，並通過圓筒透鏡12 與聚焦透鏡13以向光檢波器14前進。 將代表球面像差校正構件的光束擴展器5裝配有負透 鏡5a與正透鏡5b，且將負透鏡5a架構成能夠藉由代表 對球面像差校正構件之驅動構件的單軸致動器11在圖2 的光軸方向中移動。在圖2中的光學拾取裝置中，當球面 像差在光一會聚光學系統中因前述相同原因而改變時，能 夠利用單軸致動器11藉由將配置於耦合透鏡2與物鏡8 間之光束擴展器5的負透鏡5a在光軸方向中移動來校正 球面像差。順帶一提，也能夠在光軸方向中移動正透鏡 5b ° 本纸張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝' 訂 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 •23- 558654 A7 B7 五、發明説明（21) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖1與圖2中的光學拾取裝置具有未顯示出來的球面 像差偵測構件，其藉由偵測來自影像記錄面9’的反射光 來偵測產生於光一會聚光學系統中的球面像差波動，並根 據偵測的結果產生球面像差錯誤信號。驅動代表球面像差 校正構件之耦合透鏡2或光束擴展器5的負透鏡5a以使 得球面像差信號可以爲零。能夠使用由相同的申請人所申 請TOKUGAN No. 200 1 - 1 08 378中所說明的來作爲上述的 球面像差偵測構件以及在球面像差偵測構件中的球面像差 偵測方法。順帶一提，上述的球面像差偵測構件是配置於 球面像差校正構件與光源之間的光徑中。 經濟部智慧財產局R工消費合作社印製 再者，在圖1與圖2的光學拾取裝置中，能夠使用其 折射率分配在垂直於光軸之方向中用電力改變的元件作爲 球面像差校正構件以取代上述的耦合透鏡2與光束擴展器 5。在此情形中，並不需要可移動的部分，因此導致光學 拾取裝置的重量輕與成本縮減。能夠使用利用液晶分子的 液晶元件來作爲折射率分配可改變元件，例如能夠使用液 晶元件（其中液晶元件丨中的液晶分子是配置於垂直於光 軸之平面的任意方向X中且液晶元件2的液晶分子是配 置於方向Y中，其在垂直於垂直光軸之平面上的任意方 向X)與波長感光波及其間的玻璃基板交替疊層。其能夠 藉由將電壓外加在液晶元件1與液晶元件2之其一且由此 藉由獨立控制波前之相位的X—方向分量與Y—方向分量 來校正產生於光一會聚光學系統中之球面像差的波動。順 帶一提，該折射率分配可改變元件僅是能夠形成幾乎對稱 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -24- 558654 A7 ___B7_ 五、發明説明（22) 於光軸之折射率的分配的元件，但不受限於上述的形式。 在圖2屮，具有大NA與優良影像高度特性之本發明 的非球面單一物鏡是以與圖1相同的方式作爲物鏡8，且 將波長λ短約400 nm的光源作爲光源1。所以，高密度 記錄與再生是可能的，也能夠足夠地確保物鏡8與光學資 訊記錄媒體之保護層9之間的工作距離。 範例 接下來將說明能夠用於圖1與圖2光學拾取裝置中之 非球面單一物鏡的範例1 一 9。每個範例的資料淸單顯示 於表1中。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 、^1 經濟部智慧財產苟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公釐） -25- 558654 A7 B7 五、發明説明（23^ 表1 經濟部智慧財產局員工消费合作社印^ 範例 淸單 範例1 範例2 範例3 範例4 範例5 範例6 範例7 範例8 範例9 _1Γ3 __ 材料 玻璃 玻璃 玻璃 玻璃 玻璃 塑膠 塑膠 塑膠 玻璃 NA 0.88 0.90 0.90 0.93 0.95 0.90 0.90 0.80 0.85 f 1.70 1.67 1.67 1.61 1.58 1.67 1.67 1.88 1.76 Φ1 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 m 0 0 0 0 0 0 0 0 0 WD 0.29 0.29 0.66 0.31 0.27 0.30 0.31 0.77 0.70 d 2.72 2.60 1.55 2.29 2.36 2.61 2.48 1.90 1.67 λ 405 405 405 405 405 405 405 405 405 d/f 1.60 1.56 0.93 1.42 1.49 1.57 1.49 1.01 0.96 (X1-X2) · (n-1) /NA · f ·， (1+ 1 m | )) 0.49 0.52 0.61 0.63 0.67 0.56 0.52 0.48 0.55 rl/(n · (1-1 m | ) · f) 0.48 0.47 0.41 0.44 0.44 0.44 0.45 0.41 0.42 順帶一提，本範例之透鏡的非球面是以下列公式1來 表示，當X軸代表光軸的方向時，h代表垂直於光軸之方 向中的高度，r代表折射介面之曲率的半徑，其中k代表 錐體的常數且A2i代表非球面係數。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝. 