TWI239520B - Objective lens, optical element, optical pick-up apparatus and optical information recording and/or reproducing apparatus equipped therewith - Google Patents

Objective lens, optical element, optical pick-up apparatus and optical information recording and/or reproducing apparatus equipped therewith Download PDF

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TWI239520B
TWI239520B TW091123193A TW91123193A TWI239520B TW I239520 B TWI239520 B TW I239520B TW 091123193 A TW091123193 A TW 091123193A TW 91123193 A TW91123193 A TW 91123193A TW I239520 B TWI239520 B TW I239520B
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objective lens
optical
information recording
light
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Application number
TW091123193A
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Tooru Kimura
Katsuya Sakamoto
Yuichi Atarashi
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Konica Corp
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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製M· 1239520 A7 _____B7 五、發明説明(1 ) 一、 發明所屬之技術領域 本發明係關於一種光學拾取裝置、可使用於該光學拾 取裝置之物鏡、基板厚度差異修正機構、色像差(chromatic aberration)修正機構、基板厚度誤差修正機構、孔徑調整/ 改變機構、光學元件、以及使用此光學拾取裝置之一種記 錄/再生裝置,藉由該種光學拾取裝置,資訊之記錄及再生 的至少一者係可進行於其標準(記錄密度)爲不同之三種光學 資訊記錄媒體。 二、 先前技術 習用而言,如爲眾所週知於光碟(CD, compact disk)或 數位影音光碟(DVD,digital versatile disc)之光碟係廣泛使 用於諸如音樂資訊與影像資訊累積之數位資料儲存、或者 電腦資料儲存。於該種狀況,近期,連同資訊導向式社會 之到來,此等光碟之容量提高係爲強烈需求。 欲提高於光碟之每單位面積的儲存容量(記錄密度),可 藉由降低由光學拾取光學系統所得到的光點(spot)直徑而實 行。如同眾所週知,因爲光點之最小直徑係正比於λ/ΝΑ (其中:λ係光源之波長,且Ν Α係光學系統之數値孔徑 (numerical aperture)),貝[J降低於光學拾取裝置所使用的光 源之波長、以及增加其對立於光學系統中的光學資訊記錄 媒體所配置的物鏡之數値孔徑’均爲有效以降低光點直 徑。 於其,關於光源的波長之降低’可爲陳述的是,其產 019802____ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2】0Χ297公釐) -4 _ 11· 衣----^---1T----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1239520 A7 _____ B7_ __ 五、發明説明(2 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 生波長約爲400 nm (毫微米)的光線之藍紫光半導體雷射、 或SHG藍紫光雷射之硏究係提出,且其實際使用係於短時 間。當此短波長的光源係使用,即使當其爲同於D v D之 ΝΑ 0.65的物鏡係使用,於其爲同於DVD之直徑12公分的 光碟上,約爲15 GB (gigabyte,十億位元組)的資訊之記 錄係可進行。 再者,關於物鏡的數値孔徑之降低,藉由組合二個透 鏡以實行NA 0.85之高數値孔徑的物鏡之硏究係提出。當 上述之短波長光源與NA 0.85之高數値孔徑的物鏡係藉由 ^將其組合而使用時,約爲25 G B的資訊之記錄係可進行於 直徑1 2公分的光碟上,藉此,密度之較多增加係可達成。 於該種背景中,欲記錄及再生高密度的下一代光碟(以 下於本說明書係稱爲“高密度DVD”)之光學拾取系統的硏 究及開發係提出,且於該光學拾取系統中,所要求的是, 諸如高密度DVD、DVD與CD之其標準(記錄密度)爲不同 之三種光碟係可相容而記錄及再生。 經濟部智慧財產局Μ工消費合作社印製2-4 作爲達成相容性之一個方式,可考慮的是,對應於個 別的光碟標準之物鏡係機械式切換,或者對應於個別的光 碟標準之光學拾取裝置係安裝,然而,於此情形,物鏡之 切換機構或者複數個光學拾取裝置係必需,造成該光學拾 取系統的尺寸之增大、零件數目之增加、以及生產成本之 增加。是以,於DV D與C D之相容性爲其需求之針對高密 度DVD的光學拾取系統,針對光學拾取系統尺寸減小、零 件數目減少、以及成本降低之目的,可爲陳述的是,最佳 ___ 本紙張尺度適用中國標準( CNS ) A4規格(210X 297公釐) · " 1239520 A7 ___B7 五、發明説明(3 ) 者係藉由使用共同的物鏡以進行記錄及再生於其標準爲不 同之三種光碟上。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 藉由使用共同的物鏡以進行記錄及再生於其標準爲不 同的三種光碟上之該種光學拾取系統的問題係將說明於 後。 (1)欲固定當CD爲記錄及再生時之物鏡對於CD的距 離(工作距離) 此係一個問題,當物鏡之NA相較於DVD者(NA爲0.6 至0.65)而較爲提高時,此問題係顯著。於高密度DVD,當 物鏡之NA係提高時,當保護基板(亦稱爲透明基板或保護 層)厚度係維持同於DVD之0·6 mm (毫米),因爲光碟之歪 斜率(skew)(傾斜或歪曲)所產生的彗形像差(coma)係增加, 必要的是,保護基板係降低爲小於0.6 mm,且對於光碟之 歪斜率的容限(margin)係固定。作爲用於該種高密度DVD 之高 ΝΑ物鏡,由二個透鏡所構成之物鏡係揭示於 Tokkaihei 第 1 0-1 2341 0 號 ° 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製Z4 另一方面,因爲2群組成之物鏡的工作距離係較短於1 群組成之習用的物鏡,極爲難以固定當CD係記錄及再生時 之充分的工作距離。因爲CD之NA係NA 0.45至0.5,其 爲較小於高密度DVD或DVD者,對於保護基板厚度之生 產誤差的容許度係非爲嚴格,因此,保護基板厚度之個別 的差異之浮動係大。是以,爲了防止由於C D與物鏡之碰撞 而造成資料破損,必須充分固定當C D爲記錄及再生時的工 作距離’而且甶此觀點,於藉由使用共同的物鏡以進行記 〇1咖4 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) 1239520 A7 B7 五、發明説明(4) 錄及再生於其標準爲不同的三種光碟上之該種光學拾取系 統,可爲陳述的是,2群組成之物鏡係不合人意。 (2)歸因於保護基板厚度之差異所產生的球面像差 (spherical aberration) 於CD (保護基板厚度爲1.2 mm)與DVD (保護基板厚 度爲0.6 mm),於保護基板厚度爲存有0.6 mm之一差異。 是以,於藉由使用共同的物鏡以進行記錄及再生於其標準 爲不同的三種光碟上之該種光學拾取系統,必須提供一種 方式以至少爲修正其歸因於CD與DVD的保護基板厚度差 異之球面像差。再者,當高密度DVD之保護基板厚度係藉 由物鏡NA增大而降低爲小於0.6 mm,必須提供一種方式 以修正由於其保護基板厚度爲彼此不同的三種光碟之保護 基板厚度差異所產生的球面像差。 (3)歸因於波長之差異所產生的球面像差 如上所述,於高密度DVD,欲達成密度之增加,波長 約爲400 nm之藍紫色光源係使用。然而,於習用之折射式 物鏡,因爲球面像差係由於透鏡材料之色散(dispersion)而 改變,困難的是來自其具有不同波長之光源的光通量(flux) 欲以幾乎爲無像差而會聚於個別的光碟之資訊記錄表面 上。因此,爲了達成高密度 DVD (波長爲400 nm)、DVD (波長爲650 nm)、與CD (波長爲780 nm)之可相容性,任 何方式係必要以修正其歸因於波長差異之球面像差。 然而,於該光學拾取裝置,藉由光源波長之降低以及 物鏡NA之增大,其將說明於後文之問題係實際存在。 (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
s N « 公 1239520 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製4'. A7 _ _B7五、發明説明(5 ) 第一個問題係於物鏡所產生之色像差,當其產生短波 長約爲400 nm之藍紫光半導體雷射係使用作爲光源時。 於該光學拾取裝置,由半導體雷射所發射的雷射光係 通常爲單一波長(單模式),且因此係考慮該物鏡之色像差爲 不具有問題,然而,實際上,歸因於溫度改變或輸出改變 之模式跳躍(hopping)係產生,於其之中心波長係瞬間改變 爲數個nm。因爲模式跳躍係瞬間所引起之一波長改變而使 得物鏡之聚焦機構爲無法跟隨,當物鏡之色像差係未修 正,對應於影像形成位置的移動量之失焦成分係加上,因 而物鏡之光會聚性能係惡化。 於600 nm至800 nm (其爲紅外線半導體雷射或紅光 半導體雷射的波長區域)之使用於物鏡的一般透鏡材料之色 散係不大,因此,於CD或DVD,由於模式跳躍·所造成之 光會聚性能的惡化係非爲問題。 另一方面,於400 n m (其爲藍紫光半導體雷射的波長 區域)左右,因爲透鏡材料之色散係極大,即使是當波長改 變係僅爲數個n m,物鏡之影像形成位置係大爲移動。因 此,於高密度DVD,當藍紫光半導體雷射係使用作爲光 源,物鏡之光會聚性能係在該光源發生模式跳躍時而大爲 改變,因而存在無法進行穩定的記錄及再生之一機率。 第二個問題係由種種誤差因素所產生的球面像差,當 該物鏡之NA係增大時。 於該光學拾取裝置,歸因於光碟之保護基板厚度的生 產誤差所產生之球面像差係正比於物鏡之NA的向前倍率oiBBoe 本紙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) 1239520 A7 B7五、發明説明(6 ) (forth power)。爲了抑制此球面像差於容許範圍內,必要 的是,對於光碟之保護基板厚度的生產誤差之容許度係作 成數個pm (微米),然而,於此情形,光碟之生產量係降 低,且存在無法達成大量生產之一機率。是以,於高密度 DVD,當物鏡之ΝΑ係增大時,必須提出一種方式以修正其 歸因於光碟之保護基板厚度的生產誤差所產生之球面像 再者,於該光學拾取裝置,多種塑膠透鏡係因爲其爲 有利於大量生產而可使用作爲物鏡。然而,於折射率之溫 度改變,眾所週知的是塑膠透鏡係以約爲二位數而大於玻 璃透鏡者。 當由塑膠材料構成之物鏡的環境溫度係升高而且物鏡 之折射率係改變時,於物鏡之球面像差係惡化。歸因於折 射率改變之球面像差的惡化量係正比於物鏡之NA的向前倍 率,因此,於其爲使用高NA物鏡之高密度DVD,當塑膠 透鏡係使用爲物鏡,因爲可用的溫度區域係過窄,必須提 出一種方式以修正其歸因於折射率改變而產生的球面像 差。 (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 三、發明內容 是以,本發明係解決上述各個問題,且本發明之目的 係提出一種光學拾取裝置,藉其,高密度DVD、DVD、與 C D之三種光碟的相互相容性係藉由使用共同的物鏡而達 成,且於該種光學拾取裝置中之C D的工作距離係充分固 冢標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) · g 1239520 A7 __ B7 _ _ 五、發明説明(7 ) 定。 再者,本發明之目的係提出光學拾取裝置,藉其,高 密度DVD、DVD、與CD之三種光碟的相互相容性係藉由 使用對於繞射光學元件爲共同的物鏡而達成,且於該種光 學拾取裝置中之一充分光線量的利用效率係可於個別的光 碟之使用波長區域而得到。 再者,本發明之目的係提出光學拾取裝置,藉其,高 密度DVD、DVD、與CD之三種光碟的相互相容性係藉由 使用共同的物鏡而達成,且藉由該光學拾取裝置,歸因於 光源之不佳的單色性之色像差、歸因於諸如溫度改變或溼 度改變之環境變化所產生於塑膠透鏡之球面像差、以及歸 因於保護基板厚度的生產誤差之球面像差(其爲高密度DVD 作記錄及/或再生時之一個問題)係精細修正,且高密度 DVD之穩定的記錄及/或再生係可進行。 再者,本發明之目的係提出一種物鏡、基板厚度差異 修正機構、色彩修正機構、基板厚度誤差修正機構、孔徑 調整/改變機構、繞射光學元件、與光學元件。再者,該目 的係欲提出一種記錄/再生裝置,藉其,資訊之記錄及/或再 生係可藉由使用上述光學拾取裝置於三種不同的光學資訊 記錄媒體而進行。 欲達成上述目的之本發明的結構係將解說於下文。 再者,根據本發明之物鏡係一種物鏡,藉其,資訊之 再生及/或記錄係藉由使用來自波長λ1之第一光源的光通 量以進行於具有第一保護基板厚度(tl )之第一光學資訊記錄 — 019308__ 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) 經濟部智慧財產局員工消f合作Ti印製 .;· f -10- 1239520 A7 B7 五、發明説明(8 ) (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tjf 媒體,資訊之再生及/或記錄係藉由使用來自波長入2 (λ1 <λ2)之第二光源的光通量以進行於具有第二保護基板厚 度(t2 g t1 )之第二光學資訊記錄媒體,資訊之再生及/或記 錄係藉由使用來自波長λ3 (λ2<λ3)之第三光源的光通量以 進行於具有第三保護基板厚度(t3 g t2)之第三光學資訊記錄 媒體,且該物鏡具有於至少一個光學表面上的複數個同心 圓環形區所形成之繞射結構,該種物鏡係特徵在於:其中η 1 係具有當來自第一光源之波長λ1的第一光通量爲入射於繞 射結構時所產生的第一光通量之繞射射線中的最大繞射光 線量之繞射射線的繞射級(〇 r* d e r ),η 2係具有當來自第二光 源之波長λ 2的第二光通量爲入射於繞射結構時所產生的第 二光通量之繞射射線中的最大繞射光線量之繞射射線的繞 射級,且η3係具有當來自第三光源之波長λ3的第三光通 量爲入射於繞射結構時所產生的第三光通量之繞射射線中 的最大繞射光線量之繞射射線的繞射級;ΝΑ1係藉由波長 λ 1的光通量以進行再生及/或記錄於第一光學資訊記錄媒體 所必要之物鏡的預定影像側數値孔徑,ΝΑ2係藉由波長入2 的光通量以進行再生及/或記錄於第二光學資訊記錄媒體所 必要之物鏡的預定影像側數値孔徑,ΝA3係藉由波長入3的 光通量以進行再生及/或記錄於第三光學資訊記錄媒體所必 要之物鏡的預定影像側數値孔徑,且|η1|>|η2|及|η1|>|η3| 係滿足;該物鏡係可會聚第一光通量之η1級的繞射射線於 第一光學資訊記錄媒體之資訊記錄表面上以進行資訊之再 生及/或記释於第一光學資訊記錄媒體,使得一精細的波前 (CNS ) A4規格(2丨0X297公釐) 11 度適Qii碧 1239520 A7 b/ >1" 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 jr 五、發明説明(9 ) 係形成於數値孔徑NA1;會聚第二光通量之n2級的繞射射 線於第二光學資訊記錄媒體之資訊記錄表面上以進行資訊 之再生及/或記錄於第二光學資訊記錄媒體,使得一精細的 波前係形成於數値孔徑NA2;且,會聚第三光通量之n3級 的繞射射線於第三光學資訊記錄媒體之資訊記錄表面上以 進行資訊之再生及/或記錄於第三光學資訊記錄媒體,使得 一精細的波前係形成於數値孔徑N A3。 根據此種物鏡,因爲該繞射結構係決定以使得對於第 一光學資訊記錄媒體至第三光學資訊記錄媒體之記錄及再 生所使用的光通量之繞射級係滿足上式,對於第一光學資 訊記錄媒體至第三光學資訊記錄媒體之記錄及再生所分別 使用的各個光通量,高繞射效率係可得到。再者,藉由此 繞射結構之作用,當來自具有不同波長之個別的光源之光 通量係入射於物鏡,因爲歸因於第一基板厚度至第三基板 厚度之至少二個不同保護基板厚度的差異而產生之球面像 差係修正,對於所有第一光學資訊記錄媒體至第三光學資 訊記錄媒體,資訊之記錄或再生係可精細進行。再者,藉 由該繞射結構之作用,當來自具有不同波長之個別的光源 之光通量係入射於物鏡,因爲歸因於透鏡材料色散而改變 的球面像差係修正,對於所有第一光學資訊記錄媒體至第 三光學資訊記錄媒體,資訊之記錄或再生係可精細進行。 較佳而言,繞射結構係由波長λ B與繞射級n 1而最佳 化,且滿·足下式: 380 ηηι<λ1<420 nm (請先閱讀背面之注意事 ,項再填. :寫本頁) 表紙張尺, 榇準(匸奶)六4規格(210\ 297公釐) -12 1239520 A7 B7 五、發明説明(1〇) 630 nm<A2<670 nm 760 ηηι<λ3<800 nm 340 nm<AB<440 nm |n1 | = 2 |n2|=1 |n3| = 1 〇 再者,較佳爲滿足下式: 350 ηηι<λΒ<420 nm 。 化 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 較佳而言,繞射結構係由波長λΒ與繞射級η 1而最佳 且滿足下式: 380 ηηι<λ1 <420 nm 630 ηηΊ<λ2<670 nm 760nm<A3<800nm 400 ηηη<λΒ<430 nm |n1 | = 6 |n2| = 4 | n 31 = 3 〇 經濟部智慧財4局員工消費合作社印製 於此情形,較佳爲滿足下式: 40 5 ηιτι<λΒ<425 nm 〇 再者’較佳而言,該繞射結構係具有正倍率(power)。 再者’當其由波長λΒ與繞射級ηΐ所最佳化之繞射結 構的複數個環形區之各個位置係由定義爲 cDb = n1_(b2.h2 + b4.h、b6.h6+…)之光路徑差異函數而表示(在 此,h係距離光軸之高度(mm),且b2、b4、b6、…係分別 本紙張尺度適用 專(CNS ) A4規格(210X297公釐) 13- 1239520 A7 B7 五、發明説明(11) 爲二階、四階、六階、…之光路徑差異函數係數(亦稱爲繞 射表面係數)),較佳而言,由PD = Z(-2. n1 . b2)所定義之僅 爲繞射結構的倍率(ΠΓΙ ΓΠ 1)係滿足下式: 0.5x1 〇-2<PD<5.0x1 0'2 〇 再者,較佳而言,物鏡係由一透鏡群(group)而構成。 藉此,對於光學拾取裝置中之特別是第三光學資訊記錄媒 體的工作距離係可充分固定。於此情形,當該物鏡之波長 λ 1的焦距係Π (m m),中心厚度係d (m m),入射於物鏡之 波長λ1的光通量直徑係Φ1 (mm),且當該資訊之再生及/ 或記錄爲進行於第三光學資訊記錄媒體時之物鏡的工作距 離係fB3 (mm),更佳而言,下式係滿足以充分固定工作距 離: 0.7<d/f1 <1.5 2.8<Φ1 <5.8 fB3>0.2 〇 再者,當該資訊之再生及/或記錄爲進行於第三光學資 訊記錄媒體時之物鏡的放大率係m 3,較佳爲滿足下式: m3<0 〇 於此情形,較佳爲滿足下式: -0.25<m3<-0.05 〇 再者,當該資訊之再生及/或記錄爲進行於第二光學資 訊記錄媒體時之物鏡的放大率係m2,較佳爲滿足下式: m2 < 0 〇 於此情形,較佳爲滿足下式: 本^. 14 - (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 1239520 Α7 Β7 五、發明説明(12) -0.20<m2<-0.02 〇 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 再者,較佳而言,物鏡之影像側數値孔徑NA1、與 NA2係滿足:NA1>NA2,且其通過一區域爲對應於自該物 鏡之影像側數値孔徑NA2至NA1的區域之波長λ2的光通 量係到達第二光學資訊記錄媒體之資訊記錄表面,且於第 二光學資訊記錄媒體之資訊記錄表面,於影像側數値孔徑 ΝΑ1之波長λ2的光通量係情況在於.·波前像差爲不小於 0_07 入2 〇 於此情形,較佳而言,於第二光學資訊記錄媒體之資 訊記錄表面,於影像側數値孔徑ΝΑ1之波長λ2的光通量 係情況在於:波前像差爲不小於0.20 λ2。 較佳而言,物鏡之影像側數値孔徑ΝΑ1、ΝΑ2與ΝΑ3 係滿足ΝΑ1 >ΝΑ2>ΝΑ3,且其通過一區域爲對應於自該物 鏡之影像側數値孔徑ΝΑ3至ΝΑ1的區域之波長λ3的光通 量係到達第三光學資訊記錄媒體之資訊記錄表面,且於第 三光學資訊記錄媒體之資訊記錄表面,於影像側數値孔徑 ΝΑ1之波長λ3的光通量係情況在於:波前像差爲不小於 0.07 入3 。 經濟部智慧財產苟g (工消費合作社印製 2 再者,較佳而言,於第三光學資訊記錄媒體之資訊記 錄表面,於影像側數値孔徑ΝΑ1之波長λ3的光通量係情 況在於:波前像差爲不小於0.2 0 λ3。 再者,較佳而言,該物鏡係滿足:ΝΑ1>ΝΑ2,且具有 孔徑調整機構,其遮斷入射於一區域爲對應於自該物鏡之 影像側數値孔徑ΝΑ2至ΝΑ1的區域之波長λ2的光通量, ^紙硬欠赞通抑革》國家標準(〇阳)八4規格(210/ 297公釐) 1239520 A7 _B7__ 五、發明説明(13) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 且其可進行使得入射於一區域爲對應於自該物鏡之影像側 數値孔徑NA2至NA1的區域之波長λ2的光通量爲未到達 第二光學資訊記錄媒體之資訊記錄表面。 再者,較佳而言,該孔徑調整機構具有波長選擇性’ 其傳送入射於一區域爲對應於自該物鏡之影像側數値孔徑 ΝΑ2至ΝΑ1的區域之波長λ1的光通量,且其遮斷入射於 一區域爲對應於自該物鏡之影像側數値孔徑ΝΑ2至ΝΑ1的 區域之波長λ2的光通量。 再者,較佳而言,該物鏡係滿足:ΝΑ1>ΝΑ2>ΝΑ3,且 具有孔徑調整機構,其遮斷入射於一區域爲對應於自該物 鏡之影像側數値孔徑ΝΑ3至ΝΑ1的區域之波長λ3的光通 量,且其可進行使得入射於一區域爲對應於自該物鏡之影 像側數値孔徑ΝΑ3至ΝΑ1的區域之波長λ3的光通量爲未 到達第三光學資訊記錄媒體之資訊記錄表面。
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Γ L 再者,較佳而言,該孔徑調整機構具有波長選擇性, 其傳送入射於一區域爲對應於自該物鏡之影像側數値孔徑 ΝΑ3至ΝΑ1的區域之波長λ1的光通量,且其遮斷入射於 一區域爲對應於自該物鏡之影像側數値孔徑Ν A3至ΝΑ1的 區域之波長λ3的光通量。 再者,較佳而言,孔徑調整機構係一波長選擇據波 器,其形成於物鏡之光學表面。 再者,較佳而言,物鏡係由塑膠材料或玻璃材料而形 成。 再者,較佳爲滿足下式: · —----— 1239520 A7 ___B7 _ 五、發明説明(14) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 380 ηηι<λ1 <420 nm 630 ηηη<λ2<670 nm 760 ηηι<λ3<800 nm 0.0 mm^t1<〇.3 mm 0.5 mm<t2<0.7 mm 1 _0 mm<t3<1.3 mm 0.99>NA1 ^ 0.70 0.70>NA2 ^ 0.55 0.55>NA3 ^0.40 。
經濟部智慧財產局員工消費合作社印U P 再者,根據本發明之另一種光學拾取裝置係特徵在於: 其爲一種光學拾取裝置,藉其,資訊之再生及/或記錄係藉 由使用來自波長λ1之第一光源的光通量以進行於具有第一 保護基板厚度(t1 )之第一光學資訊記錄媒體;資訊之再生及 /或記錄係藉由使用來自波長λ2 (λ1<λ2)之第二光源的光通 量以進行於具有第二保護基板厚度(t2>t1 )之第二光學資訊 記錄媒體;且,資訊之再生及/或記錄係藉由使用來自波長 λ3 (λ2<λ3)之第三光源的光通量.以進行於具有第三保護基板 厚度(t3>t2)之第三光學資訊記錄媒體;且其係設有物鏡。藉 此,資訊之記錄及/或再生係可藉由充分光線量之利用效率 以進行於三種不同的光學資訊記錄媒體。再者’根據本發 明之該種記錄/再生裝置係可構成使得:此光學拾取裝置係安 裝,聲音及/或影像係記錄,且/或聲音及/或影像係可再 生。 再者,根據本發明之另一種物鏡係甩於該光學拾取裝 -17- 本紙張家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 1239520 A7 _____B7_ 五、發明説明(15) 置之一種物鏡,藉其,資訊之再生及/或記錄係藉由使用來 自波長入1之第一光源的光通量以進行於具有第一保護基板 厚度(Π)之第一光學資訊記錄媒體’資訊之再生及/或記錄 係藉由使用來自波長λ2 (λ1<λ2)之第二光源的光通量以進 行於具有第二保護基板厚度(t2 2 t1 )之第二光學資訊記錄媒 體,且資訊之再生及/或記錄係藉由使用來自波長入3 (λ2 <λ3)之第三光源的光通量以進行於具有第三保護基板厚 度(t3$ t2)之第三光學資訊記錄媒體,且該物鏡係由一折射 式透鏡與一繞射光學元件所構成之一種混合式(hybrid)物 鏡,繞射光學元件具有配置於折射式透鏡的光通量入射表 面側之複數個同心圓的環形區所形成之繞射結構,該種物 鏡係特徵在於:其中,n1係具有當來自第一光源之波長入1 的第一光通量爲入射於該繞射結構時所產生的第一光通量 之繞射射線中的最大繞射光線量之繞射射線的繞射級;η2 係具有當來自第二光源之波長λ2的第二光通量爲入射於該 繞射結構時所產生的第二光通量之繞射射線中的最大繞射 光線量之繞射射線的繞射級;且η 3係具有當來自第三光源 之波長λ3的第三光通量爲入射於該繞射結構時所產生的第 三光通量之繞射射線中的最大繞射光線量之繞射射線的繞 射級;且,ΝΑ1係藉由波長λ1的光通量以進行再生及/或記 錄於第一光學資訊記錄媒體所必要之物鏡的預定影像側數 値孔徑;ΝΑ2係藉由波長λ2的光通量以進行再生及/或記錄 於第二光學資訊記錄媒體所必要之物鏡的預定影像側數値 孔徑;且Ν A3係藉由波長λ3的光通量以進行再生及/或記錄 本家標準(CNS ) Α4規格(210X 297公釐5 ~ -- (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 1239520 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ___^B7_五、發明説明(16) 於第三光學資訊記錄媒體所必要之物鏡的預定影像側數値 孔徑;|n1 |>|n2|及|n1 |>|n3丨係滿足;且該物鏡係可會聚第一光 通量之n1級的繞射射線於第一光學資訊記錄媒體之資訊記 錄表面上以進行資訊之再生及/或記錄於第一光學資訊記錄 媒體,使得一精細的波前係形成於數値孔徑NA1;會聚第二 光通量之n2級的繞射射線於第二光學資訊記錄媒體之資訊 記錄表面上以進行資訊之再生及/或記錄於第二光學資訊記 錄媒體,使得一精細的波前係形成於數値孔徑NA2;且會聚 第三光通量之n3級的繞射射線於第三光學資訊記錄媒體之 資訊記錄表面以進行資訊之再生及/或記錄於第三光學資訊 記錄媒體,使得一精細的波前係形成於數値孔徑N A3。 根據此種物鏡,因爲該繞射光學元件之繞射結構係決 定以使得對於第一光學資訊記錄媒體至第三光學資訊記錄 媒體之記錄及再生所使用的光通量之繞射級係滿足上式, 對於第一光學資訊記錄媒體至第三光學資訊記錄媒體之記 錄及再生所分別使用的各個光通量,高繞射效率係可得 到。再者,藉由此繞射結構之作用,於第一保護基板厚度 至第三保護基板厚度,因爲由至少二個不同的保護基板厚 度之差異而產生的球面像差係修正,對於所有的第一光學 資訊記錄媒體至第三光學資訊記錄媒體,資訊之記錄或再 生係可精細進行。再者,藉由該繞射結構之作用,當來自 具有不同波長之個別光源的光通量係入射於物鏡,因爲歸 因於第一基板厚度至第三基板厚度之至少二個不同保護基 板厚度的差異而產生之球面像差係修正,對於所有第一光 (請先閱讀背面之注意事 4 項再填· 裝— :寫本頁) -訂 本紙張尺^ 標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) 19 1239520 經濟部智慈財產局g(工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(17) 學資訊記錄媒體至第三光學資訊記錄媒體,資訊之記錄或 再生係可精細進行。再者,藉由該繞射結構之作用,當來 自具有不同波長之個別的光源之光通量係入射於物鏡,因 爲歸因於透鏡材料色散而改變的球面像差係修正,對於所 有第一光學資訊記錄媒體至第三光學資訊記錄媒體,資訊 之記錄或再生係可精細進行。 再者,根據本發明之繞射光學元件係使用於混合式物 鏡之一繞射光學元件,且該繞射結構係特徵在於:其具有球 面像差特性,於其,當入射光線的波長係改變爲延伸方 向,球面像差係改變爲修正不足之方向。 較佳而言,繞射結構係由波長λ B與繞射級n 1而最佳 化,且滿足下式: 380 nm<A1<420 nm 630 ηηι<λ2<670 nm 760 nm<A3<800 nm 340 nm<AB<440 nm |n1 | = 2 |n2| = 1 | n 31 = 1 。 再者,較佳爲滿足下式: 350 ηηι<λΒ<420 nm 。 較佳而言,繞射結構係由波長λ B與繞射級n 1而最佳 化,且滿足下式:. 380 ηΓΠ<λ1 <420 nm 01981R_ II----------Ί--IT-----Am (請先閱讀背面之注意事項存填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -20- 1239520 A7 __ B7 五、發明説明(18) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 630 ηηη<λ2<670 nm 760 nm<A3<800 nm 400 nm<AB<430 nm |n1 | = 6 |n2| = 4 |n3| = 3 。 於此情形,較佳爲滿足下式: 405 ηηι<λΒ<425 nm 。 再者,較佳而言,該繞射結構係具有正倍率。 再者,當其由波長λΒ與繞射級n 1所最佳化之繞射結 構的複數個環形區之各個位置係由定義爲 ct>b = n1 .(b2.h2 + b4.h4 + b6.h6+…)之光路徑差異函數而表示(在 此,h係距離光軸之高度(m m),且b2、b 4、b 6、…係分別 爲二階 '四階、六階、…之光路徑差異函數係數(亦稱爲繞 射表面係數)),較佳而言,由PD = Z(-2. n1 . b2)所定義之僅 爲繞射結構的倍率(mnrT1)係滿足下式: 0.5x10'2<PD<5.0x10*2 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 再者,較佳而言,繞射結構係形成於平面。或者是, 桊父佳而g ’繞射結構係形成於非球面表面。 再者,較佳而言,繞射光學元件係由塑膠材料而形 成。 於混合式物鏡,較佳而言,繞射光學元件係整合於折 射式透鏡,且爲驅動追蹤式。於此情形,繞射光學元件與 折射式透鏡係分別具有一體成形的凸緣部分,且較佳而 Qtagtg____ 本紙張尺度適中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐~ ------- 1239520 A7 B7 五、發明説明(19) 言,當個別的凸緣部分係接合在一起’該繞射光學元件與 折射式透鏡係整合在一起。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 再者,較佳而言,物鏡之影像側數値孔徑NA1與NA2 係滿足: NA1>NA2,且 通過一區域爲對應於自該物鏡之影像側數値孔徑NA2 至ΝΑ 1的區域之波長λ2的光通量係到達第二光學資訊記 錄媒體之資訊記錄表面,且於該第二光學資訊記錄媒體之 資訊記錄表面,於影像側數値孔徑ΝΑ1之波長λ2的光通 量係情況在於:波前像差爲不小於〇.〇7 λ2。 再者,較佳而言,於第二光學資訊記錄媒體之資訊記 錄表面,於影像側數値孔徑ΝΑ1之波長λ2的光通量係情 況在於:波前像差爲不小於0.2 0 λ2。 再者,較佳而言,物鏡之影像側數値孔徑ΝΑ1、ΝΑ2 與ΝA3係滿足: ΝΑ1>ΝΑ2>ΝΑ3,且 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -V:, 通過一區域爲對應於自該物鏡之影像側數値孔徑ΝΑ3 至ΝΑ1的區域之波長λ3的光通量係到達第三光學資訊記 錄媒體之資訊記錄表面,且於該第三光學資訊記錄媒體之 資訊記錄表面,於影像側數値孔徑ΝΑ1之波長λ3的光通 量係情況在於:波前像差爲不小於0.07 λ3。 再者,較佳而言,於第三光學資訊記錄媒體之資訊記 錄表面,於影像側數値孔徑N A1之波長λ 3的光通量係情 況在於:波前像差爲不小於0.2 0 λ3。 I 0108^0 -22- 本紙張尺度適用中.國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ 297公釐) 1239520 A7 B7 五、發明説明(2Q) 再者,較佳而言,該物鏡係滿足: NA1>NA2,且 具有孔徑調整機構,其遮斷入射於對應於自該物鏡之 影像側數値孔徑NA2至NA1的區域之繞射光學元件的一區 域之波長λ2的光通量,且其可進行使得入射於對應於自該 物鏡之影像側數値孔徑ΝΑ2至ΝΑ1的區域之繞射光學元件 的一區域之波長λ2的光通量爲並未到達第二光學資訊記錄 媒體之資訊記錄表面。 於此情形,較佳而言,該孔徑調整機構具有波長選擇 性,其傳送入射於對應於自該物鏡之影像側數値孔徑ΝΑ2 至ΝΑ1的區域之繞射光學元件的一區域之波長λ1的光通 量,且其遮斷入射於對應於自物鏡之影像側數値孔徑ΝΑ2 至ΝΑ1.的區域之繞射光學元件的一區域之波長λ2的光通 量。 再者,較佳而言,物鏡係滿足: ΝΑ1 >ΝΑ2>ΝΑ3,且 具有孔徑調整機構,其遮斷入射於對應於自該物鏡之 影像側數値孔徑Ν A3至ΝΑ1的區域之繞射光學元件的一區 域之波長λ3的光通量,且其可進行使得入射於對應於自該 物鏡之影像側數値孔徑Ν A3至ΝΑ1的區域之繞射光學元件 的一區域之波長λ3的光通量爲未到達第三光學資訊記錄媒 體之資訊記錄表面。 於此情形,較佳而言,孔徑調整機構具有波長選擇 性,其傳送入射於對應於自該物鏡之影像側數値孔徑Ν A3 019821 (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让卬製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) ·υ· 1239520 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ____B7五、發明説明(21) 至N A1的區域之繞射光學元件的一區域之波長λ1的光通 量’且其遮斷入射於對應於自該物鏡之影像側數値孔徑 N A 3至N A1的區域之繞射光學元件的一區域之波長入3的 光通量。 再者’較佳而言,孔徑調整機構係一波長選擇濾波 器,其形成於繞射光學元件之光學表面。 再者,較佳而言,該折射式透鏡係由塑膠材料或玻璃 材料所形成。 再者,較佳而言,該折射式透鏡係由一透鏡群而組 成。 再者,當折射式透鏡與繞射光學元件爲組合於其中之 物鏡整體系統之波長λ1的焦距係Π (mm),折射式透鏡之 中心厚度係d (mm),入射於物鏡之波長λ1的光通量直徑 係Φ1 (mm),且當資訊之再生及/或記錄爲進行於第三光學 資訊記錄媒體時之物鏡的工作距離係fB3 (mm),較佳而 言,下式係滿足: 0.7<d/f1 <1.5 2.8<Φ1 <5.8 fB3>0.2 〇 再者,當資訊之再生及/或記錄爲進行於第三光學資訊 記錄媒體時之該物鏡的放大率係m3,較佳爲滿足下式: m 3 < 0 〇 再者,較佳爲滿足下式: -0.25<m3<-0.05 〇_01SB22- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) _ 24 - ^IT (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1239520 A7 B7 五、發明説明(22) 再者,當資訊之再生及/或記錄爲進行於第二光學資訊 記錄媒體時之該物鏡的放大率係m2,較佳爲滿足下式: m2<0 〇 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 於此情形,較佳爲滿足下式: -0.20<m2<-0.02 〇 再者,於該種物鏡,較佳爲滿足下式: 380 nm<A1 <420 nm 630 ηηι<λ2<670 nm 760 ηηι<λ3<800 nm 0.0 mm ^ t1 <0.3 mm 0.5 mm<t2<0.7 mm 1.0 mm<t3<1 .3 mm 0.99>NA 1 ^ 0.70 0.70>NA2 ^ 0.55 0.55>NA3^ 0.40 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作吐印製 再者,根據本發明之又一種光學拾取裝置係特徵在於: 其爲一種光學拾取裝置,藉其,資訊之再生及/或記錄係藉 由使用來自波長λ1之第一光源的光通量以進行於具有第一 保護基板厚度(t1 )之第一光學資訊記錄媒體;資訊之再生及’ 或記錄係藉由使用來自波長入2 (λ1<λ2)之第二光源的光通 量以進行於具有第二保護基板厚度(t2>H )之第二光學資訊 記錄媒體;且,資訊之再生及/或記錄係藉由使用來自波長 λ3 (λ2<λ3)之第三光源的光通量以進行於具有第三保護基板 厚度(t3>t2)之第三光學資訊記錄媒體;且其係設有物鏡。藉 本紙 __-- 25- 國家樣準(CNS ) Α4規格(2】ΟΧ 297公釐) 1239520 經濟部智慧財產局8工消費合作社印製 A7 ___B7_五、發明説明(23) 此,資訊之記錄及/或再生係可藉由充分光線量之利用效率 而進行於三種不同的光學資訊記錄媒體。再者,根據本發 明之該種記錄/再生裝置係可構成使得:此光學拾取裝置係安 裝,聲音及/或影像係記錄,且/或聲音及/或影像係可再 生。 再者,根據本發明之又一種物鏡係用於該光學拾取裝 置之一種物鏡,藉其,資訊之再生及/或記錄係藉由使用來 自波長λ1之第一光源的光通量以進行於具有第一保護基板 厚度(t1)之第一光學資訊記錄媒體,資訊之再生及/或記錄 係藉由使用來自波長λ2 (λ1<λ2)之第二光源的光通量以進 行於具有第二保護基板厚度(t2 2 t1 )之第二光學資訊記錄媒 體,且資訊之再生及/或記錄係藉由使用來自波長入3 (λ2<λ3)之第三光源的光通量以進行於具有第三保護基板厚 度(t3 g t2)之第三光學資訊記錄媒體,且,該光學拾取裝置 具有基板厚度差異修正機構,以供修正其歸因於第一保護 基板厚度至第三保護基板厚度之差異而改變的球面像差, 該種物鏡係特徵在於:其中,NA1係藉由波長λ1的光通量 以進行再生及/或記錄於第一光學資訊記錄媒體所必要之物 鏡的預定影像側數値孔徑,ml係資訊之再生及/或記錄爲 進行於第一光學資訊記錄媒體時之該物鏡的放大率,該物 鏡係最佳化於波長λ1、第一保護基板厚度t1、影像側數値 孔徑NA1、與放大率m 1之組合,使得球面像差係於最小化 之情況。 根據此種物鏡,對於使用於第一光學資訊記錄媒體之019824 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) _ 26 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 费 1239520 kl 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 。:, B7五、發明説明(24) 其波長爲最短的光通量之球面像差係最小,且當資訊之記 錄或再生爲進行於三種不同光學資訊記錄媒體時所適用的 物鏡係可提供。 較佳而言,該物鏡係一折射式透鏡,甚者,物鏡係由 一透鏡群而組成。 於此情形,當該物鏡之波長λ1的焦距係f1 (mm),中 心厚度係d (mm),入射於物鏡之波長λ1的光通量直徑係 Φ1 (mm),且當該資訊之再生及/或記錄爲進行於第三光學 資訊記錄媒體時之物鏡的工作距離係f B3 ( m m ),較佳而 言,下式係滿足: 0.7<d/f1 <1.5 2.8<Φ1 <5.8 fB3>0.2 〇 再者,較佳而言,物鏡係滿足: NA1>NA2,且 具有孔徑調整機構,其遮斷入射於一區域爲對應於自 該物鏡之影像側數値孔徑NA2至NA1的區域之波長λ2的 光通量,且其可進行使得入射於一區域爲對應於自該物鏡 之影像側數値孔徑ΝΑ2至ΝΑ1的區域之波長λ2的光通量 爲未到達第二光學資訊記錄媒體之資訊記錄表面。 再者,較佳而言,該孔徑調整機構具有波長選擇性, 其傳送入射於一區域爲對應於自該物鏡之影像側數値孔徑 Ν.Α2至ΝΑ1的區域之波長λ1的光通量,且其遮斷入射於 一區域爲對應於自該物鏡之影像側數値孔徑ΝΑ2至ΝΑ1的 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張^^嗍94_家標準(〇^)八4規格(210/ 297公釐) 1239520 A7 B7 五、發明説明(25) 區域之波長λ2的光通量。 再者,較佳而言,物鏡之影像側數値孔徑ΝΑ1、ΝΑ2 與ΝΑ3係滿足: (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ΝΑ1>ΝΑ2>ΝΑ3,且 具有孔徑調整機構,其遮斷入射於一區域爲對應於自 該物鏡之影像側數値孔徑ΝΑ3至ΝΑ1的區域之波長λ3的 光通量,且其可進行使得入射於一區域爲對應於自該物鏡 之影像側數値孔徑ΝΑ3至ΝΑ1的區域之波長λ3的光通量 爲未到達第三光學資訊記錄媒體之資訊記錄表面。 再者,較佳而言,該孔徑調整機構具有波長選擇性, 其傳送入射於一區域爲對應於自該物鏡之影像側數値孔徑 ΝΑ3至ΝΑ1的區域之波長λ1的光通量,且其遮斷入射於 一區域爲對應於自該物鏡之影像側數値孔徑Ν A3至ΝΑ1的 區域之波長λ3的光通量。 再者,較佳而言,孔徑調整機構係一波長選擇濾波 器,其形成於物鏡之光學表面。 較佳而言,物鏡係由塑膠材料或玻璃材料而形成。 再者,於該種物鏡,較佳爲滿足下式: 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 380 ηπι<λ1<420 nm 630 ηηι<λ2<670 nm 7 6 0 n m < λ 3 < 8 0 0 n m 0.0 mm ^ t1 <0.3 mm 0.5 mm<t2<0.7 mm 1.0 mm<t3<1.3 mm 本纸張尺度 準(CNS ) A4規袼(210X 297公釐) -28- 1239520 A7 __ B7 五、發明説明(26) 0.99>NA1 ^0.70 0.70>NA2 ^ 0.55 0.55>NA3^ 0.40 〇 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 再者,根據本發明之再一種光學拾取裝置係特徵在於: 其爲一種光學拾取裝置,藉其,資訊之再生及/或記錄係藉 由使用來自波長λ1之第一光源的光通量以進行於具有第一 保護基板厚度(t1 )之第一光學資訊記錄媒體;資訊之再生及/ 或記錄係藉由使用來自波長λ2 (λ1<λ2)之第二光源的光通 重以進仃於具有弟_^保護基板厚度(t2>t1)之第二光學資訊 記錄媒體;且,資訊之再生及/或記錄係藉由使用來自波長 λ3 (λ2<λ3)之第三光源的光通量以進行於具有第三保護基板 厚度(t3>t2)之第三光學資訊記錄媒體;且其係設有物鏡。藉 此,資訊之記錄及/或再生係可穩定進行於特別是第一光學 資訊記錄媒體。再者,根據本發明之該種記錄/再生裝置係 可構成使得:此光學拾取裝置係安裝,聲音及/或影像係記 錄,且/或聲音及/或影像係可再生。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 再者,根據本發明之該種光學元件係特徵在於:資訊之 再生及/或記錄係藉由使用來自波長λ1之第一光源的第一 光通量以進行於具有第一保護基板厚度(t1 )之第一光學資訊 記錄媒體;資訊之再生及/或記錄係藉由使用來自波長入2 (入1 <λ2)之第二光源的第二光通量以進行於具有第二保護基 板厚度(t2 - 11 )之第二光學資訊記錄媒體;且資訊之再生及/ 或記錄係藉由使用來自波長λ3 (λ2<λ3)之第三光源的第三 光通量以進行於具有第三保護基板厚度(t3 - t2)之第三光學 0198J7___ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐1 JogT " 1239520 kl ____B7 _ 五、發明説明(27) 資訊記錄媒體;且,其爲一種用於光學拾取裝置之光學元 件’對於其,共同的物鏡係使用以供資訊之再生及/或記錄 於第一光學資訊記錄媒體至第三光學資訊記錄媒體;且,假 使當該光學元件之入瞳(entrance pupil)表面係分爲第一光 通量區域、第二光通量區域、與第三光通量區域之三個環 形的光通量區域,其依序爲自光軸之附近至外側,當入射 於各個光通量區域的光通量爲通過於其之該光學元件的區 域係分別定義爲依序自光軸之附近至外側之第一光學區 域、第二光學區域與第三光學區域,入射於第一光學區域 之第一至第三光通量係會聚於第一至第三光學資訊記錄媒 體之各個資訊記錄面,使得精細的波前係形成;且入射於第 光 與第二光通量係會聚於第一與第二光學 經濟部智慧財4局員工消費合作'社印製S7 資訊記錄媒體之各個資訊記錄面,使得精細的波前係形成; 然而,入射於第二光學區域之第三光通量係未形成精細的 波前於第三光學資訊記錄媒體之資訊記錄面;且,入射於第 Ξ光學區域之第一光通量係會聚於第一光學資訊記錄媒體 之資訊記錄面,使得精細的波前係形成;然而,入射於第三 光學區域之第二與第三光通量係分別爲未形成精細的波前 於第二與第三光學資訊記錄媒體之各個資訊記錄面。 根據此種光學元件,係可提供適用於光學拾取裝置之 光學元件,藉其,資訊之記錄及/或再生係進行於三種不同 的τέ學貪訊記錄媒體,其具有二個光學區域。 再者,根據本發明之另一種光學元件係特徵在於:資訊 之再生及/或記錄係藉由使用來自波長λ1之第一光源的第 本紙張尺度適 30 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) (CNS ) A4^ ( 210X 297^4 ) 1239520 A7 _B7______ 五、發明説明(28) (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bf 一光通量以進行於具有第一保護基板厚度(t1)之第一光學資 訊記錄媒體;資訊之再生及/或記錄係藉由使用來自波長入2 (λ1<λ2)之第二光源的第二光通量以進彳了於具有弟一保護基 板厚度(t2 - t1)之第二光學資訊記錄媒體;且資訊之再生及/ 或記錄係藉由使用來自波長λ3 (λ2<λ3)之第三光源的第三 光通量以進行於具有第三保護基板厚度〇32t2)之第三光學 資訊記錄媒體;且,其爲一種用於光學拾取裝置之光學元 件,對於其,共同的物鏡係使用以供資訊之再生及/或記錄 於第一光學資訊記錄媒體至第三光學資訊記錄媒體;且假使 當該光學元件之入瞳表面係分爲第一光通量區域、第二光 通量區域與第三光通量區域之三個環形的光通量區域,其 依序爲自光軸之附近至外側,當入射於各個光通量區域的 光通量爲通過於其之該光學元件的區域係分別定義爲依序 自光軸附近至外側之第一光學區域、第二光學區域與第三 光學區域,入射於第一光學區域之第一至第三光通量係會 聚於第一至第三光學資訊記錄媒體之各個資訊記錄面,使 得精細的波前係形成;且入射於第二光學區域之第一與第二 光通量係會聚於第一與第二光學資訊記錄媒體之各個資訊 記錄面,使得精細的波前係形成;然而,入射於第二光學區 域之第三光通量係遮斷而未到達第三光學資訊記錄媒體之 資訊記錄面,且入射於第三光學區域之第一光通量係會聚 於第一光學資訊記錄媒體之資訊記錄面,使得精細的波前 係形成;然而,入射於第三光學區域之第二光通量係未形成 精細的波前於第二光學資訊記錄媒體之資訊記錄面,且入 _-010¾¾--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 本纸張尺度適用中國國蒙滅泰(CNS ) A4規格(210X 297公釐) _ 31 _ 1239520 A7 _B7 五、發明説明(29) 射於第三光學區域之第三光通量係遮斷而未到達第三光學 資訊記錄媒體之資訊記錄面。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 根據此種光學元件’係可提供適用於光學拾取裝置之 光學元件,藉其,資訊之記錄及/或再生係進行於三種不同 的光學資訊記錄媒體,其具有三個光學區域。 較佳而言,上述光學元件係使用於其具有一光通量遮 斷(shut-off)機構之光學拾取裝置,該機構係可進行使得:入 射於第二與第三光學區域之第三光通量係遮斷而未到達第 三光學資訊記錄媒體之資訊記錄面。 於此情形,較佳而言,該光通量遮斷機構係波長選擇 濾波器,其形成於該光學元件之光學表面。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製99 再者,根據本發明之又一種光學元件係特徵在於:資訊 之再生及/或記錄係藉由使用來自波長λ1之第一光源的第 一光通量以進行於具有第一保護基板厚度(t1 )之第一光學資 訊記錄媒體;資訊之再生及/或記錄係藉由使用來自波長入2 (λ1<λ2)之第二光源的第二光通量以進行於具有第二保護基 板厚度(t2 g t1)之第二光學資訊記錄媒體;且資訊之再生及/ 或記錄係藉由使用來自波長λ3 (λ2<λ3)之第三光源的第三 光通量以進行於具有第三保護基板厚度(t3^t2)之第三光學 資訊記錄媒體;且,其爲一種用於光學拾取裝置之光學元 件,對於其,共同的物鏡係使用以供資訊之再生及/或記錄 於第一光學資訊記錄媒體至第三光學資訊記錄媒體;且假使 當該光學元件之入瞳表面係分爲第一光通量區域、第二光 通量區域與第三光通量區域之三個環形區的光通量區域, 本紙張尺度 -32 (〇^)八4規格(210/ 297公釐) 1239520 A7 B7 五、發明説明(3Q) 其依序爲自光軸附近至外側,當入射於各個光通量區域的 光通量爲通過於其之該光學元件的區域係分別定義爲依序 自光軸附近至外側之第一光學區域、第二光學區域與第三 光學區域,入射於第一光學區域之第一至第三光通量係會 聚於第一至第三光學資訊記錄媒體之各個資訊記錄面,使 得精細的波前係形成;且入射於第二光學區域之第一與第二 光通量係會聚於第一與第二光學資訊記錄媒體之各個資訊 記錄面,使得精細的波前係形成;然而,入射於第二光學區 域之第三光通量係遮斷而未到達第三光學資訊記錄媒體之 資訊記錄面,且入射於第三光學區域之第一光通量係會聚 於第一光學資訊記錄媒體之資訊記錄面,使得精細的波前 係形成;然而,入射於第三光學區域之第二與第三光通量係 一起遮斷而且分別爲未到達第二與第三光學資訊記錄媒體 之資訊記錄面。 根據此種光學元件,係可提供適用於光學拾取裝置之 光學元件,藉其,資訊之記錄及/或再生係進行於三種不同 的光學資訊記錄媒體,其具有三個光學區域。 較佳而言,上述光學元件係使用於其具有光通量遮斷 機構之光學拾取裝置,該機構係可進行使得:入射於第二與 第三光學區域之第三光通量係遮斷而未到達第三光學資訊 記錄媒體之資訊記錄面,且入射於第三光學區域之第二光 通量係遮斷而未到達第二光學資訊記錄媒體之資訊記錄 面。 於此情形,較佳而言,該光通量遮斷機構係波長選擇 本紙張尺度適用 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) •項再填{? 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製;.?; 1239520 A7 B7 五、發明説明(31) 濾波器,其形成於該光學元件之光學表面。 再者,較佳而言,該光學元件係物鏡。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 再者,較佳而言,該光學元件係配置於物鏡之光通量 入射表面側。 再者,較佳而言,該光學元件係整合於物鏡,且爲驅 動追蹤式(tracking-driven) ° 再者,當資訊之再生及/或記錄爲藉由使用第一光通量 以進行於第一光學資訊記錄媒體時之物鏡的一預定影像側 數値孔徑係NA1,當資訊之再生及/或記錄爲藉由使用第二 光通量以進行於第二光學資訊記錄媒體時之該物鏡的一預 定影像側數値孔徑係NA2 (NA2<NA1),且當資訊之再生及/ 或記錄爲藉由使用第三光通量以進行於第三光學資訊記錄 媒體時之該物鏡的一預定影像側數値孔徑係N A3,較佳而 言,下式係滿足: NA2=N2SIN Θ2 NA3 = N3 SIN Θ3 其中, 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製2:7 SIN Θ2:射出角Θ2 (度)之絕對値的正弦函數値,射出角 Θ2係基於其通過第二光學區域的鄰近周邊之於第二光通量 的光線之光軸而測量自該物鏡之最終表面, SIN Θ3:射出角Θ3 (度)之絕對値的正弦函數値,射出角 Θ3係基於其通過第一光學區域的鄰近周邊之於第三光通量 的光線之光軸而測量自該物鏡之最終表面, N2 .·於物鏡的影像側空間之波長λ2的折射率,且 ^19832_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) -34- 1239520 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製72 五、發明説明(32) N 3:於物鏡的影像側空間之波長λ3的折射率。 於此情形,較佳而言,於第一至第三光學區域之至少 一個光學區域,由複數個同心圓的環形區所構成之繞射結 構係形成。 再者,當第一光通量爲入射於其形成於第i個光學區域 之繞射結構時所產生的第一光通量之繞射射線中之具有最 大繞射光線量之繞射射線的繞射級係nil,且當第二光通量 爲入射於其形成於第i個光學區域之繞射結構時所產生的第 二光通量之繞射射線中之具有最大繞射光線量之繞射射線 的繞射級係ni2,較佳爲滿足下式: Ini1|>|ni2| (其中,i 係 1、2 或 3)。 於此情形,當第一光通量爲入射於其形成於第i個光學 區域之繞射結構時所產生的第一光通量之繞射射線中之具 有最大繞射光線量之繞射射線的繞射級係n i 1,且當第三光 通量爲入射於其形成於第i個光學區域之繞射結構時所產生 的第三光通量之繞射射線中之具有最大繞射光線量之繞射 射線的繞射級係ni3,較佳爲滿足下式: Ini1|>|ni3| (其中,i 係 1、2 或 3)。 再者,於第二與第三光學區域之繞射結構係形成爲分 別由複數個同心圓的環形區所構成,且,當第一光通量爲 入射於其形成於第二光學區域之繞射結構時所產生的第一 光通量之繞射射線中之具有最大繞射光線量之繞射射線的 繞射級係n2 1,當第一光通量爲入射於其形成於第三光學 區域之繞射結構時所產生的第一光通量之繞射射線中之具 本紙張 標準(€奶)八4規格(2】0乂 297公釐) .35 (請先閱讀背面之注意事 ,項再填· :寫本頁} 1239520 A7 B7 五、發明説明(33) 有最大繞射光線量之繞射射線的繞射級係n31,較佳爲滿 足下式: (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) |n31 |>|n21 | 〇 於此情形,較佳而言,形成於第二光學區域之繞射結 構係由繞射級n21與波長λΒ2所最佳化,而形成於第三光 學區域之繞射結構係由繞射級n31與波長λΒ3所最佳化, 且下式係滿足: λΒ2 关 λΒ3 〇 再者,較佳而言,上述之繞射光學元件係滿足下式: 380ηηι<λ1<42 0 ηιΤΊ 630 nm<A2<670 nm 760 ηηι<λ3<800 nm 〇 經濟部智慧財產局資工消費合作社印製 再者,根據本發明之又一種光學拾取裝置係特徵在於: 其爲一種光學拾取裝置,藉其,資訊之再生及/或記錄係藉 由使用來自波長λ1之第一光源的第一光通量以進行於具有 第一保護基板厚度(Μ)之第一光學資訊記錄媒體;資訊之再 生及/或記錄係藉由使用來自波長λ2 (λ1<λ2)之第二光源的 第二光通量以進行於具有第二保護基板厚度(t2>t1 )之第二 光學資訊記錄媒體;且資訊之再生及/或記錄係藉由使用來自 波長λ3 (λ2<λ3)之第三光源的第三光通量以進行於具有第 三保護基板厚度(t3>t2)之第三光學資訊記錄媒體;且,共同 的物鏡係使用於資訊之再生及/或記錄於第一光學資訊記錄 媒體至第三光學資訊記錄媒體,且爲設有上述光學元件之 任一者。再者,根據本發明之該種記錄/再生裝置係可構成 019834 -36- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) 1239520 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(34) 使得:此光學拾取裝置係安裝’聲音及/或影像係記錄’且/ 或聲音及/或影像係可再生。 根據本發明之該種光學拾取裝置係一種光學拾取裝 置,藉其,資訊之再生及/或記錄係藉由使用來自波長λ1 之第一光源的光通量以進行於具有第一保護基板厚度(t1)之 第一光學資訊記錄媒體,資訊之再生及/或記錄係藉由使用 來自波長λ2 (λ1<λ2)之第二.光源的光通量以進行於具有第 二保護基板厚度(t2^t1)之第二光學資訊記錄媒體,且資訊 之再生及/或記錄係藉由使用來自波長入3 (λ2<λ3)之第三光 源的光通量以進行於具有第三保護基板厚度(t3 2 t2)之第三 光學資訊記錄媒體,且該種光學拾取裝置係使用共同的物 鏡以供資訊之再生及/或記錄於第一資訊記錄媒體至第三資 訊記錄媒體,且光學拾取裝置具有基板厚度差異修正機 構,以供修正其歸因於第一保護基板厚度至第三保護基板 厚度之差異而改變的球面像差,其爲配置在第一光源至第 三光源的各個光通量均爲通過於其之光路徑,且該基板厚 度差異修正機構係具有由複數個同心圓的環形區所形成之 繞射結構的一繞射光學元件,且η 1係具有當來自第一光源 之波長λ1的第一光通量爲入射於繞射結構所產生的第一光 通量之繞射射線中的最大繞射光線量之繞射射線的繞射 級,η2係具有當來启第二光源之波長λ2的第二光通量爲 入射於繞射結構所產生的第二光通量之繞射射線中的最大 繞射光線量之繞射射線的繞射級,η 3係具有當來自第三光 源之波長λ3的第三光通量爲入射於繞射結構所產生的第三 本纳&<|^霉,便國家標準(〇奶)八4規格(2丨0乂 297公釐) · (請先閲讀背面之注意事 項再填. :寫本頁} 1239520 A7 B7 五、發明説明(35) 光通量之繞射射線中的最大繞射光線量之繞射射線的繞射 級, (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 丨门1卜|门2丨,及 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 h1|>|n3|係滿足,且ΝΑ1係藉由波長λ1的光通量以 進行再生及/或記錄於第一光學資訊記錄媒體所必要之物鏡 的預定影像側數値孔徑,ΝΑ2係藉由波長λ2的光通量以進 行再生及/或記錄於第二光學資訊記錄媒體所必要之物鏡的 預定影像側數値孔徑,而ΝΑ3係藉由波長λ3的光通量以 進行再生及/或記錄於第三光學資訊記錄媒體所必要之物鏡 的預定影像側數値孔徑,特徵在於··該物鏡係可會聚第一光 通量之n1級的繞射射線於第一光學資訊記錄媒體之資訊記 錄面,以進行資訊之再生及/或記錄於第一光學資訊記錄媒 體,使得一精細的波前係形成於數値孔徑NA1 ;該物鏡係可 會聚第二光通量之n2級的繞射射線於第二光學資訊記錄媒 體之資訊記錄面,以進行資訊之再生及/或記錄於第二光學 資訊gB錄媒體,使得一精細的波前係形成於數値孔徑n A 2 ; 且該物鏡係可會聚第三光通量之η 3級的繞射射線於第三光 學資訊記錄媒體之資訊記錄面,以進行資訊之再生及/或記 錄於第三光學資訊記錄媒體,使得一精細的波前係形成於 數値孔徑ΝΑ3。 根據此種光學拾取裝置,因爲藉由其配置於第一光源 至第三光源之所有通量均爲通過的共同光路徑之作爲基板 厚度差異修正機構的繞射光學元件,於第一保護基板厚度 至第三保護基板厚度之至少二個不同保護基板厚度間的差
I HINS ) A4現格(210 X 297公釐 -38- 1239520 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製?b A7 _B7_五、發明説明(36) 異而產生之球面像差係修正,資訊之記錄或再生係可精細 進行於所有第一光學資訊記錄媒體至第三光學資訊記錄媒 體。 就此而論,於可相容於其具有不同標準的三種光碟之 光學拾取裝置,具有不同的波長之三個光源係安裝。理由 如後。首先,因爲於短波長區域之二層碟片的資訊記錄層 之間的中間層之反射因數係低,藉由用於高密度DVD之短 波長雷射光源,DVD之二層碟片係無法讀取。其次,於 CD-R或CD-RW,因爲資訊之再生係藉由使用資訊記錄表 面之反射特性而進行,藉由用於高密度DVD之短波長雷射 光源,於CD之CD-R或CD-RW係無法讀取。是以,於可 相容於其具有不同標準的三種光碟之光學拾取裝置,必須 安裝具有不同波長之三個光源,諸如:其產生接近400 nm 的雷射光之藍紫光雷射、其產生接近650 nm的雷射光之紅 光雷射、與其產生接近780 nm的雷射光之紅外線雷射。 是以,於根據本發明之該種光學拾取裝置,作爲基板 厚度差異修正機構的繞射光學元件之繞射結構係決定使得: 使用於第一光學資訊記錄媒體至第三光學資訊記錄媒體之 記錄及再生之光通量的繞射級係滿足上式。藉此,對於分 別用於第一光學資訊記錄媒體至第三光學資訊記錄媒體之 記錄及再生的各個光通量,高繞射效率係可得到。再者, 藉由作爲基板厚度差異修正機構的繞射光學元件之繞射作 用,當來自具有不同波長之個別光源的光通量係入射於物 鏡,因爲歸因於透鏡材料之色散而改變的球面像差係修019R37___ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(21〇χ 297公釐) (請先閱讀背面之注意事 4 ,項再填」 裝— :寫本頁)
、1T -39- 1239520 A7 B7 五、發明説明(37) 正,對於所有的第一光學資訊記錄媒體至第三光學資訊記 錄媒體,資訊之記錄或再生係可精細進行。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 較佳而言,繞射結構係由波長λΒ與繞射級n1而最佳 化,且滿足下式: 300 nm<AB<500 nm 〇 再者,較佳而言,繞射結構係由波長λΒ、與繞射級η 1 而最佳化,且滿足下式: 380 ηηι<λ1 <420 nm 630 ηηι<λ2<670 nm 760 ηηι<λ3<800 nm 340 ηηι<λΒ<440 nm |n1 | = 2 |n2|=1 |n3| = 1 。 再者,較佳爲滿足下式: 350 ηηι<λΒ<420 nm 。 再者,較佳而言,繞射結構係由波長λΒ、與繞射級η 1 而最佳化,且滿足下式: 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製77 380 ηηι<λ1 <420 nm 630 ηηι<λ2<670 nm 760 ηηι<λ3<800 nm 400 ηηι<λΒ<430 nm I η 1 I = 6 |n2| = 4 本紙張尺;£&中§國家標準(CNS ) A4規格(21GX 297公釐) AC)- 1239520 A7 ___B7 五、發明説明(38) |n3| = 3 。 再者,較佳爲滿足下式: 405 nm<AB<425 nm 。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 再者,較佳而言,該繞射結構係具有正倍率。 再者,當其由波長λ B與繞射級η 1所最佳化之繞射結 構的複數個環形區之各個位置係由定義爲 〇b = n1.(b2.h2 + b4.h4 + b6_h6+…)之光路徑差異函數而表示(在 此,h係距離光軸之高度(mm),且b2、b4、b6、…係分別 爲二階、四階、六階、…之光路徑差異函數係數(亦稱爲繞 射表面係數)),較佳而言,由PD = Z(-2. n1_ b2)所定義之僅 爲繞射結構的倍率(mm_1)係滿足下式: 0.5x1 0"2<PD<5.〇x1 Ο'2 〇 再者,較佳而言,該物鏡係一折射式物鏡,且繞射光 學元件係配置於折射式物鏡之光通量入射側。 再者,較佳而言,該繞射結構係形成於平面。或者 是,較佳而言,該繞射結構係形成於非球面表面。 再者,較佳而言,繞射光學元件係整合於折射式物鏡 且爲驅動追縱式。 經濟部智慧財產局g£消費合作社印製 再者,較佳而言,繞射光學元件係與物鏡爲一體形 成,且該繞射結構係形成於包括該物鏡之光通量入射側的 光學表面之至少一個光學表面。 再者,較佳而言,影像側數値孔徑NA1至NA3係滿足: NA1>NA2>NA3,且光學拾取裝置係具有對於NA1、NA2與 NA3之孔徑調整機構,其係配置於第一光源至第三光源的 本紙張尺度適
準((:]^)六4規格(210/ 297公釐) -41 - 1239520 Α7 Β7 五、發明説明(39) 各個光通量均爲通過之共同的光路徑。較佳而言,孔徑調 整機構係整合於物鏡且爲驅動追蹤式。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 再者,較佳而言,孔徑調整機構係同於基板厚度差異 修正機構之相同的繞射光學元件,且通過其對應於自該物 鏡之影像側數値孔徑NA2至NA1的一區域之孔徑調整機構 的區域之波長λ2的光通量係到達第二光學資訊記錄媒體之 資訊記錄表面,且於第二光學資訊記錄媒體之資訊記錄表 面,於影像側數値孔徑ΝΑ1之波長λ2的光通量係情況在 於:波前像差爲不小於0.07 λ2。 再者,較佳而言,於第二光學資訊記錄媒體之資訊記 錄表面,於影像側數値孔徑ΝΑ1之波長λ2的光通量係情 況在於:波前像差爲不小於0.20 λ2。 再者,較佳而言,通過其對應於自該物鏡之影像側數 値孔徑ΝΑ3至ΝΑ1的一區域之孔徑調整機構的區域之波長 入3的光通量係到達第三光學資訊記錄媒體之資訊記錄表 面,且於第三光學資訊記錄媒體之資訊記錄表面,於影像 側數値孔徑ΝΑ1之波長λ3的光通量係情況在於:波前像差 爲不小於0.07 λ3。 經濟部智慧財產局Μ工消費合作社印製 再者,較佳而言,於第三光學資訊記錄媒體之資訊記 錄表面,於影像側數値孔徑ΝΑ1之波長λ3的光通量係情 況在於:波前像差爲不小於〇.2〇 λ3。 再者、較佳而言,孔徑調整機構係遮斷入射於對應於 自該物鏡之影像側數値孔徑ΝΑ2至ΝΑ1的一區域之孔徑調 整機構的區域之波長λ2的光通量,且其可進行使得入射於
01984D -42- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) 1239520 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(4C)) 對應於自該物鏡之影像側數値孔徑NA2至NA1的一區域之 孔徑調整機構的區域之波長λ2的光通量爲並未到達第二光 學資訊記錄媒體之資訊記錄表面。 再者,較佳而言,孔徑調整機構具有波長選擇性,其 傳送入射於對應於自物鏡之影像側數値孔徑ΝΑ2至ΝΑ1的 一區域之孔徑調整機構的區域之波長λ1的光通量,且其遮 斷入射於對應於自物鏡之影像側數値孔徑ΝΑ2至ΝΑ1的一 區域之孔徑調整機構的區域之波長λ2的光通量。 再者,較佳而言,孔徑調整機構係可進行使得其遮斷 入射於對應於自該物鏡之影像側數値孔徑Ν A3至ΝΑ1的一 區域之孔徑調整機構的區域之波長λ3的光通量,且其可進 行使得入射於對應於自物鏡之影像側數値孔徑ΝΑ3至ΝΑ1 的一區域之孔徑調整機構的區域之波長λ 3的光通量爲未到 達第三光學資訊記錄媒體之資訊記錄表面。 再者,較佳而言,孔徑調整機構具有波長選擇性,其 傳送入射於對應於自物鏡之影像側數値孔徑Ν A3至ΝΑ1的 一區域之孔徑調整機構的區域之波長λ 1的光通量,且其遮 斷入射於對應於自該物鏡之影像側數値孔徑ΝΑ3至ΝΑ1的 一區域之孔徑調整機構的區域之波長入3的光通量。 再者,孔徑調整機構係可構成於波長選擇濾波器,其 爲形成於物鏡之光學表面上。 再者,又一種光學拾取裝置係一種光學拾取裝置’藉 其,資訊之再生及/或記錄係藉由使用來自波長λ 1之第一 光源的光通量以進行於具有第一保護基板厚度)之第一光019841_ 心張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) J· 項再填· 裝· 訂 •Φ -43- 1239520 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(41) 學資訊記錄媒體’資訊之再生及/或記錄係藉由使用來自波 長λ2 (λ1<λ2)之第二光源的光通量以進行於具有第二保護 基板厚度(t2g Η)之第二光學資訊記錄媒體’資訊之再生及 /或記錄係藉由使用來自波長λ3 (λ2<λ3)之第三光源的光通 量以進行於具有第三保護基板厚度(t3g t2)之第三光學資訊 記錄媒體,且該種光學拾取裝置使用共同的物鏡以供資訊 之再生及/或記錄於第一光學資訊記錄媒體至第三光學資訊 記錄媒體,且特徵在於:光學拾取裝置具有基板厚度差異修 正機構,以供修正其歸因於第一保護基板厚度至第三保護 基板厚度之差異而改變的球面像差,該機構係配置於其來 自第二光源與第三光源的各個光通量爲通過而且來自第一 光源的光通量爲不通過之光路徑;且基板厚度差異修正機構 係一繞射光學元件,具有由複數個同心圓環形區而形成的 繞射結構;且,n2係具有當來自第二光源之波長λ2的第二 光通量爲入射於該繞射結構時所產生的第二光通量之繞射 射線中的最大繞射光線量之繞射射線的繞射級,且η3係具 有當來自第三光源之波長λ3的第三光通量爲入射於繞射結 構時所產生的第三光通量之繞射射線中的最大繞射光線量 之繞射射線的繞射級,|η2| = |η3|係滿足;且,ΝΑ1係藉由波 長λ1的光通量以進行再生及/或記錄於第一光學資訊記錄 媒體所·必要之物鏡的預定影像側數値孔徑,ΝΑ2係藉由波 長λ2的光通量以進行再生及/或記錄於第二光學資訊記錄 媒體所必要之物鏡的預定影像側數値孔徑,且Ν A3係藉由 波長λ3的光通量以進行再生及/或記錄於第三光學資訊記019842 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ 297公釐) 44 1239520 A7 __ B7 五、發明説明(42) 錄媒體所必要之物鏡的預定影像側數値孔徑,物鏡係可會 聚第一光通量於第一光學資訊記錄媒體之資訊記錄表面上 以進行資訊之再生及/或記錄於第一光學資訊記錄媒體,使 得一精細的波前係形成於數値孔徑NA1 ;會聚第二光通量之 n2級的繞射射線於第二光學資訊記錄媒體之資訊記錄表面 上以進行資訊之再生及/或記錄於第二光學資訊記錄媒體, 使得一精細的波前係形成於數値孔徑NA2;且會聚第三光通 量之n3級的繞射射線於第三光學資訊記錄媒體之資訊記錄 表面以進行資訊之再生及/或記錄於第三光學資訊記錄媒 體,使得一精細的波前係形成於數値孔徑N A3。 根據此種光學拾取裝置,藉由作爲基板厚度差異修正 機構之繞射光學元件,其配置於來自第二光源與第三光源 的各個光通量爲通過而來自第一光源的光通量爲不通過之 光路徑,因爲歸因於第一保護基板厚度至第三保護基板厚 度之至少二個不同的保護基板厚度之差異而產生的球面像 差係修正,對於所有的第一光學資訊記錄媒體至第三光學 資訊記錄媒體,資訊之記錄或再生係可精細進行。再者, 藉由作爲基板厚度差異修正機構之繞射光學元件的繞射作 用,當來自具有不同波長之個別光源的光通量係入射於物 鏡,因爲歸因於透鏡材料之色散而改變的球面像差係修 正,對於所有第一光學資訊記錄媒體至第三光學資訊記錄 媒體,資訊之記錄或再生係可精細進行。 較佳而言,繞射結構係由波長λ B與繞射級η1而最佳 化,且滿足下式: 019843______ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297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W工消費合作社印製 -45- 1239520 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(43) 630 nm<A2<670 nm 760 ηηπ<λ3<800 nm λ2<λΒ<λ3 ° 再者,較佳而言,當資訊之再生及/或記錄爲進行於第 焉訊§2錄媒體時之物1¾的放大率係m 1 ^該物鏡係一'折射 式透鏡,其係最佳化以使得於波長λ1、第一保護基板厚度 t1、影像側數値孔徑ΝΑ1與放大率ml之組合的像差成爲 最小。 再者,較佳而言,影像側數値孔徑NA1至NA3係滿足 NA1 >NA2>NA3, 且該光學拾取裝置具有對於NA1、NA2與NA3之孔徑 調整機構,其係配置於第一光源至第三光源的各個光通量 均爲通過之共同的光路徑。再者,較佳而言,?L徑調整機 構係整合於物鏡且爲驅動追蹤式。 再者,較佳而言,孔徑調整機構係可遮斷入射於孔徑 調整機構的區域(對應於自該物鏡之影像側數値孔徑N A2至 NA1的一區域)之波長λ2的光通量,且其可進行使得其入 射於孔徑調整機構的區域(對應於自物鏡之影像側數値孔徑 ΝΑ2至ΝΑ1的一區域)之波長λ2的光通量爲並未到達第二 光學資訊記錄媒體之資訊記錄表面。 再者,較佳而言,孔徑調整機構具有波長選擇性,其 傳送入射於孔徑調整機構的區域(對應於自該物鏡之影像側 數値孔徑ΝΑ2至ΝΑ1的一區域)之波長λ1的光通量,且其 遮斷入射於孔徑調整機構的區域(對應於自物鏡之影像側數I _____________ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 項再填. 裝· 訂 Φ
CNS ) A4規格(210X 297公釐) -46- 1239520 A7 B7 五、發明説明(44) 値孔徑NA2至NA1的一區域)之波長λ2的光通量。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 再者,較佳而言,孔徑調整機構係遮斷入射於該孔徑 調整機構的區域(對應於自該物鏡之影像側數値孔徑ΝΑ2至 ΝΑ1的一區域)之波長λ2的光通量,且其可進行使得入射 於孔徑調整機構的區域(對應於自物鏡之影像側數値孔徑 ΝA3至ΝΑ1的一區域)之波長λ3的光通量爲並未到達第三 光學資訊記錄媒體之資訊記錄表面。 再者,較佳而言,孔徑調整機構具有波長選擇性,其 傳送入射於孔徑調整機構的區域(對應於自物鏡之影像側數 値孔徑ΝΑ3至ΝΑ1的一區域)之波長λ1的光通量,且其遮 斷入射於孔徑調整機構的區域(對應於自物鏡之影像側數値 孔徑ΝΑ3至ΝΑ1的一區域)之波長λ3的光通量。 再者,該孔徑調整機構係可構成於波長選擇濾波器, 其爲形成於物鏡之光學表面上。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 再者,又一種光學拾取裝置係一種光學拾取裝置,藉 其,資訊之再生及/或記錄係藉由使用來自波長λ1之第一 光源的光通量以進行於具有第一保護基板厚度(t1 )之第一光 學資訊記錄媒體,資訊之再生及/或記錄係藉由使用來自波 長λ2 (λ1<λ2)之第二光源的光通量以進行於具有第二保護 基板厚度(t2>t1)之第二光學資訊記錄媒體,資訊之再生及/ 或記錄係藉由使用來自波長λ3 (λ2<λ3)之第三光源的光通 量以進行於具有第三保護基板厚度(t3>t2)之第三光學資訊 記錄媒體,且該種光學拾取裝置使用共同的物鏡以供資訊 之再生及/或記錄於第一光學資訊記錄媒體至第三光學資訊 019845 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -47- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 一一 1239520 A7 B7 五、發明説明(45) 記錄媒體,且特徵在於:光學拾取裝置具有第一基板厚度差 異修正機構,以供修正其歸因於第一保護基板厚度與第二 保護基板厚度之差異而改變的球面像差,該機構係配置於 其僅有來自第二光源的光通量爲通過而來自第一光源與第 三光源的光通量爲不通過之光路徑;且該光學拾取裝置具有 第二基板厚度差異修正機構,以供修正其歸因於第一保護 基板厚度與第三保護基板厚度之差異而改變的球面像差, 該機構係配置於其僅有來自第三光源的光通量爲通過而來 自第一光源與第二光源的光通量爲不通過之光路徑;且該第 一基板厚度差異修正機構係一繞射光學元件,具有由複數 個同心圓環形區而形成的繞射結構;且,η 2係具有當來自第 二光源之波長λ2的第二光通量爲入射於第一繞射光學元件 之繞射結構時所產生的第二光通量之繞射射線中.的最大繞 射光線量之繞射射線的繞射級,第一繞射光學元件之繞射 結構係由幾乎等於波長λ2之λ Β2、與繞射級η2而最佳化; 且第二基板厚度差異修正機構係第二繞射光學元件,具有 由複數個同心圓環形區而形成的繞射結構;且,η3係具有當 來自第三光源之波長λ3的第三光通量爲入射於第二繞射光 學元件之繞射結構時所產生的第三光通量之繞射射線中的 最大繞射光線量之繞射射線的繞射級,第二繞射光學元件 之繞射結構係由幾乎等於波長Λ3之λΒ3、與繞射級η3而 最佳化;且,ΝΑ1係藉由波長Λ1的光通量以進行再生及/或 記錄於第一光學資訊記錄媒體所必要之物鏡的預定影像側 數値孔徑’ ΝΑ2係藉由波長入2的光通量以進行再生及/或 — ^ ^1T (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1239520 A7 _B7 五、發明説明(46) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 記錄於第二光學資訊記錄媒體所必要之物鏡的預定影像側 數値孔徑,且NA3係藉由波長λ3的光通量以進行再生及/ 或記錄於第三光學資訊記錄媒體所必要之物鏡的預定影像 側數値孔徑,該物鏡係可會聚第一光通量於第一光學資訊 記錄媒體之資訊記錄表面上以進行資訊之再生及/或記錄於 第一光學資訊記錄媒體,使得一精細的波前係形成於數値 孔徑ΝΑ1;會聚第二光通量之η2級的繞射射線於第二光學 資訊記錄媒體之資訊記錄表面上以進行資訊之再生及/或記 錄於第二光學資訊記錄媒體,使得一精細的波前係形成於 數値孔徑ΝΑ2;且會聚第三光通量之η3級的繞射射線於第 三光學資訊記錄媒體之資訊記錄表面以進行資訊之再生及/ 或記錄於第三光學資訊記錄媒體,使得一精細的波前係形 成於數値孔徑ΝΑ3。 根據此種光學拾取裝置,當第一基板厚度差異修正機 構係配置於僅有來自第二光源的光通量爲通過之光路徑, 經濟部智慧財產局I工消費合作社印製 且第二基板厚度差異修正機構係配置於僅有來自第三光源 的光通量爲通過之光路徑,最佳化基板厚度差異修正機構 係可實行,藉此,歸因於當資訊之記錄或再生係進行於三 種不同的光學資訊記錄媒體時爲一個問題之保護基板厚度 差異的球面像差係可適當修正。 較佳而言,當資訊之再生及/或記錄爲進行於第一資訊 記錄媒體時之該物鏡的放大率係m 1,該物鏡係一折射式透 鏡,其係最佳化以使得於波長λ1、第一保護基板厚度t1、 影像側數値孔徑NA1、與放大率m 1之組合的像差成爲最 ?本紙張尺.