訂 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐） -26- 558654 A7 B7 五、發明説明（24) (數字1 ) 10 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) h2 !r 設在本範例之透鏡上的環形帶狀繞射面能夠以下列公 式2來表示，其中ΦΙ)代表光徑差函數，h代表垂直於光 軸之方向中的高度，b2i代表光徑差函數的係數。 (數字2) = Σ W: 在以下範例1至9的說明中，f爲物鏡的焦距，ΝΑ 爲光學資訊記錄媒體側的數値孔徑，t爲光學資訊記錄媒 體之保護層的厚度，A爲設計標準波長，m爲放大率。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 再者，在表2至表10中，Γ爲每一面之曲率的近軸 半徑，d爲面之間的距離，Ν λ爲對設計標準波長的繞射 率，vd爲在d線的Abbe常數。 範例1代表雙一非球面單一透鏡，其中f= 1.70 mm ，ΝΑ 0.88，t = 0.55 mm，λ=405 nm 及 m = 0。範例 1 的透 鏡資料顯示於表2中。透鏡材料爲光學玻璃（HOY A Co. 所製造的M-LaC 130)。圖3顯示關於範例1的光徑圖， 圖4顯示關於範例1的球面像差圖。順帶一提的是，在圖 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） •27· 558654 A 7 B7 前述电 五、發明説明（25) 4的球面像差圖中，SA (球面像差）代表在設計基本波長 中的球面像差，SC (正弦條件）代表正弦條件 可應用於以下說明的每個球面像差圖。 I 11 · 表2 範例 表面No. r (mm) d (mm) N λ —^ 0 oo 1 1.394 2. 720 1.71558 2 -1.815 0.291 3 oo 0.050 1.61949 4 oo 物鏡 保_層 f請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁〕 裝· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印^ 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -28· 558654

五、發明説明（26^ 非球面係數 第一面 第二面 K -5.1175E-01 1.23 5 3E + 02 A4 7.4390E-03 3.6611E-01 A6 -4.9328E-03 - 1.5077E + 00 A8 7.4288E-03 2.4137E + 00 A10 -4.3000E-03 - 1.4868E + 00 A12 -2.9744E-04 -2.5223E-04 A14 6.9121E-04 A16 -2.2358E-04 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 範例2代表雙一非球面單一透鏡，其中f= 1.67 mm ，NA0.90，t = 0.05 mm，λ=405 nm 及 m = 0o 範例 2 的透 鏡資料顯示於表3中。透鏡材料爲光學玻璃（HOY A Co. 所製造的M-LaC 130)。圖5顯示關於範例2的光徑圖， 圖6顯示關於範例2的球面像差圖。 經濟部智慧財產苟®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公釐） -29- 558654 A7 B7 五、發明説明（27) 表3 範例2 表面No. r (mm) d (mm) N λ vd 備註 0 oo 光源 1 1.341 2. 600 1.71558 53.2 物鏡 2 -2.060 0.288 3 oo 0.050 1.61949 30.0 保護層 4 oo (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製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -30- 558654

7 7 A B 五、發明説明（28) 非球面係數 第一面 第二面 K -5.2782E-01 - 1.9521E + 02 A4 8.7032E-03 3.4553E-01 A6 -1.5549E-03 -1.1842E+00 A8 2.5660E-03 1.5280E + 00 A10 -9.0072E-04 -7.5384E-01 A12 3.2581E-04 -2.5223E-04 A14 -1.8182E-04 A16 -1.6988E-04 A18 2.0934E-04 A20 -5.8326E-05 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局S工消費合作社印製 範例3代表雙一非球面單一透鏡，其中f=1·67 mm ，ΝΑ 0·90，t = 0.10 mm，λ =405 nm 及 msO。範例 3 的透 鏡資料顯示於表4中。透鏡材料爲光學玻璃（H0YA Co 所製造的M-LaC 130)。圖7顯示關於範例3的光徑圖’ 圖8顯示關於範例3的球面像差圖。 