Mm 家標準(CNS ) A4規格(21 OX 297公釐) _ 4g 1239520 A7 _B7___ 五、發明説明(47) 小。 再者,較佳而言,影像側數値孔徑NA1至NA3係滿足 NA1>NA2>NA3, 且該光學拾取裝置具有對於NA1、NA2與NA3之孔徑 調整機構,其係配置於第一光源至第三光源的各個光通量 均爲通過之共同的光路徑。較佳而言,孔徑調整機構係整 合於物鏡且爲驅動追蹤式。 再者,較佳而言,孔徑調整機構係遮斷入射於對應於 自該物鏡之影像側數値孔徑NA2至NA1的一區域之孔徑調 整機構的區域之波長λ2的光通量,且其可進行使得入射於 對應於自該物鏡之影像側數値孔徑ΝΑ2至ΝΑ1的一區域之 孔徑調整機構的區域之波長λ2的光通量爲並未到達第二光 學資訊記錄媒體之資訊記錄表面。 再者,較佳而言,孔徑調整機構具有波長選擇性,其 傳送入射於對應於自物鏡之影像側數値孔徑ΝΑ2至Ν Α1的 一區域之孔徑調整機構的區域之波長λ1的光通量,且其遮 斷入射於對應於自物鏡之影像側數値孔徑ΝΑ2至ΝΑ1的一 區域之孔徑調整機構的區域之波長λ2的光通量。 再者,較佳而言,孔徑調整機構係可進行使得其遮斷 入射於對應於自該物鏡之影像側數値孔徑Ν A3至ΝΑ1的一 區域之孔徑調整機構的區域之波長λ 3的光通量,且其可進 行使得入射於對應於自物鏡之影像側數値孔徑ΝΑ3至ΝΑ1 的一區域之孔徑調整機構的區域之波長λ3的光通量爲未到 達第三光學資訊記錄媒體之資訊記錄表面。 標準(CNS ) Α4規格(2)0X297公釐) -50 - (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 1239520 A7 B7 五、發明説明(48) 再者,較佳而言,孔徑調整機構具有波長選擇性’其 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 傳送入射於對應於自物鏡之影像側數値孔徑NA3至NA1的 一區域之孔徑調整機構的區域之波長λ 1的光通量’且其遮 斷入射於對應於自該物鏡之影像側數値孔徑ΝΑ3至ΝΑ1的 一區域之孔徑調整機構的區域之波長λ3的光通量。 再者,該孔徑調整機構係可構成於波長選擇濾波器’ 其爲形成於物鏡之光學表面上。 於上述之各個光學拾取裝置,較佳而言,物鏡係由一 透鏡群而構成。藉此,對於光學拾取裝置中之特別是第三 光學資訊記錄媒體的工作距離係可爲充分固定。於此情 形,當該物鏡之波長λ1的焦距係f1 (mm),中心厚度係d (mm),入射於物鏡之波長λ1的光通量直徑係Φ1 (mm), 且當資訊之再生及/或記錄爲進行於第三光學資訊記錄媒體 時之物鏡的工作距離係fB3 (mm),更佳而言,下式係滿足 以充分固定該工作距離: 0.7<d/f1 <1.5 2.8<Φ1 <5.8 fB3>0.2 ° 經濟部智慧財產局a(工消費合作社印製 再者,當資訊之再生及/或記錄爲進行於第三光學資訊 記錄媒體時之該物鏡的放大率係m3,較佳爲滿足下式: m 3 < 0 。 於此情形,較佳爲滿足下式: -0.25<m3<-0.05 。 再者,當資訊之再生及/或記錄爲進行於第二光學資訊 -51 - ^國家標準(〇〜$)六4規格(210:< 297公釐) 經濟部智慧財產局R工消費合作社印製 1239520 A7 ____B7______ 五、發明説明(49) 記錄媒體時之該物鏡的放大率係m2,較佳爲滿足下式: m2 <0 〇 於此情形,較佳爲滿足下式: -0.20<m2<-0.02 〇 再者,於上述之各個光學拾取裝置,較佳而言,物鏡 係由塑膠材料或玻璃材料而形成。 再者,較佳爲滿足下式: 380 nm<A1<420 nm 630 nm<A2<670 nm 760 ηηη<λ3<800 nm 0.0 mm^t1<0.3 mm 0.5 mm<t2<0.7 mm 1.0 mm<t3<1.3 mm 0.99>NA1 ^ 0.70 0.70>NA2 ^ 0.55 0.55>NA3 ^ 0.40 〇 再者’較佳爲具有基板厚度差異修正機構,其供修正 歸因於第一保護基板厚度之微小誤差而改變的球面像差, 且配置於其NA1係不小於0.8之至少第一光源的光通量爲 通過之光路徑。 再者’較佳而言,第一光學資訊記錄媒體具有結構爲: 具有複數個資訊記錄層於相同的光通量入射表面側,且當 第一光源的光通量係會聚於第一光學資訊記錄媒體之各個 資訊記錄層的資訊記錄表面,歸因於自第一光學資訊記錄 il家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐)~^52 - I--------0^----Γ——1T-----.Φ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1239520 A7 B7 五、發明説明(5〇) 媒體之光通量入射表面至個別的資訊記錄表面之保護基板 厚度的差異而產生之球面像差係修正’藉由其配置於至少 第一光源的光通量爲通過之光路徑的基板厚度誤差修正機 構。 再者,較佳而言,基板厚度誤差修正機構係設有:至少 一個可移位的光學元件,其當移位於光軸方向時係可改變 入射於物鏡之第一光源的光通量之邊緣射線的傾斜角度; 及,一驅動機構,供移位該可移位光學元件於軸向。 再者,較佳而言,基板厚度誤差修正機構係具有至少 一個折射率分佈可變材料層,且係設有:一折射率分佈可變 元件,藉由施加電場或磁場,以改變該折射率分佈可變材 料層之折射率分佈;及,一施加機構,供施加電場或磁場。 再者,較佳爲具有色像差修正機構,供修正歸因於自 第一光源所改變的微小波長而產生之色像差,且配置於其 波長λ1爲不長於550 nm之至少第一光源的光通量爲通過 之光路徑。 再者,色像差修正機構係具有至少一個繞射表面之繞 射光學元件,由複數個同心圓的環形區所形成之繞射結構 係形成於該繞射表面,且當其由第i個繞射表面的繞射結構 所增加至透明波面之光路徑差異係由定義爲 ΦΜ = ζΐ_(62ί々ί2+ b4「hi4+ b6「hi6 +…)之光路徑差異函數所表 示,在此,zi係具有當波長λ1之光通量爲入射於第i個繞 射表面的繞射結構時產生之波長λ1之光通量的繞射射線中 之最大繞射光線量的繞射射線之繞射級,hi係距離光軸之 中國國家標準(〇灿)六4規格(2】0乂 297公釐) _ 53 - (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脅合作社印製 1239520 Α7 Β7 五、發明説明(Μ) 高度(mm),且b2i、b4i、b6l·、…係分別爲第二階、第四 階、第六階、…之光路徑差異函數係數(亦稱爲繞射表面係 數),較佳而言,由?04(-2.11|.1)2|)所定義之僅爲該繞射結 構的倍率(mrrr1)係滿足下式: 0.5x1 0'2<PD<5.〇x1 〇'2 〇 於此情形,較佳而言,色像差修正機構係與物鏡爲一 體成形,且該色像差修正機構之繞射結構係形成於其包括 該物鏡之光通量入射側的光學表面之至少一個光學表面。 再者,較佳而言,色像差修正機構係由其阿貝數 (Abbe’s number)爲相當大的正透鏡群與其阿貝數爲相當小 的負透鏡群而構成,且當該正透鏡群之阿貝數vdP與貪透 鏡群之阿貝數vdN係滿足下式: v d P > 5 5 vd N <35 〇 再者,較佳而言,當第一光源之波長係改變+1 nm,物 鏡與色像差修正機構爲組合於其之光學系統的近軸聚焦位 置變化量ΔίΒ0Β」+ (:Α係滿足下式: |AfB〇Bj + cA*NA12|<0.15 (μιη)。 再者,較佳而言,第一光源至第三光源之至少二個光 源係形成於一個單元。 根據本發明之記錄/再生裝置係可構成,使得上述之各 個光學拾取裝置係安裝,且聲音及/或影像係記錄,且/或聲 音及/或影像係可再生。 爲達成上述目的,本發明之一種光學拾取裝置係一種 (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 :本紙5 ,家標準(〇奶)六4規格(2丨0、/ 297公釐) 54 1239520 Α7 Β7 五、發明説明(52) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 光學拾取裝置,其中,資訊之再生及/或記錄於具有第一保 護基板厚度(t彳)的第一光學資訊記錄媒體係藉由使用來自波 長λ1之第一光源的光通量以進行,資訊之再生及/或記錄 於具有第二保護基板厚度(t2>t1 )之第二光學資訊記錄媒體 係藉由使用來自波長λ2 (λ1<λ2)之第二光源的光通量以進 行,且資訊之再生及/或記錄於具有第三保護基板厚度 (t3>t2)之第三光學資訊記錄媒體係藉由使用來自波長入3 (λ2<λ3)之第三光源的光通量以進行,該種光學拾取裝置係 特徵在於:對於資訊之再生及/或記錄於第一光學資訊記錄媒 體至第三光學資訊記錄媒體,由一透鏡群而構成之共同的 物鏡係使用;且其具有基板厚度差異修正機構,以供修正其 歸因於第一保護基板厚度至第三保護基板厚度之差異而改 變的球面像差。 經濟部智慧財麦局員工消費合作註印 根據此種光學拾取裝置,當資訊之記錄或再生係進行 於三種不同光學資訊記錄媒體時而成爲一個問題之歸因於 保護基板厚度差異的球面像差係可修正,且因爲單一透鏡 之共同的物鏡係使用,資訊之記錄及/或再生係可藉由相同 的光學拾取裝置而進行於三種不同光學資訊記錄媒體。再 者,因爲該物鏡係單一透鏡,特別是當資訊之記錄及/或再 生係進行於第三光學資訊記錄媒體時之工作距離係可爲足 夠固定。 參考第.34至41圖,本發明之光學拾取裝置的一種光 學系統係將說明於後。就此而論,第34至4 1圖係槪念顯 示各個光學拾取裝置,且於第34至41圖,爲了槪念顯示 —Oxc 孩豕標準(〇灿)六4規格(210>( 297公釐) -55- 1239520 A7 ______B7_ 五、發明説明(53) 其構成該光學拾取裝置之光學系統的各個元件,各個元件 係顯示爲分離,然而,實際上,同一個元件具有二或多個 元件的功能之情形係存在。 (請先閱讀背面之注意事項存填寫本頁) 於本發明之光學拾取裝置的光學系統,如於第34至 3 7圖,基板厚度差異修正機構係配置於共同的光路徑,來 自弟一*光源至弟二光源的各個光通重係通過該共同的光路 徑。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 即,於第34圖之光學拾取裝置具有··一基板厚度差異 修正機構7,以供修正其歸因於第一至第三保護基板厚度之 至少二個保護基板厚度的差異之球面像差;基板厚度誤差修 正機構6,以供修正歸因於第一保護基板厚度的厚度誤差 (其爲至少是第一光學資訊記錄媒體所具有)之球面像差; 及,色像差修正機構5,以供修正歸因於至少該第一光源之 微小的波長變化之色像差,且來自第一光源1、第二光源2 與第三光源3的各個光通量係透過一共同的光學系統而入 射於光學資訊記錄媒體1 〇,且於第一光學資訊記錄媒體至 第三光學資訊記錄媒體之資訊的再生及/或記錄係藉由使用 共同的物鏡8而進行。來自各個光源之發散的光通量係藉 由一*準直器4而作成一平行的光通量。 再者,於第35圖之光學拾取裝置,基板厚度差異修正 機構7與基板厚度誤差修正機構6係配置於其通過第一光 ^ 1 g第三光源3的各個光通量之共同的光路徑,且供修 正歸因於第一光源1之微小波長變化的色像差之色像差修 正彳幾構5係配置於其僅爲通過第一光源1的光通量之光路 -56- 國國家標準(CNS ) A4規袼(210X 297公釐) 1239520 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(54) 徑’且於第一光學資訊記錄媒體至第三光學資訊記錄媒體 之資訊再生及/或記錄係藉由使用共同的物鏡8而進行。來 自第一光源1的光通量、以及藉由一準直器9a而成爲平行 之來自第二光源2與第三光源3的光通量係藉由光路徑複 合機構9而通過共同的光路徑,且其亦爲同於隨後圖式。 再者’於第36圖之拾取裝置,色像差修正機構5與基 板厚度差異修正機構7係配置於其通過第一光源1至第三 光源3的各個光通量之共同的光路徑,且供修正歸因於第 一保護基板厚度之厚度誤差的球面像差之基板厚度誤差修 正機構6係配置於其僅爲通過第一光源1的光通量之光路 徑’且於第一光學資訊記錄媒體至第三光學資訊記錄媒體 之資訊再生及/或記錄係藉由使用共同的物鏡8而進行。 再者’於第37圖之光學拾取裝置,基板厚度差異修正 機構7係配置於其通過第一光源1至第三光源3的各個光 通量之共同的光路徑,且供修正歸因於第一光源之微小波 長變化的色像差之色像差修正機構5、與供修正歸因於第一 保護基板厚度之厚度誤差的球面像差之基板厚度誤差修正 機構6係配置於其僅爲通過第一光源1的光通量之光路 徑,且於第一光學資訊記錄媒體至第三光學資訊記錄媒體 之資訊的再生及/或記錄係藉由使用共同的物鏡而進行。 再者,如於第3 8至4 0圖所示’於根據本發明之光學 拾取裝置的光學系統,基板厚度差異修正機構係配置於其 通過第二光源與第三光源的各個光通量而未通過第一光源 的光通量之光路徑。 W9S35 _ W·本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210x297公釐) -57- ^„IT. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1239520 A7 _______B7 五、發明説明(55) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 即,於第38圖之光學拾取裝置,色像差修正機構5係 配置於其通過第一光源1至第三光源3的各個光通量之共 同的光路徑,供修正其歸因於第一保護基板厚度至第三保 護基板厚度之至少二個保護基板厚度之差異的球面像差之 基板厚度差異修正機構7係配置於其僅爲通過第二光源與 第三光源的各個光通量之光路徑,且供修正其歸因於第一 保護基板厚度之厚度誤差的球面像差之基板厚度誤差修正 機構6係配置於其僅爲通過第一光源的光通量之光路徑, 且於第一光學資訊記錄媒體至第三光學資訊記錄媒體之資 訊的再生及/或記錄係藉由使用共同的物鏡8而進行。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製2:3 再者,於第39圖之光學拾取裝置,基板厚度誤差修正 機構6係配置於其通過第一光源1至第三光源3的各個光 通量之共同的光路徑,供修正其歸因於第一保護基板厚度 至第三保護基板厚度之至少二個保護基板厚度之差異的球 面像差之基板厚度差異修正機構7係配置於其僅爲通過第 二光源2與第三光源3的各個光通量之光路徑,且供修正 歸因於第一光源之微小波長變化的色像差之色像差修正機 構5係配置於其僅爲通過第一光源1的光通量之光路徑’ 且於第一光學資訊記錄媒體至第三光學資訊記錄媒體之資 訊的再生及/或記錄係藉由使用共同的物鏡8而進行。 再者,於第40圖之光學拾取裝置,供修正其歸因於第 一保護基板厚度至第三保護基板厚度之至少二個保護基板 厚度之差異的球面像差之基板厚度差異修正機構7係配置 於其僅爲通過第二光源2與第三光源3的各個光通量之光 019856_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -58- 15/1239520 經濟部智慧財產局員工消費合作社印.製 013857 ώ Ιίΐ rb 1351 13^1 -1 A7 五、發明説明(56) 路徑,且供修正其歸因於第一光源之微小波長變化的色像 差之色像差修正機構5、與供修正其歸因於第一保護基板厚 度之厚度誤差的球面像差之基板厚度誤差修正機構6係配 置於其僅爲通過第一光源1的光通量之光路徑,且於第一 光學資訊記錄媒體至第三光學資訊記錄媒體之資訊的再生 及/或記錄係藉由使用共同的物鏡8而進行。 再者,如於第41圖所示,於根據本發明之光學拾取裝 置的光學系統,供修正其歸因於第一保護基板厚度與第二 保護基板厚度之差異的球面像差之基板厚度差異修正機構 7a係配置於其僅爲通過第二光源的光通量之光路徑,再 者,供修正其歸因於第一保護基板厚度與第三保護基板厚 度之差異的球面像差之基板厚度差異修正機構7b係配置於 其僅爲通過第三光源的光通量之光路徑。 即,於第41圖之光學拾取裝置,色像差修正機構5與 基板厚度誤差修正機構6係配置於其僅爲通過第一光源1 的光通量之光路徑,供修正其歸因於第一保護基板厚度與 第二保護基板厚度之差異的球面像差之基板厚度差異修正 機構7a係配置於其僅爲通過第二光源的光通量之光路徑, 且供修正其歸因於第一保護基板厚度與第三保護基板厚度 之差異的球面像差之基板厚度差異修正機構7b係配置於其 僅爲通過第三光源的光通量之光路徑。其爲藉由一準直器4 而作成平行的光通量之來自第一光源的光通量之光路徑、 以及其爲藉由一準直器9a而作成平行的光通量之來自第二 光源的光通量之光路徑係藉由一光路徑複合機構9c而結 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210XZ97公釐) _ 59 ^^IT (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1239520 A7 __B7 五、發明説明(57) 合,再者,其爲藉由一準直器9b而作成平行的光通量之來 自第三光源的光通量之光路徑係藉由一光路徑複合機構9 而與第一光源與第二光源的光通量之光路徑作結合。於第 一光學資訊記錄媒體至第三光學資訊記錄媒體之資訊記錄 及/或再生係藉由使用共同的物鏡8而進行。 就此而論,於第34至41圖之光學拾取裝置,係應用 其來自各個光源之發散的光通量爲藉由使用準直器4、準直 器9a或準直器9b而轉換成爲平行的光通量之結構,然 而,亦存在一個情形爲,該種準直器係未納入於根據本發 明之光學拾取裝置的光學系統。再者,於第34至41圖之 光學拾取裝置,針對圖式之簡化,雖然第二光源與第三光 源係以相同的符號而表示,於實際的光學拾取裝置,亦存 在一個情形爲,第二光源與第三光源係單獨的光源。 於上述之光學拾取裝置,當進行資訊之再生及/或記錄 於第一光學資訊記錄媒體至第三光學資訊記錄媒體所必要 之物鏡的預定影像側數値孔徑係分別爲NA1、NA2與 NA3,較佳而言,第一光源之波長λ1、第二光源之波長 入2、第三光源之波長λ3、第一保護基板厚度t 1、第二保 護基板厚度t2、第三保護基板厚度t3、以及物鏡之預定的 影像側數値孔徑NA1、NA2與NA3係滿足以下的關係式: 350 ηηι<λ1<550 nm 600 nm<A2<700 nm 700 nm<A3<850 nm 0.0 mm^t1<0.3 mm $紙張尺^|^&^&標準(〇奶)六4規格(2]0:< 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 -60- 1239520 A7 B7 五、發明説明(58) 經 濟 部 智 慧 財 產 局 消 費 合 S 社 fv 製 0.5 mm<t2<0.7 mm 1.0 mm<t3<1.3 mm 0.99>NA1 ^ 0.80 0.80>NA2^ 0.55 0.55>NA3^ 0.40 〇 再者,當物鏡之波長λ1的焦距係Π (mm),中心厚度 係d (m m),入射於物鏡之波長λ 1的光通量直徑係φ ] (mm),且當該資訊之再生及/或記錄爲進行於第三光學資訊 記錄媒體時之物鏡的工作距離係fB3 (mm),更佳爲滿足以 下的關係式: 0.7<d/f1 <1.5 2.8 < Φ 1 < 5.8 fB3>0.2 〇 再者,假使該資訊之再生及/或記錄爲進行於第三光學 資訊記錄媒體,當物鏡的放大率係m3,較佳爲滿足以下的 關係式: -1 <m3<0 〇 再者,假使該資訊之再生及/或記錄爲進行於第二光學 資訊記錄媒體,當物鏡的放大率係m2,較佳爲滿足以下的 關係式: -1 <m2<0 〇 如上所述,於其保護基板厚度爲不同之三種光學資訊 記錄媒體,假使資訊之再生及/或記錄爲進行於其保護基板 厚度爲大之第二光學資訊記錄媒體及/或第三光學資訊記錄 M3859 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X29*7公釐) -61 - (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 1239520 A7 __ B7__ 五、發明説明(59) 媒體,當該物鏡係發散的光通量爲入射於其之有限規格’ 工作距離係可爲充分固定。 該物鏡係由塑膠材料或玻璃材料而構成。 基板厚度差異修正機構7具有至少一個繞射表面’於 其由複數個同軸的圓環形區所構成之繞射結構係形成’且 較佳而言,該繞射結構具有球面像差特徵,於其,球面像 差係變化於修正不足之方向,當入射的光通量之波長係變 化於縱向方向時。 再者,該繞射結構係形成於物鏡之至少一個光學表 面。 再者,較佳而言,基板厚度差異修正機構7係設有:至 少一個可移位的光學元件,其可改變入射於物鏡之邊緣射 線的傾斜角度,當爲移位於光軸方向時;及,一驅動機構’ 以移位該可移位的光學元件於軸向。 再者,較佳而言,基板厚度差異修正機構7具有:至少 一個折射率分佈可變材料層,藉由施加一電場或磁場,且 係設有一折射率分佈改變元件,其改變該折射率分佈可變 材料層之折射率分佈;及,一施加機構,以供施加電場或磁 場。 再者,假使當再生及/或記錄爲進行於第一光學資訊記 錄媒體時之物鏡的放大率係ml,當再生及/或記錄爲進行 於第二光學資訊記錄媒體時之物鏡的放大率係m2,且當再 生及/或記錄爲進行於第三光學資訊記錄媒體時之物鏡的放 大率係m3,當於ml、m2與m3的至少二個放大率之値爲 I--------縑 f----^--1T-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本 張尺度§參Μ 〇^)六4規格(210/297公釐) 62- 1239520 A7 B7 五、發明説明(6〇) 不同,較佳而言,歸因於第一至第三保護基板的差異之球 面像差係修正。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 於該種光學拾取裝置,較佳而言,供進行再生及/或記 錄於第一光學資訊記錄媒體所必要之物鏡的預定影像側數 値孔徑NA係不小於0.8,且於第一保護基板厚度至第三保 護基板厚度,較佳而言,該種裝置具有一基板厚度誤差修 正機構6於其通過至少第一光源的光通量之光路徑,以供 修正歸因於包括第一保護基板厚度之至少一個保護基板厚 度的誤差而變化之球面像差。藉此,特別而言,穩定之記 錄及/或再生係可進行於第一光學資訊記錄媒體以供高密度 記錄。 再者,較佳而言,第一光學資訊記錄媒體具有結構 爲’其具有複數個資訊記錄層在相同的光通量入射表面 側’且當來自該第一光源的光通量係會聚於第一光學資訊 記錄媒體之個別的資訊記錄層之資訊記錄表面,歸因於自 光通量入射表面至個別的資訊記錄表面之保護基板厚度差 異而變化的球面像差係藉由基板厚度誤差修正機構6而作 修正。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製?0 再者’較佳而言,基板厚度誤差修正機構6係配置於 共同的光路徑,於其通過第一光源至第三光源的各個光通 量。 再者,較佳而言,基板厚度誤差修正機構6係配置於 其通過第一光源與第二光源的各個光通量而未通過第三光 源的光通量之光路徑。 --¢198gf_-^ _ 本紙張尺度適用中國國%標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -63- 1239520 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
A7 B7 五、發明説明(61) 再者,較佳而言,基板厚度誤差修正機構6係配置於 其僅爲通過第一光源的光通量而未通過第二光源與第三光 源的各個光通量之光路徑。 再者,較佳而言,基板厚度誤差修正機構6係設有:至 少一個可移位的光學元件,其可改變邊緣射線的傾斜角度; 及,一驅動機構,以供移位該可移位的光學元件於軸向方 向。藉此,特別而言,歸因於第一光學資訊記錄媒體具有 之第一保護基板厚度的厚度誤差之球面像差係可修正,且 歸因於諸如物鏡之其構成光學系統的光學元件之生產誤差 的球面像差變化係可修正,尤其是歸因於第一光源之生產 誤差的波長變化、及由於溫度變化或溼度變化之諸如物鏡 之其構成光學系統的光學元件之形狀變化、或折射率變 化。因此,針對高密度記錄之第一光學資訊記錄·媒體,穩 定之記錄及/或再生係可進行。 再者,較佳而言,基板厚度誤差修正機構6係一耦合 透鏡,以供改變至少來自第一光源的發散光通量之發散角 度,且其構成該耦合透鏡之至少一個光學元件係可移位的 光學元件。或者是,基板厚度誤差修正機構6係由至少一 個正透鏡群與至少一個負透鏡群而構成’且係可將其爲幾 乎平行的光通量之入射光通量而射出爲幾乎平行的光通量 之一束擴展器、及/或一束收縮器,且正透鏡群與負透鏡群 之至少一透鏡群係可移位的光學元件。 再者,較佳而言,基板厚度誤差修正機構6具有至少 一個折射率分佈可變材料層’且係設有:一折射率分佈可變 (CNS ) A4規格(210X297公釐) .54 . I------------Ί.--IT------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1239520 A7 B7 五、發明説明(62) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 元件’藉其,該折射率分佈可變材料層之折射率分佈係當 電場、磁場或熱量施加時而改變;及一施加機構,以供施加 電場、磁場或熱量。藉此,特別而言,歸因於第一光學資 訊記錄媒體具有之第一保護基板厚度的厚度誤差之球面像 差係可修正,且歸因於諸如物鏡之其構成光學系統的光學 元件之生產誤差的球面像差變化係可修正,尤其是歸因於 第一光源之生產誤差的波長變化、及由於溫度變化或溼度 變化之諸如物鏡之其構成光學系統的光學元件之形狀變 化、或折射率變化。因此,特別而言,針對高密度記錄之 第一光學資訊記錄媒體,穩定之記錄及/或再生係可進行。 再者,較佳而言,基板厚度誤差修正機構6係設有其 爲夾於彼此對立的透明電極之間的一液晶層、及電源,且 於該等透明電極之至少一個透明電極係分割爲複數個電壓 施加部分,當預定電壓係由電源而施加於複數個電壓施加 部分之至少一個電壓施加部分,液晶層之折射率分佈係可 改變。 經濟部智慧財產局員工消費合作社卬製 於該種光學拾取裝置,較佳而言,第一光源的波長入1 係不長於550 nm,且具有色像差修正機構5於其通過至少 該第一光源的光通量之光路徑,以供修正其歸因於包括第 一光源至第三光源中的第一光源之至少一個光源的微小波 長變化之物鏡的色像差。因此,特別而言,針對高密度記 錄之第一光學資訊記錄媒體’穩定之記錄及/或再生係可進 行。 較佳而言,色像差修正機構5係配置於其通過第一光 -65- I紙張尺度贿準(匸奶)八4規格(210>< 297公釐 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1239520 A7 _____ B7__ 五、發明説明(63) 源至第三光源的各個光通量之光路徑。 較佳而言,色像差修正機構5係配置於其通過第一光 源與第二光源的光通量而未通過第三光源的光通量之光路 徑。 再者,較佳而言,色像差修正機構5係具有結構爲, 於其之二個光學元件具有繞射表面,其形成由複數個同軸 的環形區所構成之繞射結構.,且配置爲接近使得該等繞射 結構係對立於彼此,二個光學元件之材料具有一預定的折 射率差異於接近波長λ1的波長區域,而二個光學元件的材 料之於接近波長λ2的波長區域與於接近波長λ3的波長區 域之折射率差異係約爲零。藉此,因爲僅有接近第一光源 之波長的光線係由於光學元件間的折射率差異而繞射,歸 因於第一光源的波長變化之物鏡8的色像差係可修正。 再者,色像差修正機構5係具有爲由複數個同軸的圓 環形區而形成之繞射結構,且當來自第一光源之波長λ1的 第一光通量爲入射於繞射結構時產生之第一光通量的繞射 射線中之其具有一最大繞射光線量的繞射射線之繞射級係 n1,當來自第二光源之波長λ2的第二光通量爲入射於繞射 結構時產生之第二光通量的繞射射線中之其具有一最大繞 射光線量的繞射射線之繞射級係η2,且當來自第三光源之 波長λ3的第三光通量爲入射於繞射結構時產生之第三光通 量的繞射射線中之其具有一最大繞射光線量的繞射射線之 繞射級係η3,較佳爲滿足: |η1|>|η2|,及/或 本紙張標準(CNS ) Α4規格(210X 297公楚") .66 - I-----------:---訂-------Aww, (請先閱讀背面之注意事項再填寫本寅) 1239520 A7 B7 五、發明説明(64) ~ 一- |n1 |>|n2| ^ |n3| 〇 於此情形,較佳而言,繞射結構係形成於物鏡之至少 一個光學表面。 再者,較佳而言,色像差修正機構係配置於其通過第 一光源的光通量而未通過第二光源與第三光源的光通量之 光路徑。 再者’色像差修正機構5具有至少一個繞射表面,於 其係形成具有由複數個同軸的圓環形區所構成之繞射結 構,且當由第i個繞射表面的繞射結構所增加至傳送波前之 光路徑差異係由光路徑差異函數所表示,其定義爲 ΦΜ = ηί·(ΐ32ι.ΐΊί2+ b4i.hi4+ b6rhi6 +…),在此,ni 係具有當波 長λ 1之光通量爲入射於第i個繞射表面的繞射結構時產生 的波長λ1之光通量的繞射射線中之最大繞射光線量的繞射 射線之繞射級,h i係距離光軸之高度(m m),且b 2 i、b 4 i、 b6i、…係分別爲第二階、第四階、第六階之光路徑差異函 數係數(亦稱爲繞射表面係數),較佳而言,由PD = Z(-2 · n i · b 2 i)定義之僅爲繞射結構的倍率(m m _1)係滿足下式: 1.5x1 0_2<PD<1 5.0x1 cr2 〇 超過上式之下限,會聚於光學資訊記錄媒體之資訊記 錄表面上的波前光線之軸向色像差係未過於修正不足,再 者,低於上限,會聚於光學資訊記錄媒體之資訊記錄表面 上的波前光線之軸向色像差係未過於修正過度。 再者,色像差修正機構5係由其之阿貝數爲相當大的 正透鏡群與其之阿貝數爲相當小的負透鏡群而構成,且當 0133G5_ 本紙張尺度適用中.國國家標準(CNS ) Α4規格(210 X 297公釐) „67 - (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38 1239520 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _ B7五、發明説明(65) 正透鏡群之阿貝數vdP與負透鏡群之阿貝數vdN係滿足下 式時,色像差係可爲適當修正: vdP>55 vdN<35 〇 再者,較佳而言,當第一光源之波長係改變+1 nm,於 其係組合該物鏡與色像差修正機構之光學系統的近軸焦點 位置之變化量AfBoBd + CA係滿足下式: |AfB〇Bj + cA* NA1 2|<0.1 5 (μιτι) ° 就此而論,於本說明書中,語句“球面像差係藉由基 板厚度誤差修正機構6、及/或基板厚度差異修正機構7而 (適當)修正”意謂的是,於假使通過其至少爲由基板厚度誤 差修正機構6及/或基板厚度差異修正機構7與物鏡所構成 之光學系統的光通量係進行資訊之再生及/或記錄資訊於各 個光學資訊記錄媒體時所必要之該物鏡的預定各個影像側 數値孔徑內,當λ係光源之波長,球面者係作修正以使得 光線在波前像差爲不大於〇_〇7 Arms (更佳爲不大於〇.〇5 Arms)之條件下而會聚於各個光學資訊記錄媒體之資訊記錄 表面。 於上述之光學拾取裝置,當進行資訊之再生及/或記錄 於第一光學資訊記錄媒體至第三光學資訊記錄媒體所必要 之物鏡的預定影像側數値孔徑係分別爲 NA1、NA2與 NA3,其滿足:NA1>NA2>NA3’且當對於NA1 > NA2與 N A3之一孔徑限制/改變機構係提供,孔徑之改變及/或孔徑 之言進行爲對應於個別的物鏡之預定影像側數値孔 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 3Θ5本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -68 - 1239520 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明(66) 徑,當資訊之記錄及/或再生係藉由共同的物鏡而進行於第 一光學資訊記錄媒體至第三光學資訊記錄媒體。 藉此,當資訊之再生及/或記錄係進行於第一光學資訊 記錄媒體至第三光學資訊記錄媒體’因爲於各個光學資訊 記錄媒體上的光會聚點之尺寸係未過小於所必要者,產生 於碟片開端(cue)之彗形像差係可降低,且一充分的碟片開 端邊緣係可得到。再者’因爲其通過超過於必要數値孔徑 的區域之無助於光會聚的不必要光線係可防止爲光偵測器 所偵測,精細的聚焦特性或追蹤特性係可得到。 該孔徑調整/改變機構具有至少一個光學表面,於其形 成由複數個同軸的圓環形區所構成之繞射結構,且當資訊 再生及/或記錄係進行於第二光學資訊記錄媒體,通過其對 應於自該物鏡之影像側數値孔徑NA2至NA1的一區域之孔 徑調整/改變機構的區域之波長λ2的光通量係作成一閃光 成分(flare component),且/或當資訊再生及/或記錄係進行 於第三光學資訊記錄媒體,通過其對應於自該物鏡之影像 側數値孔徑NA3至NA1的一區域之孔徑調整/改變機構的 區域之波長λ3的光通量係作成一閃光成分,藉此,當資訊 再生及/或記錄係進行於第二光學資訊記錄媒體,甚至是當 來自第二光源之波長λ2的光通量係作成以於打開(opened) 條件而通過至NA1所決定之光圈(diaphragm),因爲通過對 應於自NA2至NA1的一區域之孔徑調整機構的區域之光通 量係不助於光線會聚至第二光學資訊記錄媒體之資訊記錄 表面,其作用爲孔徑調整機構。以相同方式而同樣當資訊019867 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) 4 •項再填· 裝· 訂 -69- 1239520 A 7 B7 五、發明説明(67) 之再生及/或記錄係進行於第三光學資訊記錄媒體,甚至是 當來自第三光源之波長λ3的光通量係作成以於打開條件而 通過至ΝΑ彳所決定之光圏,因爲通過對應於自ΝΑ3至ΝΑ1 的一區域之孔徑調整機構的區域之光通量係不助於光線會 聚至第三光學資訊記錄媒體之資訊記錄表面,其作用爲孔 徑調整機構。如上所述,孔徑改變係可爲自動進行,而不 必設置特定的孔徑改變機構,且其爲有利於成本。 再者,較佳而言,於其結合該孔徑調整/改變機構與物 鏡之光學系統,於影像側數値孔徑ΝΑ1、第二保護基板厚 度t2、與第二光源的波長λ2之組合的波前像差係不小於 0.07 A2rms,且/或於影像側數値孔徑ΝΑ1、第三保護基板 厚度t3、與第三光源的波長λ3之組合的波前像差係不小於 0· 07 入3rms。 經 濟 部 智 慧 財 產 局 消 費 合 作 社 製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 再者,當資訊之再生及/或記錄係進行於第二光學資訊 記錄媒體,孔徑調整/改變機構係傳送其入射於對應於物鏡 的影像側數値孔徑NA2之孔徑調整/改變機構的區域之波長 入2的光通量,而遮斷其爲入射於對應於物鏡的影像側數値 孔徑NA2至NA1之孔徑調整/改變機構的區域之波長λ2的 光通量,且/或當資訊之再生及/或記錄係進行於第三光學資 訊記錄媒體,亦可爲構成以具有波長選擇性,傳送其爲入 射於對應於物鏡的影像側數値孔徑ΝΑ3之孔徑調整/改變機 構的區域之波長λ3的光通量,而遮斷其入射於對應於物鏡 的影像側數値孔徑ΝΑ3至ΝΑ1之孔徑調整/改變機構的區 域之波長λ3的光通量,且當該資訊之再生及/或記錄係進 019BBR_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210 X 297公釐) 70 1239520 A7 B7 五、發明説明(68) 行於第二光學資訊記錄媒體與第三光學資訊記錄媒體,因 爲光通量係通過超過於必要的數値孔徑之區域’係自動遮 斷,不必設置特定的改變機構’且爲有利於成本。 再者,較佳而言,孔徑調整/改變機構具有波長選擇 性,於其,當資訊之再生及/或記錄係進行於第二光學資訊 記錄媒體,孔徑調整/改變機構係傳送其爲入射於對應於物 鏡的影像側數値孔徑NA2之孔徑調整/改變機構的區域之波 長λ2的光通量之強度的不小於80%,而反射其爲入射於對 應於自物鏡之影像側數値孔徑ΝΑ2至ΝΑ1的一區域之孔徑 調整/改變機構的區域之波長λ2的光通量之強度的不小於 80%,且/或當資訊再生及/或記錄係進行於第三光學資訊記 錄媒體,孔徑調整/改變機構係傳送其爲入射於對應於物鏡 的影像側數値孔徑Ν A3之孔徑調整/改變機構的區域之波長 入3的光通量之強度的不小於80%,而且反射其爲入射於對 應於自物鏡之影像側數値孔徑ΝA3至ΝΑ1的一區域之孔徑 調整/改變機構的區域之波長λ3的光通量之強度的不小於 8 0%。 再者,較佳而言,孔徑調整/改變機構係形成於物鏡之 至少一個光學表面,且孔徑調整/改變機構係可易於構成。 再者,孔徑調整/改變機構係具有其爲夾於彼此對立的 透明電極之間的液晶層、與一 1 /4波長之板,且透明電極 之至少一者係分割爲其對應於自物鏡之影像側數値孔徑 ΝΑ2至ΝΑ1的一區域之一區域、與其對應於物鏡之影像側 數値孔徑ΝΑ2的一區域,且電壓係施加於透明電極,當液 __ 本紙張尺度適用中_家標準(〇奶)六4規格(210/ 297公釐) _71 _ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 4裝. •項再填寫太 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1239520 A7 B7 五、發明説明(69) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 晶層之液晶分子的方位狀態係改變爲類似環形區者,傳送 對應於自物鏡之影像側數値孔徑NA2至NA1的一區域之透 明電極的區域之光通量的極化表面、與傳送對應於物鏡之 影像側數値孔徑N A2之透明電極的區域之光通量的極化表 面係可爲個別獨立旋轉,且/或亦可爲構成使得透明電極之 至少一者係分割爲其對應於自該物鏡之影像側數値孔徑 NA3至NA1的一區域之一區域、與其對應於物鏡之影像側 數値孔徑NA3的一區域,且電壓係施加於透明電極,當液 晶層之液晶分子的方位狀態係改變爲類似環形區者’傳送 對應於自物鏡之影像側數値孔徑NA3至NA1的一區域之透 明電極的區域之光通量的極化表面、與其傳送對應於物鏡 之影像側數値孔徑N A3之透明電極的區域之光通量的極化 表面係可爲個別獨立旋轉。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 再者,較佳而言,孔徑調整/改變機構係具有對應於物 鏡的影像側數値孔徑NA1與NA2之光圈,且當資訊之再生 及/或記錄係進行於第一光學資訊記錄媒體或第二光學資訊 記錄媒體,其爲構成使得個別的光圈係機械式切換,且/或 其具有對應於物鏡的影像側數値孔徑NA1與N A3之光圈, 當資訊之再生及/或記錄係進行於第一光學資訊記錄媒體或 第三光學資訊記錄媒體,其爲構成使得個別的光圈係機械 式切換。 再者,較佳而言,孔徑調整/改變機構係配置於其通過 第一光源至第三光源的各個光通量之共同的光路徑’且於 此情形,孔徑調整/改變機構係與物鏡爲整合且其進行追 019870__ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -72 - 1239520 A 7 __B7_ 五、發明説明(7〇) 蹤。藉此,精細的追蹤特性係可得到。 於上述之光學拾取裝置,較佳而言,物鏡係像差修正 以使得於影像側數値孔徑NA1、第一保護基板厚度t1、與 第一光源的波長λ1之組合時的球面像差爲最小化,且當資 訊之再生及/或記錄係進行於第二光學資訊記錄媒體,歸因 於第二保護基板厚度與第一保護基板厚度之間的厚度差異 而變化之球面像差係藉由基板厚度差異修正機構而修正, 且當資訊之再生及/或記錄係進行於第三光學資訊記錄媒 體,歸因於第三保護基板厚度與第一保護基板厚度之間的 厚度差異而變化之球面像差係藉由該基板厚度差異修正機 構而修正。藉此,當資訊之再生及/或記錄係由物鏡而進行 於第二或第三光學資訊記錄媒體,歸因於各個保護基板厚 度對於第一保護基板厚度t1的差異之球面像差係可爲適當 修正。 再者,較佳而言,第一光源至第三光源之至少二個光 源係作成於一個單元,且藉由整合於此方式,零件之數目 係可降低,光學拾取裝置係可爲緊密構成,並且可助於成 本降低。 再者,較佳而言,基板厚度差異修正機構、基板厚度 誤差修正機構、色像差修正機構、以及孔徑調整/改變機構 之至少二者係整合。當以此方式整合時,零件之數目係可 降低,光學拾取裝置係可爲緊密構成,且可助於成本降 低。 再者,根據本發明之物鏡、基板厚度差異修正機構 019871 (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 表紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) _ 73 _ 1239520 A7 B7 五、發明説明(71) 色像差修正機構、基板厚度誤差修正機構、以及孔徑調整/ 改變機構係較佳以供爲應用於光學拾取裝置之光學系統。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 再者,根據本發明之記錄/再生裝置係可構成方式爲, 安裝任一種光學拾取裝置,且可記錄聲音及/或影像,且/或 再生聲音及/或影像。舉例而言,根據本發明之上述各個光 學拾取裝置係可安裝於可相容的播放機(player)或磁碟機 (drive)、或組裝此等者於其之影音(AV)裝置、個人電腦、 或其他資訊終端機設備之聲音及/或影像的記錄裝置及/或再 生裝置,針對其具有較高密度之下一代的第一資訊記錄媒 體、諸如 DVD、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW、或DVD-RWD之第二資訊記錄媒體、與諸如〇0、^ R、CD-RW、CD-Video、或 CD-ROM之第三資訊記錄媒 體0 圖式簡單說明 第1 (a)圖係本發明之一種物鏡的前視圖。 第1(b)圖係第1(a)圖之物鏡的側視圖。 第1(c)圖係第1(a)圖之物鏡的放大部分側視圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社.S^ 第2圖係一種光學拾取裝置的示意圖,其使用第1 (a 圖之物鏡。 第3 (a)圖係本發明之一種物鏡的前視圖。 第3(b)圖係第3(a)圖之物鏡的側視圖。 第3(c)圖係第3(a)圖之物鏡的放大部分側視圖。 第4圖係一種光學拾取裝置的示意圖,其使用第3(a __019872_ -74- :本紙張尺度適用中.國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) 1239520 A7 _ B7 五、發明説明(72) 圖之物鏡。 第5(a)至5(c)圖係各爲一球面像差圖。 第6 (a)至6(c)圖係各爲一球面像差圖。 第7(a)至7(c)圖係各爲一球面像差圖。 第8(a)至8(c)圖係各爲一球面像差圖。 第8’(a)至8’(c)圖係各爲一球面像差圖。 第9圖係於例5的物鏡之λ1 =405 nm的光路徑圖。 第10圖係於例5的物鏡之λ2 = 650 nm的光路徑圖。 第11圖係於例5的物鏡之λ3 = 780 nm的光路徑圖。 第12圖係對於例5的物鏡之λ1 =405 nm爲達到數値 孔徑0.8 5的球面像差圖。 第13圖係球面像差圖,當光通量直徑爲等於由例5的 物鏡之λ1 =405 nm與NA1 0.85的組合所決定的光圈直徑 之λ 2 = 6 5 0 n m的光線係入射於其。 第14圖球面像差圖,當光通量直徑爲等於由例5的物 鏡之λ1 =405 nm與NA1 0.85的組合所決定的光圈直徑之 入3 = 7 80 nm的光線係入射於其。 第15圖係於例6的物鏡之λ1 =405 nm的光路徑圖。 第16圖係於例6的物鏡之λ2 = 650 nm的光路徑圖。 第17圖係於例6的物鏡之λ3 = 780 nm的光路徑圖。 第18圖係對於例6的物鏡之λ1 =405 nm爲達到數値 孔徑0.85的球面像差圖。 第1 9圖係球面像差圖,當光通量直徑爲等於由例6的 物鏡之入1 =405 nm與NA1 0.85的組合所決定的光圈直徑 —--------裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 4. 經濟部智慧財產局員工消費合作技印製 Q1BB73 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -75- 1239520 A7 B7 五、發明説明(73) 之λ2 = 650 nm的光線係入射於其。 第20圖係球面像差圖,當光通量直徑爲等於由例6的 物鏡之λ1 =405 nm與NA1 0.85的組合所決定的光圈直徑 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 之入3 = 7 80 nm的光線係入射於其。 第21圖係於例7的物鏡之λ1=405 nm的光路徑圖。 第22圖係於例7的物鏡之λ2 = 650 nm的光路徑圖。 第23圖係於例7的物鏡之λ3 = 780 nm的光路徑圖。 第24圖係對於例7的物鏡之λ1 =405 nm爲達到數値 孔徑0.85的球面像差圖。 第25圖係球面像差圖,當光通量直徑爲等於由例7的 物鏡之λ1 =405 nm與NA1 0.85的組合所決定的光圈直徑 之λ2 = 650 nm的光線係入射於其。 第26圖係球面像差圖,當光通量直徑爲等於由例7的 物鏡之λ1 =405 nm與NA1 0.85的組合所決定的光圈直徑 之λ3 = 7 80 nm的光線係入射於其。 第27圖係於例8的物鏡之λ1 =405 nm的光路徑圖。 第28圖係於例8的物鏡之λ2 = 655 nm的光路徑圖。 第29圖係於例8的物鏡之λ3 = 785 nm的光路徑圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第30圖係對於例8的物鏡之λ1 =405 nm爲達到數値 孔徑0.85的球面像差圖。 第31圖係球面像差圖,當光通量直徑爲等於由例8的 物鏡之λ1 =405 nm與NA1 0.85的組合所決定的光圈直徑 之λ2 = 655 nm的光線係入射於其。 第32圖係對於例8的物鏡之λ3 = 785 nm爲達到數値 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 1239520 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、 發明説明 (74) - — 孔 徑0.45的球面像差圖。 第 33 圖係表示其形成於第50圖所顯开 ;的 丨物 f鏡 之類 似 環 形區 的濾 波器之反射因數與波長相依關係圖 〇 第 34 圖係槪念顯不根據本發明之一種光, 學拾取裝置1 0 第 35 圖係槪念顯示根據本發明之另一 種 光 學 拾取 裝 置 〇 第 36 圖係槪念顯示根據本發明之又一 種 光 學 拾取 裝 置 〇 第 3 7 圖係槪念顯示根據本發明之再一 種 光 學 拾取 裝 置 〇 第 38 圖係槪念顯示根據本發明之另一 種 光 學 拾取 裝 置 〇 第 39 圖係槪念顯不根據本發明之又一 種 光 學 拾取 裝 置 0 第 40 圖係槪念顯示根據本發明之再一 種 光 學 拾取 裝 置 〇 第 41 圖係槪念顯示根據本發明之另一 種 光 學 拾取 裝 置 〇 第 42 圖係槪括顯W根據第一實施例之第 一 光 學 拾取 裝 置 〇 第 43(a)圖係其爲使用於第42圖之第一 種 光 學 拾取 裝 置 的色 像差修正元件之一個多層繞射元件的 側 截 面 圖, 且 第 43(b)圖 係顯示於波長與折射率之間的關係 圖 以 供 解說 多 層 繞射元件之作周。 本紙張尺度Μ 準(CNS ) Α4规格(210X297公S ) -77- I 衣-----:---IT------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1239520 A7 B7 五、發明説明(75) 第44圖係槪括顯示根據第一實施例之第二種光學拾取 裝置。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第4 5圖係槪括顯示根據第二實施例之第三種光學拾取 裝置。 第4 6圖係槪括顯示根據第二實施例之第四種光學拾取 裝置。 第47圖係槪括顯示根據第三實施例之第五種光學拾取 裝置。 第48圖係槪括顯示根據第三實施例之第六種光學拾取 裝置。 第49圖係槪括顯示根據第四實施例之第七種光學拾取 裝置。 第50圖係供解說其爲設於一物鏡上的環形區濾波器, 其可使用於各個實施例與各個實例以作爲一個孔徑調整或 孔徑改變機構。 第51圖係供解說於第50圖之環形區濾波器的作用。 第52圖係供解說於第50圖之另一環形區濾波器的作 用。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第53圖係於例1的物鏡之入1 =405 nm的光路徑圖。 第54圖係於例1的物鏡之λ2 = 650 nm的光路徑圖。 第55圖係於例1的物鏡之λ3 = 780 nm的光路徑圖。 第56圖係對於例1的物鏡之入1=405 nm爲達到數値 孔徑0.85的球面像差圖。 第57圖係對於例1的物鏡之λ2 = 650 nm爲達到數値 01987R_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -78- 1239520 A7 __B7_ 五、發明説明(76) 孔徑0.65的球面像差圖。 第58圖係對於例1的物鏡之λ3 = 780 nm爲達到數値 孔徑0.50的球面像差圖。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第59圖係對於例1的物鏡之λ2 = 650 nm的另一球面 像差圖。 第60圖係對於例1的物鏡之λ3 = 780 nm的另一球面 像差圖。 第61圖係於例2的光會聚光學系統之λ1 =405 nm的 光路徑圖。 第62圖係對於例2之光會聚光學系統的物鏡之 λ 1 =405 nm± 10 nm爲達到數値孔徑0.85的球面像差圖。 第63圖係對於例2之光會聚光學系統之一準直器與物 鏡的複合系統之λ1 =405 nm± 10 nm爲達到數値孔徑0.85 的球面像差圖。 第64圖係於例2之光會聚光學系統的物鏡之λ2 = 650 n m的光路徑圖。 第65圖係於例2之光會聚光學系統的物鏡之λ3 = 780 n m的光路徑圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製it·: 第66圖係對於例2之光會聚光學系統的物鏡之 入2 = 650 nm爲達到數値孔徑0.65的球面像差圖。 第67圖係對於例2之光會聚光學系統的物鏡之 入3 = 780 nm爲達到數値孑L徑0.50的球面像差圖。 第68圖係於例3的光會聚光學系統之λ1 =405 nm的 光路徑圖。 G氏張尺度適( CNS ) A4規格(210父297公褒1 「79 - 1239520 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(77) 第69圖係對於例3之光會聚光學系統的物鏡之 入1=405 nm± 10 nm爲達到數値孔徑〇·85的球面像差圖。 第70圖係於例3的光會聚光學系統之入2 = 650 nm的 光路徑圖。 第71圖係於例3的光會聚光學系統之入3 = 780 nm的 光路徑圖。 第72圖係對於例3的光會聚光學系統之人2 = 650 n m 爲達到數値孔徑0.65的球面像差圖。 第73圖係對於例3的光會聚光學系統之Λ3 = 780 nm 爲達到數値孔徑0.50的球面像差圖。 第74圖係於例4的光會聚光學系統之λ1=405 nm的 光路徑圖。 第75圖係對於例4的光會聚光學系統之人1 =405 nm土 10 nm爲達到數値孔徑0.85的球面像差圖。 第76圖係於例4之光會聚光學系統的物鏡之λ2 = 650 n m的光路徑圖。 第77圖係於例4之光會聚光學系統的物鏡之λ3 = 780 n m的光路徑圖。 第78圖係對於例4的光會聚光學系統之λ2 = 650 nm 爲達到數値孔徑0.65的球面像差圖。 第79圖係對於例4的光會聚光學系統之λ3 = 780 nm 爲達到數値孔徑0.50的球面像差圖。 第80圖係於例5的光會聚光學系統之入1 =405 nm的 光路徑圖。019878 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 項再填· 裝·