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -31 - 558654 五、發明説明（29) 表4 範例3 表面No. r (mm) d (mm) N λ vd 備註 0 oo 光源 1 1.312 1.550 1.92068 40.8 物鏡 2 3.928 0.650 3 oo 0.100 1.61949 30.0 保護層 4 oo (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 非球面係數 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第一面 第二面 K -3.2219E-01 -2.6834E + 02 Α4 -7.4226E-03 3.1801E-01 Α6 7.7862E-03 -4.8550E-01 Α8 •2.4945E-03 3.8360E-01 Α10 -1.1288E-03 -1.7071E-01 A12 7.0977E-04 3.3719E-02 A14 -1.1302E-04 A16 -2.6556E-04 A18 1.6403E-04 A20 •5.5177E-05 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -32 · 558654

7 B 五、發明説明（30) 範例4代表雙一非球面單一透鏡，其中f= 1.61 mm ，ΝΑ 0.93，t = 0.〇3 mm，λ=4〇5 nm 及 m = 0。範例 4 的透 鏡資料顯示於表5中。透鏡材料爲光學玻璃（HOY A Co. 所製造的M-LaC130)。圖9顯示關於範例3的光徑圖， 且圖7顯示關於範例4的球面像差圖。圖1 0顯示關於範 例4的球面像差圖。 表5 範例4 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局8工消費合作社印製 表面No. r (mm) d (mm) N λ vd 備註 0 oo 光源 1 1.313 2.290 1.84069 40.7 物鏡 2 8.471 0.311 3 oo 0.030 1.61949 30.0 保護層 4 oo 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -33- 558654

A B7 五、發明説明（31) 非球面係數 第一面 第二面 K -5.8169E-01 -2.0475E + 02 A4 1.0422E-02 7.3380E-01 A6 9.7940E-03 -2.3259E + 00 A8 -7.2250E-03 3.1121E+00 A10 4.4219E-03 - 1.6309E + 00 A12 1.0776E-03 -2.5223E-04 A14 -1.2949E-03 A16 •3.2710E-04 A18 5.4088E-04 A20 -1.3027E-04 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝·

，1T 範例5代表雙一非球面單一透鏡，其中f=1 ·58 mm ，NA0.95，t = 0.03 mm，λ=405 nm 及 m = 〇。範例 5 的透 經濟部智慧財產局8工消費合作社印^ 鏡資料顯不於表6中。透鏡材料爲光學玻璃（hoya Co. 所製造的M-LaC130)。圖11顯示關於範例5的光徑圖 圖1 2顯示關於範例5的球面像差圖。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公着） -34- 558654 A7 B7 五、發明説明（32) 表6 範例5 表面No. r (mm) d (mm) N λ vd 備註 0 oo 光源 1 1.199 2.360 1.71558 53.2 物鏡 2 -3.501 0.266 3 oo 0.030 1.61949 30.0 保護層 4 oo --------裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 非球面係數

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第一面 第二面 K -5.9191E-01 - 1.5546E + 03 Α4 1.4790E-02 9.4609E-01 Α6 1.0457E-02 -2.5954E + 00 Α8 -7.8362E-03 3.3480E + 00 Α10 5.7585E-03 - 1.7069E + 00 A12 1.3185E-03 -2.5223E-04 A14 -1.5245E-03 A16 -3.9077E-04 A18 6.3012E-04 A20 -1.3137E-04 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（21〇Χ：297公釐） -35- 558654 A7 _B7____ 五 、發明説明（33) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 範例6代表雙一非球面單一透鏡，其中f= 1.67 mm ’ Να 〇.9〇，t = 0.05 mm，λ=405 nm 及 m:Oe 範例 6 的透 鏡資料顯示於表7中。透鏡材料爲多烯烴norubr〇nane樹 聘的光學塑膠，其中所用波長之區域中厚度3 mm的內部 透射率爲95 %或更多且飽和水份吸收的係數爲0.01 %或更 少’且指定重力爲約1.0。