、1T 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 1239520 A7 _ B7 _ 五、發明説明(78) 第81圖係於例5的光會聚光學系統之λ2 = 650 nm的 光路徑圖。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第82圖係於例5的光會聚光學系統之λ3 = 780 nm的 光路徑圖。 第83圖係對於例5的光會聚光學系統之λ1 =405 n m土 10 nm爲達到數値孔徑0· 85的球面像差圖。 第84圖係對於例5的光會聚光學系統之λ2 = 650 nm 爲達到數値孔徑0.65的球面像差圖。 第85圖係對於例5的光會聚光學系統之λ3 = 780 nm 爲達到數値孔徑0.50的球面像差圖。 第86圖係球面像差圖,當光通量直徑爲等於由例5的 光會聚光學系統之λ1 =405 nm與NA1 0.85的組合所決定 的光圈直徑之λ2 = 650 nm的光線係入射於其。 第87圖係於例6的光會聚光學系統之λ1 =405 nm的 光路徑圖。 第88圖係對於例6的光會聚光學系統之λ1=405 nm土 10 nm爲達到數値孔徑0.85的球面像差圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製1:0 第89圖係於例6的光會聚光學系統之λ2 = 650 nm的 光路徑圖。 第90圖係於例6的光會聚光學系統之Λ3 = 780 nm的 光路徑圖。 第91圖係對於例6的光會聚光學系統之入2 = 650 nm 爲達到數値孔徑0.65的球面像差圖。 .第92圖係對於例6的光會聚光學系統之Λ3 = 780 nm 019879_ 81 Μ氏張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 1239520 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A 7 _______ 五、發明説明(79) 爲達到數値孔徑0.50的球面像差圖。 第93圖係表示繞射效率之產生波長的相依關係圖,於 其爲由產生波長λΒ與繞射級1而最佳化的閃耀結構所產生 之波長405 nm的光線之第一級繞射射線、波長650 nm的 光線之第一級繞射射線、與波長780 nm的光線之第一級繞 射射線。 第94圖係表示繞射效率之產生波長的相依關係圖,於 其爲由滿足340 nmS λΒ$ 450 nm之產生波長λΒ與繞射級 2而最佳化的閃耀結構所產生之波長405 nm的光線之第二 級繞射射線、波長6 5 0 n m的光線之第一級繞射射線、與波 長7 80 nm的光線之第一級繞射射線。 第95圖係表示繞射效率之產生波長的相依關係圖,於 其爲由滿足390 nm$ABS 440 nm之產生波長λΒ與繞射級 6而最佳化的閃耀結構所產生之波長405 nm的光線之第六 級繞射射線、波長650 nm的光線之第四級繞射射線、與波 長7 80 nm的光線之第三級繞射射線。 第96圖係槪括顯示根據第三實施例之第八種光學拾取 裝置。 第9 7匾係槪括顯示根據第五實施例之第九種光學拾取 裝置。 第98圖係解說當理想的閃耀形狀爲近似得到時之於軸 向的步級差異量Ad。 [主要符號說明] (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) J0 項再填· 裝· 訂 4
Masaa L適用中國國家 1 本紙張尺度準(CNS ) Α4規格(210X 297公釐)-82 - 1239520 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明(8Q) 1 第一光源 2 第二光源 3 第三光源 4, 9a, 9b, 1 6, 29, 30, 39 準直器 5 色像差修正機構 6 基板厚度誤差修正機構 7, 7a, 7b 基板厚度差異修正機構 8 共同物鏡 9, 9c 光路徑複合機構 10 光學資訊記錄媒體 11, 12, 13 半導體雷射(光源) 14, 34, 1 00 物鏡 14a, 35a, 110a, 111a 表面(繞射結構) 15, 17 分光器 18 色像差修正元件 20 積體元件 21, 22 致動器 23 折射率分佈可變元件 24a, 24b 玻璃基板 25a, 25b 透明電極 26 液晶層 27 電源 31 正透鏡 32 負透鏡 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) I# ▼項再填· 裝· 訂 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) · 83 _ 1239520 A7 B7五、發明説明(81) 33 束擴展器 34a 光學表面 35 繞射光學元件 41, 42, 43 濾波器 91, 92, 93 資訊記錄表面 10 0a 折射式透鏡 1〇〇b 繞射光學元件 1〇〇c 凸緣部 1〇〇d 繞射光學元件100b之繞射結構 110, 111 耦合透鏡 a, b 光學元件 丨 衣-- (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你製 AC 致動器 OBJ1 、OBJ2 物鏡 S1 , S2, S3, S4 光學表面 D1 第一光碟 D2 第二光碟 D3 第三光碟 PU1、 PU2 光學拾取裝置 LD1 , LD2, LD3 半導體雷射 Dr1 , Dr2, Dr3 資訊記錄表面 NA1 第一數値孔徑 NA2 第二數値孔徑 NA3 第三數値孔徑 PD1 , PD2, PD3 光偵測器 、1Τ 本紙張尺度適用 ’標準(〇^)八4規格(210/ 297公釐) 84- 1239520 A7 __B7 五、發明説明(82) BS1, BS2, BS3, BS4, BS5 分光器 CL 準直器透鏡 CY1, CY2, CY3 柱面透鏡 L1 第一光學元件 L2 第二光學元件 Μ 接觸部分 Ν1, Ν2, Ν3 凹透鏡 實施方式 參照圖式,於本發明之一種物鏡的實施例係將解說如 後 [第一實施例] 經 濟 部 智 慧 財 產 局 消 費 合 社 印 製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第1圖係顯示本實施例之物鏡OBJ1的示意圖,且第 1(a)圖係前視圖,第1(b)圖係側視圖,第1(c)圖係一側面 的部分放大圖。此物鏡OBJ1係一物鏡,其爲共同於例如: 使用類似一紫光半導體雷射的短波長光源之諸如高密度 DVD的高密度光碟、使用一紅光半導體雷射之諸如DVD、 DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW 與 DVD + RW 之 符合DVD標準需求的光碟、以及使用一紅外線半導體雷射 之諸如 CD、CD-R、CD-RW、CD-Video 與 CD-ROM 之符 合CD標準需求的光碟,且其爲應用至可相容記錄/再生之 一光學拾取裝置,且具有一功能以會聚其發射自光源的一 雷射光束於光碟之一資訊記錄表面。 駿中%: 本紙張尺度適用f 標準(CNS ) A4規格(2i0X 297公釐) -85- 1239520 A 7 __ B7_ 五、發明説明(83) 物鏡OBJ1係單一透鏡,其具有各爲一非球面表面之 二個光學表面S1與S2,且於光學表面S1係形成其中心爲 於光軸之形式爲環形區的一繞射結構,如於第1 (a)圖所 示。於此繞射結構中,設有如同於夫瑞奈(Fresnel)透鏡之 於光軸方向的環形區之間的邊界之步級A,如於第彳(c)圖 所顯不。進入環形區的一雷射光束係繞射於其爲由垂直於 環形區的光軸之方向的寬度(於本說明書,垂直於環形區的 光軸方向之寬度係稱爲“環形區間距”)所決定之方向。 當物鏡OBJ1係作成爲一塑膠透鏡,於其驅動該物鏡 OBJ1之一致動器的負載係可降低,因爲物鏡OBJ1係重量 輕,藉此,可能以高速進行針對聚焦誤差或針對追蹤誤差 之物鏡OBJ1的追隨。 再者,塑膠透鏡係可透過射出成型以大量生產而準確 製造,藉由作出具有高精密度之期望的金屬模具,因此, 物鏡OBJ 1之高有效性與低成本係可達成。再者,塑膠材 料之黏滯性係低,因此,其爲微小架構之一繞射結構係可 準確轉移,且可能得到於其之由形式的誤差所引起之繞射 效率的下降爲小之一物鏡。 另一方面,當物鏡0BJ1係作成爲一玻璃透鏡,其係 幾乎不受到由溫度之變化而引起於折射率之變化的影響。 因此,甚至是當一拾取裝置之溫度係由於對於一高密度光 碟之記錄/再生期間之來自一個致動器的熱量輻射而升高, 物鏡〇 B 之光會聚的性能係並未惡化。此外’對於其具 有約爲400 nm之一短波長的雷射光束之玻璃材料的透射比 1紙張尺度準(CNS ) A4規格(2】OX297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ii -86 1239520 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製32 A7 B7 五、發明説明(84) 與光阻係通常爲高,其使得可能得到具有高可靠度之一透 鏡以作爲用於尚密度光碟之一物鏡。當將該物鏡〇 B j 1作 成爲一玻璃透鏡,較佳爲透過其使用一金屬模具之模製方 法而製造,藉由使用其具有不超過攝氏400度之玻璃轉變 點T g的玻璃材料。歸因於此,可能以其爲低於一般玻璃材 料者之溫度而進行模製,此係由於模製時間之減少、與金 屬模具之較長的壽命而爲有利,造成物鏡1 (OBJ1)之低成 本的實現。作爲如同於此之一玻璃材料,存在其爲由 Sumita光學玻璃公司所製之可用的PG375 (商標名稱)與 PG324 (商標名稱)。 第2圖係顯示其使用物鏡OBJ1之光學拾取裝置PU1 的示意圖。各者具有不同的透明基板之三種型式的光碟係 包括:第一光碟D1,代表其透明基板爲最薄而且記.錄密度爲 最大之高密度DVD;第二光碟D2,符合DVD標準需求且具 有厚度0.6 mm之透明基板;及,第三光碟D3,符合CD標 準需求且具有厚度1.2 mm之透明基板。 光學拾取裝置PU1係配有三種型式的半導體,包括:半 導體雷射LD1,代表其發射用於第一光碟D1之記錄/再生 的光線之第一光源;半導體雷射LD2,代表其發射用於第二 光碟D2之記錄/再生的光線之第二光源;以及,半導體雷射 LD3,代表其發射用於第三光碟D3之記錄/再生的光線之第 三光源,且此等半導體雷射之各者係作成以取決於供記錄/ 再生資訊之一光碟而選擇性發射光線。 半導體雷射LD1係一種GaN型式之紫光雷射,其發射 i張尺度準(CNS y A4規格(210X297公釐) Jgy . 一 ---------0^—------1T-----1 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 1239520 A7 B7 五、發明説明(85) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 具有波長約爲400 nm之一雷射光束。作爲用於發射具有波 長約爲400 nm之一雷射光束的一光源,使用一第二諧波產 生之一種S H G紫光雷射係可使用以附加至前述的g a N型 式之紫光雷射。半導體雷射LD2係發射具有波長約爲650 nm之一雷射光束的一種紅光半導體雷射,而半導體雷射 L D 3係發射具有波長約爲7 8 0 n m之一雷射光束的一種紅外 線半導體雷射。 物鏡OBJ1係一種透鏡,將其爲發射自半導體雷射LD1 並且由準直器透鏡CL所準直之一準直的光通量以透過光碟 D1之一透明基板而會聚於資訊記錄表面Dr1,使得一繞射 極限係可爲保持於第一數値孔徑(N A1 );其次,將其爲發射 自半導體雷射LD2之一發散的光通量以透過光碟D2之一 透明基板而會聚於資訊§E錄表面D r 2,使得一繞射極限係可 爲保持於第二數値孔徑(NA2);且將其爲發射自半導體雷射 LD3之一發散的光通量以透過第三光碟D3之一透明基板而 會聚於資訊記錄表面D「3,使得一繞射極限係可爲保持於第 三數値孔徑(NA3),且NA1係作成爲0.80或更大,NA2係 作成爲0.60 - 0.70,而NA3係作成爲0.45 - 0.55。 經濟部智慧財產局員工消費合作社£製 於,假使進行對於第二光碟D2與第三光碟D3之資訊 的記錄/再生,當自半導體雷射LD2與半導體雷射LD3所分 別發射之發散的光通量係作成以進入物鏡彳,可能對於其均 具有一個厚的透明基板之第二光碟D2與第三光碟D3而固 定一充分的工作距離。 如於第1 (a)圖所示,較接近於光源之物鏡〇 b J 1的光 本紙張尺度if (CNS ) A4規格(210X297公釐) ^ gg ^ 4¾ ^ ^__ 1239520 A7 B7 五、發明説明(86) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 學表面S1所形成之繞射結構係分爲對應於N A3之一共同 區域,使用以供進行對於自光軸朝向周邊之包括第一光碟 D1到第三光碟D3的所有光碟之記錄/再生;對應於NA3-NA2之一第一周邊區域,使用以供進行對於第一光碟D1與 第二光碟D2之記錄/再生;及,對應於NA2- NA1之一第二 周邊區域,使用以供進行對於第一光碟D1之記錄/再生。 經濟部智慧財產局員工消費合作社叩製u-i 形成於共同區域之繞射結構係作成以爲最佳化,使得 一第二級的繞射光線係可產生於理論上爲1 00%之繞射效 率,當具有滿足350 ηηη<λΒ<420 nm之波長λΒ的光線係進 入時。當發射自半導體雷射LD1之一光通量係進入以上述 方式決定之繞射結構,一第二級的繞射光線係產生以具有 最大繞射光線量,且物鏡1係會聚此第二級的繞射光線於 第一光碟D1之資訊記錄表面DM而作爲供其記錄/再生之 一光束。當發射自半導體雷射LD2之一光通量係進入,一 第一級的繞射光線係產生以具有最大繞射光線量,且物鏡1 係會聚此第一級的繞射光線於第二光碟D2之資訊記錄表面 Dr2而作爲供其記錄/再生之一光束。當發射自半導體雷射 LD3之一光通量係進入時,一第一級的繞射光線係產生以 具有最大繞射光線量,且物鏡1係會聚此第一級的繞射光 線於第三光碟D3之資訊記錄表面Dr3而作爲供其記錄/再 生之一光束。 藉由決定其具有最大繞射光線量並且係形成於如上所 述之共同區域的繞射結構之一繞射光線的級(〇 r d e r ),使得 下式係滿足,針對半導體雷射LD1 - LD3之雷射光束,而 Z紙張尺度適(CNS ) A4規格(210X 297公釐) .8g . ~ 1239520 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(87) 可能增強對於第η 1級的繞射光線、第n2級的繞射光線、 與第η3級的繞射光線之繞射效率: |η2|=ΙΝΤ(λ1 · |η1 |/λ2) |η3| = ΙΝΤ(λ1 · |n1 丨/入3) |n1 |>|n2| ^ |n3| I ΙΝΤ(λ1 · |n1 |/λ2)- (λ1 · | η 1 |/λ2) | < 0.4 I ΙΝΤ(λ1 · |n1 |/λ3)- (λ1 · |n1 丨/入3)卜0.4 於上式之中,n1係代表除了 0與± 1之外的整數, ΙΝΤ(λ1 · |η1|/λ2)係代表藉由取捨(λ1 · |η1|/λ2)爲最接近之 整數而得到的整數,且ΙΝΤ(λ1 · |η1|/λ3)係代表藉由取捨 (λ1 · |η1|/λ3)爲最接近之整數而得到的整數。 舉例而言,當半導體雷射LD1、LD2與LD3之波長係 分別爲405 nm、650 nm與780 nm,若375 nm之波長係 選爲λΒ,對於各個光碟之用於記錄/再生的光束之各個繞射 效率係如後。 對於405 nm的二階繞射光線之繞射效率:93.0%。 對於650 nm的一階繞射光線之繞射效率:92.5%。 對於780 nm的一階繞射光線之繞射效率:99.5°/^ 形成於對應於NA3- NA2的第一周邊區域之繞射結構 係亦作成以爲最佳化,使得一第二級的繞射光線係可產生 於理論上爲 100%之繞射效率,當具有滿足 350 ηιη<λΒ<420 nm之波長λΒ的光線係進入時,其爲同於形成 於共同區域之繞射結構者。 再者,由形成於第二周邊區域之繞射結構所產生的繞 本紙張尺度適CNS ) Α4規格(210X297公釐) (請先閱讀背面之注意事 4 項再填· 裝— :寫本頁) 訂 1239520 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _ B7五、發明説明(88) 射光線係使用以供進行對於第一光碟D1之記錄/再生,而 未使用以供進行對於第二光碟D2與第三光碟D3之記錄/再 生。因此,發射自半導體雷射LD1的光通量之繞射效率係 重要於第二周邊區域。是以,形成於第二周邊區域之繞射 結構係最佳化,使得第二級的繞射光線係可產生於理論上 爲100%之繞射效率,當具有如同於半導體雷射LD1的相 同波長之光線係進入其爲形成於第二周邊區域之繞射結 構。 形成於共同區域之繞射結構係亦可最佳化,使得一第 六級的繞射光線係可產生於理論上爲100°/。之繞射效率,當 具有滿足405 nm<AB<425 nm之波長λΒ的光線係進入時。 當發射自半導體雷射LD1之一光通量係進入以上述方式決 定之繞射結構,一第六級的繞射光線係產生以具有最大的 繞射光線量,當發射自半導體雷射LD2之一光通量係進 入,第四級的繞射光線係產生以具有最大的繞射光線量, 且當發射自半導體雷射LD3之一光通量係進入,第三級的 繞射光線係產生以具有最大的繞射光線量。 舉例而言,當半導體雷射LD1、LD2與LD3之波長係 分別爲40 5 nm、650 nm與780 nm,若415 nm之波長係 選爲λΒ,對於各個光碟之用於記錄/再生的光束之各個繞射 效率係如後。 對於405 nm的六階繞射光線之繞射效率:93.0%。 對於650 nm的四階繞射光線之繞射效率:90.9%。 對於780 nm的三階繞射光線之繞射效率:88_4%。019889 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事 4 項再填* 裝— :寫本頁) 訂 噃 -91 - 1239520 A 7 _ B7 _ 五、發明説明(89) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 形成於共同區域之繞射結構亦可作成爲最佳化,使得 一第八級的繞射光線係可產生於理論上爲100%之繞射效 率,當具有滿足395 ηηι<λΒ<415 nm之波長λΒ的光線係進 入時。當發射自半導體雷射LD1之一光通量係進入以上述 方式決定之繞射結構,一第八級的繞射光線係產生以具有 最大的繞射光線量,當發射自半導體雷射LD2之一光通量 係進入時,第五級的繞射光線係產生以具有最大的繞射光 線量,且當發射自半導體雷射LD3之一光通量係進入,第 四級的繞射光線係產生以具有最大的繞射光線量。 舉例而言,當半導體雷射LD1、LD2與LD3之波長係 分別爲405 nm、650 nm與780 nm,若405 nm之波長係 選爲λΒ,對於各個光碟之用於記錄/再生的光束之各個繞射 效率係如後。 對於405 nm的八階繞射光線之繞射效率:100%。 對於650 nm的五階繞射光線之繞射效率:99.9%。 對於780 nm的四階繞射光線之繞射效率:92.5%。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 形成於第一與第二周邊區域之繞射結構係決定,使得 大的球面像差係可加至其通過第一與第二周邊區域且到達 第三光碟D3的資訊記錄表面Dr3之發射自半導體雷射LD3 的一光通量,且其發射自半導體雷射LD3而通過第一與第 二周邊區域的一光通量係成爲一閃光成分,其無助於使用 於第三光碟D3之記錄/再生的一光點之形成。 同理’形成於第二周邊區域之一繞射結構係決定,使 得大:差係可加至其通過第二周邊.區域且到達第二 -92- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) a4規格(210X 297公釐) 1239520 A7 __B7 五、發明説明(90) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 光碟D2的資訊記錄表面之發射自半導體雷射LD2的一光 通量,且其發射自半導體雷射LD2而通過第二周邊區域的 一光通量係成爲一閃光成分,其無助於使用於第二光碟D2 之記錄/再生的一光點之形成。 當通過其爲較遠於使用以進行記錄/再生於第二光碟D2 與第三光碟D3的數値孔徑之區域的一光通量係有意提供大 的球面像差且係作成一閃光成分,一孔徑係自動限制。因 此,無須爲分別提供對應於NA2與NA3之光圈,造成一光 學拾取裝置之一簡單結構,其爲較佳者。 再者,於物鏡OBJ 1,於相同級的一繞射光線係使用於 共同區域、第一周邊區域與第二周邊區域之各者,作爲用 於第一光碟D1之記錄/再生的一光束。然而,其爲於不同 級的一繞射光線係亦可使用於各個區域。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製πί 舉例而言,於共同區域與第一周邊區域,當其繞射結 構係決定使得第二級的繞射光線可具有對於發射自半導體 雷射LD1的光通量之最大繞射光線量,且於第二周邊區 域,當其繞射結構係決定使得第四級的繞射光線可具有對 於發射自半導體雷射LD1的光通量之最大繞射光線量,可 能加寬於第二周邊區域之繞射結構中的鄰接環形區之間的 一距離,因而防止由於環形區的形狀誤差所引起之繞射效 率的下降,相較於其使用一第二級繞射光線之情況。於此 情形,形成於第二周邊區域之繞射結構中的鄰接環形區之 間的一光路徑差異係波長之2.5倍,針對其發射自半導體 雷射LD2之光通量。因此,當其發射自半導體雷射LD2之 019^^1_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -93- 1239520 A7 B7 五、發明説明(91) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 光通量係進入於第二周邊區域形成之繞射結構,第二級的 繞射光線與第三級的繞射光線(其爲以大於第二級的繞射光 線者之一角度而繞射)係以類似的繞射光線量而產生。因 此,由其發射自半導體雷射LD2而且通過第二周邊區域的 光通量之閃光成分係分爲由於第二級的繞射光線之閃光成 分與由於第三級的繞射光線之閃光成分,且於各級的繞射 光線之閃光成分強度係可作成爲小,因而可能控制藉由光 偵測器PD2之訊號的偵測誤差。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 再者,於共同區域與第一周邊區域,當其繞射結構係 決定使得第二級的繞射光線可具有對於發射自半導體雷射 LD1的光通量之最大繞射光線量,且於第二周邊區域,當 其繞射結構係決定以使得第三級的繞射光線可具有對於發 射自半導體雷射LD1的光通量之最大繞射光線量·,形成於 第二周邊區域之繞射結構中的鄰接環形區之間的一光路徑 差異係波長之1.5倍,針對其發射自半導體雷射LD3之光 通量。因此,當其爲發射自半導體雷射LD3之光通量係進 入於形成於第二周邊區域之繞射結構時,第一級的繞射光 線與第二級的繞射光線(其爲以大於第一級的繞射光線者之 一角度而繞射)係以類似的繞射光線量而產生。因此,由其 發射自半導體雷射LD3且通過第二周邊區域的光通量之閃 光成分係分爲由於第一級的繞射光線之閃光成分與由於第 二級的繞射光線之閃光成分,且於各級的繞射光線之閃光 成分強度係可作成爲小,因而,可能控制藉由光偵測器 PD3之訊號的偵測誤差。 0198 於_ 本紙張尺度適用中.國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -94 - 1239520 A7 B7 五、發明説明(92) 當進行對於第一光碟D1的資訊之記錄/再生,自半導 體雷射LD1所發射之一發散的光通量係在通過極化分光器 BS1之後而由準直器透鏡CL以作成爲一準直的光通量,且 係在通過極化分光器BS2、極化分光器BS3與一未顯示的 光圈之後而藉由物鏡OBJ1且透過第一光碟D1之一透明基 板而會聚爲一光點於資訊記錄表面DM。物鏡OBJ 1係受到 其爲配置於物鏡0BJ1之周邊的致動器AC所進行之聚焦控 制與追蹤控制。 接著,由資訊記錄表面Dr1的資訊位元所調變之反射 的光通量係再次通過該物鏡0BJ1、一光圈、極化分光器 BS3與極化分光器BS2,且係由準直器透鏡CL而作成爲一 會聚的光通量,接著,其係由極化分光器BS1所反射,通 過柱面透鏡 CY1 與凹透鏡 N1 以提供·像散性 (astigmatism),且係會聚於光偵測器PD1。因此,可能藉 由使用光偵測器PD1之輸出訊號而進行對於第一光碟D1 的資訊之記錄/再生。 當進行對於第二光碟D2的資訊之記錄/再生,自半導 體雷射LD2所發射之一發散的光通量係在通過極化分光器 BS4之後而由極化分光器BS2所反射,且通過極化分光器 B S3與一未顯示的光圈,以藉由物鏡0BJ1且透過第二光 碟D2之一透明基板而會聚爲一光點於資訊記錄表面Dr2。 接著,由資訊記錄表面D「2的資訊位元所調變之反射 的光通量係再次通過該物鏡0BJ1、一光圈與極化分光器 B S3,接著,其係由極化分光器BS2所反射,接著係由極 (CNS ) ( 210X297^1 ) (請先閱讀背面之注意事項再填‘ ;寫本頁) η. ζ 經濟部智慧財產局員工消費合作技印t33 -95- 1239520 A7 _ B7__ 五、發明説明(93) 化分光器BS4所反射,通過柱面透鏡CY2與凹透鏡N2以 提供像散性,且係會聚於光偵測器PD2。因此,可能藉由 使用光偵測器PD2之輸出訊號而進行對於第二光碟D2的 資訊之記錄/再生。 當進行對於第三光碟D3的資訊之記錄/再生,自半導 體雷射LD3所發射之一發散的光通量係在通過極化分光器 BS5之後而由極化分光器BS3所反射,且通過一未顯示的 光圈,以藉由物鏡OBJ1且透過第三光碟D3之一透明基板 而會聚爲一光點於資訊記錄表面Dr3。 接著,由資訊記錄表面Dr3的資訊位元所調變之反射 的光通量係再次通過該物鏡OBJ1與一光圈,且在爲由極 化分光器BS3與極化分光器BS5所反射之後而通過柱面透 鏡CY3.與凹透鏡N3以提供像散性,且係會聚於光偵測器 PD3。因此,可能藉由使用光偵測器PD3之輸出訊號而進 行對於第三光碟D3的資訊之記錄/再生。 再者,於光學拾取裝置PU1,一未顯示的1/4波長之 板係設於分別爲介於半導體雷射LD1與物鏡OBJ1之間、 介於半導體雷射LD2與物鏡OBJ1之間、與介於半導體雷 射LD3與物鏡OBJ1之間的各個光路徑。 [第二實施例] 第3圖係顯示本實施例之物鏡OBJ2的示意圖,且第 3(a)圖係前視圖,第3(b)圖係側視圖,第3(c)圖係一側面 的部分放大圖。此物鏡OBJ2係一物鏡,其爲共同於例如: ^~03Λ834_ 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) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -96- 1239520 A7 _ B7_ 五、發明説明(94) 使用類似一紫光半導體雷射的短波長光源之諸如高密度 DVD的高密度光碟、使用一紅光半導體雷射之諸如DVD、 DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW 與 DVD + RW 之 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 符合DVD標準需求的光碟、以及使用一紅外線半導體雷射 之諸如 CD、CD-R、CD-RW、CD-Video 與 CD-ROM 之符 合CD標準需求的光碟,且其爲應用至可相容記錄/再生之 一光學拾取裝置,且具有一功能以會聚其發射自光源的一 雷射光束於光碟之一資訊記錄表面。 物鏡0BJ2係一混合式物鏡(複合式物鏡),其爲由第一 光學元件L1與第二光學元件L2所構成,第一光學元件L1 具有各爲一非球面表面之二個光學表面S3與S4,第二光 學元件L2具有二個光學表面S1與S2,且於其爲非球面表 面之光學元件L2的光學表面S1係形成其中心爲於光軸之 形式爲環形區的一繞射結構,如於第3(a)圖所示。於此繞 射結構中,設有如同於夫瑞奈透鏡之於光軸方向的環形區 之間的邊界之步級△,如於第3(c)圖所顯示。進入環形區 的一雷射光束係繞射於其環形區間距所決定之方向。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第一光學元件L1與第二光學元件L2係透過一接觸部 分Μ而彼此組裝爲單一個單元。接觸部分Μ係可根據其形 狀而製造爲高度準確,當其透過使用一金屬模具之一模造 方法而堅固形成具有一光學表面,且因此係可能準確實行 第一光學元件L1與第二光學元件L2之間的定位於垂直於 光軸的方向以及於光軸的方向。 物鏡0BJ2係會聚其發射自一紅光半導體雷射之一發 013835 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) ay - 1239520 A7 B7 經 濟 部 智 慧 財 產 局 消 費 合 S 社 印 製 Ί 五、發明説明(95) 散的光通量於DVD之一資訊記錄表面,且會聚其發射自一 紅外線半導體雷射之一發散的光通量於C D之一資訊記錄表 面。當一發散的光通量係進入於物鏡,存在其爲由追蹤誤 差所引起之彗形像差的問題。上述者之基礎係在於,半導 體雷射之一光發射點係成爲對於物鏡之一個離軸的物點, 若物鏡係由於追蹤誤差而成爲偏離該半導體雷射之光發射 點的中心。因此,於其使用在當一發散的光通量爲進入物 鏡時之一種物鏡的設計中,於離軸特性之彗形像差係須作 修正以得到優異的追蹤特性。然而,當發散的光通量係進 入物鏡時,於離軸特性之彗形像差的發生係傾向爲較大, 相較於一準直的光通量爲進入於其之情況。因此,於物鏡 OBJ2,對於設計之自由度(光學表面之數目)係增力日,而且 對於DVD與CD的離軸特性之彗形像差係適當修正,藉由 將該物鏡作成其爲由第一光學元件L1與第二光學元件L2 所構成之一混合式物鏡,使得其係可能於DVD與CD之記 錄/再生期間而得到優異的追蹤特性。 附帶一提,當一物鏡之數値孔徑係設定爲大約0.85, 如同於一高密度光碟,光學表面(尤其是較接近光源的光學 表面)之曲度的半徑係成爲小。當試圖設置一環形區的結構 於其具有小的曲度半徑之光學表面,一環形區的間距係極 小.(約爲數微米)。 使周以供形成一光學元件之一金屬模具係藉由稱爲單 點鑽石車床細工(SPDT, Single-Point Dimond Turning)之 一種方法而製造,其中,具有微小直徑之一鑽石切割工具 0I9S3S_ _ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -98- 1239520 A7 _ B7 _ 五、發明説明(96) 係使用以供車床細工。然而,於藉由SPDT之一個金屬模 具的處理時,當形成其具有數微米的間距之類似環形區結 構的微小形狀者於一光學表面,利用雷射光束之效率係由 於一相位不匹配的部分而降低,其爲當鑽石切割工具之尖 端形狀爲轉移於金屬模具時所引起之一個問題。再者,光 刻法(photo-lithography)與蝕刻法(etching)爲應用於其中之 二元(binary)光學元件製造技術以及電子束抽取(drawing)技 術係代表製造光學元件之一種方法,其爲適用以高度準確 形成微小的形狀者。然而,其作成具有微小形狀於具有小 曲度半徑的光學表面之一光學元件(如同用於高密度光碟之 物鏡)的實例係未曾發表,且其作成爲使用於光學元件之射 出成型之一金屬模具的實例亦未曾發表。 再者,即使是當藉由使用其尖端爲足夠小之鑽石切割 工具而於技術上可能高度準確作出微小形狀以使得由於相 位不匹配的部分而引起之雷射光束之利用效率下降係非爲 問題於SPDT之金屬模具處理,或者即使是當可能作出具 有微小形狀之一光學元件於其具有小曲度半徑之光學表 面,或可能作出一金屬模具以使用於一光學元件之射出成 型,基於二元光學元件製造技術及電子束抽取技術,將 來,若具有約爲數微米的間距之一環形區的結構係設於其 具有小曲度半徑之光學表面,對於雷射光束之利用效率係 因爲環形區結構的一步級部分之成形的重大影響而降低且 造成一個問題。 因此,於物鏡0BJ2,第一光學元件L1之近軸倍率P1 本紙張尺標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) _ gg (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· •項再填寫太 訂 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 吐 印 製 1239520 A7 ___B7 五、發明説明(97) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) (mm_1)與第二光學元件L2之近軸倍率P2 (mm·1)係建立使 得可滿足:丨P1/P2 | S 0.2。由該環形區結構的一步級部 分之形狀的影響而引起對於雷射光束之利用效率的下降係 作成爲小,藉由設定對於其一繞射結構爲形成於光學表面 S1之第二光學元件L2的曲度半徑爲大,且物鏡OBJ2的一 數値孔徑係作成爲大,藉由設定其較接近於第二光學元件 L2之第一光學元件L1的光學表面S3之曲度半徑爲小。 由於第一光學元件L1係作成以承擔對於一光通量之大 部分的光會聚作用,藉由設定第一光學元件L1之近軸倍率 對於第二光學元件L2之近軸倍率的比値爲大,於通過其較 接近於一光碟之物鏡OBJ2的光學表面S4之一邊緣射線的 高度係大,且類似於物鏡爲單一透鏡者之情況的一工作距 離係固定,如同於物鏡.OBJ1。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製;37 再者,第二光學元件L2之近軸倍率P2係決定使得通 過第二光學元件L2且進入第一光學元件L1之光通量的一 邊緣射線可成爲一會聚的射線。歸因於此,光學表面S3之 有效直徑係小,藉此,第一光學元件L1之外徑係可作成爲 小,且因而第二光學元件L2之外徑亦可作成爲小,此係有 利於將物鏡OBJ2作成爲小。 由於形成於光學表面S1之繞射結構係藉由如同其爲形 成於物鏡OBJ1之光學表面S1的繞射結構之相同槪念而決 定,其詳細解說係將省略於此。 第4圖係顯示其使用此物鏡OBJ2之光學拾取裝置 PU2的示意圖。 019838____ 本&張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) .-)〇〇 . "" " 1239520 A7 B7 五、發明説明(98) 由於光學拾取裝置PU2係同於光學拾取裝置PU1,除 了該物鏡係其爲一混合式物鏡之物鏡OBJ2,對於光學拾取 裝置PU2之詳細解說係將省略於此。 於各實例之各個物鏡的非球面表面係表示於下式(算術 式2 ),當該光軸方向係X軸,對於光軸之垂直方向的高度 係h (m m),且折射表面之曲度的半徑係r (m m)。於其,/c 爲一錐形係數,且A2i爲一非球面表面係數。 (算術式2) X h”r 再者,於各實例之各個物鏡的繞射表面係可由下式(算 術式3)而表示爲光路徑差異函數(Db (mm)。在此,h (mm) 係對於光軸之垂直方向的高度,b2j係光路徑差異函數之一 係數(亦稱爲繞射表面係數),且η係產生於繞射表面之繞射 射線級。 (請先聞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 (算術式3) φζ, =rl^b2jh2 就此而論,於以下的圖表或圖式之情形,E (或e)係使 用以針對於10之指數的表示,且係表示爲例如E-02 ( = 10· 2)。 再者’於以下之各個實例的各個物鏡資料表,r (mm)
s N 祕 « 公 -101 - 1239520 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明( 顯示曲度之半徑,d (mm)顯示表面間隔’ Νλ1、Νλ2、與 Νλ3係分別顯示於波長λ1、λ2、與λ3之折射率’且vd顯 示於d線之阿貝數。 [實例] 接著,適於上述的第一實施例與第二實施例之實例係 將說明於後。 [例1] 透鏡資料爲顯示於表1之中的例1係一種塑膠的單一 透鏡,其係適當作爲於上述實施例中之物鏡〇BJ1’且形式 爲環形區之一繞射結構係形成於第一表面(S1)。於本例中 之物鏡,對於第一光碟D1、第二光碟D2、與第三光碟D3 之規格係假設如下: NA1=0.85,入1 =405 nm,t1=0.1 mm,m1=0 NA2 = 0.65, A2 = 650 nm, t2 = 0.6 mm, m2 = -0.03 ΝΑ3 = 0·50, λ3 = 780 nm, t3 = 1.2 mm, m3 = -0.14 形成於對應於NA3內側之共同區域以及對應於NA3-NA2內側之第一周邊區域的繞射結構之最佳化的波長λΒ與 最佳化的繞射級ηΒ係分別爲λΒ = 415 nm與ηΒ = 6,而形成 於對應於ΝΑ2-ΝΑ1內側之第二周邊區域的繞射結構之最佳 化的波長λΒ與最佳化的繞射級ηΒ係分別爲λΒ = 405 nm與 η B = 8 ° 因此,於共同區域與第一周邊區域,六級的繞射光線 ^^-批衣 ;1Τ. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張曹家標準(CNS ) Α4規格(210/ 297公^1 - 1239520 Α7 __Β7_ 五、發明説明(1〇? 係對於發射自半導體雷射LD1之405 nm的雷射光束而產 生,四級的繞射光線係對於發射自半導體雷射LD2之650 nm的雷射光束而產生,且三級的繞射光線係對於發射自半 導體雷射LD3之780 nm的雷射光束而產生,使得於各個 情形之繞射光線量可爲最大,而於第二周邊區域,八級的 繞射光線係對於發射自半導體雷射LD1之405 nm的雷射 光束而產生,五級的繞射光線係對於發射自半導體雷射 LD2之650 nm的雷射光束而產生,且四級的繞射光線係對 於發射自半導體雷射LD3之780 nm的雷射光束而產生, 使得於各個情形之繞射光線量可爲最大。 經 濟 部 智 慧 財 產 局 消 費 合 社 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 若其較λ1爲長5 nm之波長410 nm的一雷射光束係 進入以上述方式所決定的繞射結構,於本例之物鏡的球面 像差係改變於修正不足之方向,如於第5(a)圖之球面像差 圖所顯示。於本例之物鏡,因此,係作成具有縱向色像差 之波長相依關係,其改變於後焦距成爲較長之方向,藉 此,對於後焦距之變化量ACA (假使於其較λ1爲長5 nm之 具有波長410 nm的一雷射光束之入射時)與對應於NA1的 邊緣射線之變化量ASA (假使於其較上述的波長λ1爲長5 nm之具有波長410 nm的一雷射光束之入射時)係作成以滿 足關係式:-1<ACA /ASA <0,造成一種透鏡,其中,影像 點之最佳位置的變化係可控制爲最小,甚至是當半導體雷 射LD1引起模式跳躍時。於此情形,對於後焦距之變化量 A CA係由第5(a)圖中之405 nm與410 nm圖形的底部之移 動寬度所指出,而邊緣射線之變化量Δ3Α係由其介於405 本紙張尺度適用 .用T.國國丨 家W ( CNS ) A4規格(210X 297公釐) .巧〇3 1239520 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明(1〇)1 nm圖形的頂部(其係平行移動而直到其底部爲重疊於410 nm圖形的底部)與41 0 nm圖形的頂部之間的寬度所指出。 附帶一提,若於物鏡0 B J 1的繞射結構之近軸倍率p D 係設定爲大,則可能得到具有對於半導體雷射LD1之模式 跳躍的光會聚性能爲惡化情形較少之一種透鏡’因爲於波 長λ1的附近之縱向色像差係可爲滿意地修正。然而’若於 波長λ1的附近之縱向色像差係全然修正’則於波長λ2至 入3的區域之縱向色像差係修正過度,且對於半導體雷射 LD2、或半導體雷射LD3之模式跳躍的光會聚性能之惡化 情形係成爲嚴重,而造成對於第二與第三光碟之資訊的記 錄可能爲未準確進行之疑慮。 因此,於本例中之物鏡,繞射結構之近軸倍率P D係建 立使得其可滿足:o.5xicr2<PD<5.〇xicr2,以防止·對於半導 體雷射LD2與LD3之模式跳躍的光會聚性能之惡化情形成 爲嚴重。 再者,如爲於第5(b)與5(c)圖之球面像差圖所顯示, 其爲發射自半導體雷射LD2且通過第二周邊區域之具有波 長650 nm的雷射光束係成爲閃光成分於第二光碟D2之一 資訊記錄表面,而其爲發射自半導體雷射LD3且通過第一 與第二周邊區域之具有波長780 nm的雷射光束係成爲閃光 成分於第三光碟D3之一資訊記錄表面,因此,對於NA2 與N A3之孔徑限制係自動進行。0199Q2_ 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -104- 123952ο A7 B7 、、發明説明(1呷 表1 例1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 對於波長λ1 =405 nm 焦距·Μ =2 _ 00 mm,影像側數値孔徑NA1 =0.85,放大 率 mi =〇 對於波長λ2 = 650 nm 焦距f2 = 2.07 mm,影像側數値孔徑ΝΑ2 = 0·65,放大 率 ni2 = -0.03 對於波長λ3 = 780 nm 經濟部智慧財產局員工消費合作社 λ1=405 nm λ2=650 nm λ3=780 nm d〇 00 63.0204 16.0073 d2 0.1 000 0.6000 1.2000 d3 0.7055 0.5217 0.3538 焦距f 3 = 2.07 mm,影像側數値孔徑NA3 = 0.50,放大 5 m3 = -0.14 編號 r(mm) d(mm) Νλ1 Νλ2 Νλ3 vd 註 s〇 d〇 mm 光源 丄L光圈) 參閱下表 參閱下表 1.52469 1.50661 1.50500 56.5 物鏡 s2 -2.7583 d2 (變數) ,_3 〇0 d3 (變數) 1.61950 1.57756 1.57062 30.0 透明基板 _4 oo
Mm 、張尺度適用中國^&家標) A4規格(nows?公襲1 · ι〇5 _ 經濟部智慧財產笱員工消費合作社印製34 1239520 A7 _B7 _ 五、發明説明(1〇f 第一表面 繞射級·最佳化之波長·曲度之半徑·透鏡厚度·非 球面表面係數· :IT (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 繞射表面係數 h 0<h<1.35 h>1.35 η 1 /η2/η3 6/4/3 8/5/4 λΒ 415 n m 405 nm Γ 1.1551 1.1660 d1 2.2000 2.2000 κ -6.4035E-01 -5.8616E-01 Α4 -5.9766E-04 -5.491 3E-03 Α6 -4.7564E-03 -7.0850E-03 Α8 -1.2137E-03 4.9961E-05 Α1 0 5.8511E-04 1.0862E-03 Α1 2 -2.7474E-04 -2.9682E-04 Α1 4 3.3895E-05 -1.2566E-05 Α1 6 -4.6696E-05 -6.3629E-05 Α1 8 2.5452E-05 2.4493E-05 Α20 -4.8620E-06 -2.6949E-06 b2 2.3318E-03 1.0991 E-03 b4 -8.9867E-04 -5.1 923E-04 b6 -5.3246E-04 -2.8692E-04 b8 -6.2181 E-05 -2.3236E-05 b1 0 -4.6234E-06 -2.8513E-06 本紙張尺度適角奉(CNS ) A4規格(210X 297公釐) _1〇6_ 1239520 A7 B7 五、發明説明(1〇f 第二表面 非球面表面係數 Κ -4.3900Ε+01 Α4 1.0752Ε-01 Α6 -5.1 322Ε-02 Α8 -1 .1 890Ε-02 Α1 0 1.9650Ε-02 Α12 -2.2078Ε-03 Α14 -2.4657Ε-03 Α16 6.4120Ε-04 Α1 8 Α20 .[例 2] (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 透鏡資料爲顯示於表2之中的例2係一種塑膠的單一 透鏡,其係適當作爲於上述實施例中之物鏡0BJ1’且形式 爲環形區之一繞射結構係形成於第一表面(S 1) °於本例中 之物鏡,對於第一光碟D1、第二光碟D2、與第三光碟D3 之規格係假設如下: ΝΑ1=0.85, λ1=405 nm, t1=0.1 mm,m1=0 NA2 = 0.65,λ2 = 650 nm,t2 = 0.6 mm,m2 = -0.02 NA3 = 0.5Q,λ3 = 780 nm,t3 = 1.2 mm, m3 = -0.15 形成於對應於NA3內側之共同區域以及對應於NA3-NA2內側之第一周邊區域的繞射結構之最佳化的波長λΒ與 最佳化的繞射級ηΒ係分別爲λΒ = 380 nm與ηΒ=2,而形成 本紙張尺度適@5§^|^(。灿)八4規格(2]0\ 297公釐) -107 - 1239520
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製4-S A7 B7五、發明説明(1〇f 於對應於NA2-NA1內側之第二周邊區域的繞射結構之最佳 化的波長λΒ與最佳化的繞射級nB係分別爲λΒ = 405 nm與 η B = 2 〇 因此,於共同區域與第一周邊區域,二級的繞射光線 係對於發射自半導體雷射LD1之405 nm的雷射光束而產 生,一級的繞射光線係對於發射自半導體雷射LD2之650 n m的雷射光束而產生,且一級的繞射光線係對於發射自半 導體雷射LD3之780 nm的雷射光束而產生,使得於各個 情形之繞射光線量可爲最大。 再者,於本例中之物鏡,繞射結構之近軸倍率PD係建 立使得其可滿足:〇.5x10_2<PD<5.〇x1(T2,以防止對於半導 體雷射LD2與LD3之模式跳躍的光會聚性能之惡化情形成 爲嚴重。 再者,如爲於第6(b)與6(c)圖之球面像差圖所顯示, 其爲發射自半導體雷射LD2且通過第二周邊區域之具有波 長650 nm的雷射光束係成爲閃光成分於第二光碟D2之一 資訊記錄表面,而其爲發射自半導體雷射LD3且通過第一 與第二周邊區域之具有波長780 nm的雷射光束係成爲閃光 成分於第三光碟D3之一資訊記錄表面,因此,對於ΝΑ2 與Ν A3之孔徑限制係自動進行。 I--------衣----Ί--1T------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺 家標準(匸灿)六4規格(210乂 297公釐) -1〇8 - 1239520 A7 _______ B7五、發明説明(1〇f 表2例2 對於波長λ1 =405 nm 焦距Π =2.00 mm,影像側數値孔徑NA1 =0.85,放大 率 m 1 =0 對於波長λ2 = 650 nm 焦距f2 = 2.07 mm,影像側數値孔徑NA2 = 0.65,放大 率 m2 = -0.02 對於波長λ3 = 780 nm (請先閱讀背面之注意事項再填. :寫本頁) 焦距f3 = 2.06 mm,影像側數値孔徑ΝΑ3 = 0·50,放大 率 γπ3 = -0·15 表面編號 r(mm) d(mm) Νλ1 Νλ2 Νλ3 vd 註 0 do (變數) 光源 1 (光圏) 參閱下表 參閱下表 1.52469 1.50661 1.50500 56.5 物鏡 2 -2.3673 d2 (變數) 3 〇0 d3 (變數) 1.61950 1.57756 1.57062 30.0 透明基板 4 〇0 經濟部智慧財產局員工消費合作社卬製3Ψ λ 1 =405 nm λ2=650 nm λ3=780 nm d0 οο 63.0204 16.0073 d2 0.1000 0.6000 1.2000 d3 0.7030 0.5094 0.3655 本纸張尺度適用甲_絮標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) _ 1 〇9 - 1239520 A7 _B7_ 五、發明説明(1〇f 第一表面 繞射級·最佳化之波長·曲度之半徑·透鏡厚度·非 球面表面係數· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 繞射表面係數 h 0<h<1.35 h>1.35 η 1 /η2/η3 2/1/1 2/1/1 λΒ 380 nm 4 05 nm r 1.3710 1.3766 d1 2.2671 2.2634 κ -5.6443E-01 -5.6812E-01 A4 1.0155E-02 1.6385E-02 A6 6.8473E-03 1.8095E-04 A8 -6.8834E-04 2.7706E-03 A1 0 1.1420E-03 3.3729E-04 A12 5.5347E-04 -3.4111E-04 A1 4 -1.0087E-03 8.41 95E-05 A1 6 5.2327E-04 -2.0012E-05 A1 8 -6.9277E-05 2.2938E-05 A20 -6.3930E-06 -6.0839E-06 b2 -7.6135E-03 -6.61 73E-03 b4 1.2749E-03 1.8707E-03 b6 1.6024E-03 -4.2577E-04 b8 -2.8326E-04 1.0036E-03 b1 0 1.2298E-04 -2.0596E-04 019ΠΠ«_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -11〇 - ^ :IT (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1239520 A7 B7