圖1 3顯示關於範例6的光徑圖 ’圖14顯示關於範例6的球面像差圖。 袠7 範例6 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ~— 5®No. r (mm) d (mm) N λ vd 備註 oo 光源 ___1 1.116 2.610 1.52491 56.5 物鏡 2 -0.789 0.295 3 oo 0.050 1.61949 30.0 保護層 4 oo 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） • 36 - 558654 B7 五、發明説明（34) 非球面係數 第一面 第二面 —K •6.8226E-01 -2.7986E + 01 ^ A4 1.9655E-02 5.1704E-01 ^ A6 9.2702E-03 -1.0183E + 00 一 A8 -5.5977E-03 9.6225E-01 A10 6.0887E-03 -3.6251E-01 A12 -6.9381E-04 2.5227E-04 A14 -8.2462E-04 A16 1.7662E-04 A18 2.0662E-04 A20 -5.5685E-05 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局8工消費合作社印製 範例7代表雙一非球面單一透鏡，其中f= 1.67 mm ，ΝΑ 0·90，t = 0.05 mm，λ=405 nm 及 m = 0。範例 7 的透 鏡資料顯示於表8中。透鏡材料爲與範例6相同的光學塑 膠，所以省略其說明。因爲藉由使光源側的表面成爲繞射 面而校正縱向色差，便能夠在發生+1 nm的模式跳躍中使 像差的散焦分量成爲0.006 λ ms (計算値）一樣小。在此 情形中，設計有指示光徑差的光徑差函數（其將藉由繞射 結構被附加到傳送波前）以使得第一階繞射光線可具有最 大光量。圖15顯示關於範例7的光徑圖，圖16顯示關於 範例7的球面像差圖。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -37- 558654 7 Β 五、發明説明（35) 表8 範例7 表面No. r (mm) d (mm) N λ vd 備註 0 oo 光源 1 1.155 2.480 1.52491 56.5 物鏡 2 -0.970 0.307 3 oo 0.050 1.61949 30.0 保護層 4 oo (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 非球面係數

、1T 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 第一面 第二面 K -6.7685E-01 -3.8605E+01 Α4 1.7745E-02 5.2372E-01 Α6 1.0276E-02 -1.0528E+00 Α8 -5.9520E-03 1.0235E + 00 Α10 5.8384E-03 -4.0062E-01 A12 -7.0069E-04 -2.5227E-04 A14 -8.1833E-04 A16 1.6712E-04 A18 1.9714E-04 A20 -5.5891E-05 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -38- 558654 A7 B7 五、發明説明（36^ 繞射面係數 第一面 b2 -1.8000E-02 b4 -2.7896E-03 b6 -1.7532E-04 b8 6.0732E-05 blO -2.4525E-04 (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 在範例1 ·範例7的物鏡中’藉由設計將影像高度特 性滿意地校正以使得能滿足公式（2 ) ，（ 21 )及（27 ) 〇 範例8代表雙一非球面單一透鏡，其中f= 1.88 mm ，ΝΑ 0.80，t = 0.10mm，λ=405 nm 及 m = 0。範例 8 的透 鏡資料顯示於表9中。透鏡材料爲與範例6相同的光學塑 膠，所以省略其說明。圖17顯示關於範例8的光徑圖， 圖1 8顯示關於範例8的球面像差圖。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -39- 558654 A7 B7 五、發明説明（37)