五、發明説明(10P 第二表面 非球面表面係數 K -2.4528E + 01 A4 4.3024E-02 A6 -7.2838E-03 A8 -6.8737E-03 A1 0 2.9824E-03 A12 -1.6397E-05 A1 4 -1.6456E-04 A1 6 1.9141E-05 A1 8 A20 [例3] (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S製34 透鏡資料爲顯示於表3之中的例3係一種混合式物 鏡,其係適當作爲於上述實施例中之物鏡OBJ2,且爲其代 表第一光學元件L1之一玻璃透鏡與其代表第二光學元件 L2之一塑膠透鏡所構成,第一光學元件L1之二個光學表 面係均代表一非球面表面,於第二光學元件L2之形式爲環 形區的一繞射結構係形成於其爲一非球面表面且較接近於 光源之光學表面上。於本例之物鏡,對於第一光碟D1、第 二光碟D2、與第三光碟D3之規格係假設如下: NA1 =0.85, λ1 =405 nm,t1 =0.1 mm, ml =0 NA2 = 0.65, λ2 = 655 nm, t2 = 0.6 mm, ηι2 = -0·04 ΝΑ3 = 0·50,λ3 = 785 nm, t3 = 1.2 mm, m3 = -0.14 ΐ紙張尺度適( CNS ) A4規格(210X297公釐) _ 111 一 1239520 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ____ B7五、發明説明(1〇f 形成於對應於NA3內側之共同區域、對應於NA3-NA2 內側之第一周邊區域、以及對應於NA2-NA1內側之第二周 邊區域的繞射結構之最佳化的波長λΒ與最佳化的的繞射級 ηΒ係分別爲λΒ = 380 nm與ηΒ = 2。 因此,於形成於種種區域的繞射結構,二級的繞射光 線係對於發射自半導體雷射LD1之具有波長405 nm的雷 射光束而產生,一級的繞射光線係對於發射自半導體雷射 LD2之具有波長655 nm的雷射光束而產生,且一級的繞射 光線係對於發射自半導體雷射LD3之具有波長785 nm的 雷射光束而產生,使得所產生之各個繞射光線可具有最大 的繞射光線量。 若其較λ1爲長5 nm之波長410 nm的一雷射光束係 進入以上述方式所決定的繞射結構,於本例之物.鏡的球面 像差係改變於修正不足之方向,如於第7(a)圖之球面像差 圖所顯示。於本例之物鏡,因此,係作成具有縱向色像差 之波長相依關係,其改變於後焦距成爲較短之方向,藉 此,對於後焦距之變化量ΔΟΑ (假使於其較λ1爲長5 nm之 具有波長410 nm的一雷射光束之入射時)與對應於NA1的 邊緣射線之變化量ASA (假使於其較上述的波長λ1爲長5 n m之具有波長41 0 n m的一雷射光束之入射時)係作成以滿 足關係式:-1<ACA MSA <0,造成一種透鏡,其中,影像 點之最佳位置的變化係可控制爲最小,甚至是當半導體雷 射LD1引起模式跳躍時。 再者,於本例中之物鏡,因此,繞射結構之近軸倍率 0 本紙張尺度適用 (CNS ) A4規格(210X297公釐) 112- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1239520 A7 __ B7五、發明説明(1tP PD係建立使得其可滿足·· 0.5x1CT2<PD<5.0x10_2,以防止 對於半導體雷射LD2與LD3之模式跳躍的光會聚性能之惡 化情形成爲嚴重。 再者,如爲於第7(b)與7(c)圖之球面像差圖所顯示, 其爲發射自半導體雷射LD2且通過第二周邊區域之具有波 長655 nm的雷射光束係成爲閃光成分於第二光碟D2之一 資訊記錄表面,而其爲發射自半導體雷射LD3且通過第一 與第二周邊區域之具有波長785 rvm的雷射光束係成爲閃光 成分於第三光碟D3之一資訊記錄表面,因此,對於NA2 與N A3之孔徑限制係自動進行。 (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卬製 019911 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -113- 1239520 A 7 B7 五、發明説明(11)1 表3 例3 對於波長λ 1 = 4 0 5 n m 焦距f1 =2.05 mm,影像側數値孔徑NA1=0.85,放大 率 m 1 =0 對於波長入2 = 655 nm 焦距f2 = 2.14 mm,影像側數値孔徑NA2 = 0.65,放大 率 m 2 = - 0 · 0 4 對於波長λ3 = 785 nm (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 焦距f3 = 2.14 mm,影像側數値孔徑N A3 = 0.50,放大 率 m3 = -0.14 表面編號 r(mm) d(mm) Νλ1 Νλ2 Νλ3 vd 註 0 d〇 mm 光源 1 參閱下表 參閱下表 1.52491 1.50673 1.50345 56.5 物鏡 2 3601075.34 0.1000 3(光圏) 1.5401 2.5000 1.71558 1.68966 1.68469 53.2 4 -9.9695 d4(變數) 5 〇〇 d5 (變數) 1.61950 1.57721 1.57042 30.0 透明基板 6 〇〇 λ1=405 nm λ2=650 nm λ3=780 nm d0 CO 50.0172 1 4.9264 d4 0.1 000 0.6000 1.2000 d5 0.5999 0.4641 0.2717 019312 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) _ 114 - 1239520 A7 ___B7 五、發明説明(11f 第一表面 繞射級·最佳化之波長·曲度之半徑·透鏡厚度·非 球面表面係數· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 繞射表面係數 h 0<h<1.153 1 .153<h<1.43 h>1.43 n1/n2/n3 2/1/1 2/1/1 2/1/1 λΒ 380 nm 38 0 nm 380 nm r -1 0.4666 -11.8021 -20.6595 d1 1.000 1.000 1.000 K -1.1 000E + 01 -1.1 000E + 01 -1.1 000E + 01 A4 2.8254E-02 1.7590E-02 6.1 773E-03 A6 -7.1 556E-03 -9.2533E-04 -5.4273E-04 A8 1.2671 E-03 1.4113E-03 2.9967E-03 A1 0 3.5495E-04 -4.8688E-04 -1.5628E03 A1 2 -7.3561E-05 2.6450E-05 2.0226E-04 b2 -1 .1 764E-02 -1.1 036E-02 -9.5589E-03 b4 6.5468E-02 -5.6496E-04 8.7375E-04 b6 8.4835E-04 1.0458E-03 -6.6414E-04 b8 -5.6702E-04 -5.9605E-05 [6233E-04 b1 0 2.1 908E-04 8.6727E-06 4.1 737E-06 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) &張尺度準(CNS ) A4規格( 210X297公釐) -115- 1239520 A7 B7 五、發明説明(11?第二表面 非球面表面係數 K 1.0000E + 01 A4 1.7777E-02 A6 -5」797E-03 A8 3.3246E-03 A1 0 -1 .1 994E-03 A1 2 -3.6860E-06 A1 4 3.081 9E-05 A1 6 A1 8 A20 ---------批衣-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第三表面 非球面表面係數 K -6.0595E-01 A4 -1.2358E-03 A6 2.2753E-03 A8 1.7452E-03 A1 0 -1.6775E-03 A1 2 5.1 978E-04 A1 4 -6.4585E-05 A1 6 6.1 456E-07 A1 8 A20 Φ 本紙 國家標準(匸奶)八4規格(210/ 297公釐) -116- 1239520 A 7 B7 五、發明説明(11f 第四表面 非球面表面係數 K 2.0000E+00 A4 6.5322E-02 A6 -7.5864E-02 A8 5.9002E-02 A1 0 -1.0020E-02 A12 -1.6829E-02 A14 7.5707E-03 A1 6 A1 8 A20 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) [例4] 經濟部智慧財產局員工消肾合作社卬製 透鏡資料爲顯示於表4之中的例4係一種混合式物 鏡,其係適當作爲於上述實施例中之物鏡OBJ2,且爲其代 表第一光學元件L1之一塑膠透鏡與其代表第二光學元件 L2之一塑膠透鏡所構成,第一光學元件L1之二個光學表 面係均代表一非球面表面,於第二光學元件L2之形式爲環 形區的一繞射結構係形成於其爲一非球面表面之二個光學 表面。於本例之物鏡,對於第一光碟D1、第二光碟D2、 與第三光碟D3之規格係假設如下: NA1=0.85,λ1=405 nm,11=0.1 mm, m 1 =0 NA2 = 0.65, A2 = 650 nm, t2 = 0.6 mm, m2 = -0.11 -117- 1國家標準(〇奶)六4規格(210/ 297公釐) 1239520 Μ Β7 經 濟 部 智 慧 財 產 局 消 費 合 社 印 製 五、發明説明( ΝΑ3 = 0·50,λ3 = 780 nm, t3 = 1.2 mm,m3 = -0.20 形成於對應於NA3內側之共同區域以及對應於NA3-NA2內側之第一周邊區域的繞射結構之最佳化的波長λΒ與 最佳化的繞射級ηΒ係分別爲λΒ = 380 nm與ηΒ = 2。形成於 對應於ΝΑ2-ΝΑ1內側之第二周邊區域的繞射結構之最佳化 的波長λΒ與最佳化的繞射級ηΒ係分別爲λΒ = 405 nm與 η B = 3 〇 因此,於共同區域與第一周邊區域,二級的繞射光線 係對於發射自半導體雷射LD1之波長405 nm的雷射光束 而產生,一級的繞射光線係對於發射自半導體雷射LD2之 波長650 nm的雷射光束而產生,且一級的繞射光線係對於 發射自半導體雷射LD3之波長780 nm的雷射光束而產 生,使得產生之各個繞射光線可具有最大的繞射光線量, 而對於第二周邊區域,三級的繞射光線係對於發射自半導 體雷射LD1之波長405 nm的雷射光束而產生,二級的繞 射光線係對於發射自半導體雷射LD2之波長650 nm的雷 射光束而產生,使得產生之各個繞射光線可具有最大的繞 射光線量,且對於第二周邊區域,一級的繞射光線與二級 的繞射光線係對於發射自半導體雷射LD3之波長780 nm 的雷射光束而產生具有類似的繞射射線量。 再者,於本例中之物鏡,繞射結構之近軸倍率P D係建 立使得其可滿足:0.5x1CT2<PD<5.〇x1CT2,針對假使對於第 二光碟之記錄/再生時的放大率m2以及假使對於第三光碟 之記錄/再生時的放大率m3,以防止對於半導體雷射LD2 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張 家 標準(CNS ) A4規格(2丨0X 297公釐) 118- 1239520 A7 _B7五、發明説明(11f 與LD3之模式跳躍的光會聚性能之惡化情形成爲嚴重。 再者,如爲於第8(b)與8(c)圖之球面像差圖所顯示, 其爲發射自半導體雷射LD2且通過第二周邊區域之具有波 長650 nm的雷射光束係成爲閃光成分於第二光碟D2之一 資訊記錄表面,而其爲發射自半導體雷射LD3且通過第一 與第二周邊區域之具有波長780 nm的雷射光束係成爲閃光 成分於第三光碟D3之一資訊記錄表面,因此,對於NA2 與N A3之孔徑限制係自動進行。 附帶一提,於該光學拾取裝置中,物鏡係由於半導體 雷射的光發射點之追蹤誤差而偏離中心爲大約〇. 2 m m。此 係等同於:當發散的光線係進入物鏡時,對於物鏡而言,光 發射點係成爲其具有物高度0.2 m m之一離軸的物點。針對 物高度0.2 mm之於本例的物鏡之波前像差係對於第二光碟 爲0·025λ2 rms而對於第三光碟爲0·033λ3 rms,且優異的 追蹤特性係得到於其使用在當一發散的光通量爲進入物鏡 時之第二與第三光碟。 (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 G 本紙家標準(CNS) A4規格 (210X 297公釐) -119 - 1239520 A7 _____B7_ 五、發明説明(11f 表4 例4 對於波長λ 1 = 4 0 5 n m 焦距Π =2.20 mm,影像側數値孔徑ΝΑ1=0·85,放大 率 m 1 =0 對於波長λ2 = 650 nm 焦距f2 = 2.26 mm,影像側數値孔徑NA2 = 0.65,放大 率 m2 = -0.1 1 對於波長λ3 = 780 nm (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「,:; Γ W 焦距f 3 = 2 _ 27 mm,影像側數値孔徑N A3 = 0.50,放大 率 m3 = -0.20 表面編號 r(mm) d(mm) Νλ1 Νλ2 Νλ3 vd 註 0 d〇 (變數) 光源 1 參閱下表 參閱下表 1.52469 1.50661 1.50500 56.5 物鏡 2 參閱下表 0.0500 3(光圈) 1.5528 2.9500 1.56013 1.54090 1.53734 56.3 4 -2.1403 d4 (變數) 5 00 d5 (變數) 1.61956 1.57785 1.57088 30.0 透明基板 6 〇〇 λ1=405 nm λ2=650 nm λ3=780 nm dO 00 20.8653 11.4565 d4 0.1000 0.6000 1.2000 d5 0.4872 0.4851 0.2979 ^張尺 標準(〇奶)八4規格(210/ 297公釐) -120 _ 1239520 A7 B7 五、發明説明(11f 第一表面 繞射級·最佳化之波長 球面表面係數· 曲度之半徑·透鏡厚度·非 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 繞射表面係數 h 0<h<1.479 h>1.479 π 1 /π2/π3 2/1/1 3/2/2 λΒ 380 nm 405 nm 厂 -75.9093 -75.9093 d1 2.2671 2.2634 κ -1.931 4E + 03 -1.931 4E + 03 Α4 6.7348E-03 6. 7348E-03 Α6 1.0224E-03 1.0224E-03 Α8 3.3638E-06 3.3638E-06 A1 0 -1.6208E-04 -1.6208E-04 A1 2 -1.5907E-06 -1.5907E-06 A1 4 •3.4313E-07 -3.431 3E-07 b2 -4.9508E-03 -3.51 76E-03 b4 -2.1 580E-03 -1.5333E-03 b6 6.4135E-04 4.5569E-04 b8 3.7355E-05 2.6541E-05 b1 0 -3.01 58E-05 -2.1 428E-05 ---------^9·^-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 本紙張尺>5 tm 標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -121 1239520 A7 B7 五、發明説明(11f 第二表面 繞射級♦最佳化之波長·曲度之半徑·透鏡厚度·非 球面表面係數· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 繞射表面係數 h 0<h<1.479 h>1.479 η 1 /n2/n3 2/1/1 3/2/2 λΒ 380 nm 405 nm Γ -29.0672 -29.0672 d1 2.2671 2.2634 κ -1.3788E + 03 -1.3788E + 03 Α4 1.0726E-02 1.0726E-02 Α6 1.6748E-04 1.6748E-04 Α8 -4.9758E-04 -4.9758E-04 Α1 0 -2.1 960E-05 -2.1 960E-05 Α1 2 -1.0692E-05 -1.0692E-05 Α1 4 6.4879E-06 6.4879E-06 b2 -4.6811E-04 -3.3261E-04 b4 7.6852E-06 5.4606E-06 b6 2.6310E-04 1.8694E-04 b8 -8.4343E-05 -5.9928E-05 b1 0 -9.9442E-06 -7.0656E-06 019920 -裝*-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、11 i# J W本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) _ 122 _ 1239520 A7 B7 五、發明説明(12? 第三表面 經濟部智慧財產局8工消費合作社印製 非球面表面係數 K -7.1 373E-01 A4 8.2690E-03 A6 9.7887E-04 A8 -1.1881 E-03 A1 0 7.7852E-04 A1 2 -1.61 1 4E-04 A1 4 -4.7416E-05 A1 6 1.6534E-05 A1 8 2.7589E-06 A20 -1 . 1 891 E-06 第四表面 非球面表面係數 K -1.0211E+01 A4 9.3235E-02 A6 -7.9444E-02 A8 1.9703E-02 A1 0 1 .1 928E-03 A1 2 -9.1615E-04 A1 4 -1.7067E-06 A1 6 A1 8 A20 丨 ^ ^IT (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 011321_ 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規袼(2】ΟΧ 297公釐) _ 123 · 1239520 A7 B7 五、發明説明(1今 [例4,】 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 透鏡資料爲顯示於表4 ’之中的例4 ’係一種混合式物 鏡,其係適當作爲於上述實施例中之物鏡0BJ2,且爲其代 表第一光學元件L1之一塑膠透鏡與其代表第二光學元件 L2之一塑膠透鏡所構成,第一光學元件L1之二個光學表 面係均代表一非球面表面,於第二光學元件L2之形式爲環 形區的一繞射結構係形成於其爲一非球面表面且較接近於 光源之光學表面上。於本例之物鏡,對於第一光碟D1、第 二光碟D2、與第三光碟D3之規格係假設如下: ΝΑ1=0.87,λ1 =408 nm,t1=0.1 mm, m1=0 NA2 = 0.67,λ2 = 658 nm,t2 = 0.6 mm, m2 = -0.12 NA3 = 0.51, A3 = 785 nm, t3 = 1.2 mm, m3 = -0.20 形成於對應於NA3內側之共同區域以及對應於NA3-NA2內側之第一周邊區域的繞射結構之最佳化的波長λΒ與 最佳化的繞射級ηΒ係分別爲λΒ = 408 nm與ηΒ = 8,而形成 於對應於ΝΑ2-ΝΑ1內側之第二周邊區域的繞射結構之最佳 化的波長λΒ與最佳化的繞射級ηΒ係分別爲λΒ = 408 nm與 nB = 6。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 因此,於共同區域與第一周邊區域,八級的繞射光線 係對於發射自半導體雷射LD1之408 nm的雷射光束而產 生,五級的繞射光線係對於發射自半導體雷射LD2之658 n m的雷射光束而產生,且四級的繞射光線係對於發射自半 導體雷射LD3之785 nm的雷射光束而產生,使得於各個 情形之繞射光線量可爲最大,而於第二周邊區域,六級的 -124- 本紙1尺度適;0^^|:慈楚(。奶)六4規格(2]〇>< 297公釐了 1239520 A7 B7 五、發明説明(12f 繞射光線係對於發射自半導體雷射L D 1之4 0 8 n m的雷射 光束而產生,四級的繞射光線係對於發射自半導體雷射 LD2之6 58 nm的雷射光束而產生’且三級的繞射光線係對 於發射自半導體雷射LD3之785 nm的雷射光束而產生, 使得於各個情形之繞射光線量可爲最大。 再者,如於第8’(b)與8’(c)圖之球面像差圖所顯示,其 爲發射自半導體雷射LD2且通過第二周邊區域之具有波長 658 nm的雷射光束係成爲閃光成分於第二光碟〇2之一資 訊記錄表面,而其爲發射自半導體雷射LD3且通過第一與 第二周邊區域之具有波長785 nm的雷射光束係成爲閃光成 分於第三光碟D3之一資訊記錄表面,因此,對於NA2與 N A3之孔徑限制係自動進行。 (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 本紙張尺詹適 (/-X7C \ I ?iny 1239520 A7 B7 五、發明説明(12f 表4’ 例4’ 對於波長λ1 =408 nm 焦距Π =2.20 mm,影像側數値孔徑NA1 =0.87,放大 率 m 1 =0 對於波長λ2 = 658 nm 焦距f2 = 2.26 mm,影像側數値孔徑NA2 = 0.67,放大 率 m2 = -0.1 2 對於波長入3 = 785 nm 焦距f3 = 2.27 mm,影像側數値孔徑NA3 = 0.51,放大 (請先閲讀背面之注意事 ▼項再填· 寫本頁) 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 率 m3 = -0.20 表面編號 r(mm) d(mm) Νλ1 Νλ2 Νλ3 vd 註 0 d〇 (變數) 光源 1 參閱下表 1.9500 1.52424 1.50643 1.50497 56.5 物鏡 2 參閱下表 0.0500 3(光圈) 1.4984 2.7000 1.55965 1.54062 1.53724 56.3 4 -2.2641 d4 (變數) 5 〇〇 d5 (變數) 1.61830 1.57701 1.57042 30.0 透明基板 6 〇〇 λ 1 =405 n m 入2=650 nm λ3=780 nm d0 〇0 20.8653 1 1.4565 d4 0.1000 _0.6000 1.2000 d5 0.4872 0.4851 0.2979 本紙張尺度準(CNS ) A4規格(2lQx 297公釐)_ 126 1239520 A7 B7 五、發明説明(12f 第一表面 繞射級·最佳化之波長·曲度之半徑·透鏡厚度·非 球面表面係數·
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製3G 繞射表面係數 h 0<h<1. 1 9 1 119<h^1.54 1.54<h η 1/n2/n3 8/5/4 8/5/4 6/4/3 λΒ 408 nm 408 nm 408 nm r 28.4866 27.3901 26.2080 κ 7.8485E+01 -6.6536E+02 -4.41 29E + 02 Α4 4.2859E-03 1.3518E-02 6.7817E-03 Α6 1.2603E-02 -2.9627E-03 2.1701E-04 Α8 -1.4130E-02 -1.4078E-03 -3.9874E-04 A1 0 3.7955E-03 4.5455E-04 -2.8647E-05 A1 2 1.8142E-04 2.6425E-05 -3.6462E-06 A1 4 0.0000E+00 0.0000E+00 -4.0715E-06 b2 -2.3267E-03 -2.11 02E-03 -2.31 77E-03 b4 6.7507E-04 5.9426E-04 -1.5985E-04 b6 4.7375E-04 -1.3167E-04 1.0469E-04 b8 -8.6694E-04 -1.4033E-04 8.21 20E-06 b1 0 2.8693E-04 5.0353E-05 -1.0341E-05 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. -項再填寫太 訂 __019925_ 本紙張尺度適用巾顚家操準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) 1239520 A7 B7 五、發明説明(12f 第二表面 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製^一 曲度之半徑·非_ ^面表面係數 h 0<h<1.54 1.54<h 厂 65.9724 643.781 5 K 1.0000E + 01 1.0000E + 01 A4 3.1 093E-03 8.9754E-03 A6 -1.3025E-03 -8.1 022E-04 A8 1 .2188E-03 -6.8268E-04 A1 0 -5.8067E-04 7.9746E-05 A1 2 6.7139E-05 -4.7903E-06 A1 4 0.0000E+00 0.0000E+00 第三 表面 非球面表面係數 K -6.4822E-01 A4 2.0499E-02 A6 -7.1 252E-03 A8 2.6231E-03 A1 0 4.9955E-04 A1 2 -3.8169E-04 A1 4 9.561 2E-05 A1 6 -1 . 1 952E-05 A1 8 1.8416E-06 A20 2.1 732E-07 (請先閱讀背面之注意事 4 項再填. 裝— :寫本頁) 訂 本紙張 標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -128- 1239520 A7 B7 五、發明説明(12f 第四表面 非球面表面係數 A4 A6 A8 A1 0 A1 2 A1 4 A1 6 A1 8 A20 -4.91 32E + 01 2.7393E-02 5.901 2E-02 -3.0228E-02 6.0674E-03 4.8664E-05 2.7695E-03 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 (請先閱讀背面之注意事 •項再填· :寫本頁} 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製ibi [例5] 本例係塑膠物鏡,其係適當作爲於上述實施例中之物 鏡OBJ1。欲得到本例之物鏡特性,定義的是,用於第一光 碟(藍紫光半導體雷射爲使用於其之下一代的高密度光碟)之 第一光源的波長λΐ係405 nm,用於第二光碟(DVD)之第二 光源的波長λ2係650 nm,用於第三光碟(CD)之第三光源的 波長λ3係7 80 nm,第一光碟之透明基板厚度tl係0.1 mm,第二光碟之透明基板厚度t2係0.6 mm,且第三光碟 之透明基板厚度t3係1.2 mm。再者,用於進行資訊之記錄 與再生於第一至第三光碟所必要的影像側數値孔徑NA1、 NA2與NA3係分別假設爲0.85、0.65、與0.50。 本紙張尺, 彖標準((:阳)六4規格(210/ 297公釐了 -129- 1239520 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製$G7 五、發明説明(12ί 於第9至1 1圖,於本例的物鏡之λ1 =405 nm、λ2 = 650 nm、及λ3=780 nm的光路徑圖係顯示。再者,於第12圖’ 對於本例的物鏡之λ1 =405 nm爲達到數値孔徑〇·85之球面 像差圖係顯示。再者,於第13圖,當其等於由λ1 =405 nm 與ΝΑΙ 0.85之組合所決定的光圏直徑之光通量直徑的 λ2 = 6 5 0 nm之光線爲作成入射於其時之球面像差圖係顯示。 再者,於第14圖,當其等於由λ1 =405 nm與NA1 0.85之 組合所決定的光圏直徑之光通量直徑的λ3 = 780 nm之光線 爲作成入射於其時之球面像差圖係顯示。 於本例之物鏡,藉由形成於光通量入射表面(S1)之繞射 結構(未顯示)的作用,由於三種光碟之透明基板厚度的差異 所產生之球面像差係精細修正於供進行資訊之記錄及再生 於個別的光碟所必要之影像側數値孔徑。就此而論,於本 例之物鏡的預定影像側數値孔徑之波前像差係如後:當 λ1=405 nm、NA1 0.85、及 tl=0.1 mm 時爲 0.008λ1 rms;當 λ2 = 650 nm、NA2 0.65、及 t2 = 0.6 mm 時爲 0.003λ2 rms; 且,當 λ3 =780 nm、ΝΑ3 0.50、及 t3 = 1.2 mm 時爲 0.〇〇5λ3 rms ° 再者,於本例中之物鏡,因爲其通過ΝΑ2 0.65的外側 區域之波長6 5 0 nm的光通量係作成閃光而使得光通量爲未 會聚於第二光碟之資訊記錄表面,再者,其通過NA3 0.50 的外側區域之光通量係作成閃光而使得光通量爲未會聚於 第二光碟之資訊記錄表面,光點係未聚焦爲超過需要者, 且足夠的邊緣係可爲固定以針對第二與第三光碟之碟片歪 本纸張家標準(CNS ) A4規格(210X 297.公釐)7^30 - -- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 •項再填· 裝· 訂 # 1239520 A7 ______ B7 五、發明説明(12f 曲率(skew),再者,孔徑係對應於個別的光碟而自動調整 因此,無須單獨提供孔徑調整/改變機構,且光學拾取裝置 之結構係可作成爲簡單。 就此而論,作爲高密度之下一代的第一光碟,藉由假 設:透明基板厚度tl爲0.1 mm、光源之波長爲405 nm、以 及影像側數値孔徑爲0.8 5,光學設計係提出,然而,本發 明亦可應用於規格爲不同於此之光碟。 再者’光學設計係藉由假設:對於第二光碟(DVD)之影 像側數値孔徑爲0.65、以及對於第三光碟(CD)之影像側數 値孔徑爲0.50而提出,然而,本發明亦可應用於規格爲不 同於此之光碟。 本例之物鏡的透鏡資料係顯示於表5。 (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 7 t u :r s OQ 9Ι ο 1239520 Μ Β7 五、發明説明(12f 表5 例5 當波長λ1 =405 nm, (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 焦距fl =2.3 5 mm,影像側數値孔徑ΝΑ 1=0.85,放大率 m 1 = 0, 繞射級nl=2 當波長λ2 = 650 nm, 焦距f2 = 2.44 mm,影像側數値孔徑NA2 = 0.60,放大率 m2 = -0.1 0, 繞射級η 2 = 1 當波長 λ3 = 780ηιη, 焦£巨f 3 = 2.4 3 m m,影像側數値孔徑N A 3 = 0.4 5,放大率 m3 = -0 · 1 7, 繞射級n3 = l 表面編號 r(mm) d(mm) Νλΐ Νλ2 Νλ3 vd 註 0 dO (*1) 光源 1 1.561 2.750 1.52491 1.50690 1.50355 56.5 物鏡 2 -2.766 d2 (*2) .3 00 d3 (*3) 1.61950 1.57756 1.57062 30.0 透明基板 4 00 1 :(變數) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 * 2 :(變數) *3:(變數) 019930 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2丨0X 297公釐) -1 32 - 1239520 A7 B7
五、發明説明(13P λ 1 =4 0 5 nm λ2 = 6 5 0 nm λ3=780 nm d0 00 25.754 16.189 d2 0.100 0.600 1.200 d3 0.771 0.780 0.550 非球面表面係數 第一表面 第二表面 κ -4.7792E-01 -3.0529+01 A4 -1.6095E-03 5.4297E-02 A6 3.8846E-04 -5.3944E-03 A8 2.5985E-04 -2.8858E-03 A1 0 8.0200E-06 4.1563E-04 A12 -4.6137E-05 -2.6037E-05 A14 9.3 827E-06 4.7586E-05 A16 -1.2994E-07 -5.4700E-06 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I# •項再填· 裝. 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ί" 繞射表面係數 第二表面 b2 -5.0000E-03 b4 -8.3304E-04 b6 4.043 IE-04 b8 •3.9806E-05 b 1 0 -1 . 3 5 0 3 E - 0 5 於本例之物鏡,如於表6所顯示之類似環形區的繞射結構 019931_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -彳33 - 1239520 A7 B7 、、發明説明(13)1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 係形成於光通量入射面之非球面表面(於表5之第〜表面)。 於表6, “起點高度”表示自該環形區的起點之光軸的距 離,“終點高度”表示自該環形區的終點之光軸的距離, 且於有效直徑之環形區的數目係83。 表6 環形區編號 起點高度(mm) 終點高度(mm) 1 0.000 0.274 2 0.274 0.385 3 0.385 0.470 4 0.470 0.540 5 0.540 0.602 6 0.602 0.657 7 0.657 0.707 8 0.707 0.754 9 0.754 0.797 10 0.797 0.839 11 0.839 0.878 12 0.878 0.915 13 0.915 0.95 1 14 0.95 1 0.986 15 0.986 1.019 16 1.019 1.051 17 1.051 1.083 18 1.083 1.113 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) _ 134 1239520 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製Ϊ7 五表f(!f明(1子 環形區編號 起點高度(mm) 終點高度(mm) 19 1.113 1.143 20 1.143 1.172 2 1 1.172 1.200 22 1.200 1.228 23 1.228 1.255 24 1.255 1.282 25 1.282 1.308 26 1.308 1.333 27 1.333 1.358 28 1.358 1.382 29 1.382 1.405 30 1.405 1.428 3 1 1.428 1.451 32 1.451 1.472 33 1.472 1.493 34 1.493 1.5 14 35 1.5 14 1.534 36 1.534 1.553 37 1.553 1.571 38 1.571 1.589 39 1.589 1.607 40 1.607 1.623 _012333_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) ^35 ^;IT (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1239520
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五表説明($ 環形區編號 起點高度(mm) 終點高度(mm) 41 1.623 1.640 42 1.640 1.655 43 1.655 1.670 44 1.670 1.684 45 1.684 1.698 46 1.698 1.712 4 7 1.712 1.725 48 1.725 1.737 49 1.737 1.749 50 1.749 1.761 5 1 1.761 1.772 52 1.772 1.783 53 1.783 1.793 54 1.793 1.803 55 1.803 1.813 56 1.813 1.822 5 7 1.822 1.832 58 1.832 1.840 59 1.840 1.849 60 1.849 1.857 61 1.857 1.866 62 1.866 1 .873 I ----„---IT----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本國國家標準(CNS ) A4規格(21 OX 297公釐) _ 136 1239520 A7 B7 五表6¾説明(, 經濟部智慧財產局員工消費合作社印f 環形區編號 起點高度(mm) 終點局度(mm) 63 1.873 1.881 64 1.881 1.889 65 1.889 1.896 66 1.896 1.903 67 1.903 1.910 68 1.910 1.916 69 1.916 1.923 70 1.923 1.929 71 1.929 1.936 72 1.936 1.942 73 1.942 1.948 74 1.948 1.954 75 1.954 1.959 76 1.959 1.965 77 1.965 1.970 78 1.970 1.976 79 1.976 1.981 80 1.981 1.986 81 1.986 1.991 82 1.991 1.996 8 3 1.996 2.001 I AW1 ^ :IT (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 019335_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -137 - 1239520 Α7 Β7 五、發明説明(13f 於表6之環形區的繞射結構係最佳化,使得繞射效率係理 論上於波長(λΒ) 3 80 nm與繞射級2而爲1 〇〇%。當使用第 一光碟(高密度DVD)的波長之波長40 5 nm的光線係入射於 繞射結構’ —^級的繞射射線係產生以具有最大的繞射光線 量,且當使用第二光碟(DVD)的波長之波長65 0 nm的光線 係入射於繞射結構,且當使用第三光碟(CD)的波長之波長 7 80 nm的光線係入射於繞射結構,一級的繞射射線係產生 以具有最大的繞射光線量。 當繞射結構係最佳化於波長3 80 nm與繞射級2,於個 別的光碟之使用波長區域,以下的繞射效率係可得到:高密 度 DVD (波長 405nm)爲 95.1%,DVD (波長 650 nm)爲 90.9%,且 CD (波長 780 nm)爲 99.8%。 [例6] 本例係玻璃物鏡,其係適當作爲於上述實施例中之物 鏡ΟΒΠ。欲得到本例之物鏡特性,定義的是,用於第一光 碟(藍紫光半導體雷射爲使用於其之下一代的高密度DVD) 之第一光源的波長λΐ係405 nm,用於第二光碟(DVD)之第 二光源的波長λ2係650 nm,用於第三光碟(CD)之第三光源 的波長λ3係7 8 0 nm,第一光碟之透明基板厚度tl係0.1 mm,第二光碟之透明基板厚度t2係0.6 mm,且第三光碟 之透明基板厚度t3係1.2 mm。再者,用於進彳了資訊之記錄 與再生於第一至第三光碟所必.要的影像側數値孔徑NA1、 NA2與NA3係分別假設爲0.85、0.65、與0.50。 1^圉國家標準(〇^)六4規格(210/297公釐) __ 138 (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 本紙 ί 1239520 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製37 A7 B7五、發明説明(巧 於第1 5至1 7圖,於本例的物鏡之λΐ =405 nm、λ2 = 6 50 nm、及λ3=780 nm的光路徑圖係顯不。再者,於第18圖’ 對於本例的物鏡之λ1 =405 nm爲達到數値孔徑0.85之球面 像差圖係顯示。再者,於第19圖,當等於由λΐ =4 0 5 nm與 ΝΑΙ 0.85之組合所決定的光圈直徑之光通量直徑的λ2 = 650 nm之光線爲作成入射於其時之球面像差圖係顯示。再者, 於第20圖,當等於由λΐ =4 05 nm與NA1 0.85之組合所決 定的光圏直徑之光通量直徑的λ3 = 780 nm之光線爲作成入 射於其時之球面像差圖係顯示。 於本例之物鏡,藉由形成於光通量入射面之繞射結構 (未顯示)的作用,由於三種光碟之透明基板厚度的差異所產 生之球面像差係精細修正於供進行資訊之記錄及再生於個 別的光碟所必要之影像側數値孔徑。就此而論,於本例之 物鏡的預定影像側數値孔徑之波前像差係如後:當λ1=405 nm、ΝΑΙ 0.85、及 tl=0.1 mm 時爲 0.008X1 rms;當 λ2 = 650 nm、ΝΑ2 0.65、及 t2 = 0.6 mm 時爲 0.005λ2 rms;且,當 λ3 = 7 80 nm、NA3 0.50、及 t3 = l .2 mm 時爲 0·005λ3 rms 0 再者,於本例之物鏡,因爲其通過NA2 0.65的外側區 域之波長650 nm的光通量係作成閃光而使得光通量爲未會 聚於第二光碟之資訊記錄表面,再者,其通過NA3 0.50的 外側區域之光通量係作成閃光而使得光通量爲未會聚於第 三光碟之資訊記錄表面,光點係未聚焦爲超過需要者,且 足·夠的邊緣係可爲固定以針對第二與第三光碟之碟片歪曲 率,再者,孔徑係對應於個別的光碟而自動調整,因此, 本·國國家標準(CNS ) A4規格(210 X297公釐)~~^ ή 〇Q~ "" ' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1239520 A7 ___ B7_
五、發明説明(13I 無須單獨提供孔徑調整/改變機構,且光學拾取裝置之結構 係可作成爲簡單。 就此而論’作爲局密度之下一代的第一光碟,藉由假 設:透明基板厚度tl爲0.1 mm、光源之波長爲405 nm、以 及彭像側數値扎徑爲0.8 5 ’光學設計係提出,然而,本發 明亦可應用於規格爲不同於此之光碟。 再者’光學設計係藉由假設:對於第二光碟(DVD)之影 像側數値孔徑爲0.65、以及對於第三光碟(CD)之影像側數 値孔徑爲〇 · 5 0而提出,然而,本發明亦可應用於規格爲不 同於此之光碟。 本例之物鏡的透鏡資料係顯示於表7。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. -項再填寫太 訂 镛 經濟部智慧財產局員工消f合作社印製37 本紙祕學家"ii "TcNS ) A4規格(210X 297公釐) 1239520 A7 B7 13ξ i、發明説明( 表7 例6 當波長λ1=405 nm, 焦距fl =2.3 5 mm,影像側數値孔徑ΝΑ 1=0.8 5 m 1 =〇 , 繞射級nl=6 當波長λ2 = 650 nm, 焦距 f2 = 2.43 mm : m2 = 一0.07, 繞射級n2 = 4 當波長λ3 = 780 nm 焦距 f3 =2.4 7 mm = m 3 = - 0.1 2, 放大率 影像側數値孔徑NA2 = 0.65,放大率 影像側數値孔徑NA3 = 0.50,放大率 (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卬製 一”: 繞射級n 3 = 3 表面編號 r(mm) d(mm) Νλΐ Νλ2 Νλ3 vd 註 0 dO (*1) 光源 1 1.916 2.500 1.76904 1.73912 1.73324 49.3 物鏡 2 -2364.844 d2 (*2) 3 00 d3 (*3) 1.61949 1.57756 1.57062 30.0 透明基板 4 00 1:(變數) *2:(變數) *3:(變數) 本紙張 準(CNS ) A4規格(2】0x297公釐) -141 - 1239520 A7 B7 五、發明説明(13? λ1 =4 0 5 nm λ2 = 6 5 0 nm λ3 = 7 8 0 nm dO 00 3 7.984 22.652 d2 0.100 0.600 1.200 d3 0.876 0.78 1 0.559 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 非球面表面係數 第一表面 第二表面 κ -6.4710E-01 0.0000E + 00 Α4 8.2429E-03 3.7215E-02 Α6 -4.2424E-03 -2.4887E-02 Α8 1.9819E-03 -4.6124E-03 A1 0 -3.1417E-04 6.4199E-03 Α12 -7.2817E-05 -1.8182E-03 Α14 4.1 695E-05 1.7603E-04 Α16 -6.7073E-06 繞射 表面係數 第二表面 b2 •2.0000E-03 b4 3.2212E-04 b6 -4.6124E-04 b8 1.5716E-04 b] 0 -1 . 9 5 3 3 E - 0 5 辦衣 :IT (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 準 標 國 國 中 用 適 度 尺 張 紙 (CNS ) A4^ ( 210X 297^* ) _ ⑷ 1239520 A7 B7