表9 範例S 表面No. r (mm) d (mm) N λ vd 備註 0 oo 光源 1 1.174 1.900 1.52491 56.5 物鏡 2 -2.698 0.769 3 oo 0.100 1.61949 30.0 保護層 4 oo (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 非球面係數 訂 經濟部智慧財產局g(工消費合作社印製 第一面 第二面 K -6.7347E-01 -3.4605E + 00 Α4 1.1602E-02 2.6641E-01 Α6 8.6896E-03 -3.0252E-01 Α8 -2.8397E-03 1.9603E-01 Α10 1.7406E-03 -6.4570E-02 A12 5.0916E-04 8.5516E-03 A14 -2.6429E-04 A16 -1.1894E-04 A18 -2.3848E-05 A20 3.2543E-05 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ㈣40- 558654 A7 B7 五、發明説明（3g) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 範例9代表雙一非球面單一透鏡，其中f=l.76mm ， ΝΑ 0.85 7 L = 0.10 mm，λ =405 nm 及 m = 0。範例 9 的透鏡 資料顯示於表10中。透鏡材料爲光學玻璃（由HOY A Co. 所製造的TAFD30)。圖19顯示關於範例9的光徑圖，圖 20顯示關於範例9的球面像差圖。 表10 範例9 經濟部智慧財產苟：一貝工消費合作社印製 表面No. r (mm) d (mm) N λ vd 備註 0 oo 光源 1 1.419 1.670 1.92068 40.8 物鏡 2 4.807 0.705 3 oo 0.100 1.61949 30.0 保護層 4 oo 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -41 - 558654 A7 B7 五、發明説明（39) 非球面係數 第一面 第二面 Κ -3.6110Ε-01 -2.6410Ε + 02 Α4 -2.1001Ε-03 2.3514Ε-01 Α6 4.2801Ε-03 -3.3757Ε-01 Α8 -1.7174Ε-03 2.2984Ε-01 Α10 -1.9645Ε-04 -7.9308Ε-02 Α12 4.1616Ε-04 1.0113Ε-02 Α14 -1.4791Ε-04 Α16 -1.3566Ε-04 Α18 7.0222Ε-05 Α20 -1.3656Ε-05 (請先閲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 在範例8與範例9的物鏡中，不管其小直徑與高N A 透鏡（其中進入光源側上之透鏡表面的光通量直徑爲3 mm)，藉由設計以使得滿足公式（23) ，（25)及（27 )，便能夠滿意地校正影像高度特性並確保〇·7 mm或更 多的工作距離。 順帶一提，在上述的表或圖形中，有時候會使用E ( 或e)來表示10的指數，例如E-02 ( =1(Τ2)。 本發明能夠提供一種其數値孔徑大於0.85且物鏡中 之影像高度特性優良的非球面單一物鏡，用以執行光學資 訊記錄媒體之資訊的記錄及/或再生，且提供一種適合用 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -42- 558654 A7 B7 五、發明説明（4〇) 於高密度光學拾取裝置中的非球面單一物鏡，該裝置使用 具有波長短約400 nm的光源，且將其數値孔徑作成大於 0.85。本發明進一步能夠提供一種影像高度特性優良，且 保證足夠的工作距離及重量輕的非球面單一物鏡，在非球 面單一透鏡中，其數値孔徑被作成大於0.70。 本發明能夠進一步提供裝配有上述物鏡、能夠執行高 密度記錄與高密度再生的光學拾取裝置，且提供一種記錄 /再生設備。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產^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公釐） -43-

Claims (1)

1. 558654 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 i ι·一種用以對光學資訊記錄媒體進行資訊之記錄及/ 或再生的物鏡，包含： (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 至少一面的非球面； 其中該物鏡爲單一透鏡且滿足以下公式： 0.85 < ΝΑ < 0.98 0.80 < d/f < 3.00 0.5 < Φ 1 < 5.8 其中 NA爲光學資訊記錄媒體側數値孔徑， d爲光軸上的厚度（mm)， f爲置於無限距離之物件的焦距（mm )，及 Φ 1爲光源側表面的有效直徑（mm )。 2.—種用以對光學資訊記錄媒體進行資訊之記錄及/ 或再生的物鏡，包含： 至少一面的非球面； 其中該物鏡爲單一透鏡且滿足以下公式： 0.80 < d/f < 3.00 0.47 < (X1-X2) · (η·1) / (ΝΑ · f · Τ' (1+ I m | )) < 0.80 0.5 < Φ 1 < 5.8 其中 本紙張尺度逍用中國國家橾率（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -44- 558654 A8 B8 C8 ____ D8 六、申請專利範圍 2 d爲光軸上的厚度（mm)， (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) XI爲兩表面問之光軸方向中的差距（mm)，其中一 面垂直於光軸且切於光源側表面的頂點，以及在有效直徑 中最外圍（在以上述NA之邊際光線進入光源側之表面的 位置）的光源側表面，且假定當從作爲參考點之該切面朝 向光學資訊記錄媒體的方向中測量時，測量出X 1爲正， 而當從朝向光源的方向測量時，其爲負， X2爲兩表面間之光軸方向中的差距（mm )，其中一 面垂直於光軸且切於光學資訊記錄媒體側表面的頂點，以 及在有效直徑中最外圍（在以上述NA之邊際光線進入光 學資訊記錄媒體側表面的位置）的光學資訊記錄媒體側表 面，且假定當從作爲參考點之該切面朝向光學資訊記錄媒 體的方向測量時，測量出X2爲正，而當從朝向光源的方 向測量時，其爲負， η爲對所用波長之物鏡的折射率， f爲對置於無限距離之物件的物鏡焦距（mm)， m爲物鏡的放大率，及 Φ1爲光源側表面的有效直徑（mm)。 3·根據申請專利範圔第2項所述之物鏡，其中光學資 訊記錄媒體側數値孔徑NA的値滿足以下公式： 0.70 < NA < 0.98 〇 4·一種用以對光學拾取設備之光學資訊記錄媒體進行 資訊之記錄及/或再生的物鏡，其中該光學拾取設備具有 波長爲λ的光源，包含： 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4规格（210X297公釐） -45· 558654 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 3 至少一面的非球面； 其中該物鏡爲寧一透鏡且滿足以下公式： 0.85 < NA < 0.98 350 nm < λ < 550 nm 其中N A爲光學資訊記錄媒體側數値孔徑。 5. 根據申請專利範圍第4項所述之物鏡’其中滿足以 下公式： 0.80 < d/f < 3.00 0.5 < Φ 1 < 5.8 其中 d爲光軸上的厚度（mm)， f爲對置於無限距離之物件的焦距（mm )，及 Φ1爲光源側表面的有效直徑（mm)。 6. —種用以對光學資訊記錄媒體進行資訊之記錄及/ 或再生的物鏡，包含： 至少一面的非球面；及 在其至少一面上的環形繞射結構， 其中該物鏡爲單一透鏡且滿足以下公式： 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X：297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 、π' 絲 -46- 558654 A8 B8 C8 D8 4 申請專利範圍 0.85 < ΝΑ < 0.98 〇·95 < d/f < 3.00 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 其中 ΝΑ爲光學資訊記錄媒體側數値孔徑， d爲光軸上的厚度（mm)，及 f爲對置於無限距離之物件的焦距（mm )。 7·根據申請專利範圍第6項所述之物鏡，其中該物鏡 是用於波長爲λ的光學拾取設備且滿足以下公式：· 350 nm < λ < 550 nm 0.5 < Φ 1 < 5.8 其中Φ1爲光源側表面的有效直徑（mm)。 8. —種用以對光學拾取設備之光學資訊記錄媒體進行 資訊之記錄及/或再生的物鏡，其中該光學拾取設備具有 波長爲λ的光源，包含： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 至少一面的非球面；及 在至少一面上的環形繞射結構； 其中該物鏡爲單一透鏡且滿足以下公式： 0.85 < ΝΑ < 0.98 350 nm < λ < 550 nm 本紙張尺度遑用中國國家梂準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 47 558654 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 5 其中ΝΑ爲光學資訊記錄媒體側數値孔徑。 9.根據甲請專利範圍第8項所述之物鏡，其中滿足以 下公式 * 0. 80 < d/f < 3.00 0· 5 < Φ 1 < 5.8 其 中 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) d爲在光軸上的厚度（mm )， f爲對置於無限距離之物件的焦距（mm )，及 Φ 1爲光源側表面的有效直徑（mm )。 10.根據申請專利範圍第1、4、6及8項中任一項所 述之物鏡，其中滿足以下公式： 0.40< (X1-X2) · (n-1) / (ΝΑ · f · (1+ | m | )) < 0.80 其中 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 X 1爲兩表面間之光軸方向中的差距（mm )，其中一 面垂直於光軸且切於光源側表面的頂點，以及在有效直徑 中最外圍（在以上述NA之邊際光線進入光源側之表面的 位置）的光源側表面，且假定當從作爲參考點之該切面朝 向光學資訊記錄媒體的方向中測量時，測量出X1爲正， 而當從朝向光源的方向測量時，其爲負， X2爲兩表面間之光軸方向中的差距（mm)，其中一 本紙張尺度逍用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -48- 558654 A8 B8 C8 ______P8 _ 六、申請專利範圍 6 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 面垂直於光軸且切於光學資訊記錄媒體側表面的頂點，以 及在有效直徑中最外圍（在以上述NA之邊際光線進入光 學資訊記錄媒體側表面的位置）的光學資訊記錄媒體側表 面’且假定當從作爲參考點之該切面朝向光學資訊記錄媒 體的方向測量時，測量出Χ2爲正，而當從朝向光源的方 向測量時，其爲負， η爲對所用波長之物鏡的折射率， f爲對置於無限距離之物件的物鏡焦距（mm)， m爲物鏡的放大率。 