五、發明説明(14P (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 於本例之物鏡,如於表8所顯示之類似環形區的繞射結構 係形成於光通量入射面之非球面表面(於表7之第一表面)。 於表8 ’ “起點高度”表示自該環形區的起點之光軸的距 離’ ‘‘終點高度”表示自該環形區的終點之光軸的距離, 且於有效直徑之環形區的數目係3 0。 表8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 環形區編號 起點高度(mm) 終點高度(mm) 1 0.000 0.461 2 0.461 0.655 3 0.655 0.800 4 0.800 0.918 5 0.918 1.016 6 1.016 1.102 7 1.102 1.178 8 1.178 1.246 9 1.246 1.309 10 1.309 1.367 11 _^1.367 1.421 12 __1.421 1.472 13 —^472 1.520 14 ^_L-520 1.565 15 1.608 1 6 __K 608 1.649 本紙張格⑺Qx297公楚)~~— 1239520 A7 五、發明説明(14)1 表8 (賴 〇 環形區編號 起點高度(mm) 終點局度(mm) 17 1.649 1.687 18 1.687 1.724 19 1.724 1.758 20 1.758 1.790 2 1 1.790 1.819 22 1.819 1.847 23 1.847 1.873 2 4 1.873 1.897 25 1.897 1.920 26 1.920 1.941 27 1.941 1.961 28 1.961 1.979 29 1.979 1.996 30 1.996 2.012 I--------0^----Ί--、玎----- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慈財4局員工消費合作社印製 一J5 本纸張尺银·鏖標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) _ 144 _ 1239520 『:/:一 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製is A7 _B7五、發明説明( 於表8之環形區的繞射結構係最佳化,使得繞射效率係理 論上於波長(λΒ) 415 nm與繞射級6而爲100%。當使用第 一光碟(高密度DVD)的波長之波長40 5 nm的光線係入射於 繞射結構,六級的繞射射線係產生以具有最大的繞射光線 量,且當使用第二光碟(DVD)的波長之波長650 nm的光線 係入射於繞射結構,四級的繞射射線係產生以具有最大的 繞射光線量,且當使用第三光碟(CD)的波長之波長780 nm 的光線係入射於繞射結構,三級的繞射射線係產生以具有 最大的繞射光線量。 當繞射結構係最佳化於波長4 1 5 nm與繞射級6,於個 別的光碟之使用波長區域,以下的繞射效率係可得到:高密 度 DVD (波長 405nm)爲 93.0%,DVD (波長 650 nm)爲 90.9%,且 CD (波長 780 nm)爲 88.4%。 [例7] 本例係適當作爲於上述實施例之中的物鏡Ο B J 2之物 鏡。欲得到本例之物鏡特性,定義的是,用於第一光碟(藍 紫光半導體雷射爲使用於其之下一代的高密度DVD)之第一 光源的波長λΐ係405 nm,用於第二光碟(DVD)之第二光源 的波長λ2係65 0 nm,用於第三光碟(CD)之第三光源的波長 λ3 係 780 第一光碟之透明基板厚度tl係0. 第 二光碟之透明基板厚度t2係0.6 mm,且第三光碟之透明基 板厚度13係1.2 m m。再者,用於進行資訊之記錄與再生於 第一至第三光碟所必要的影像側數値孔徑NA 1、NA2與 N A3係分別假設爲〇 . 8 5、0.6 5、與〇 . 5 0。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2I0X297公釐) -145 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1239520 A7 ___B7 五、發明説明(14f (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 於第21至23圖,於本例的物鏡之λΐ =405 nm、λ2 = 650 nm、及λ3=78〇 nm的光路徑圖係顯示。再者,於第24圖, 對於本例的物鏡之λ1=4〇 5 nm爲達到數値孔徑0.85之球面 像差圖係顯示。再者,於第25圖,當等於由λΐ =4 05 nm與 ΝΑΙ 0.85之組合所決定的光圈直徑之光通量直徑的λ2 = 650 nm之光線爲作成入射於其時之球面像差圖係顯示。再者, 於第26圖,當等於由λΐ =405 nm與NA1 0.85之組合所決 定的光圈直徑之光通量直徑的λ3=780 nm之光線爲作成入 射於其時之球面像差圖係顯示。 經濟部智慧財產局員工消費合作社卬製 本例之物鏡係由塑膠的非球面透鏡(對應於第一光學元 件L1)與其配置於非球面透鏡的光通量入射面側之塑膠的繞 射光學元件(對應於第二光學元件L2)所構成之一混合式物 鏡,藉由形成於繞射光學元件之非球面透鏡側的光學表面 之繞射結構(未顯示)的作用,由於三種光碟之透明基板厚度 的差異所產生之球面像差係精細修正於供進行資訊之記錄 及再生於個別的光碟所必要之影像側數値孔徑。就此而 論,於本例中之物鏡的預定影像側數値孔徑之波前像差係 如後:當 λ1=405 nm、NA1 0.85、及 tl=0.1 mm 時爲 〇.〇〇4λ1 rms;當 λ2 = 650 nm、ΝΑ2 0.60、及 t2 = 0.6 mm 時爲 0.001λ2 rms;且,當 λ3 = 780 nm、ΝΑ3 0.50、及 t3 = 1.2 mm 時爲 〇 . 002λ3 rms 〇 再者,於本例中之物鏡,因爲其通過NA2 0.65的外側 區域之波長650 nm的光通量係作成閃光而使得光通量爲未 會聚於第二光碟之資訊記錄表面,再者,其通過NA3 0.5 0 本紙張 準(CNS ) Λ4規格(210X297公釐) .146 1239520 A7 __B7 五、發明説明(141 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 的外側區域之光通量係作成閃光而使得光通量爲未會聚於 第三光碟之資訊記錄表面,光點係未聚焦爲超過需要者, 且足夠的邊緣係可爲固定以針對第二與第三光碟之碟片歪 曲率,再者’孔徑係對應於個別的光碟而自動調整,g| 此,無須單獨提供孔徑調整/改變機構,且光學拾取裝置之 結構係可作成爲簡單。 就此而論,於本例中之物鏡,作爲高密度之下一代的 第一光碟,藉由假設:透明基板厚度tl爲0.1 mm、光源之 波長爲405 nm、以及影像側數値孔徑爲0.85,光學設計係 提出,然而,本發明亦可應用於規格爲不同於此之光碟。 再者,光學設計係藉由假設:對於第二光碟(DVD)之影 像側數値孔徑爲〇·65、以及對於第三光碟(CD)之影像側數 値孔徑爲〇.5〇而提出’然而,本發明亦可應用於.規格爲不 同於此之光碟。 本例之物鏡的透鏡資料係顯示於表9。 經濟部智慧財產局員工消費合作吐卬製 紙張尺度霱弯^準(CNS ) Μ規格(210X297公楚).147 - 1239520 Α7 Β7 五、發明説明(14f 表9 例7 當波長λ1 =405 nm, 焦距fl =2.65 mm,影像側數値孔徑ΝΑ 1=0.85,放大率 m 1 =0, 繞射級nl=2 當波長λ2 = 6 5 0 nm, 焦距f2 = 2.7 5 4 m m,影像側數値孔徑N A 2 = 0.6 0,放大 率 m 2 = - 0.0 7 5 繞射級η 2 = 1 當波長λ3 =780 nm, 焦距f3=2.7 4 mm,影像側數値孔徑ΝΑ3=0·50,放大率 m3 =-0 · 1 2, 經濟部智慧財產局Β(工消費合作社印製 繞射級η3 = 1 表面編號 r(mm) d(mm) Νλΐ Νλ2 Νλ3 vd 註 0 dO(*l) 光源 1 -19.912 1.000 1.52491 1.50690 1.50355 56.5 物鏡 2 00 0.100 3 1.596 3.100 1.52491 1.50690 1.50355 56.5 4 -4.098 d4 (*2) 5 00 d5 (*3) 1.61950 1.57756 1.57062 30.0 透明基板 6 00 Μ:(變數) * 2 :(變數) * 3 :(變數) 家標準(〔奶)六4規格(2]0/ 297公釐) 148- :IT (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1239520 經濟部智慧財4局員工消費合作社印製 B7 λ 1 =4 0 5 nm --- λ2 = 6 5 0 nm λ3=780 nm d0 00 40.3 79 23.614 d2 0.100 0.600 1.200 d3 0.830 0.807 0.546 非球面表面係數 第一表面 第三表面 第四表面 κ 0 -6.6547E-01 -5.1020E+01 A4 5.34E-03 -2.6444E-03 4.6682E-02 A6 -8.16E-04 1.7131E-03 -2.4977E-02 A8 -4.7417E-05 7.9334E-03 A10 2.1 808E-05 1.4570E-03 A12 • 1.4276E-07 1.2211E-04 A 14. 6.8395E-07 -7.8711E-07 繞躬 •表面係數 第二表面 b2 -6.0000E-03 b4 •7.4571E-04 b 6 2.1879E-04 b8 -5.2397E-05 bl 0 3.2165E-06 於本例之物鏡,如於表1 0所顯示之類似環形區的繞射結構 係形成於該繞射光學元件之光碟側的表面(於表9之第二表 面)。於表1 0, “起點高度”表示自該環形區的起點之光軸 的距離,丽“終點高度”表示自該環形區的終點之光軸的 AWI ^ „IT (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本中國國家標準(CNS ) A4規格(2】〇χ 297公釐) -149 1239520 A7 B7 五、發明説明(14/ 距離,且於有效直徑之環形區的數目係1 3 0。 表10 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 一:', 環形區編號 起點高度(mm) 終點尚度(mm) 1 0.000 0.249 2 0.249 0.35 1 3 0.351 0.428 4 0.428 0.493 5 0.493 0.550 6 0.550 0.600 7 0.600 0.647 8 0.647 0.689 9 0.689 0.729 10 0.729 0.767 11 0.767 0.803 12 0.803 0.836 13 0.836 0.869 14 0.869 0.900 15 0.900 0.929 16 0.929 0.958 17 0.958 0.986 18 0.986 1.012 19 1.012 1.038 20 1.038 1.063 2 1 1.063 1.088 22 1.088 1.111 1 019348 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) _彳5〇 _ t衣-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 1239520 A7 B7 五、發明説明(1f表10 (續) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 環形區編號 起點局度(mm) 終點筒度(mm) 23 1.111 1.135 24 1.135 1.157 25 1.157 1.179 26 1.179 1.201 27 1.201 1.222 28 1.222 1.242 29 1.242 1.262 30 1.262 1.282 3 1 1.282 1.301 32 1.301 1.320 33 1.320 1.329 34 1,329 1.357 35 1.357 1.375 36 1.375 1.393 37 1.393 1.410 38 1.410 1.427 39 1.427 1.444 40 1.444 1.460 4 1 1.460 1.476 42 1.476 1.492 43 1 .492 1.508 44 1.508 1 .523 I------------Ί--、玎------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) 1239520 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明( 表10 (續) 環形區編號 起點局度(mm) 終點高度(mm) 45 1.523 1.538 46 1.538 1.553 47 1.553 1.568 48 1.568 1.582 49 1.582 1.596 50 1.596 1.610 5 1 1.610 1.624 5 2 1.624 1.638 53 1.638 1.651 54 1.651 1.664 55 1.664 1.677 56 1.677 1.690 57 1.690 1.703 58 1.703 1.715 59 1.715 1.728 60 1.728 1.740 61 1.740 1.752 62 1.752 1.763 63 1.763 1.775 64 1.775 1.786 65 1.786 1.798 66 1.798 1.809 I 批衣----^---、·!!----- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 纸張家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -152- 1239520 A7 B7 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製3-8 3 環形區編號 起點高度(mm) 終點高度(mm) 67 1.809 1.820 68 1.820 1.831 69 1.831 1.842 70 1.842 1.852 71 1.852 1.863 72 1.863 1.873 73 1.873 1.883 7 4 1.883 1.893 75 1.893 1.903 76 1.903 1.913 77 1.913 1.923 78 1.923 1.932 79 1.932 1.942 80 1.942 1.951 8 1 1.951 1.960 82 1.960 1.969 83 1.969 1.978 84 1.978 1.987 85 1.987 1.996 86 1.996 2.005 87 2.005 2.013 88 2.013 2.022 本紙張§;Ji9/9^p家標準(CNS)A4規格( 210x 297公釐) _ 153
Awi ^ ^IT (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1239520 A7 B7 五、發明説明(15)1 表1〇 (續) 經濟部智慧財產局員工消費合作社卬製 環形區編號 起點高度(mm) 終點高度(mm) 89 2.022 2.030 90 2.030 2.039 91 2.039 2.047 92 2.047 2.055 93 2.055 2.063 94 2.063 2.071 95 2.071 2.079 96 2.079 2.087 97 2.087 2.095 98 2.095 2.102 99 2.102 2.110 100 2.110 2.117 101 2.117 2.125 102 2.125 2.132 103 2.132 2.139 104 2.139 2.146 105 2.146 2.154 106 2.154 2.161 107 2.161 2.168 108 2.168 2.175 109 2.175 2.181 11 0 2.181 2.188 — ^IT (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) fit αοησ 1239520 A7 B7 五、發明説明(1呼表1 〇 (續) 經濟部智慧財產局員工消費合作社卬製 環形區編號 起點高度(mm) 終點高度(mm) 111 2.188 2.915 1 12 2.915 2.202 1 13 2.202 2.208 1 14 2.208 2.215 115 2.215 2.221 1 16 2.221 2.228 1 17 2.228 2.234 118 2.234 2.241 1 19 2.241 2.247 120 2.247 2.253 121 2.253 2.259 122 2.259 2.266 123 2.266 2.272 124 2.272 2.278 125 2.278 2.284 126 2.284 2.290 127 2.290 2.295 128 2.295 2.301 129 2.301 2.307 130 2.307 2.3 13 ^^批衣 „IT (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸5 嗦曾國家標準 (〇^)八4規格(210乂297公釐) 155- 1239520 A7 _ B7
五、發明説明(15P (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 於表1 0之環形區的繞射結構係最佳化,使得繞射效率係理 論上於波長(λΒ) 3 75 nm與繞射級2而爲100%。當使用第 一光碟(高密度DVD)的波長之波長40 5 nm的光線係入射於 繞射結構,二級的繞射射線係產生以具有最大的繞射光線 量,且當使用第二光碟(DVD)的波長之波長65 0 nm的光線 係入射於繞射結構,且當使用第三光碟(CD)的波長之波長 7 SO nm的光線係入射於繞射結構,一級的繞射射線係產生 以具有最大的繞射光線量。 當繞射結構係最佳化於波長375 nm與繞射級2,於個 別的光碟之使用波長區域,以下的繞射效率係可得到:高密 度 DVD (波長 405nm)爲 93.0%,DVD (波長 650 nm)爲 92.5%,且 CD (波長 780 nm)爲 99.5%。 經濟部智慧財產局員工消費合作社.s製 再者,本例之物鏡的繞射光學元件之繞射結構係可由 電子束抽取方法而製造,且即使是當其係鄰接的環形區間 隔之最小値爲小如6 μπι之繞射結構時,該繞射結構係可爲 高度準確製造,且於其歸因於繞射結構的形狀誤差之繞射 效率的降低爲小之繞射光學元件係可實現。關於由電子束 抽取方法所構成之精細的繞射結構之製造方法係敘述於西 元2000年2月25日之光學設計硏究組雜誌第20號第26 至3 1頁之“光學元件設計”。 [例8] 本例係塑膠物鏡,其係適當作爲於上述實施例中之物 鏡ΟΒ Π。欲得到本例之物鏡特性,定義的是,用於第一光 -156- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2】〇X297公釐) 1239520 A7 ____B7______ 五、發明説明(15f (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 碟(藍紫光半導體雷射爲使用於其之下一代的高密度DVD) 之第一光源的波長λΐ係405 nm,用於第二光碟(DVD)之第 二光源的波長λ2係65 5 nm,用於第三光碟(CD)之第三光源 的波長λ3係785 nm,第一光碟之透明基板厚度tl係〇.1 mm,第二光碟之透明基板厚度t2係0.6 mm,且第三光碟 之透明基板厚度t3係1.2 mm。再者,用於進行資訊之記錄 與再生於第一至第三光碟所必要之物鏡的影像側數値孔徑 ΝΑΙ、NA2 與 NA3 係分別假設爲 0.85、0.65、與 0.50。 於第27至29圖,於本例的物鏡之λ1 =4 05 nm、λ2 = 6 5 5 nm、及λ3 =7 8 5 nm的光路徑圖係顯示。再者,於第30圖, 對於本例的物鏡之λΐ =405 nm爲達到數値孔徑0.85之球面 像差圖係顯示。再者,於第31圖,當等於由λΐ =405 nm與 ΝΑΙ 0.85之組合所決定的光圈直徑之光通量直徑的λ2 = 655 nm之光線爲作成入射於其時之球面像差圖係顯示。再者, 於第32圖,對於λ3 =785 nm之光線爲達到數値孔徑0.45 之球面像差圖係顯示。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ^ 於本例之物鏡,藉由形成於光通量入射面之繞射結構 (未顯示)的作用,由於第一光碟與第二光碟之間的透明基板 厚度差異所產生之球面像差係精細修正於供進行資訊之記 錄及再生於第一光碟與第二光碟之個別光碟所必要的影像 側數値孔徑。再者,對於第三光碟,藉由使得其爲發散的 光線之波長λ3的光通量係入射於物鏡,歸因於第一至第三 光碟之透明基板厚度的差異所產生之球面像差係精細修正 於供進行資訊之記錄及再生於第三光碟所必要之影像側數 ❹19355_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α料見格(210Χ 297公釐) -157 - 1239520 A7 _B7___
五、發明説明(15P 値孔徑。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 就此而論,於本例之物鏡的預定影像側數値孔徑之波 前像差係如後:當λ1 =405 nm、NA1 〇·85、及η:0.1 mm時 爲 0.004λ1 rms;當 λ2 = 65 5 nm、NA2 0.60、及 t2 = 0.6 mm 時 爲 0.007λ2 rms;且,當 λ3=785 nm、ΝΑ3 0.45、及 t3 = 1.2 mm 時爲 0.005λ3 rms。 再者,於本例之物鏡,因爲其通過NA2 0.60的外側區 域之波長655 nm的光通量係作成閃光而使得光通量爲未會 聚於第二光碟之資訊記錄表面,再者,光點係未聚焦爲超 過需要者,且足夠的邊緣係可爲固定以針對第二光碟之碟 片歪曲率,再者,孔徑係對應於第二光碟而自動調整,因 此,無須單獨提供孔徑調整/改變機構,且光學拾取裝置結 構係可作成爲簡單。 經濟部智慧財產局員工消費合作社卬製 接著,於物鏡之光學表面上,其爲當資訊之記錄與再 生爲進行於第三光碟時所必要之孔徑調整/改變機構之具有 波長選擇性的一濾波器係形成。當資訊之記錄與再生係進 行於第三光碟,超過必要數値孔徑之光通量係藉由其具有 波長選擇性之環形區的濾波器而遮斷。藉此,一期望的光 點直徑係可得到於第三光碟之資訊記錄表面。於第5 〇圖所 示之物鏡(稍後敘述),作爲具有波長選擇性之環形區的瀘波 器’於其之反射因數具有如於第33圖所示的波長相依關係 之一濾波器係形成於物鏡之光學表面,類似環形區者係列 入。 就此而論,於本例中之物鏡,作爲高密度之下一代的 -158- 1239520 A7 B7 五、發明説明(15Ρ 第一光碟,藉由假設:透明基板厚度tl爲0.1 mm、光源之 波長爲40 5 nm、以及影像側數値孔徑爲0.85,光學設計係 提出,然而,本發明亦可應用於規格爲不同於此之光碟。 再者,光學設計係藉由假設:對於第二光碟(DVD)之影 像側數値孔徑爲〇.6〇、以及對於第三光碟(CD)之影像側數 値孔徑爲0.45而提出,然而,本發明亦可應用於規格爲不 同於此之光碟。 本例之物鏡的透鏡資料係顯示於表1 1。 AW* ^ ^IT (請先閱讀背面之注意事項再填寫本覓) 經 濟 部 智 % 財 產 局 消 費 合 社 ϊ:ΰ 製 019357 1:7本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) a4規格(210X29?公釐)-159 _ 1239520 A7 __B7 _五、發明説明(15f 表1 1 當波長λ1=405 nm, 焦距fl =2.3 0 mm,影像側數値孔徑ΝΑΙ =0.85,放大率 m 1 = 0, 繞射級 nl=2 (0$ 1.59),nl=3 (h〉1.5 9) 當波長λ2 = 65 5 nm, 焦距f2 = 2.4 0 mm,影像側數値孔徑ΝΑ2 = 0.60,放大率 m2 = - 0.0 7, 繞射級 n2=l (OS 1.5 9),n2 = 2 (h〉1.5 9) 當波長λ3=785 nm, 焦距f3=2.39 mm,影像側數値孔徑NA3 =0.45 0,放大 (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is 率 m3 =-0.1 5, 繞射級η 3 = 1 表面編號 r(mm) d(mm) Νλΐ Νλ2 Νλ3 vd 註 0 dO(*l) 光源 1 1.524 2.300 1.52491 1.50673 1.50345 56.5 物鏡 2 -4.001 d2 (*2) 3 00 d3 (*3) 1.61949 1.57721 1.57042 30.0 透明基板 4 00 *1:(變數) 2:(變數) 3 :(變數) 本纸張家標準(CNS ) Α4規格(210Χ 297公釐) :160- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1239520 kl B7
五、發明説明(15P λ 1 =4 0 5 nm λ2 = 6 5 0 nm λ3 = 780 nm d0 00 30.150 18.350 d2 0.100 0.600 1.200 d3 0.925 0.904 0.639 非球面表面係數 第一表面 第二表面 κ - 1.7824E + 00 -4.7933E + 00 Α4 4.2566E-02 1.0627E-01 Α6 2.7886E-03 -5.4671E-02 Α8 -7.0274E-04 1.6297E-02 Α10 1.0056E-04 -2.7028E-03 Α12 2.3868E-05 1.9182E-04 繞射表面係數 當 OS hS 1.59 第一表面 b2 -8.0000E-03 b4 -1.2049E-03 b6 1.3016E-03 b8 -5.8055E-04 b 1 0 6.6117E-05 019359_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -161 - I--------0·^----Ί--1T----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1239520 A7 B7 五、發明説明(15f 當 h>1.59 第一表面 b2 -5.6842E-03 b4 -8.561 IE-04 b6 9.2482E-04 b8 -4.1250E-04 blO 4.6978E-05 於本例之物鏡,如於表1 2所顯示之類似環形區的繞射 結構係形成於光通量入射面之非球面表面(於表1 1之第一 表面)。於表1 2, “起點高度,,表示自該環形區的起點之光 軸的距離,“終點高度,,表示自該環形區的終點之光軸的 距離’且於有效直徑之環形區的數目係1 〇 i。 (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 表12 環形區編號 起點高度(mm) 終點高度(mm) 1 0.000 0.2 17 2 0.217 0.306 3 0.306 0.374 4 0.374 0.43 1 5 0.43 1 0.48 1 6 0.48 1 0.526 7 0.526 0.567 8 0.567 0.605 9 0.605 0.641 10 0.641 0.675 11 0.675 0.708 12 0.708 0.739 13 0.739 0.768 1 4 0.768 0.797 ]5 0.797 0.824 ]6 0.824 0.85 1 019060 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -162- 1239520 A7 B7 五、發明説明(16P表12(續) 經濟部智慧財產局員工消費合作社卬製4-8 環形區編號 起點高度〇m) 終點高度(mm) 17 0.85 1 0.877 18 0.877 0.902 19 0.902 0.927 20 0.927 0.95 1 21 0.95 1 0.974 22 0.974 0.997 23 0.997 1.019 24 1.019 1.040 25 1.040 1.062 26 1.062 1.082 27 1.082 1.103 28 1.103 1.122 29 1.122 1.142 30 1.142 1.161 3 1 1.161 1.179 32 1.179 1.197 33 1.197 1.215 34 1.215 1.232 35 1.232 1.249 36 1.249 1.266 37 1.266 1.282 3 8 1.282 1.297 39 1.297 1.313 40 1.313 1.328 41 1.328 1.342 42 1.342 1.357 43 1.357 1.371 44 1.371 1.384 45 1.384 1.398 46 1.398 1.411 4 7 1.411 1.424 48 1.424 1.436 49 1.436 1.448 50 1.448 1.460 本紙dJJt9S6li國家標準(CNS ) A4規格(2:10X 297公釐) _ 163. ^ :IT (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1239520 A7 B7 五、發明説明(16)1表12(續) 經濟部智慧財產局員工消費合作社卬製4Ϊ 環形區編號 起點高度(mm) 終點高度(mm) 5 1 1.460 1.472 52 1.472 1.483 53 1.483 1.494 54 1.494 1.505 55 1.505 1.516 56 1.516 1.526 57 1.526 1.536 58 1.536 1.547 59 1.547 1.556 60 1.556 1.566 6 1 1.566 1.575 62 1.575 1.585 63 1.585 1.594 64 1.594 1.607 65 1.607 1.620 66 1.620 1.633 67 1.633 1.645 68 1.645 1.657 69 1.657 1.669 70 1.669 1.680 71 1.680 1.692 72 1.692 1.703 73 1.703 1.713 74 1.713 1.724 75 1.724 1.734 76 1.734 1.744 77 1.744 1.754 78 1.754 1.764 79 1.764 1.774 80 1.774 1.783 8 1 1.783 1.792 82 1.792 1.802 83 1.802 1.811 84 1.811 1.820 ^^1Τ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張尺度 標準(CNS ) A4規格(21 OX 297公釐) -164- 1239520 A7 ______B7 五、發明説明(16? 表12(續) 環形區編號 起點高度(mm) 終點高度(mm) 85 1.820 1.828 86 1.828 1.837 87 1.837 1.846 88 1.846 1.854 89 1.854 1.862 90 1.862 1.871 91 1.871 1.879 92 1,879 1.887 93 1.887 1.895 94 1.895 1.903 95 1.903 1.911 96 1.911 1.918 97 1.918 1.926 98 1.926 1.934 99 1.934 1.942 100 1.942 1.949 101 1.949 1.957 (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 於表1 2之環形區的繞射結構,當h係表示自於光通量入射 面的位置之光軸的高度,於其滿足:0 ^ h ^ 1 . 5 9的區域之繞 射結構(於表12之環形區編號1-03)係最佳化,使得繞射效 率係理論上於波長(λΒ) 3 8 0 nm與繞射級2而爲100%。當 其使用第一光碟(高密度D VD )的波長之波長4 0 5 n m的光線 係入射於繞射結構,二級的繞射射線係產生以具有最大的 繞射光線量,且當使周第二光碟(DVD)的波長之波長655 本紙張尺度银準(CNS ) A4規格(210X297公策) -165 - 1239520 A7 B7 五、發明説明(坤 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) nm的光線係入射於繞射結構,且當使用第三光碟(CD)的波 長之波長7 8 5 n m的光線係入射於繞射結構,一級的繞射射 線係產生以具有最大的繞射光線量。 於其滿足:h> 1.59之繞射結構(於表12之環形區編號 64-101)係最佳化,使得繞射效率係理論上於波長(λΒ) 405 nm與繞射級3而爲100%。當其使用第一光碟(高密度DVD) 的波長之波長4 0 5 n m的光線係入射於繞射結構,三級的繞 射射線係產生以具有最大的繞射光線量,且當其使用第二 光碟(DVD)的波長之波長655 nm的光線係入射於繞射結 構,二級的繞射射線係產生以具有最大的繞射光線量。 如上所述,當繞射結構之最佳化的波長與繞射級係設 定,於個別的光碟之使用波長區域的繞射效率係可得到如 後:於〇ShS1.59之區域,高密度DVD (波長405nm)爲 95.1%,DVD (波長 65 5 nm)爲 93.3%,且 CD (波長 785 nm) 爲9 9.7%;且於h> 1.59之區域,高密度DVD (波長40 5nm)爲 10 0%,DVD (波長 65 5 nm)爲 9 1.8%。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 再者,如上所述,假使於其滿足h> 1.59之區域的繞射 結構係最佳化於波長40 5 nm與繞射級3,當資訊之記錄與 再生係進行於第二光碟,因爲該閃光之外徑係可增加,如 同其通過自NA2的外側區域(即:光通量入射面之滿足 h>l.59的區域)之光通量的球面像差最大値係約爲70 μιη, 於光偵測器的光接收部之精細的訊號偵測特性係得到。 參考圖式,第一至第五個實施例係將說明於後。 D19S54 氏張尺度適用中國國家標準(CNS )八4規格(210Χ 297公釐) "~~- ~ "166- 1239520 A7 B7 五、發明説明(鄉 [第三實施例] (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第42圖係槪括顯示根據第三實施例之第一光學拾取裝 置。如於第42圖所顯示,第一光學拾取裝置具有:一半導體 雷射1 1,其爲第一光源,以供再生其保護基板厚度爲小之 第一光碟;一半導體雷射12,其爲第二光源,以供再生其保 護基板厚度爲大之第二光碟;及一半導體雷射13,其爲第三 光源,以供再生其保護基板厚度爲更大之第三光碟。 具有例如0.1 mm的保護基板(透明基板)之高密度下一 代光碟(高密度DVD)係可使用作爲第一光碟,諸如具有〇.6 mm的保護基板(透明基板)2DVD、DVD-R0M、DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW 或 DVD + RW 的各種 DVD 係可使 用作爲第二光碟,且諸如具有1.2 mm的保護基板(透明基 板)之 CD、CD-R、CD-RW、CD-Video 或 CD-ROM 的各種 CD係可使用作爲第三光碟。 經濟部智慧財產局員工消費合作社卬製 _ 再者’一種GaN藍紫光半導體雷射或藍紫光SHG雷射 係可使用作爲第一光源1 1,一種其產生波長約爲65 0 nm之 光線的紅光半導體雷射係可使用作爲第二光源1 2,且,一 種其產生波長約爲7S0 nm之光線的紅外線半導體雷射係可 使用作爲第三光源1 3。此等第一至第三光源丨丨3係選擇 性使用’視該資訊之記錄與再生爲進行於其之光碟的種類 而定。 第一光學拾取裝置具有一物鏡14,其可會聚自第一至 第三半導體雷射11至13的光通量於第一至第三光碟之個 別錄表面91、92與93 ’使得光通量係於預定的影 ui HxiOvi 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 167 1239520 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明(16jB 像側數値孔徑之繞射極限內。 由複數個同心的環形區所構成之繞射結構係形成於物 鏡14之光源側的表面14a,且來自半導體雷射11之光通量 係可透過保護基板而會聚於第一光碟之資訊記錄表面91, 條件爲於當第一光碟爲再生時所必要的影像側數値孔徑 NA1之繞射極限內;來自半導體雷射12之光通量係可透過 保護基板而會聚於第二光碟之資訊記錄表面92,條件爲於 當第二光碟爲再生時所必要的影像側數値孔徑NA2之繞射 極限內;且,來自半導體雷射1 3之光通量係可透過保護基板 而會聚於第三光碟之資訊記錄表面93,條件爲於當第三光 碟爲再生時所必要的影像側數値孔徑NA3之繞射極限內。 舉例而言,當第一光碟爲再生時所必要的影像側數値孔徑 NA1係可作成約爲0.85,當第二光碟爲再生時所必要的影 像側數値孔徑NA2係可作成約爲0.60,且當第三光碟爲再 生時所必要的影像側數値孔徑NA3係可作成約爲0.45。 再者,第一光學拾取裝置具有色像差修正元件1 8,以 供修正其爲主要產生於物鏡14之色像差,歸因於單色性之 不佳,諸如介於極化的分光器1 5與物鏡1 4之間的半導體 雷射11之模式跳躍。具有其爲由複數個環形區而構成的繞 射結構之一繞射元件係眾所週知以作爲高性能與簡單結構 之色像差修正元件,然而,當習用的繞射元件係使用而且 於物鏡14所產生之色像差係作修正以針對於半導體雷射i } 之波長(例如:4〇0 nm)的附近之光線、針對於半導體雷射12 之波長(例如:65 0 nm)或半導體雷射13之波長(例如:780 nm) 石票準(CNS ) A4規格(210/ 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -168 - 1239520 A7 B7
五、發明説明(16)B (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 的光線,存在一個問題爲該色像差係過於修正過度,且將 該色像差修正元件配置於自半導體雷射1 1至1 3的光通量 之共同的光路徑係非爲較佳。
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製0-G 是以,本發明係提出如於第43圖所示之一種多層的繞 射元件以作爲色像差修正元件1 8,其係較佳爲使用於第一 光學拾取裝置。於第43 (a)圖之多層的繞射元件具有結構爲: 光學元件a與光學元件b係疊合在一起,且於光學元件a 之黏接表面側係形成其爲由複數個環形區所構成之繞射結 構。作爲光學元件a與光學元件b之光學材料,較佳爲選 擇光學材料以具有如於第43(b)圖所顯示之折射率-波長特 性,於其,幾乎不具有折射率差異於半導體雷射12之波長 (例如:65 0 nm)至半導體雷射13之波長(例如:780 nm)的波長 .區域,而且於波長(例如:400 nm)的附近之波長區域係具有 一預定的折射率差異Δη。藉此,因爲僅有於該波長的附近 之光線係由於黏接表面之繞射結構的作用而繞射,歸因於 光學元件a與光學元件b之折射率差異Δη,當該繞射結構 的形狀係適當設計.,針對折射率差異Δη,較佳爲對於僅有 半導體雷射11之波長的附近之光線而修正物鏡14之色像 差,且發射自半導體雷射11之光通量係當其爲透過色像差 修正元件18以會聚於第一光碟之資訊記錄表面91而幾乎 不具有色像差。 再者,當資訊之記錄與再生係進行於第一光碟時,第 一光學拾取裝置具有一準直器1 6以作爲球面像差修正元 件,其爲由一軸致動器21以光軸方向而移位於極化的分光 本紙家標準(CNS ) Α4規格(210Χ 297公釐) " 1239520 經濟部智慧財產局8工消費合作社印製 1 A7 _ ___ B7 _五、發明説明(1矽 器1 5與物鏡1 4之間,以供改變球面像差的變化,其爲歸 因於光碟之保護基板厚度的生產誤差、及諸如物鏡1 4之其 構成光會聚光學系統之光學元件的生產誤差之波長變化、 歸因於半導體雷射1 1的生產誤差之波長變化、及其歸因於 溫度變化或溼度變化之諸如物鏡之其構成光會聚光學系統 之光學元件的形狀變化或於折射率變化。 當於第一光碟之資訊記錄表面9 1的光會聚點之球面像 差的變化係由一光偵測器所偵測,準直器1 6係由一軸致動 器21所移位爲一預定量,且藉由改變其入射於物鏡1 4之 光通量的射出角度,球面像差的變化係修正。當光會聚點 之球面像差係改變於修正不足之方向,準直器1 6係移位於 其接近物鏡14之方向。藉此,於第一光碟之資訊記錄表面 9 1的光會聚光點可保持於條件爲:球面像差係恆爲精細修 正。 當第一光碟係再生,光束係發射自半導體雷射11,且 發射的光通量係透射於極化的分光器1 5、準直器1 6、與色 像差修正元件18 (其均爲來自半導體雷射11至13之發射 光線的合成機構),且係藉由物鏡14以透過第一光碟之保 護基板而會聚於資訊記錄表面91。於此情形,因爲物鏡14 係會聚來自半導體雷射Π之光通量以使得其爲於影像側數 値孔徑之繞射極限內,第一光碟(其爲高密度之下一代的光 碟)係可由物鏡14所再生。 於資訊記錄表面91的資訊位元所調變且爲反射之光通 量係再次透射於物鏡1 4、色像差修正元件1 8、與準直器0199GB_ 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210Χ 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -170- 1239520 A7 B7 五、發明説明(鄉 1 6,且行進朝向光偵測器(未顯示)。光偵測器係偵測其爲歸 因於光學偵測系統之光偵測器的光點形狀變化與位置變化 之光線量變化,且聚焦與軌跡(track)係作偵測。根據偵 測,物鏡14係藉由二軸致動器22而移位於光軸方向,使 得來自半導體雷射1 1之光通量係成像於第一光碟之影像記 錄表面9 1,且隨同於此,物鏡1 4係移位於其垂直於光軸之 方向,使得來自半導體雷射1 1之光通量係成像於預定的軌 跡。 再者,當第二光碟係再生,光束係發射自半導體雷射 12,且發射的光通量係由極化的分光器17與極化的分光器 1 5 (其均爲來自半導體雷射1 2與1 3之發射光線的合成機構) 所反射,且如同來自半導體雷射11之光通量的相同方式而 透射於準直器16、與色像差修正元件18,且藉由物鏡14 以透過第二光碟之保護基板而會聚於資訊記錄表面92。於 此情形,因爲物鏡1 4係會聚來自半導體雷射1 2之光通量 以使得其爲於影像側數値孔徑NA2之繞射極限內,第二光 碟係可爲再生。 接著,於資訊記錄表面92的資訊位元所調變且爲反射 之光通量係再次透射於物鏡1 4、色像差修正元件1 8、與準 直器1 6,而且行進朝向光偵測器(未顯示)。以如同於第一 光碟之相同方式,光偵測器係偵測其爲歸因於光學偵測系 統之光偵測器的光點形狀變化與位置變化之光線量變化, 且聚焦與軌跡係作偵測。根據偵測,物鏡14係藉由二軸致 動器22而移位於光軸方向,使得來自半導體雷射1 2之光 ❹ 13SS3____ ^紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) 7 ' " — ^^衣-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 i# 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1239520 A7 _ B7 五、發明説明(_ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 通量係成像於第二光碟之影像記錄表面92,且隨同於此, 物鏡1 4係移位於其垂直於光軸之方向,使得來自半導體雷 射1 2之光通量係成像於預定的軌跡。 再者,當第三光碟係再生,光束係發射自半導體雷射 1 3,且發射的光通量係透射於極化的分光器1 7,且爲由極 化的分光器1 5所反射,再者,如同來自半導體雷射1 1之 光通量的相同方式而透射於準直器1 6、與色像差修正元件 1 8,且藉由物鏡1 4以透過第三光碟之保護基板而會聚於資 訊記錄表面93。於此情形,因爲物鏡14係會聚來自半導體 雷射1 3之光通量以使得其爲於影像側數値孔徑N A 3之繞射 極限內,第三光碟係可爲再生。 經濟部智慧財產局貨工消費合作社印製 接著,於資訊記錄表面93的資訊位元所調變且爲反射 之光通量係再次透射於物鏡1 4、色像差修正元件1 8、與準 直器1 6,而且行進朝向光偵測器(未顯示)。以如同於第一 光碟之相同方式,光偵測器係偵測其爲歸因於光學偵測系 統之光偵測器的光點形狀變化與位置變化之光線量變化, 且聚焦與軌跡係作偵測。根據偵測,物鏡1 4係藉由二軸致 動器22而移位於光軸方向,使得來自半導體雷射13之光 通量係成像於第三光碟之影像記錄表面93,且隨同於此, 物鏡1 4係移位於其垂直於光軸之方向,使得來自半導體雷 射1 3之光通量係成像於預定的軌跡。 就此而論,於本實施例之光學拾取裝置,雖然其爲配 置於光源與物鏡之間的光路徑之1/4波長板係忽略,於實際 之光學拾取裝置終,存在情形爲一 1/4波長板係配置於光源 本紙國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -172- 1239520 A7 B7
五、發明説明(17jD 與物鏡之間的光路徑。此外,於後續的實施例,1/4波長板 亦將爲忽略。 於本實施例之物鏡1 4,假使第二光碟係再生,當一繞 射結構14a、及繞射結構14a爲形成於其之光學表面的非球 面表面形狀係決定而使得通過影像側數値孔徑NA2至NA1 的區域之來自半導體雷射1 2的光通量係成爲閃光於第二光 碟之資訊記錄表面92,NA1與NA2之孔徑改變係可爲自動 進行,且因爲無須設置一球面孔徑改變機構,故係有利於 成本。 再者,假使第三光碟係再生,當一繞射結構1 4a、以及 繞射結構14a爲形成於其之光學表面的非球面表面形狀係 決定而使得通過影像側數値孔徑NA3至NA1的區域之來自 半導體雷射13的光通量係成爲閃光於第三光碟之資訊記錄 表面93,因爲ΝΑΙ、NA2與NA3之孔徑改變係可爲自動進 行,其係爲更佳。 如上所述,當其爲通過自影像側數値孔徑NA2至NA1 的區域之來自半導體雷射12的光通量、以及其爲通過自影 像側數値孔徑NA3至NA1的區域之來自半導體雷射13的 光通量係分別作成而成爲閃光於第二光碟之資訊記錄表面 92、以及於第三光碟之資訊記錄表面93,繞射結構Ma係 決定使得其通過對應於影像側數値孔徑NA2至NA1的區域 之波長λ2的光通量爲於情況:於影像側數値孔徑NA1之於 第二光碟的資訊記錄表面之波前像差係不小於0.20 λ2,且 其通過對應於影像側數値孔徑ΝA3至NA 1的區域之波長 - - - ; -- . I —I- - —二· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、-5泛 J· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本 0¾¾¾¾"國國家標準 (〇奶)六4規格(210/ 297公釐) -173- 1239520 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(17)| λ3的光通量爲於情況:於影像側數値孔徑NA1之於第三光 碟的資訊記錄表面之波前像差係不小於0.20 λ3。藉此,通 過於所必要的影像側數値孔徑之區域的光通量之光點(spot) 與通過自所必要的影像側數値孔徑之內側至外側的光通量 之閃光(flare)係足夠分開,且於光偵測器之光接收部的精細 訊號偵測特性係可得到。 再者,如上所述,於物鏡14,當超過第二與第三光碟 爲再生時所必要之影像側數値孔徑的光通量係未作成閃光 成分,較佳而言,本實施例之光學拾取裝置具有NA1、 NA2與NA3之孔徑改變機構。如於第50與51圖所示之環 形區的濾波器(稍後將敘述)係可使用作爲一孔徑改變機構。 再者,當第一光碟、第二光碟與第三光碟係再生,對應於 ΝΑΙ、NA2與NA3之光圏係可分別爲機械式切換。 再者,其爲配置於彼此對立的透明電極之間的液晶 層、與1/4波長板係設置,且透明電極之至少一者係分割爲 其繞於光軸之複數個類似環形區的電壓施加段,且當電壓 係施加於此等電壓施加段之至少一個電壓施加段,類似環 形區者係可使用爲其可改變液晶層之液晶分子的方位狀態 之孔徑改變元件。當該孔徑改變元件係使用時’因爲對應 於物鏡14之自NA2至NA1的區域與於NA2的區域之光通 量的極化光表面係可分別獨立改變’且其對應於物鏡1 4之 自NA3至NA1的區域與於NA3的區域之光通量的極化光 表面係可分別爲獨立改變’其可作成以作用爲針對第一至 第三光碟之孔徑調整機構。 本紙張 家標準(CNS ) A4規格(2】0X 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1239520 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明(付 再者,於本實施例中,藉由其爲形成於物鏡1 4的至少 一個表面1 4a之由複數個圓環形區構成的繞射結構之作 用,其爲作成使得來自半導體雷射11至13的光通量係可 會聚於第一至第三光碟之個別的資訊記錄表面而使得其爲 於預定影像側數値孔徑之繞射極限內,然而,上述的繞射 結構係可設於其與物鏡爲分離配置之光學元件的光學表面 上。 如上所述,假使該繞射結構係設於其與物鏡爲分離配 置之光學元件的光學表面上,當其超過第二與第三光碟爲 再生時所必要之影像側數値孔徑的光通量係作成閃光成 分,較佳而言,該繞射結構爲設於其上之光學元件、與物 鏡係作整合而且進行追蹤。藉此,精細的追蹤特性係可得 再者,假使該繞射結構係設於其與物鏡爲分離配置之 光學元件的光學表面,僅有物鏡係進行追蹤,且該繞射結 構爲設於其之光學元件係固定,較佳而言,於N A 1之光通 量係針對來自半導體雷射1 2與半導體雷射1 3之光線而作 像差修正。藉此,精細的追蹤特性係可得到。 再者,於本案申請人之日本Tokkaihei第 1 1 -965 85 號、或者Tokkai第2000-299567號所述之物鏡係可使用作 爲本案之物鏡,藉其,來自半導體雷射11至13的光通量 係可會聚於第一至第三光碟之個別的資訊記錄表面9 1至9S 而使得其爲於預定影像側數値孔徑之繞射極限內。 再者,於第一光學拾取裝置,藉由形成於物鏡1 4之至_013S23____ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) M規格(21〇χ 297公釐) I---------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 1239520 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製α.1 A7 B7五、發明説明(17》 少一個表面1 4a的繞射結構之作用,其爲作成使得來自半 導體雷射11至13的光通量係可會聚於第一至第三光碟之 個別的資訊記錄表面91至93而使得其爲於預定影像側數 値孔徑之繞射極限內,然而,可使用於本實施例之另一種 物鏡的一個實例係將敘述於後。 即,藉由形成於物鏡之至少一個表面的繞射結構之繞 射作用,其作成使得來自半導體雷射1 1與1 2的光通量係 可會聚於第一光碟與第二光碟之個別的資訊記錄表面91與 92而使得其爲於影像側數値孔徑NA1與NA2之繞射極限 內,且針對第三光碟,當來自半導體雷射13之發散的光通 量係入射於物鏡,歸因於保護基板厚度差異之球面像差的 變化係修正使得其爲於影像側數値孔徑NA3之繞射極限 內。於此情形,較佳而言,光學拾取裝置係具有‘當資訊之 記錄及再生爲進行於第三光碟時之孔徑調整機構,且稍後 將作敘述之如同於第5 0圖與第52圖之環形區的濾波器係 可使用作爲孔徑調整機構。 再者,作爲用於修正球面像差的變化之球面像差修正 元件,一元件係可使用,其具有:折射率分佈可變材料層(稍 後將作敘述),且係可藉由施加電場或磁場或溫度而改變該 折射率分佈可變材料層之折射率分佈;或,一束擴展器,於 其,構件透鏡的至少一者係作成爲可移位於光軸方向。 再者,作爲本實施例的球面像差修正元件之準直器i 6 係一群之組成,然而,其可爲由複數個透鏡所構成。於本 案申請人之日本Tokugan第2〇00-3 923 3 3號所述之耦合透 本纸層國家標準(CNS ) M規格(210x 297公釐) .176 ‘ " (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1239520 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製?!' 五、發明説明(時 鏡係可作爲以此方式而由複數個透鏡構成的球面像差修正 元件之準直器。 再者,於本實施例,自極化的分光器1 5至物鏡i 4之 來自半導體雷射12的光通量之路徑係忽略。同理,其自極 化的分光器15至物鏡14之來自半導體雷射13的光通量之 路徑係忽略。於後續的實施例係均爲相同情形。 再者,於本實施例,用於偵測物鏡之聚焦誤差及/或追 蹤誤差之光偵測機構、以及用於偵測於資訊記錄表面9 1之 光會聚光點的球面像差變化之光偵測機構係忽略,然而, 實際的光學拾取裝置係具有該種光偵測機構。於後續的實 施例係亦將同樣忽略該種光偵測機構。 接著,第二光學拾取裝置係將根據第44圖而敘述,其 爲於第42圖之光學拾取裝置的一個修改例。如於第44圖 所示,第二光學拾取裝置具有一整合元件20,於其,作爲 球面像差修正元件之準直器與色像差修正元件係整合,以 取代於第42圖之準直器1 6與色像差修正元件1 8,且整合 元件20係構成使得其爲由一軸致動器2 1而移位於軸向方 向,如於第42圖之相同方式。再者,半導體雷射12與半 導體雷射13係容納於相同的殼體19且合倂爲一個單元。 根據於第44圖之結構’藉由整合元件20與合倂的半導體 雷射,因爲光學拾取裝置之零件數目係可降低’較大的成 本降低係爲可期。 就此而論,於第44圖之第二光學拾取裝置’半導體雷 射12與半導體雷射1 3係合倂爲一個單元,然而,半導體 本紙張 家標準 (CNS ) A4規格(210 X 297公釐) (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1239520 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _B7五、發明説明(1咋 雷射11與半導體雷射12係可能合倂爲一個單元,且半導 體雷射11與半導體雷射12亦可能合倂爲一個單元。再 者,當半導體雷射11、半導體雷射12、與半導體雷射I3 係合倂爲一個單元’更進一步的成本降低與空間節省係爲 可期。 [第四實施例] 第45圖係槪括顯示根據第四實施例之第三光學拾取裝 置。以於第42圖之第一光學拾取裝置的相同方式’如於第 45圖所顯示,第三光學拾取裝置係一種光學拾取裝置’藉 其,資訊之記錄及再生係可進行於具有三種不同的記錄密 度之光碟。 第三光學拾取裝置具有一物鏡14,藉其,來自半導體 雷射11至13的各個光通量係可會聚於第一至第三光碟之 個別的資訊記錄表面。因爲如同用於第一光學拾取裝置之 物鏡的相同物鏡係可使用作爲物鏡,詳細說明係省略。 再者,第三光學拾取裝置係具有作爲色像差修正元件 之一準直器29,以供修正其歸因於諸如半導體雷射1 1之模 式跳躍的單色性不佳之主要爲產生於物鏡14的色像差。於 準直器29之至少一個表面,由複數個同心圓環形區所構成 之繞射結構係形成,且當發射自半導體雷射1 1之光線的波 長係改變於加長之方向,而具有波長特性爲改變使得準直 器29之後焦點係縮短。再者,因爲對於相同量之波長變化 係約爲相符於藉由物鏡1 4之焦距的第二倍率而標準化的後 &張Λ分家標準(CNS ) A4規格(210'乂 297公釐} (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -178- 1239520 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(辟 焦點之變化量的絕對値,發射自半導體雷射11之光通量係 會聚於第一光碟之資訊記錄表面91而幾乎不具有色像差, 當其爲透過準直器29與物鏡14。敘述於本案申請人之曰本 To kugan第20001-2488195號之準直器係可使用作爲具有該 波長特性之一種準直器。 再者,作爲使用於三光學拾取裝置之較佳的色像差修 正元件之準直器29,可使用其阿貝數爲相當大之一正透鏡 與其阿貝數爲相當小之一負透鏡係黏著在一起之一種準直 器。作爲其具有該平板(tablet)結構之準直器,可使用其敘 述於本案申請人之日本Tokkugan第2000-262372號之準直 再者,於第三光學拾取裝置,繞射結構係形成於準直 器上,且產生於物鏡14之色像差係修正,然而,亦可使用 其分離自該準直器而爲配置於半導體雷射11與極化個分光 器1 5之間的一色像差修正元件,於其,繞射結構係形成於 至少一個表面。如同敘述於本案申請人之日本Tokugan第 200卜2 1 06 59號之一色像差修正元件係可使用作爲色像差修 正元件。當供形成其發射自半導體雷射1 1之橢圓形的光通 量之一束成形稜鏡對係配置於光路徑,較佳而言,其可爲 配置於平行光線之色像差修正元件係使用。 再者,於第三光學拾取裝置,當資訊之記錄及再生係 進行於第一光碟,作爲球面像差修正元件之折射率分佈可 變元件23係配置於極化的分光器15與物鏡14之間,以供 修正球面像差的變化,其歸因於光碟之保護基板厚度的生 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙
男艺國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) 179- 1239520 A7 B7 五、發明説明(付 產誤差 '及諸如物鏡之構成光會聚光學系統之光學元件的 生產誤差、歸因於半導體雷射1 1的生產誤差之波長變化、 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 歸因於溫度變化或溼度變化之諸如物鏡之構成光會聚光學 系統之光學元件的形狀變化或折射率變化。 折射率分佈可變元件23具有液晶層26,其配置於彼此 對立之一對透明的電極25a、25b之間,且爲一對玻璃基板 24a與24b所固定,當電壓係由驅動電源27而施加至透明 電極25a、25b,其構成方式爲使得液晶層26之液晶分子的 方位狀態係電氣控制,且於液晶層26之折射率分佈係可改 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 透明電極25a與25b之至少一者係分爲繞於光軸之複 數個類似環形區的電壓施加段,且當預定電壓係施加於此 複數個類似環形區的電壓施加段之至少一者,液晶層26之 折射率分佈係可改變爲繞於光軸之類似環形區者。當於第 一光碟之資訊記錄表面91的光會聚光點之球面像差變化係 由光偵測器(未顯示)所偵測,藉由電源27以施加預定的電 壓於電壓施加段,液晶層26之折射率分佈係改變爲繞於光 軸之類似環形區者,且一預定的光差異係增加至其透射於 折射率分佈可變兀件23之波長,且球面像差之變化係修 正。藉此,於第一光碟之資訊記錄表面9 1的光會聚光點係 恆可保持於條件爲:球面像差係精細修正。 於以上說明,上述模式之折射率分佈可變元件係使用 作爲折射率分佈可變元伶23,然而,可允許的是,其可使 用於本實施例之光學拾取裝置的折射率分佈可變元件係其 019il?a ——____ 本紙張尺度適用中國國家標举(CNS ) A4規格(210X 297公釐) ^ 1239520 ΑΊ Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(17)B 爲以旋轉對稱於光軸之方式而改變折射率分佈之一種元 件,且其不限制於上述實施例。 再者,作爲用於第三光學拾取裝置之球面像差修正元 件,一束擴展器係可使用,其構件透件之至少一者係作成 爲可移位於光軸方向。 接著,其爲第45圖之光學拾取裝置的一個修改例之第 四光學拾取裝置係將藉由第46圖而敘述於後。如於第46 圖所示,於第四光學拾取裝置,因爲半導體雷射12與半導 體雷射1 3係如同於第44圖之相同方式而合倂爲一個單 元,藉由光學拾取裝置的零件數目之降低,成本降低係爲 可期。 第四光學拾取裝置具有物鏡34,藉其,半導體雷射11 之光通量係可會聚於第一光碟之資訊記錄表面9 1而使得其 爲於數値孔徑ΝΑ1之繞射極限內。藉由使用物鏡34,其爲 針對第一光碟之專用的物鏡,當第二光碟係將藉由使用來 自半導體雷射1 2之光線而作記錄/再生時,球面像差係歸因 於保護基板厚度之差異而改變於過量修正(過度)之方向,然 而,於第四光學拾取裝置,藉由折射率分佈可變元件23以 修正其改變於過量修正方向之球面像差而使得其爲於數値 孔徑ΝΑ2之繞射極限內,於第二光碟之記錄/再生係可進 行。 再者,亦爲以相同方式,當第三光碟係藉由使用來自 半導體雷射1 3之光線而作記錄/再生時,改變於過量修正 (過度)方向之球面像差係藉由折射率分佈可變元件23以修 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 斗巧本紙張尺度^1>^^*$^準(。奶)六4規格(210/ 297公釐7 -181 - 1239520 A7 B7 五、發明説明(1作 正而使得其爲於數値孔徑NA3之繞射極限內。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 再者,第四光學拾取裝置具有ΝΑΙ、NA2、與NA3之 孔徑改變機構,且稍後將作敘述之如於第50與51圖所示 的一環形區濾波器係作爲該孔徑改變機構,其具有波長選 擇性,且爲形成於第46圖之物鏡34的光源側之表面34a。 藉此,孔徑係可自動改變爲ΝΑΙ、NA2、與NA3。藉由其 具有波長選擇性之環形區濾波器,假使資訊之記錄及再生 係進行於第二光碟與第三光碟,當超過所必要的數値孔徑 之光通量係遮斷,期望的光點直徑係可得到於光碟之資訊 記錄表面。 再者,一種機構亦可使用作爲孔徑改變機構,藉其, 對應於ΝΑΙ、ΝΑ2、與ΝΑ3之光圈係當第二光碟與第三光 碟爲再生時而個別機械式改變,且,再者,其使用如於第 三實施例所述的液晶者之孔徑改變機構係亦可使用。 再者,較佳而言,該孔徑改變機構係整合於物鏡34且 進行追蹤,藉此,精細的追蹤特性係得到。於第46圖,因 爲其爲設置於物鏡3 4之光學表面3 4a,此追蹤特性係改 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 再者,於第46圖之光學拾取裝置,物鏡34係由其爲 一透鏡群而構成之單一透鏡,且當於波長λΐ的焦距係Π (mm),中心厚度係d (mm),入射於物鏡34之波長λΐ的光 通量直徑係Φ1 (mm),且當資訊之再生及/或記錄爲進行於· 第三光碟時的工作距離係fB 3 (mm),物鏡34係構成以滿足 下式: 本紙張尺爲 :標準(〇奶)六4規格(210'/ 297公釐) 182- 1239520 A7 B7 五、發明説明(1砂 0.7<d/fl<1.5 ⑺ 2.8<Φ1<5.8 ⑴ fB3>0.2 ⑷ 於日本Tokkaihei第1 0- 1 2341 0號所述之二透鏡群而構 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 成之物鏡係提出作爲用於高密度DVD之高ΝΑ物鏡,然 而,當其保護基板厚度係差異爲1.1 mm之高密度DVD與 CD的相互易位(transposition)係由共同的物鏡而進行,較 佳而言,該物鏡具有單一透鏡組成,藉其,工作距離係可 爲充分固定。於此情形,尤其是較佳爲滿足上式(2)與(3), 藉此,CD之工作距離係可充分固定使得式(4)係滿足。當 CD之工作距離係滿足式(4),如於DVD或高密度DVD,於 光碟之保護基板厚度的生產容許度係未極爲嚴格抑制,且 甚至是當其波動由於保護基板厚度的個別差異而爲大之CD 係記錄及/或再生,CD與物鏡之碰撞的機率係可爲足夠降 低。 [第五實施例] 經濟部智慧財產局Μ工消費合作社印製 第47圖係槪括顯示根據第五實施例之第五光學拾取裝 置。以於第42圖之第一光學拾取裝置的相同方式,如於第 47圖所顯示’第五光學拾取裝置係一種光學拾取裝置,藉 其,資訊之記錄及再生係可進行於具有三種不同的記錄密 度之光碟。 第五光學拾取裝置係具有物鏡1 4,藉其,來自半導體 雷射1 ]至1 3的各個光通量係可會聚於第一至第三光碟之 __Qlsagtz---- 本紙張尺度適用中國國家^準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -183- 1239520 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(18) 個別的資訊記錄表面9 1至93而使得其爲於預定的影像側 數値孔徑之繞射極限內。因爲如同用於第一光學拾取裝置 者之相同物鏡係可使用作爲物鏡,詳細的解說係將省略。 再者’於第五光學拾取裝置,當資訊之記錄及再生係 進行於第一光碟’作爲球面像差修正元件之束擴展器33係 配置於半導體雷射11與其作爲來自半導體雷射u至13之 發射光線的合成機構之極化的分光器1 5之間的光路徑,以 供修正球面像差的變化,其爲歸因於光碟之保護基板厚度 的生產誤差、及諸如物鏡之構成光會聚光學系統之光學元 件的生產誤差、歸因於半導體雷射1 1的生產誤差之波長變 化、歸因於溫度變化或溼度變化之諸如物鏡之構成光會聚 光學系統之光學元件的形狀變化或折射率變化。 此束擴展器3 3係由負透鏡3 2與正透鏡3 1而構成,且 負透鏡係形成以由一軸致動器21所移位於軸向方向。來自 半導體雷射11的光通量係由準直器30而作成爲平行,且 係入射於負透鏡3 2。 當於第一光碟之資訊記錄表面91的光會聚光點之球面 像差變化係由光偵測器(未顯示)所偵測,藉由一軸致動器 2 1所移位一預定量,且藉由改變其入射於物鏡之光通量的 發散角度,該球面像差變化係作修正。當光會聚光點之球 面像差變化係改變於過量修正(過度)之方向,負透鏡32係 移位於其接近正透鏡31之方向,而當光會聚光點之球面像 差變化係改變於缺乏修正(不足)之方向,負透鏡32係移位 於其遠離正透鏡31之方向。藉此,於第一光碟之資訊記錄 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度|«|^(夢沒2標準(〇仰)六4規格(210/297公釐) 1239520 經濟部智慧財產局員工消t合作社印製 A7 B7五、發明説明(1琦 表面9 1的光會聚光點係可保持於條件爲:球面像差係恆爲精 細修正。 就此而論,於第五光學拾取裝置,負透鏡32係移位於 軸向方向,然而,正透鏡3 1係亦可爲移位於軸向方向, 且,再者,負透鏡32與正透鏡31亦可均爲移位於軸向方 向。 再者,於第五光學拾取裝置,於其之負透鏡32爲移位 於軸向方向之束擴展器33係使用作爲球面像差修正元件, 然而,如於第一光學拾取裝置之相同方式,其爲移位於軸 向方向之準直器係亦可使用作爲球面像差修正元件,且如 於第三光學拾取裝置之相同方式,折射率分佈可變元件係 亦可使用作爲球面像差修正元件。於任一情形,於第一光 碟之資訊記錄表面9 1的光會聚光點係可保持於條件爲:球面 像差係恆爲精細修正。 再者,於第五光學拾取裝置,由複數個同心圓環形區 構成之繞射結構係形成於束擴展器33之正透鏡31的光碟 側之表面3 1 a,且當發射自雷射半導體1 1之光線的波長係 改變於延長方向,因爲其具有波長特性爲藉其之束擴展器 3 3的倍率係增大,發射自半導體雷射1 1之光通量係會聚於 第一光碟之資訊記錄表面91而幾乎不具有色像差,當其爲 透過束擴展器3 3與物鏡1 4。 如於本案申請人之日本Tokugan第2000-33 0009號所 述之束擴展器係可使用作爲較佳以使用於第五光學拾取裝 置之束擴展器。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1239520 A7 B7
五、發明説明(18)B (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 於第五光學拾取裝置’藉由形成繞射結構於束擴展器 3 3之正透鏡31的至少一個表面,產生於物鏡1 4之色像差 係作修正,然而,繞射結構係可爲形成於負透鏡3 2的至少 一個表面,或者,繞射結構亦可均爲形成於負透鏡32與正 透鏡3 1。 再者,於第五光學拾取裝置’藉由形成繞射結構於束 擴展器33之正透鏡31的至少一個表面,產生於物鏡14之 色像差係作修正,然而,於日本Tokugan第200 1 -2488 1 9 號、或日本Tokugan第2000-2623 72號所述之準直器係可 使用作爲色像差修正元件,以供修正其歸因於諸如半導體 雷射11的模式跳躍之單色性不佳而主要爲產生於物鏡1 4 之色像差。再者,如於日本Tokugan第2001-21 0659號所 .述之色像差修正元件係可使用。 經濟部智慧財產局員工消費合作社卬製 其次,其爲第47圖之光學拾取裝置的一個修改例之第 六光學拾取裝置係將藉由第48圖而敘述於後。如於第48 圖所示,於第六光學拾取裝置,於半導體雷射11與其作爲 來自半導體雷射Π至1 3之發射光線的合成機構之極化的 分光器1 5之間的光路徑,當資訊之記錄及再生係進行於第 一光碟時,藉由一軸致動器21而爲移位於光軸方向之準直 器39係提供作爲球面像差修正元件,以供修正球面像差的 變化,其爲歸因於光碟之保護基板厚度的生產誤差、及諸 如物鏡之構成光會聚光學系統之光學元件的生產誤差、歸 因於半導體雷射1 1的生產誤差之波長變化、歸因於溫度變 化或溼度變化之諸如物鏡之構成光會聚光學系統之光學元 f 紙輩標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -186 - 1239520 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 _五、發明説明(18)l 件的形狀變化或折射率變化。藉此,於第一光碟之資訊記 錄表面9 1的光會聚光點係可保持條件爲:球面像差係恆爲精 細修正。 再者’於第六光學拾取裝置,由複數個同心圓環形區 構成之繞射結構係形成於準直器3 9的光碟側之表面3 9a, 以供修正其爲歸因於諸如半導體雷射1 1的模式跳躍之單色 性不佳而主要爲產生於物鏡1 4之色像差。藉此,因爲準直 器3 9具有波長特性爲,當發射自雷射半導體1 1之光線的 波長係改變於延長方向,準直器3 9之後焦點係改變於縮短 之方向,發射自半導體雷射11之光通量係透射於準直器39 與物鏡14,且因而其爲會聚於第一光碟之資訊記錄表面91 而幾乎不具有色像差。 [第六實施例] 第49圖係槪括顯示根據第六實施例之第七光學拾取裝 置。以於第42圖之第一光學拾取裝置的相同方式,如於第 49圖所顯示,第七光學拾取裝置係一種光學拾取裝置,藉 其,資訊之記錄及再生係可進行於具有三種不同的記錄密 度之光碟。 本實施例之第七光學拾取裝置具有物鏡34,藉其,來 自半導體雷射Π的光通量係可會聚於第一光碟之資訊記錄 表面9 1而使得其爲於數値孔徑N A 1之繞射極限內。 於第七光學拾取裝置’於半導體雷射1 1與極化的分光 器15 (其爲來自半導體雷射11至13之發射光線的合成機 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
1239520 A7 B7 五、發明説明(1時 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 構)之間的光路徑,當資訊之記錄及再生係進行於第一光 碟,由一軸致動器21而移位於光軸方向之準直器39係提 供作爲球面像差修正元件,以供修正球面像差的變化,其 爲歸因於光碟之保護基板厚度的生產誤差、及諸如物鏡之 構成光會聚光學系統之光學元件的生產誤差、歸因於半導 體雷射1 1的生產誤差之波長變化、歸因於溫度變化或溼度 變化之諸如物鏡之構成光會聚光學系統之光學元件的形狀 變化或折射率變化。藉此,於第一光碟的資訊記錄表面91 之光會聚點可保持於條件爲:球面像差係恆爲精細修正。 再者,於第七光學拾取裝置,爲了修正其歸因於諸如 半導體雷射1 1之模式跳躍的單色性不佳之主要產生於物鏡 34的色像差,由複數個同心圓環形區所構成之繞射結構係 形成於準直器39之光碟側的表面39a。藉此,因爲準直器 39具有波長特性爲於其當發射自半導體雷射1 1之光線的波 長係改變於延長之方向,準直器39之後焦點係改變於縮短 之方向,發射自半導體雷射11之光通量係透射於準直器39 與物鏡34,且因而其爲會聚於第一光碟之資訊記錄表面91 而幾乎不具有色像差。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 :¾ 於第七光學拾取裝置,於半導體雷射12與極化的分光 器1 5之間的光路徑,且於來自半導體雷射1 2的光通量與 來自半導體雷射1 3的光通量之共同的光路徑,複數個同心 圓環形區爲形成於其光碟側的表面35a之繞射光學元件35 係設置。 藉由使周其爲針對第一光碟之專周的物鏡之物鏡3 4,
Oimna_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -188- 1239520 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製42
B7五、發明説明(1眯 當第二光碟係將藉由使用來自半導體雷射12之光線而作記 錄/再生時,球面像差係歸因於保護基板厚度之差異而改變 於過量修正(過度)之方向。同理,藉由使用物鏡3 4 ’當第 三光碟係將藉由使用來自半導體雷射13之光線而作記錄/再 生時,球面像差係歸因於保護基板厚度之差異而變化於過 量修正(過度)之方向。於第七光學拾取裝置,變化於過量修 正之方向的球面像差係藉由繞射光學元件3 5以作修正而使 得其係於第二光碟爲再生時所必要之數値孔徑NA2的繞射 極限內,且,再者,因爲來自半導體雷射13之光通量係修 正而使得其係於第三光碟爲再生時所必要之數値孔徑NA3 的繞射極限內,藉由使用其爲專用於第一光碟之物鏡,於 其保護基板厚度爲彼此不同之第二光碟與第三光碟的記錄/ 再生係可進行。 於第49圖之光學拾取裝置,繞射光學元件之繞射結構 35a係最佳化以使得:當來自半導體雷射12之波長λ2的光 線爲入射於其而產生的繞射射線中之其具有最大繞射光線 量之η2級的繞射射線、與當來自半導體雷射1 3之波長λ3 的光線爲入射於其而產生的繞射射線中之其具有最大光線 量之η3級的繞射射線係相等,且最佳化的波長係介於λ2 與λ3之間的中間波長。藉此,於第二光碟與第三光碟之使 用波長區域,個別之高繞射效率係可得到。 舉例而言,當繞射結構35a係由其滿足式680 ηηι<λΒ<74 0 nm之波長λΒ與繞射級1而最佳化,當其來自 半導體雷射12之波長650 nm的光線與其來自半導體雷射 本紙張^^^|§1芩诸‘家標準(〇阳)六4規格(210/ 297公釐) 一 • ί RQ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1239520 A7 B7 五、發明説明(1矽 1 3之波長7 8 0 nm的光線係入射於繞射結構3 5 a而產生之個 別的光線之一級繞射射線的繞射效率係可均爲不小於 9 5% 〇 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 再者,如同於第49圖之光學拾取裝置,作爲基板厚度 修正機構之繞射光學元件3 5係配置於其通過來自半導體雷 射12與13的光通量而未通過半導體雷射11的光通量之光 路徑,且當來自半導體雷射12與13的光通量之相同級的 繞射射線係個別使用以記錄及再生於第二光碟與第三光 碟,甚至是當繞射結構35a係藉由介於來自半導體雷射12 的光通量之波長λ2與來自半導體雷射13的光通量之波長 λ3之間的中間波長與繞射級2而最佳化,繞射效率係可由 波長λ2的光線與波長λ3的光線而爲固定一起。以此方 式,相較於以繞射級1而最佳化之情形,當繞射效率係由 繞射級2而爲最佳化,因爲鄰接的繞射環形區之間隔係可 擴展爲二倍,於其歸因於繞射環形區形狀之生產誤差的繞 射效率降低爲小之繞射光學元件3 5係可實現。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 舉例而言,當繞射結構35a係由η2 = η3 = 1與λΒ = 710 nm而爲最佳化,於個別的光碟之使用波長區域的繞射效率 係:第二光碟(DVD,波長6 50 nm)爲97.2%,第三光碟(CD, 波長780 nm)爲97.3%,相對於此,甚至當繞射結構35a係 由n2 = n3=2與λΒ = 710 nm而爲最佳化時:第二光碟(DVD, 波長6 5 0請)爲8 9.3%,第三光碟(CD,波長780 nm)爲 8 9.8%,且於個別的光碟之使用波長區域,足夠的繞射效率 係可爲固定。 本紙張 mm 家標準(〇奶)六4規格(210/ 297公釐) -190 1239520 A7 B7 五、發明説明(鄉 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 再者,較佳而言,第七光學拾取裝置具有NA1、 NA2、與NA3之孔徑改變機構。稍後將作敘述之如於第50 與51圖所顯示之環形區的濾波器係可使用作爲該孔徑改變 機構。再者,當第一光碟、第二光碟與第三光碟係再生, 對應於ΝΑΙ、NA2與NA3之光圈係可爲機械式改變。再 者,如於第三實施例所述,使用液晶之孔徑改變元件係可 使用。 再者,於第49圖之光學拾取裝置,物鏡34係由其爲 一透鏡群而構成之單一透鏡’且當於波長λ 1的焦距係fl (mm),中心厚度係d (mm),入射於物鏡34之波長λΐ的光 通量直徑係Φ1 (mm),且當資訊之再生及/或記錄爲進行於 第三光碟時的工作距離係fB3 (mm),物鏡34係構成以滿足 下式: 0.7<d/fl<l .5 (2) 2.8<Φ K5.8 (3) fΒ 3 >0.2 (4) 於日本Tokkaihei第1 0-1 234 1 0號所述之二透鏡群而構 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 成之物鏡係提出作爲用於高密度DVD之高NA物鏡,然 而,當其保護基板厚度係差異爲1.1 mm之高密度DVD與 CD的相互易位係由共同物鏡而進行,較佳而言,該物鏡具 有單一透鏡組成,藉其,工作距離係可爲易於固定。於此 情形,尤其爲較佳以滿足上式(2)與(3),藉此,工作距離係 可充分固定使得式(4)係滿足。當CD之工作距離係滿足式 (4),如同於DVD或高密度DVD,於光碟之保護基板厚度 019089 丨本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 191 1239520 A7 B7 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(— 的生產容許度係未極爲嚴格抑制,且甚至是當其波動由於 保護基板厚度的個別差異而爲大之CD係記錄及/或再生, CD與物鏡之碰撞的機率係可爲足夠降低。 於第42、44、12、45、與48圖之光學拾取裝置,因爲 物鏡14之繞射結構14a係由其爲滿足式:340ηιη<λΒ<44〇 nm之波長與繞射級2而最佳化(於下文,λΒ係稱爲最佳化 波長、產生波長、或閃耀波長),當來自半導體雷射1 1之 波長40 0 nm的光線係入射於其,二級的繞射射線係產生使 得其具有相較於任何其他級的繞射射線而爲較大的光線 量,且物鏡14係會聚二級的繞射射線於第一光碟之資訊記 錄表面。 此時,當來自半導體雷射12之波長65 0 nm的光線係 入射於物鏡14之繞射結構14a,一級的繞射射線係產生以 使得其具有相較於任何其他級的繞射射線之較大的光線 量,且物鏡14係會聚一級的繞射射線於第二光碟之資訊記 錄表面,並且當來自半導體雷射13之波長780 nm的光線 係入射於物鏡14之繞射結構14a,一級的繞射射線係產生 使得其具有相較於任何其他級的繞射射線而爲較大的光線 量’且物鏡14係會聚一級的繞射射線於第三光碟之資訊記 錄表面。 以此方式’ g繞射結構1 4 a係由其滿足g亥式(4 )之波長 與繞射級2而爲最佳化,其爲使用於資訊之記錄及/或再生 於第一光碟的繞射射線級、以及其爲使用於資訊之記錄及/ 或再生於第二光碟與第三光碟的繞射射線級係作成不同, (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張家榇準(CNS ) A4規格(210X297公釐 -192 1239520 A7 ____B7_ 五、發明説明(坤 且當其爲使用於資訊之記錄及/或再生於第一光碟的繞射射 線級係作成不小於其爲使用於資訊之記錄及/或再生於第二 光碟與第三光碟的繞射射線級,於個別的光碟之使用波長 區域,高繞射效率係可分別得到。 當物鏡14之繞射結構14a係決定其產生於繞射結構 14a之至少爲來自半導體雷射11的光通量之繞射射線,較 佳爲最佳化該繞射結構1 4a以使得其具有最大的繞射光線 量之繞射射線級的繞射效率係不小於70%。更佳而言,繞 射結構1 4 a係最佳化使得,產生於繞射結構1 4 a之來自半 導體雷射1 1至1 3的個別光通量之繞射射線中,具有最大 的繞射光線量之繞射射線級的繞射效率係均爲不小於 70% 〇 一個具體實例係將顯示於後。當藉由某一產生波長 λΒ、與繞射級η而最佳化之理想的閃耀結構爲形成於其之 一繞射透鏡係考慮,於此繞射透鏡之某個波長λ的繞射效 率1 (λ)係當假設於波長λΒ之透鏡材料的折射率與於波長入 之透鏡材料的折射率爲幾乎不變時而表示爲下式(算術式i : 經濟部智慧財產局員工消費合作社印¾ X) 圖 係 關 依 相 的 長 波 生 產 之 率 效 射 繞 於 示 顯 係 圖 3 9 第 準 標 家 i 10 0191 οί尺 張 紙 I本 祕 93 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
1239520 A7 B7 五、發明説明(19) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 對於其爲由某一產生波長λΒ與繞射級1而最佳化的閃耀結 構所產生之波長405 nm的光線之一級繞射射線、波長65 0 nm的光線之一級繞射射線、與波長78〇 nm的光線之一級 繞射射線。 依照第93圖,如同於日本Tokkai第2001-195769號所 敘述之光學拾取裝置,當其爲產生於物鏡14的繞射結構 1 4a之來自半導體雷射1 1至1 3之光線的相同級之繞射射線 係使用於個別的光碟之記錄及/或再生,可看出的是,高繞 射效率係無法得到於個別的光碟之使用波長區域。 第94圖係顯示於繞射效率之產生波長的相依關係圖, 對於其爲滿足340 nmS λΒ S 450 nm之產生波長且其爲由繞 射級2而最佳化的閃耀結構所產生之波長405 nm的光線之 二級繞射射線、波長65 0 nm的光線之一級繞射射線、與波 長7 8 0 n m的光線之一級繞射射線。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 依照第94圖,可看出的是,假使來自半導體雷射1 1 之光線的二級繞射射線係使用以供記錄及/或再生於第一光 碟,且來自半導體雷射】2與半導體雷射13之光線的一級 繞射射線係分別爲使用以供記錄及/或再生於第二與第三光 碟,當於3 5 0 nm與420 nm之間的波長係設定爲產生波 長,於個別的光碟之使用波長區域,高繞射效率係可得 到。尤其是,較佳而言,當於3 60 nm與400 nm之間的波 長係設定爲產生波長,因爲如同超過8 0%之如此高的繞射 效率係可得到於個別的光碟之使用波長區域。 其次,作爲物鏡之繞射結構1 4a的閃耀結構之最佳化 019392 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 194 1239520 Α7 Β7 五、發明説明(1砟 的方法,另一個較佳實例係將說明。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第95圖係顯示於繞射效率之產生波長的相依關係圖, 對於其爲滿足式3 90 nmg λΒ$ 440 nm之產生波長與其爲由 繞射級6而最佳化的閃耀結構所產生之波長4 0 5 n m的光線 之六級繞射射線、波長650 nm的光線之四級繞射射線、與 波長78 0 nm的光線之三級繞射射線。 依照第95圖,可看出的是,假使來自半導體雷射1 1 之光線的六級繞射射線係使用以供記錄及/或再生於第一光 碟,來自半導體雷射1 2之光線的四級繞射射線係使用以供 記錄及/或再生於第二光碟,且來自半導體雷射1 3之光線的 三級繞射射線係使用以供記錄及/或再生於第三光碟,當於 40 5 nm與42 5 nm之間的波長係設定爲產生波長,高繞射效 率係可得到於個別的光碟之使用波長區域。尤其是,較佳 而言,當於410 nm與42 0 nm之間的波長係設定爲產生波 長,因爲如同超過8 0 %之如此高的繞射效率係可得到於個 別的光碟之使用波長區域。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 就此而論,用於得到高繞射效率於個別的光碟之使用 波長區域,產生波長的一較佳範圍係可應用,當發射自半 導體雷射11至1 3之光線的波長係滿足下式: 3 8 0 n m < λ 1 < 4 2 0 n m 63 0 ηηι<λ2<670 nm 760 ηηι<λ3<800 nm ο 當基板厚度差異修正機構係配置於其通過來自半導體 雷射1 1至1 3之所有的光通量之共同光路徑,如於第42、 019S33 ___ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X 297公釐) -195 1239520 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明(19》 44、45、47與48圖之光學拾取裝置,因爲物鏡與其作爲基 板厚度差異修正機構之繞射結構係可作整合,光學拾取系 統之光學元件的數目係可降低,藉此,其於成本之觀點爲 較佳。 甚者,如上所述,當其爲形成於物鏡的光學表面之作 爲基板厚度差異修正機構的繞射結構係決定,使得其通過 數値孔徑NA2的外側區域之來自半導體雷射1 2的光通量與 其通過數値孔徑NA3的外側區域之來自半導體雷射1 3的光 通量係形成閃光,因爲亦可提供此繞射結構之作爲孔徑調 整機構的作用,光學拾取系統之光學元件的數目係可進而 降低,藉此,其於成本之觀點爲較佳。 再者,於第42、44、45、47與48圖之光學拾取裝 置,物鏡14係由一透鏡群所構成之單一透鏡,且當於波長 λΐ的焦距係fl (mm),中心厚度係d (mm),入射於物鏡14 之波長λΐ的光通量直徑係Φ1 (mm),且當資訊之再生及/或 記錄爲進行於第三光碟時的工作距離係fB3 (mm),物鏡14 係構成以滿足下式: 0.7<d/fl<1.5 (2) 2.8<Φ1<5.8 (3) fΒ 3 >0.2 (4) 於日本Tokkaihei第1 0- 1 234 1 0號所述之二透鏡群而構 成之物鏡係提出作爲用於高密度DVD之高NA物鏡’然 而,當其保護基板厚度係差異爲1.1 mm之高密度DVD與 CD的相互易位係由共同物鏡而進行,較佳而言,該物鏡具 Qjf Q994_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -196- 1239520 A7 B7_ 五、發明説明(巧》 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 有單一透鏡組成,藉其,工作距離係可爲易於固定。於此 情形,尤其爲較佳以滿足上式(2)與(3) ’藉此’工作距離係 可充分固定使得式(4)係滿足。當CD之工作距離係滿足式 (4),如同於DVD或高密度DVD ’於光碟之保護基板厚度 的生產容許度係未極爲嚴格抑制,且甚至是當其波動由於 保護基板厚度的個別差異而爲大之CD係記錄及/或再生, CD與物鏡之碰撞的機率係可爲足夠降低。 再者,於第42、44、45、47與48圖之光學拾取裝 置,物鏡14係進而構成使得其放大率m3爲滿足式(5): m3 <0,當其進行資訊之再生及/或記錄於第三光碟。藉此, CD之工作距離係可爲易於固定。於此情形,尤其爲較佳而 言,其滿足式(6): -0.25<m3<-0.05,藉此,於CD之工作距 離係充分固定時,球面像差係可爲精細修正。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 於第42、44、45、47與48圖之光學拾取裝置,物鏡 14係進而構成使得其放大率m2爲滿足式(7): m2<0,當其 進行資訊之再生及/或記錄於第二光碟。藉此,DVD之工作 距離亦可爲易於固定。於此情形,尤爲較佳而言,其滿足 式(8): -0.20<m2<-0.02,藉此,於DVD之工作距離係充分 固定時,球面像差係可爲精細修正。 其次,根據第五實施例之第八光學拾取裝置係將說 明。第9 6圖係槪括顯示根據第五實施例之第八光學拾取裝 置,且作爲於第42、44、45、47與48圖之光學拾取裝置 的物鏡1 4之繞射透鏡的作用、與作爲折射透鏡的作用係分 離於個別獨立的光學元件。 019335 張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2】0X297公釐) -197- 經濟部智慧財產局—工消費合作社卬製 1239520 A7 五、發明説明(19务 第八光學拾取裝置之物鏡100係一種複合式物鏡,於 其’折射式透鏡100a與繞射光學元件i〇〇b係結合,折射 式透鏡100a係用於個別會聚來自半導體雷射u至13的光 通里於第一至第二光碟的資訊記錄表面,具有其由複數個 问心圓5¾形區所構成的繞射結構之繞射光學元件1 〇 〇 b係配 置於折射式透鏡1 00a之光通量入射表面側。折射式透鏡 100a與繞射光學元件100b係由凸緣部1〇〇()而整合爲同軸 於光軸’且其藉由二維的致動器2 2而爲整合以及驅動追蹤 或者驅動聚焦。 折射式透鏡1 0 0 a係由一透鏡群所構成之單一透鏡,且 當於波長λΐ之複合式物鏡100的焦距係fi (mm),於波長 λΐ之折射式透鏡l〇〇a的中心厚度係d (mm),入射於複合 式物鏡1 0 0之波長λ 1的光通量直徑係φ 1 (m m ),且當資訊 之再生及/或記錄爲進行於第三光碟時的工作距離係fB3 (mm),折射式透鏡i〇〇a係構成以滿足下式: 〇.7<d/fl<l .5 (9) 2.8<Φ1<5.8 (10) fΒ 3 > 0.2 (11) 於其之球面像差爲修正於至少波長λΐ的區域之一種非 球面表面透鏡係可使用作爲折射式透鏡100a。 再者,繞射光學元件1⑼b之繞射結構l〇〇d係決定以 使得其爲使用於資訊之記錄及/或再生於第一光碟的繞射射 線級、與其爲使用於資訊之記錄及/或再生於第二光碟與第 三光碟的繞射射線級係作成爲彼此不同,且其爲使用於資 013336 紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) I--------Φ 裝----Ί--II------0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 198- 1239520 A7 B7 經濟部智慧財產苟員工消費合作社印製 五、發明説明(1砟 訊之記錄及/或再生於第一光碟的繞射射線級係大於其爲使 用於資訊之記錄及/或再生於第二光碟與第三光碟的繞射射 線級。 繞射光學元件l〇〇b之繞射結構100d的最佳化方法係 相同於第42、44、45、47與48圖之光學拾取裝置中的物 鏡14之繞射透鏡14a的閃耀結構之最佳化方法,因此,解 說係將省略。 再者,當其爲由波長λΒ與繞射級nl所最佳化之複數 個環形區的各個位置係由定義爲 ®b = nl_(b2*h2 + b4_h4 + b6_h6+…)之光路徑差異函數而作表示 (在此,h係距離光軸之高度(mm),且b2、b4、b6、…係分 別爲二階、四階、六階、…之光路徑差異函數係數(亦稱爲 繞射表面係數),nl係具有當來自半導體雷射11之波長λΐ 的光通量爲入射於繞射結構1 〇〇d所產生之繞射射線中的最 大繞射光線量之繞射射線的繞射級),較佳而言,由Ρϋ = Σ(-2· nl· b2)所定義之僅爲繞射結構的倍率(mm·1)係具有正倍 率以滿足下式:0.5xl(T2<PD<5.〇xlCT2 ,藉此,歸因於半導 體雷射1 1的模式跳躍之折射式透鏡1 0 0 a的成像位置移動 係可抑制爲小。 作爲第八光學拾取裝置之物鏡1 00,當其作爲於物鏡之 繞射透鏡的作用與其作爲折射透鏡的作用係分離於個別獨 立的光學元件,相較於繞射結構爲整體形成於折射透鏡之 光學表面的情形(如於第42、44、45、47與48圖之光學拾 取裝置中的物鏡1 4),繞射光學元件]〇 〇b係可爲易於製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 祕 釐 公 99 1239520 Α7 Β7 五、發明説明(1矽 作。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 特定而言,繞射光學元件1 0 〇 b之繞射結構1 〇 0 d係可 爲形成於平面之閃耀結構。當繞射結構1 係形成於平 面,因爲繞射結構100d係可爲由電子束抽取方法而高度準 確製作,於其歸因於閃耀形狀誤差之繞射效率的降低爲小 之繞射光學元件係得到。於此情形,當閃耀結構爲形成於 其上的平面之對立側的光學表面係一非球面表面,具有較 高性能之繞射光學元件係可得到。 再者,當資訊之記錄及再生係進行於第一光碟,第八 光學拾取裝置係具有其爲由一軸致動器2 1以移位於光軸方 向之準直器1 6而作爲球面像差修正元件,以供修正球面像 差的變化,其爲歸因於光碟之保護基板厚度的生產誤差、 及諸如物鏡100之其構成光會聚光學系統之光學元件的生 產誤差、歸因於半導體雷射1 1的生產誤差之波長變化、歸 因於溫度變化或溼度變化之諸如物鏡之構成光會聚光學系 統之光學元件的形狀變化或折射率變化。 經濟部智葸財產局員工消費合作社印製 [第七實施例] 第97圖係槪括顯示根據第七實施例之第九光學拾取裝 置。於第九光學拾取裝置之物鏡34係其爲專用於第一光碟 之非球面表面物鏡,其係設計使得於半導體雷射1 1之波長 區域的像差爲最小。 當第二光碟係藉由使用物鏡3 4而由半導體雷射1 2所 記錄及/或再生,球面像差係歸因於保護基板厚度之差異而 _019338 _ 了本紙張尺皮適用+¾屬家標準(CNS ) A4規格(210Χ 297公釐〉 -200-
1239520 五、發明説明(19努 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 改變爲朝向修正過度之方向,然而,於第九光學拾取裝 置,於其僅通過來自半導體雷射1 2的光線之介於半導體雷 射1 2與極化的分光器1 5之間的光路徑,作爲第一基板厚 度差異修正機構之耦合透鏡110係設置,以供進行使得其 改變爲朝向修正過度之方向的球面像差係精細修正,且藉 由使用物鏡34,第二光碟係可由半導體雷射12而作記錄及 /或再生。 於耦合透鏡110之光學表面上,由複數個同心圓環形 區所構成之繞射結構1 1 〇 a係形成,且繞射結構具有波前像 差特性爲,藉其,當入射光線之波長係改變爲朝向縮短之 方向,球面像差係改變爲朝向修正不足之方向。 再者,因爲繞射結構ll〇a係由其相符於半導體雷射12 的波長之波長而爲最佳化,良好的繞射效率係可得到。 經濟部智慧財產局_工消費合作社印製 以相同方式,藉由使用物鏡34,當第三光碟係由半導 體雷射1 3所記錄及/或再生,球面像差係歸因於保護基板厚 度之差異而改變爲朝向修正過度之方向,然而,於第九光 學拾取裝置,於其僅通過來自半導體雷射1 3的光線之介於 半導體雷射1 3與極化的分光器1 7之間的光路徑,作爲第 二基板厚度差異修正機構之耦合透鏡111係設置,以供進 行使得其改變爲朝向修正過度之方向的球面像差係精細修 正,且藉由使用物鏡34,第三光碟係可由半導體雷射13而 作記'錄及/或再生。 於耦合透鏡1 1 1之光學表面上,由複數個同心圓環形 區所構成之繞射結構Π 1 a係形成,且繞射結構具有波前像 〇i9:m____ 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) 1239520 A7 _ B7 五、發明説明(坤 差特性爲,藉其,當入射光線之波長係改變爲朝向縮短之 方向,球面像差係改變爲朝向修正不足之方向。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 再者,因爲繞射結構1 Π a係由其相符於半導體雷射1 3 的波長之波長而爲最佳化,良好的繞射效率係可得到。 再者,於第九光學拾取裝置,如於第50圖所示之環形 區濾波器係形成於物鏡34之光學表面上而作爲NA1、 NA2、與NA3之孔徑調整機構,且因爲該環形區濾波器具 有如於第51圖所示之波長特性,孔徑係對應於該資訊之記 錄及/或再生爲進行於其上之光碟的種類而自動改變,因 此,光學拾取裝置之結構係可簡化,且成本係可大爲降 低。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 再者,當資訊之記錄及再生係進行於第一光碟,第九 光學拾取裝置係具有其爲由一軸致動器2 1以移位於光軸方 向之準直器3 9而作爲球面像差修正元件,以供修正球面像 差的變化,其爲歸因於光碟之保護基板厚度的生產誤差、 及諸如物鏡34之其構成光會聚光學系統之光學元件的生產 誤差、歸因於半導體雷射1 1的生產誤差之波長變化、歸因 於溫度變化或溼度變化之諸如物鏡之構成光會聚光學系統 之光學元件的形狀變化或折射率變化。 再者,由複數個同心圓環形區所構成之繞射結構39a 係形成於準直器3 9之光學表面,且因爲繞射結構3 9a具有 波長特性爲,藉其,當入射光線之波長係改變爲朝向於延 長之方向,準直器3 9之後焦點係改變爲朝向於縮短之方 向,通過該準直器39與物鏡34之來自半導體雷射11的光 020000_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2丨OX 297公釐) •202- 1239520 Α7 Β7 五、發明説明(20jD 通量係會聚於第一光碟之資訊記錄表面91而幾乎不具有色 像差。 就此而論,不同於由一個透鏡所構成之物鏡,由其超 過二個之複數個透鏡所構成之物鏡係亦納入以作爲可使用 於本發明之實施例的物鏡。 [實例] 接著,本發明係將藉由例9至例1 4而更爲明確說明。 於各例之透鏡的非球面表面係由下式(算術式2)所表示,當 光軸方向係X軸,對於光軸之垂直方向的高度係h,而折 射表面之曲度半徑係r。其中,κ係一圓錐係數,且A2i係 一非球面表面係數。 (算術式2) X:- 1 + ^1-(1 +a:)/?2 !r2 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 再者,於各例之繞射表面係可藉由下式(算術式3)而表 示爲光路徑差異函數Ob。在此,h係垂直於光軸之高度, b2i係光路徑差異函數之係數,且η係產生於繞射表面的繞 射射線中之具有最大繞射光線量的繞射射線級。 020001 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(2Ι0Χ 297公釐) -203- 1239520 A7 B7 五、發明説明(20) (算術式3) Φ6 =n'^b2ih2j 2=1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 就此而論,於以下的圖表或圖式之情形,E (或e)係使 用以針對於1〇之指數的表示,且係表示爲例如E-02 (=1〇· 2)。 [例9] 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 例9係可應用於第42、44、45、47、與49圖的各個光 學拾取裝置之物鏡,且資訊之記錄及再生係可進行於其記 錄密度爲不同之三種光碟。爲了得到例9之物鏡特性,所 定義的是:用於第一光碟(藍紫光半導體雷射爲使用於其之下 一代的高密度光碟)的第一光源之波長λ 1係4 0 5 n m,用於 第二光碟(DVD)的第二光源之波長λ2係65 0 nm,用於第三 光碟(CD)的第三光源之波長λ3係78 0 nm,第一光碟之保護 基板厚度tl係0.1 mm,第二光碟之保護基板厚度t2係0.6 mm,且第三光碟之保護基板厚度t3係1.2 mm。再者, 0.85、0.65、與0.50係分別假設作爲用於進行資訊之記錄 及再生於第一至第三光碟所必要之影像側數値孔徑NA1、 NA2、與 NA3。 於第5 3至5 5圖,於例9的物鏡之於λ 1 = 4 0 5 n m、 λ2 = 6 5 0 nm、與λ3 = 7 8 0 nm的光路徑圖係顯示。於例9的物 鏡係具有其由複數個同心圓環區構成之繞射結構於光源側 之非球面表面,然而,於本說明書中之光路徑,繞射結構 020002 |^張尺度適用中國國家標準(〇奶)六4規格(210:< 297公釐) -204 - 1239520 Α7 Β7 五、發明説明(20$ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 係省略。再者,於例9的物鏡係作成爲無限的規格於 λ1=405 nm,且作成爲有限的規格於λ2 = 650 nm、與λ3=780 nm。以此方式,當作成有限的規格於 λ2 = 65〇 nm、與 λ3 =7 80 nm’且發散的光通量係作成爲入射於其保護基板厚 度爲大於桌一光碟者之第二與第二光碟,工作距離(介於物 鏡的最終表面與光碟的光通量入射表面之間)係可充分固 定’並且’歸因於不同種類的光碟之保護基板厚度的差異 而產生之球面像差量係可減輕,因此,鄰接的環形區之間 隔係可擴展,且歸因於環形區之形狀的生產誤差之繞射效 率降低係可爲減緩。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 於例9的物鏡之對於λΐ =4 0 5 nm爲達到數値孔徑0.8 5 的球面像差圖係顯示於第56圖。對於λ2 = 6 5 0 nm爲達到數 値孔徑0.65的球面像差圖係顯示於第57圖。再者,對於 λ3 =7 80 nm爲達到數値孔徑0.50的球面像差圖係顯示於第 58圖。如明顯可見於第56至58圖之球面像差圖,藉由繞 射結構之作用,歸因於三種光碟之保護基板厚度的差異而 產生之球面像差係精細修正於供進行資訊之記錄及再生於 個別的光碟所必要之影像側數値孔徑。就此而論,一個實 例之物鏡的球面像差係如後所述。當λ1 =405 nm、NA1 0.85、以及 tl=0.1 mm,波情像差係 0.007 λΐ,當 λ2 = 650 nm、ΝΑ2 0.65、以及 t2 = 0.6 mm,波情像差係 0.003 λ2,且 當 λ3 = 780 nm、ΝΑ3 0.50、以及 t3 = 1.2 mm,波情像差係 0.002 λ3 0 再者’於第5 9圖’對於λ2 = 650 nm之另一*球面像差係 -205- 44』本紙張尺度適;CNS ) Α4規格(210X 297公釐) 1239520 A7 B7 五、發明説明(20$ 顯示。第5 9圖係例9之物鏡的球面像差圖,當其等於由 λ 1 =4 0 5 nm與NA1 0.85之組合所決定之光圏直徑的光通量 直徑之λ2 = 65 0 nm的光線爲入射於物鏡。如自第59圖之球 面像差圖而可看出,例9之物鏡,對於λ2 = 650 nm、與 t2 = 0.6 mm之組合,達到NA2 0.65的光通量係作成以會聚 於第二光碟之資訊記錄表面而幾乎不具有像差,且當其通 過自NA2 0.65之外側的光通量係產生大的球面像差(於下文 係稱爲“閃光(flare)”),其係作成以不會聚於第二光碟之 資訊記錄表面9 2。 再者,於第60圖,對於λ3 =78 0 nm之另一球面像差係 顯示。第60圖係例9之物鏡的球面像差圖,當其等於由 λ 1 =4 0 5 nm與NA1 0.85之組合所決定之光圈直徑的光通量 直徑之λ3 =780 nm的光線爲入射於物鏡。如自第60圖之球 面像差圖而可看出,例9之物鏡,對於λ3 = 780 nm、與 t3 = l.2 mm之組合,達到NA3 0.50的光通量係作成以會聚 於第三光碟之資訊記錄表面93而幾乎不具有像差,且當通 過自NA2 0.65之外側的光通量係產生大球面像差(於下文係 稱爲“閃光(flare)”),其係作成以不會聚於第三光碟之資 訊記錄表面9 3。 於此,“會聚於光碟之資訊記錄表面”係意指的是, 其入射於物鏡之光通量係會聚於光碟之資訊記錄表面,且 情況爲:波前像差係於繞射極限內(當λ係定義爲光源之波 長,則其爲不高於0.07 krms)。以此方式,假使資訊之記錄 及再生係進行於第二與第三光碟,當其通過自必要的數値 443本紙張尺及蘧对<國餐^標準(CNS ) A4規格(2〗0X297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 -206 - 1239520 經 濟 部 智 慧 財 ri 局 消 費 合 作 印 4本紙張 A7 B7 五、發明説明(20> 孔徑之外側的區域之光通量係作成爲閃光,因爲於光碟之 資訊記錄表面的光點之尺寸係非爲小於必要者,當光碟之 保護基板爲傾斜相對於光軸(於下文係稱爲“碟片歪曲(disk skew)”)而產生的彗形像差係可降低,且針對於碟片歪曲之 邊緣係可固定。再者,因爲不必提供其對應於記錄密度爲 不同的光碟之孔徑改變機構,結構係變爲簡單,且此爲較 佳。 就此而論,於例9之物鏡,作爲高密度之下一代的第 一光碟,所假設的是:保護基板厚度tl係0.1 mm,光源之 波長係40 5 nm,影像側數値孔徑係0.85,且光學設計係進 行,然而,本發明係亦可應用於其具有其他規格之光碟。 再者,所假設的是:對於第二光碟(DVD)之影像側數値 孔徑係0.65,且對於第三光碟(CD)之影像側數値孔徑係 0.50,且光學設計係進行,然而,本發明係亦可應用於其具 有其他規格之光碟。 再者,於本說明書,“球面像差係(精細)修正”、“波 前像差係(精細)修正”指明該像差係修正於方式爲,入射於 物鏡之光通量係會聚於光碟之資訊記錄表面而爲於供進行 資訊之記錄及/或再生於光碟所必要之物鏡的一預定影像側 數値孔徑,且情況爲:波前像差係於繞射極限內(當λ係光源 之波長,則其爲不大於0.07 kmS,且更佳爲不大於0.05 λ r m s ) 〇 於表1 3,例9之物鏡的透鏡資料係顯示。於表中’ Π、f2、f3係分別顯示於波長λ 1、λ2、λ3之物鏡的焦距, 標準(CNS ) A4規格(2)0X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 207- 1239520 A7 B7五、發明説明(2〇j5 ml、m2、m3係分別顯示於波長λΐ、λ2、λ3之物鏡的放大 率,R係顯示曲度之半徑,d係顯示表面區間,Νλΐ、 Νλ2、Νλ3係分別顯示於波長λΐ、λ2、λ3之折射率,且vd 係顯示於d線之阿貝數。 表13 當波長 λ1=405ηπι, 焦距fl=2.3 5 mm,影像側數値孔徑ΝΑ1=0.85,放大率 m 1 = 0, 當波長λ2 = 650 nm ’ 焦距f2 = 2.4 3 mm,影像側數値孔徑NA2 = 0.65,放大率 m2 = - 0.0 5, 當波長 λ3 = 780ηηι, (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;-4·: 焦距f3 =2.45 mm,影像側數値孔徑ΝΑ3 =0.50,放大率 m3 = -0.10 5 表面編號 r(mm) d(mm) Νλΐ Νλ2 Νλ3 vd 註 0 d0 (變數) 光源 1 1.799 2.500 1.76904 1.73912 1.73324 49.3 物鏡 2 45.872 d2 (變數) 3 00 d3 (變數) 1.61949 1.57756 1.57062 30.0 透明基板 4 00 02000^_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2Ι0Χ 297公釐) -208 - 1239520 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(20多 λ1 =405 nm λ2 = 6 5 0 nm λ3 = 780 nm d0 00 48.589 27.964 d2 0.100 0.800 1.200 d3 0.855 0.720 0.450 非球面表面係數 第一表面 第二表面 κ -6.1317E-01 0.0000E + 00 Α4 5.2524E-03 7.1812E-02 Α6 -5.6632E-04 -3.8260E-02 Α8 1.1555E-03 -1.7437E-03 Α10 -3. 1 8 54E-04 4.7910E-03 Α12 -2.2350E-06 -5.7767E-04 Α14 2.6449E-05 -1.1890E-04 A1 8 -4.7779E-06 繞身Ϊ •表面係數 第一表面 b2 -2.0000E-03 b4 -5.6811E-04 b6 •1 .3194E-04 b8 4.9466E-05 blO -8.0188E-06 __020037_ 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)