11·根據申請專利範圍第10項所述之物鏡，其中滿足 以下公式： 〇·47 < (X1-X2) · (n-l)/(NA · f ·，(1+ | m | )) < 0.75 。 1 2· —種用以對光學資訊記錄媒體進行資訊之記錄及/ 或再生的物鏡，包含： 至少一面的非球面；及 其中該物鏡爲單一透鏡且滿足以下公式： 經濟郎智慧財產€7員工消費合作社印製 0.70 < NA < 0.98 0.80 < d/f < 1.35 其中 NA爲光學資訊記錄媒體側數値孔徑， d爲光軸上的厚度（mm)，及 f爲對置於無限距離之物件的焦距（mm)。 13·根據申請專利範圍第12項所述之物鏡，其中滿足 以下公式： 本紙伕尺度適用中國國家橾準（CNS > A4规格（210X297公釐） -49- 558654 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 7 0.35 < (Χ1-Χ2) · (η-1) / (ΝΑ ))< 0.70 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 其中 XI爲兩表面間之光軸方向中的差距（mm)，其中一 面垂直於光軸且切於光源側表面的頂點，以及在有效直徑 中最外圍（在以上述NA之邊際光線進入光源側之表面的 位置）的光源側表面，且假定當從作爲參考點之該切面朝 向光學資訊記錄媒體的方向中測量時，測量出X1爲正， 而當從朝向光源的方向測量時，其爲負， X2爲兩表面間之光軸方向中的差距（mm )，其中一 面垂直於光軸且切於光學資訊記錄媒體側表面的頂點/以 及在有效直徑中最外圍（在以上述NA之邊際光線進入光 學資訊記錄媒體側表面的位置）的光學資訊記錄媒體側表 面，且假定當從作爲參考點之該切面朝向光學資訊記錄媒 體的方向測量時，測量出X2爲正，而當從朝向光源的方 向測量時，其爲負， η爲對所用波長之物鏡的折射率， f爲對置於無限距離之物件的物鏡焦距（mm)， m爲物鏡的放大率。 14. 根據申請專利範圍第13項所述之物鏡，其中滿足 以下公式： 0·40<(Χ 卜 X2)· (n-l)/(NA· f·，（1+| m| ))<0.65 。 15. 根據申請專利範圍第12項所述之物鏡，其中該物 鏡是用於波長爲λ的光學拾取設備且滿足以下公式： ----------^-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、?τ 絲 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) Α4规格（210Χ297公釐） -50- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 558654 A8 B8 C8 D8 ____ 六、申請專利範圍 8 350 nm < λ < 550 nm ο 丄6.根據申請專利範圍第1、4、6、8及12項中任一 項所述之物鏡，其中該物鏡爲雙一非球面單一透鏡。 17. 根據申請專利範圍第1、4、6、8及12項中任一 項所述之物鏡，其中滿足以下公式： 0.25 < rl/ (η · f · (1 — | m | )) < 0.65 其中 rl爲光源側表面之曲率的近軸半徑値（mm )， η爲對所用波長之物鏡的折射率， f爲對置於無限距離之物件的物鏡焦距（mm )， m爲物鏡的放大率。 18. 根據申請專利範圍第1、4、6、8及12項中任一 項所述之物鏡，其中該物鏡以對應於保護層之厚度的非球 面像差被校正以保護光學資訊記錄媒體的資訊記錄面，並 滿足以下公式： 0.0 ^ t <0.15 其中t爲保護層的厚度（mm)。 19. 根據申請專利範圍第1、4、6、8及12項中任一 項所述之物鏡，其中該物鏡爲塑膠透鏡。 20·根據申請專利範圍第1、4、6、8及12項中任一 本紙張逍用中國國家橾準（CNS ) Α4ϋ〇Μ 210X297公釐) " -51 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

   558654 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 9 項所述之物鏡，其中該物鏡爲玻璃透鏡。 2 1 · —種用以執行光學資訊記錄媒體之資訊記錄與資 訊再生的光學拾取設備，包含： 光源；及 會聚光學系統，其包括用以將來自光源的光通量會聚 在光學資訊記錄媒體之資訊記錄面上的物鏡； 其中該光學拾取設備藉由偵測反射自資訊記錄面的光 線來執行光學資訊記錄媒體之資訊的記錄及/或再生，及 其中會聚光學系統將說明於申請專利範圍第丨、·4、6 、8及1 2項中之物鏡的其中一個作爲其物鏡。 22.—種聲音及/或影像記錄及/或聲音及/或影像 再生的設備，包含： 說明於申請專利範圍第21項中的光學拾取設備。 (請先閲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 本紙張尺度遑用中國國家梂準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 52