1239520 Α7 Β7 五、發明説明(2〇7 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 再者,於表13之透鏡資料,因爲繞射表面係數之參考波長 (閃耀波長)係相符於波長λΐ,波長λΐ之光線的繞射光線量 係最大,然而,亦可允許的是’波長λ2係作爲繞射表面係 數之參考波長而且其作成使得波長λ2之光線的繞射光線量 係最大,或者,波長λ3係作爲繞射表面係數之參考波長而 且其作成使得波長λ3之光線的繞射光線量係最大。或者 是,波長λΐ之光線的繞射光線量、波長λ2之光線的繞射 光線量、以及波長λ3之光線的繞射光線量爲藉由其而平衡 之波長係可作爲繞射表面係數之參考波長。於任一情形, 藉由設計之些微變化,均可作出其爲適用於本發明之光學 拾取裝置的物鏡。 再者,於表13之透鏡資料,繞射表面係數係決定使得 一級的繞射射線具有大於任何其他級的繞射射線之較大的 繞射光線量,然而,亦可允許的是,其爲不小於二級之較 高級的繞射射線具有大於任何其他級的繞射射線之較大的 繞射光線量。 經濟部智慧財產局g(工消費合作社卬製 [例 10] 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(2】〇Χ 297公釐) 例10係可應用於第45圖的光學拾取裝置之光會聚光 學系統,藉其,資訊之記錄及再生係可進行於其記錄密度 爲不同之三種光碟。所假設的是:作爲高密度之下一代的第 一光碟,保護基板厚度tl係0.1 mm,光源之波長λΐ係 nm,影像側數値孔徑ΝΑ1係0.85;而作爲第二光碟 (DVD),保護基板厚度t2係0.6 mm,光源之波長λ2係650 -1120(108 -210- 1239520 A7 五、發明説明(20_ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) nm,影像側數値孔徑NA2係0.65;且作爲第三光碟(CD), 保護基板厚度t3係U mm,光源之波長λ3係780 nm,影 像側數値孔徑NA3係0.50。 於第61圖,例1〇之光會聚光學系統於λ1 =405 nm的 光路徑圖係顯示。例1 〇之光會聚光學系統的準直器(對應 於第45圖之準直器29)係具有波長特性爲,藉由其爲形成 於光碟側的非球面表面之由複數個同心圓環區構成的繞射 結構之作用,當發射自第一光源之光線的波長係由4 0 5 n m 而改變爲朝向長波長側,準直器之後焦點係縮短。當發射 自第一光源之光線的波長係由405 nm而改變爲朝向長波長 側,準直器之後焦點的變化量之符號係作成其對於相同量 的波長變化之物鏡的後焦點之變化量的符號之反向符號, 再者,其爲準直器之焦距的第二倍率所標準化之後焦點的 變化量之絕對値係作成爲幾乎等於其對於相同量的波長變 化之物鏡的焦距之第二倍率所標準化之後焦點的變化量之 絕對値,因此,當其發射自第一光源之光線的波長係改變 時,物鏡之聚焦位置的變化係可修正。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 :¾ 於第62圖,對應於例10之光會聚光學系統的物鏡之 λ1=405 nm 土 10 nm而爲達到數値孔徑0.85的球面像差圖係 顯示。再者,於第63圖,對應於例1 〇之光會聚光學系統 之準直器與物鏡的複合系統之λΐ =405 nm± 10 nm而爲達到 數値孔徑0.85的球面像差圖係顯示。如於第62圖之球面像 差圖所顯示,於例1 0之物鏡,當波長係由參考波長405 nm 而改變爲+ 1 0 n m,近軸的聚焦位置係改變爲〇. 〇 〇 5 m m,且 國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -211 - 1239520 A7 B7五、發明説明(2哗 當結合其具有如上所述的波長特性之一準直器,如同於第 63圖之球面像差圖,當波長由參考波長405 nm而改變爲 + 10 nm時之近軸的聚焦位置之變化量係可降低爲0.002 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製4,3 就此而論,當其假設的是,由於藍紫光半導體雷射之 模式跳躍的波長變化量係+ 1 nm,例1 0之僅有物鏡的系統 中之模式跳躍時的球面像差之失焦成分係其爲超過繞射極 限之〇· 160 Xrms,然而,可看出的是,例10之光會聚光學 系統之準直器與物鏡的合成系統中之模式跳躍時的球面像 差之失焦成分係0.001 Xrms,且由於波長變化之物鏡的最 佳影像表面位置之變化係精細修正。 再者,當資訊之記錄及再生係進行於第一光碟時,例 1 〇之光會聚光學系統具有球面像差修正元件,以供修正球 面像差的變化,其爲歸因於光碟之保護基板厚度的生產誤 差、及諸如物鏡或準直器之構成光會聚光學系統之光學元 件的生產誤差、歸因於光源的生產誤差之波長變化、以及 歸因於溫度變化或溼度變化之諸如物鏡或準直器之構成光 ..會聚光學系統之光學元件的形狀變化或折射率變{匕β 具有折射率分佈可變材料層之一元件係列入作爲球面 像差修正元件,藉其,折射率分佈可變材料層之折射率分 佈係可藉由施加電場、磁場、或溫度而改變。特定而言, 存在於其之折射率分佈可變材料層爲一液晶層之元件,且 液晶層係配置於彼此爲對立的透明電極之間,液晶層之液 晶分子的方位狀態係藉由施加電壓於透明電極而爲電氣控 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 胃裝-
、1T 本紙張家;^ 家標準(〔灿)八4規格(210'乂 297公釐) -212 1239520 A7 B7 五、發明説明(210 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 制,藉此,於液晶層之折射率分佈係可改變;或者,存在於 其之折射率分佈可變材料層爲電光材料層之元件,且係配 置於彼此爲對立的透明電極之間,電光材料層之折射率係 藉由施加電壓於透明電極而爲電氣控制,藉此,於電光材 料層之折射率分佈係可改變。 於例1 〇,沿著垂直於折射率分佈可變材料層之光軸的 方向之折射率分佈Ν(λ5 h)係由折射率分佈函數所表示爲式 (Β): Ν(λ,1ι)=Ν〇(λ) + ΣΑ2ί · h2i,其中,h 係距離光軸之高 度(mm),Ν〇(λ)係於折射率分佈可變材料層之光軸的波長λ 之折射率,且A2i係折射率分佈函數係數。 經濟部智慧財產局員JL消費合作社印楚 於表1 4,顯示其爲歸因於光源的生產誤差之對於參考 波長爲40 5 nm的± 10 nm波長誤差、歸因於對於參考溫度 爲攝氏25度的溫度變化±攝氏30度之塑膠透鏡的折射率 變化、以及對於第一光碟之0.1 mm的參考保護基板厚度之 ±0.02 mm的生產誤差而產生於光會聚光學系統之球面像差 的變化係藉由改變折射率分佈可變材料層之折射率分佈而 作修正之結果。於塑膠透鏡,因爲歸因於溫度變化之折射 率$1、化係大於玻璃透鏡者,於溫度變化之時,僅有塑膠透 鏡之折射率變化係考慮,且變化量係-l〇xl(T5/°C。 ( CNS ) A4^ ( 210x 297^1 ) •213- 1239520 A7 B7 五、發明説明(21) 表14 修正前之波前像差 修正後之波前像差 Ν〇(λ) A2 波長誤差 +10 nm 0.142Xrms 0.007Xrms 1.52897 5.6830E-04 -10 nm 0.147λ rms O.OlOXrms 1.53153 -5.7980E-04 溫度變化 +30oC O.OllXrms 0.008λ rms 1.53001 -4.5330E-05 -30°C 0.013Xrms 0.008Xrms 1.53039 2.9830E-05 透明基板 厚度誤差 +0.02 mm 0.195Xrms O.OlOXrms 1.53020 7.5570E-04 -0.02 mm 0.190krms 0.012Xrms 1.53020 -7.7790E-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 就此而論,於例10之光會聚光學系統,塑膠透鏡係準直器 透鏡。再者,於溫度變化時之光源的波長變化量係+0.05 n m / ° C。依照表1 4,於任一情形,波前像差係精細修正,且 甚至是當資訊係記錄及再生於其爲需要高的數値孔徑0.85 之第一光碟,良好的光會聚狀態之光點係恆可得到。 再者,於表1 4,在修正前之波前像差係意指:當波長誤 差或歸因於溫度變化之波長變化與折射率變化、或保護基 板厚度之誤差爲給定,在折射率分佈可變材料層之折射率 分佈爲改變之前,即,當折射率分佈可變材料層之折射率 分佈係均勻爲Ν〇(λ)之時的光會聚光學系統之總系統的波前 像差;而在修正後之波前像差係意指:光會聚光學系統之總系 統的波前像差,假使於波長誤差或歸因於溫度變化之波長 變化與折射率變化、或保護基板厚度之誤差爲給定,當其 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(21 OX 297公釐) 020012 -214- 1239520 A7 B7 五、發明説明(21幸 由式(B)所表示之折射率分佈係藉由使用二階的繞射率分佈 函數係數A2與Ν〇(λ)而給定於折射率分佈可變材料層。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 例10之光會聚光學系統的物鏡於λ2 = 65 0 nm、與 λ3 =7 80 nm的光路徑圖係顯示於第64與65圖。再者,於第 6 6圖,對於λ2 = 6 5 0 n m之達到數値孔徑〇 . 6 5的球面像差圖 係顯示。再者,於第67圖,對於λ3 = 780 nm之達到數値孔 徑〇. 50的球面像差圖係顯示。例1 0之光會聚光學系統的物 鏡具有同心圓環形區之繞射結構,且藉由繞射結構的作 用,歸因於三種光碟之保護基板厚度的差異而產生之球面 像差係精細修正於其供進行資訊之記錄及再生於個別的光 碟所必要之影像側數値孔徑。因爲例1 〇之光會聚光學系統 的物鏡係如同例9之物鏡的相同物鏡,詳細說明係將省 略。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 再者,於例1 0之光會聚光學系統,僅在當資訊之記錄 及再生係進行於第一光碟時,球面像差的變化係藉由改變 沿著垂直於折射率分佈可變材料層的光軸之方向的折射率 分佈而作修正,然而,亦在當資訊之記錄及再生係進行於 第二光碟或第三光碟時,球面像差的變化係亦可藉由改變 折射率分佈可變材料層的折射率分佈而作修正。 再者,於例1 〇之光路徑圖,於實際的光學拾取裝置 中,配置於光源與物鏡之間的光路徑之極化的分光器係忽 略。於例1 〇之光會聚光學系統,當極化的分光器係配置於 光源與物鏡之間的非平行的光路徑’球面像差係產生,然 而,當光源之位置係於光軸方向移動爲一預定量,所產生 Γ77 1239520 A7 B7 五、發明説明(20 的球面像差係可修正。以相同方式而亦爲於後續的實例, 配置於光源與物鏡之間的光路徑之極化的分光器係忽略。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 於表15,對於例10的光會聚光學系統之λΐ =405 nm的 透鏡資料係顯示。於表1 5之透鏡資料,第二表面之繞射表 面係數的參考波長(閃耀波長)係符合於波長λΐ。 表15 當波長λ1=405 nm, 焦距fl =2.3 5 mm,影像側數値孔徑ΝΑ 1=0.85,放大率 m 1 =0, 表面編號 r(mm) d(mm) Νλΐ Νλ2 Νλ3 vd 註 0 9.851 光源 1 -30.532 1.500 1.52491 1.50690 1.50355 56.5 準直器 2 -9.309 12.000 3 00 1.000 1.53020 1.51452 1.51118 64.1 玻璃基板** 玻璃基板 4 00 1.000 1.53020 1.51452 1.51118 64.1 5 00 1.000 1.53020 1.51452 1.51118 64.1 6 00 3.000 7 1.799 2.500 1.76904 1.73912 1.73324 49.3 物鏡 8 45.872 0.855 9 00 0.100 1.61949 1.57756 1.57062 30.0 透明基板 10 00 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 :折射率分佈可變材料層 本紙張 只^|用欠愚國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐 -216 1239520 A7 _ B7 五、發明説明(21多 非球面表面1 [系數 第二表面 第七表面 第八表面 K -4.0087E-01 -6.1317E + 00 0.0000E + 00 A4 -1.2239E-04 5.2524E-03 7.1812E-02 A6 -1.8594E-06 -5.663 2E-04 -3.8260E-02 A8 1.1555E-03 _1.7437E-03 A10 -3.1854E-04 4.7910E-03 A12 -2.2350E-06 -5.7767E-04 A14 2.6449E-05 -1.1890E-04 A18 -4.7779E-06 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 繞射表面係數 第二表面 第七表面 b2 -2.4956E-02 -2.0000E-03 b4 -5,6811E-04 b6 -1 .3194E-04 b8 4.9466E-05 blO -8.0188E-06 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 再者,於表1 5之透鏡資料,第二表面之繞射表面係數係決 定使得一級的繞射射線具有大於任何其他級的繞射射線之 繞射光線量,然而,亦可爲允許決定使得高於二級之較高 級的繞射射線具有大於任何其他級的繞射射線之繞射光線 量。 02QG15_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -217- 1239520 A7 B7 五、發明説明(21令 於表16,對於例10的光會聚光學系統之λ2 = 6 50 nm與 λ3==780 nm的透鏡資料係顯示。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 表16 當波長λ2 = 650 nm, 焦距f2 = 2.4 3 mm,影像側數値孔徑NA2 = 0.65,放大率 m2 = -0.0 5, 當波長λ3 = 780 nm ’ 焦距f3 =2.4 5 mm,影像側數値孔徑NA3 =0.50,放大率 m3 =-0· 1 0, 表面編號 r(mm) d(mm) Νλΐ Νλ2 Νλ3 vd 註 0 d〇 (變數) 光源 1 00 1.000 1.53020 1.51452 1.51118 64.1 玻璃基板** 玻璃基板 2 00 1.000 1.53020 1.51452 1.51118 64.1 3 00 1.000 1.53020 1.51452 1.51118 64.1 4 00 3.000 5 1.799 2.500 1.76904 1.73912 1.73324 49.3 物鏡 6 45.872 0.855 7 00 0.100 1.61949 1.57756 1.57062 30.0 透明基板 8 00 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 02QGXS_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2】〇Χ 297公釐) 1239520 A7 B7 五、發明説明(2作 * * 折射率分伟 5可變材料乃 λ2 = 6 5 0 nm λ3 = 7 8 0 nm d0 43.500 23.000 d5 0.600 1.200 d6 0.720 0.450 非球面表面係數 第五表面 第六表面 κ -6.1317E-01 0.0000E + 00 Α4 5.2524E-03 7.1812E-02 Α6 -5.6632E-04 -3.8260E-02 Α8 1 .1 5 5 5E-03 -1.7437E-03 Α10 -3.1854E-04 4.7910E-03 Α12 -2.2350E-06 -5.7767E-04 Α14 2.6449E-05 -1. 1 890E-04 A1 8 -4.7779E-06 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 繞射 •表面係數 第五表面 b2 -2.0000E-03 b4 -5.6811E-04 b6 -1.3194E-04 b8 4.9466E-05 blO -8.0188E-06 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 於表1 5與表1 6之透鏡資料,因爲物鏡之光源側的表面(即: 本紙張尺度資標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) ~ 1239520 A7 B7 五、發明説明(20 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 於表15之第七表面、與於表16之第五表面)之繞射表面係 數的參考波長(閃耀波長)係相符於波長λΐ,波長λΐ之光線 的繞射光線量係最大,然而,波長λ2係作爲繞射表面係數 之參考波長而且其亦可作成使得波長λ2之光線的繞射光線 量係最大,且波長λ3係作爲繞射表面係數之參考波長而且 其亦可作成使得波長λ3之光線的繞射光線量係最大。或者 是,波長λ 1之光線的繞射光線量、波長λ2之光線的繞射 光線量、以及波長λ3之光線的繞射光線量爲平衡於其之波 長係可作爲繞射表面係數之參考波長。於任一情形,藉由 設計之些微變化,適用於本發明之光學拾取裝置的光會聚 光學系統係均可構成。 再者,於表15與表16之透鏡資料,物鏡之光源側的 表面之繞射表面係數係決定使得一級的繞射射線具有大於 任何其他級的繞射射線之較大的繞射光線量,然而,亦可 爲決定使得高於二級之較高級的繞射射線具有大於任何其 他級的繞射射線之較大的繞射光線量。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 再者,於表1 5與表16,Π、f 2、與f 3係分別顯示於 波長λΐ、λ2、與λ3之光會聚光學系統之物鏡的焦距, ml、m2、與m3係分別顯示於波長λΐ、λ2、與λ3之光會聚 光學系統之物鏡的放大率,R係顯示曲度之半徑,d係顯示 表面區間,Νλΐ、Νλ2、與Νλ3係分別顯示於波長λΐ、λ2、 與λ3之折射率,且Vd係顯示於d線之阿貝數。後續的實 例之透鏡資料表係亦爲相同。 [例 11] 020018 本紙張尺度適用中國國家標準( CNS ) A4規格(210X297公釐) 1239520 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明(2作 例1 1係適用於第46圖的光學拾取裝置之光會聚光學 系統,且資訊之記錄及再生係可進行於其具有不同的記錄 密度之三種光碟。所定義的是:作爲高密度之下一代的第一 光碟,保護基板厚度tl係0.1 mm,光源之波長λΐ係40 5 n m,影像側數値孔徑N A 1係0.8 5 ;而作爲第二光碟(D VD), 保護基板厚度t2係0.6 mm,光源之波長λ2係650 nm,影 像側數値孔徑NA2係0.65;且作爲第三光碟(CD),保護基板 厚度t3係1.2 mm,光源之波長λ3係78〇 nm,影像側數値 孔徑NA3係0.50。 於第68圖,例1 1之光會聚光學系統於λΐ =405 nm的 光路徑圖係顯示。再者,於第69圖,對於例11之光會聚 光學系統的λ1=405 nm± 10 nm爲達到數値孔徑0.85的球面 像差圖係顯示。如同於例1 〇之光會聚光學系統的準直器, 例1 1之準直器係具有波長特性爲,藉由其爲形成於光碟側 的非球面表面上之由複數個同心圓環區構成的繞射結構之 作用,當發射自第一光源之光線的波長係由405 nm而改變 爲朝向長波長側,準直器之後焦點係縮短,且當發射自第 一光源之光線的波長爲改變時之物鏡之聚焦位置的變化係 修正。對照於例1 1之僅有物鏡的系統中之模式跳躍時的波 前像差之失焦成分係0.20 1 Xrms,於例11之光會聚光學系 統之準直器與物鏡的合成系統中之模式跳躍時的波前像差 之失焦成分係0.003 Xrms,且可看出的是,由於波長變化 之物鏡的最佳影像表面位置之變化係精細修正。 再者,如同於例1 〇之光會聚光學系統,當資訊之記錄 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺麗0|^^標準((:奶)六4規格(21〇><297公釐) •221 · 1239520 A7 B7五、發明説明(21爹 及再生係進行於第一光碟,例11之光會聚光學系統具有球 面像差修正元件,以供修正球面像差的變化,其爲歸因於 光碟之保護基板厚度的生產誤差、及諸如物鏡或準直器之 其構成光會聚光學系統之光學元件的生產誤差、歸因於光 源的生產誤差之波長變化、以及歸因於溫度變化或溼度變 化之諸如物鏡或準直器之其構成光會聚光學系統之光學元 件的形狀變化或折射率變化。 於表1 7,顯示其爲歸因於光源的生產誤差之對於參考 波長爲40 5 nm的± 10 nm波長誤差、歸因於對於參考溫度 爲攝氏25度的溫度變化±攝氏30度之塑膠透鏡的折射率 變化、以及對於第一光碟之0.1 mm的參考保護基板厚度之 ±0.02 mm的生產誤差而產生於光會聚光學系統之球面像差 的變化係藉由改變該球面像差修正元件的折射率分佈可變 材料層之折射率分佈而作修正之結果。 (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 fJ-y 表17 修正前之波前像差 修正後之波前像差 Ν〇(λ) a2 波長誤差 +10 nm 0.289λ rms 0.011λ rms 1.52897 9.3500E-04 -10 nm 0.315Xrms 0.015Xrms 1.53153 -9.5204E-04 溫度變化 +30oC 0.299λ rms 0.031 λ rms 1.53001 9.3590E-04 -30°C 0.314λ rms 0.052λ rms 1.53039 -9.2810E-04 透明基板 +0.02 mm 0.194λ rms 0.009λ rms 1.53020 5.9700E-04 厚度誤差 -0.02 mm 0.203λ rms 0.013λ rms 1,53020 -6.0360E-04 如於例10之相同方式,於溫度變化之時,僅有塑膠透鏡之 本紙張尺度β2β國^知準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -222- 1239520 A7 B7 五、發明説明(2冲 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 折射率變化係考慮,且其變化量係- l〇xl〇_5/°C。就此而 論,於例11之光會聚光學系統,塑膠透鏡係準直器與物 鏡。再者,於溫度變化時之光源的波長變化量係+0.05 nm/0C 〇 就此而論,沿著垂直於折射率分佈可變材料層的光軸 之方向的折射率分佈係表示爲式(1 ),如於例1 〇之相同方 式。依照表1 7,於任一情形,波前像差係精細修正,且甚 至當資訊係記錄及再生於其爲需要高的數値孔徑0.85之第 一光碟,良好的光會聚狀態之光點係恆可得到。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 於第70圖,例11之光會聚光學系統於λ2 = 650 nm的 光路徑圖係顯示。再者,於第71圖,例1 1之光會聚光學 系統於λ3 =780 nm的光路徑圖係顯示。再者,於第72圖, 對於λ2 = 650 nm爲達到數値孔徑0.65的球面像差圖係顯 示。再者,於第73圖,對於λ3 = 780 nm爲達到數値孔徑 0.50的球面像差圖係顯示。例11之光會聚光學系統的物鏡 係其爲專用於第一光碟之物鏡,且折射透鏡係像差修正以 使得其藉由λ1=405 nm、NAl 0.85、tl=0.1 mm、與放大率 nil=0之組合而成爲無像差。 是以,當資訊之記錄及再生係進行於其保護基板厚度 爲大於第一光碟者之第二光碟與第三光碟,藉由例11之光 會聚光學系統的物鏡,球面像差係改變爲朝向修正過度之 方向。因此,其作成使得藉由使用球面像差修正元件以修 正其改變爲朝向修正過度之方向的球面像差,資訊之記錄 及再生係可藉由使用其爲專用於第一光碟之物鏡而進行於 本紙國 家標準(〇^)八4規格(2】0/ 297公釐) -223 1239520 A 7五、發明説明(22) 第二光碟與第三光碟。 再者,當資訊之記錄及再生係進行於第二光碟與第三 光碟,藉由使得發散的光通量爲入射於物鏡,足夠的工作 距離係固定。於表1 8,由於保護基板厚度之差異而改變的 球面像差爲作修正之結果係顯示。沿著其垂直於折射率分 佈可變材料層之光軸的方向之折射率分佈係如同於例1 0之 相同方式而爲由式(1)所表示。再者,不同於二級繞射率分 佈係數,四級繞射率分佈係數係使用以精細修正其爲高於 五級之較高級的球面像差。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 表18 修正前之波前 像差 修正後之波前 像差 Ν〇(λ) Α2 Α4 第二光碟η 0.357Xrms O.OOIXrms 1.51452 -1.0260Ε-02 -5.4230Ε-04 第三光碟**2 0.214λ rms 0.002λ rms 1.51118 -6.1780Ε-03 -1.2010Ε-03 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 註: *1: (NA2 = 0.65 j λ2 = 850 nm j t2 = 0.6 mm) **2:(NA3=0.50,λ3 = 780 nm,t3 = 1.2 mm) 依照表1 8,可看出的是,歸因於保護基板厚度差異而 改變之球面像差係精細修正,且藉由使用其爲專用於第一 光碟之物鏡,資訊之記錄及再生係可進行於第二光碟與第 三光碟。 再者,於物鏡之光學表面上,作爲孔徑調整機構或孔 徑改變機構之其具有波長選擇性的一濾波器係形成。即, 本紙張家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 1239520 Α7 Β7 五、發明説明(22$ 如於第50圖所示,個別於物鏡34之光學表面34a,環形區 的濾波器41係形成於其對應於NA1至NA2之第一環形區 的區域,環形區的濾波器42係形成於其對應於NA2至 NA3之第二環形區的區域,且環形區的濾波器43係形成於 其爲不大於NA3之第三環形區的區域。濾波器41至43之 各者係形成使得各個反射因數具有如於第51圖所示之波長 相依關係。藉此,當其不小於對於例如約爲650 nm或約爲 780 rim之不同波長的各個光通量之所必要的數値孔徑之光 通量係遮斷,而且約爲405 nm之波長的光通量係作成爲通 過,該孔徑係可自動改變至ΝΑΙ、NA2與NA3。藉由具有 該波長選擇性之環形區的濾波器,當資訊之記錄及再生係 進行於第二光碟與第三光碟,藉由遮斷其大於必要的數値 孔徑之光通量,期望的光點直徑係可得到於光碟之資訊記 錄表面。 於表1 9,例1 1之物鏡的透鏡資料係顯示。於表1 9之 透鏡資料,第二表面之繞射表面係數的參考波長(閃耀波長) 係符合於波長λΐ。 (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 020G23 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(2丨0x 297公釐) 225 1239520 Μ Β7 五、發明説明(22》 表19 當波長λ1=405 nm, 焦距fl =2.65 mm,影像側數値孔徑ΝΑΙ =0 率大放 m 1 = 0, 表面編號 r(mm) d(mm) Νλΐ Νλ2 Νλ3 vd 註 0 16.185 光源 1 -23.167 2.000 1.52491 1.50690 1.50355 56.5 準直器 2 -19.157 13.000 3 00 1.000 1.53020 1.51452 1.51118 64.1 玻璃基板** 玻璃基板 4 00 1.000 1.53020 1.51452 1.51118 64.1 5 00 1.000 1.53020 1.51452 1.51118 64.1 6 00 3.000 7 1.694 3.100 1.52491 1.50690 1.50355 56.5 物鏡 8 -2.856 0.918 9 00 0.100 1.61949 1.57756 1.57062 30.0 透明基板 10 00 * * 1 :折射率分佈可變材料層 —--------^辦衣-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 Φ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張遽家標準(CNS ) Α4規格(210Χ 297公釐) -226- 1239520 A7 B7 五、發明説明(22》 非球面表面係數 第二表面 第七表面 第八表面 K 2.2006E + 0 1 •6.6664E-01 -2.4860E + 01 A4 3.3389E-04 4.3203E-03 6.5486E-02 A6 2.0267E-05 7.2364E-04 -3.4626E-02 A8 1.0865E-04 9.6814E-03 A10 1 ·1601E-05 -1.4277E-03 A12 9.6720E-07 7.9143E-05 A14 3.2018E-07 2.9499E-06 A16 1.7930E-07 -3.1761E-07 A1 8 -2.1404E-08 A20 -3.4886E-09 繞射表面係數 第二表面 b2 -2.4285E-02 I Ί.--IT------ (讀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 再者,於表1 9之透鏡資料,第二表面之繞射表面係數係決 定使得一級的繞射射線具有大於任何其他級的繞射射線之 較大的繞射光線量,然而,亦可爲決定使得其高於二級之 較高級的繞射射線具有大於任何其他級的繞射射線之較大 的繞射光線量。 於表20,對於λ2 = 650 nm與λ3 = 780 nm的透鏡資料係 顯示。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X29*7公釐) -227- 1239520 A7 B7 五、發明説明(22务 表20 當波長λ2 = 650 nm, 焦距f2 = 2.4 3 mm,影像側數値孔徑ΝΑ2 = 0·65,放大率 m2 = -0.0 5, 當波長λ3 = 780 nm, 焦距f3 =2.45 mm,影像側數値孔徑NA3 =0.50,放大率 m 3 = - 0.1 0 j 表面編號 r(mm) d(mm) Νλΐ Νλ2 Νλ3 vd 註 0 d〇 (變數) 光源 1 00 1.000 1.53020 1.51452 1.51118 64.1 玻璃基板** 玻璃基板 2 00 1.000 1.53020 1.51452 1.51118 64.1 3 00 1.000 1.53020 1.51452 1.51118 64.1 4 00 3.000 5 1.684 3.100 1.52491 1.50690 1.50355 56.5 物鏡 6 -2.856 **2 7 00 1.61949 1.57756 1.57062 30.0 透明基板 8 00 **1:折射率分佈可變材料層 (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 **2: d5 (變數) * *3 : d6 (變數)
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X29?公釐) -228· 1239520 A7 B7 五、發明説明(2球 非球面表面像差 第五表面 第六表面 K -6.6664E-01 -2.4860E + 01 A4 4.3203E-03 6.5486E-02 A6 7.2364E-04 -3.4626E-02 A8 1.0865E-04 9.6824E-03 A10 1 . 1601E-05 •1.4277E-03 A12 9.6720E-07 7.9143E-05 A14 3.2018E-07 2.9499E-06 A16 1.7930E-07 -3.1761E-07 A1 8 -2.1404E-08 A20 -3.4886E-07 (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 m 12] 例12係適用於第47圖的光學拾取裝置之光會聚光學 系統,且資訊之記錄及再生係可進行於其具有不同的記錄 密度之三種光碟。所定義的是:作爲高密度之下一代的第一 光碟,保護基板厚度tl係0.1 mm,光源之波長λΐ係405 nm,影像側數値孔徑ΝΑ1係0.8 5;而作爲第二光碟(DVD), 保護基板厚度t2係0.6 mm,光源之波長λ2係650 nm,影 像側數値孔徑NA2係0.65;且作爲第三光碟(CD),保護基板 厚度13係1.2 mm,光源之波長λ3係78 0 nm,影像側數値 孔徑NA3係0.50。 於第74圖,例12之光會聚光學系統於λ1=4〇5 nm的 020027 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -229- 1239520 A7 ___ B7 五、發明説明(22/ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 光路徑圖係顯示。再者,於第7 5圖,對於例12之光會聚 光學系統的λΐ =405 nm± 10 nm爲達到數値孔徑0.85的球面 像差圖係顯示。例1 2之光會聚光學系統係具有波長特性爲 使得,藉由其爲形成於光碟側之非球面表面上的複數個同 心圓環形區所構成之繞射結構的作用,當發射自第一光源 之光線的波長係由4〇 5 nm而改變爲朝向長波長側,束擴展 器之倍率係增大,因此,當發射自第一光源之光線的波長 係改變時,物鏡之聚焦位置的變化係修正。對照於例1 2之 僅有物鏡的系統中之模式跳躍時的波前像差之失焦成分係 0.160 Xrms,於例12之光會聚光學系統之束擴展器與物鏡 的合成系統中之模式跳躍時的波前像差之失焦成分係0.007 λΓΐηs,可看出的是,由於波長變化之物鏡的最佳影像表面 位置之變化係精細修正。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 再者,於例1 2之光會聚光學系統,當資料之記錄及再 生係進行於第一光碟,作爲球面像差修正元件,以供修正 其爲歸因於光碟之保護基板厚度的生產誤差、及諸如物鏡 或準直器之構成光會聚光學系統之光學元件的生產誤差、 歸因於光源的生產誤差之波長變化、以及歸因於溫度變化 或溼度變化之諸如物鏡或準直器之構成光會聚光學系統之 光學元件的形狀變化或折射率變化之球面像差的變化,構 成束擴展器之負透鏡(對應於第47圖之負透鏡32)係作成以 可移動於光軸方向。音圈型式的致動器、或壓電式的致動 器係可使用作爲移動負透鏡之一致動器。再者,於例1 2, 束擴展器之負透鏡係可移動,然而,正透鏡、或是負透鏡 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ 297公釐) ~ 0200-8 1239520 A7 B7 五、發明説明(22矣 與正透鏡二者係均可能爲其可作移動之一透鏡。再者,準 直器係可作成爲可移動。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 於表2 1,顯示其爲歸因於光源的生產誤差之對於參考 波長爲40 5 nm的± 10 nm波長變化、歸因於對於參考溫度 爲攝氏25度的溫度變化±攝氏30度之塑膠透鏡的折射率 變化、以及對於第一光碟之〇. 1 mm的參考保護基板厚度之 ±0.02 mm的生產誤差而產生於光會聚光學系統之球面像差 的變化係當該束擴展器之負透鏡爲移動於光軸方向而作修 正之結果。 表21 修正前之波前像差 修正後之波前像差 d5 d7 波長誤差 +10 nm 0.115Xrms 0.007λ rms 3.183 1.817 -10 nm 0.119λ rms Ο.ΟΙΟλ rms 2.802 2.198 溫度變化 +30°C 0.039λ rms 0.008λ rms 3.057 1.943 30oC 0.036λ rms 0.009Xrms 2.937 2.063 透明基板 +0.02 mm 0.193λ rms Ο.ΟΙΟλ rms 3.306 1.694 厚度誤差 -0.02 mm 0.193λ rms 0.012Xrms 2.677 2.323 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 於溫度變化時,僅有形成於塑膠透鏡與準直器之光碟側表 面上的樹脂層之折射率變化係考慮,且其變化量係-1 〇 X1 (Γ 5/°C。就此而論,於例1 2之光會聚光學系統,塑膠透鏡係 束擴展器之負透鏡與正透鏡。再者,於溫度變化時之光源 的波長變化量係+ 〇 . 〇 5 n m/° C。依照表2 1,於任一情形,波 —___- 本紙張尺度適用芊®國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) 1239520 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社卬製 五、發明説明(22_ 前像差係精細修正,且甚至是當資訊係記錄及再生於其爲 需要高的數値孔徑0.85之第一光碟,良好的光會聚狀態之 光點係恆可得到。 就此而論,於表21之d5與d7係對應於表22之可變 的區間d5與d7,其將敘述於稍後。d5與d7之初始値係分 別爲 3.00 0 mm 與 2.000 mm。 例12之光會聚光學系統的物鏡於λ2 = 650 nm、與 λ3 =7 8 0 nm的光路徑圖係顯示於第76與77圖。再者,於第 78圖,對於λ2 = 65 0 nm之達到數値孔徑0.65的球面像差圖 係顯示。再者,於第79圖,對於λ3 = 7 8 0 nm之達到數値孔 徑0.50的球面像差圖係顯示。例12之光會聚光學系統的物 鏡係具有複數個伺心圓環形區之繞射結構於光源側之非球 面表面上,且藉由繞射結構的作用,歸因於三種光碟之保 護基板厚度差異而產生的球面像差係精細修正於其供進行 資訊之記錄及再生於個別的光碟所必要之影像側數値孔 徑。因爲例1 2之光會聚光學系統的物鏡係如同例9之物鏡 的相同物鏡,詳細說明係將省略。 於表22,例1 2之光會聚光學系統的透鏡資料係顯示。 於表22之透鏡資料,第八表面與第九表面之繞射表面係數 的參考波長(閃耀波長)係符合於波長λΐ。 0200ΓΟ 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) 寧裝· 訂 -232- 1239520 Α7 Β7 五、發明説明(230 表22 當波長λ1=405 nm, 焦距fl =2.65 mm,影像側數値孔徑ΝΑΙ =0.85,放大率 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 m 1 =0, 表面編號 r(mm) d(mm) Νλΐ Νλ2 Νλ3 vd 註 0 4.641 光源 1 00 0.250 1.53020 1.51424 1.51118 64.1 透明基板 2 00 2.000 3 27.353 2.000 1.52491 1.50690 1,50355 56.5 準直器 4 -4.800 0.050 1.50686 1.48962 1.48581 57.0 5 -4.561 d5 (*1) 6 -8.173 0.800 1.52491 1.50690 1.50355 56.5 束擴展器 7 23.535 d7 (*2) 8 00 1.000 1.52491 1.50690 1.50355 56.5 9 -18.017 14.000 10 1.799 25.000 1.76904 1.73912 1.73324 49.3 物鏡 11 45.872 0.855 12 00 0.100 1.61949 1.57756 1.57062 30.0 透明基板 13 00 (*1):變數 (*2):變數
0200PI 4 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -2〇3 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1· 訂 1239520 A7 B7 五、發明説明(23)l 非球面表面係數 第五表面 第六表面 第七表面 第十表面 第十一表面 K 1.0011E+00 -2.9258E-01 -1.1221E+01 -6.1317E-01 0.0000E+00 A4 •3.3788E-04 6.4793E-05 -2.0771E-05 5.2524E-03 7.1812E-02 A6 8.7198E-06 7.7561E-06 -5.6632E-04 -3.8260E-02 A8 1.1555E-03 -1.7437E-03 A10 -3.1854E-04 4.7910E-03 A12 -2.2350E-06 -5.7767E-04 A14 2.6440E-05 -1.1890E-04 A16 -4.7779E-06 (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 繞射 •表面係數 第三表面 第九表面 第十表面 b2 -9.73990E-03 -1.09260E-02 -2.0000E-03 b4 -9.04658E-05 9.27150E-05 -5.6811E-04 b6 -1.3194E-04 b8 4.9466E-05 blO -8.0188E-06 再者,於表22之透鏡資料中,第八表面與第九表面之 繞射表面係數係決定使得一級的繞射射線具有大於任何其 他級的繞射射線之較大的繞射光線量,然而,亦可爲決定 使得其高於二級之較高級的繞射射線具有大於任何其他級 的繞射射線之較大的繞射光線量。 本<^^0,$國國家標準(〇奶)六4規格(21〇/ 297公釐) -234- 1239520 A7 B7 五、發明説明(2球 表23 當波長λ2 = 650 nm, 焦距f2 = 2.43 mm,影像側數値孔徑NA2 = 0.65,放大率 m2 = -〇.〇5, 當波長λ3=780 nm, 焦距f3 =2.45 mm,影像側數値孔徑NA3 = 0.50,放大率 (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 $2:(變數) $3:(變數) λ2 = 6 5 0 nm λ3 = 780 nm dO 48.589 27.964 d2 0.600 1.200 d3 0.720 0.450 020G33 m3 = -〇. 1 〇, 表面編號 r(mm) d(mm) Νλΐ Νλ2 Νλ3 vd 註 0 dO (*1) 光源 1.799 2.500 1.76904 1.73912 1.73324 49.3 物鏡 45.872 d2 (*2) 3 00 d3 (*3) 1.61949 1.57756 1.57062 30.0 透明基板 4 00 1:(變數) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2!0Χ 297公釐) -235 1239520 A7 ___B7 五、發明説明(23》 非球面表面係數 第一表面 第二表面 Κ -6.1317Ε-01 0.0000Ε + 00 Α4 5.2524Ε-03 7.1812Ε-02 Α6 -5.6632Ε-04 -3.8260Ε-02 Α8 1.1555Ε-03 -1.7437Ε-03 Α10 -3.1854Ε-04 4.7910Ε-03 Α12 -2.2350Ε-06 -5.7767Ε-04 Α14 2.6449Ε-05 -1. 1 890Ε-04 Α16 -4.7779Ε-06 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 繞躬 •表面係數 第一表面 b2 -2.0000E-03 b4 -5.6811E-04 b6 1.3194E-04 b8 4.9466E-05 blO -8.0188E-06
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 D 於表22與表23之透鏡資料,因爲物鏡之光源側的表面(即: 於表22之第十表面、與於表23之第一表面)之繞射表面係 數的參考波長(閃耀波長)係相符於波長λ 1,波長λ 1之光線 的繞射光線量係最大,然而,波長λ2係作爲繞射表面係數 之參考波長而且其亦可作成使得波長λ2之光線的繞射光線 量係最大,且波長λ3係作爲繞射表面係數之參考波長而且 — 1239520 A7 _____B7 五、發明説明(23多 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 其亦可作成使得波長λ3之光線的繞射光線量係最大。或者 是’波長λΐ之光線的繞射光線量、波長λ2之光線的繞射 光線量、以及波長λ3之光線的繞射光線量爲平衡於其之波 長係可作爲繞射表面係數之參考波長。於任一情形,藉由 設計之些微變化,適用於本發明之光學拾取裝置的光會聚 光學系統係均可構成。 再者,於表22與表23之透鏡資料,物鏡之光源側的 表面之繞射表面係數係決定使得一級的繞射射線具有大於 任何其他級的繞射射線之較大的繞射光線量,然而,亦可 爲決定使得高於二級之較高級的繞射射線具有大於任何其 他級的繞射射線之較大的繞射光線量。 [例 13] 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 例13係適用於第48圖的光學拾取裝置之光會聚光學 系統,且資訊之記錄及再生係可進行於其具有不同的記錄 密度之三種光碟。所定義的是:作爲高密度之下一代的第一 光碟,保護基板厚度tl係0.1 mm,光源之波長λΐ係40 5 nm,影像側數値孔徑ΝΑ1係0.85;而作爲第二光碟(DVD), 保護基板厚度t2係0.6 mm,光源之波長λ2係650 nm,影 像側數値孔徑NA2係0.65;且作爲第三光碟(CD),保護基板 厚度t3係1.2 mm,光源之波長λ3係78〇 nm,影像側數値 孔徑NA3係0_50。 例1 3之光會聚光學系統的物鏡於λ1 =405 nm、λ2 = 65〇 nm、與λ3 = 78 0 nm的光路徑圖係顯示於第80至82圖。再 本紙張尺;§^]^辱聲標準(〔奶)六4規格(2】0/ 297公釐) ~ 1239520 A7 經濟部智慧財產局—工消費合作社印製 五、發明説明(23多 者,於第83圖,對於λ1=405 nm± 10 nm爲達到數値孔徑 0.85的球面像差圖係顯示。再者,於第84圖,對於 λ2 = 650 nm爲達到數値孔徑0.65的球面像差圖係顯示。再 者,於第85圖,對於λ3 = 780 nm爲達到數値孔徑0.50的 球面像差圖係顯示。再者,於第86圖,當其等於由λΐ =405 nm與ΝΑΙ 0.85之組合所決定的光圈直徑之光通量直徑的 λ 2 = 6 5 0 n m之光線爲入射於其時之球面像差圖係顯不。 例1 3之光會聚光學系統的物鏡具有同心圓環形區的繞 射結構,且藉由繞射結構之作用,歸因於第一光碟與第二 光碟之間的保護基板厚度差異而產生之球面像差係精細修 正於其供進行資訊之記錄及再生於個別的光碟所必要的影 像側數値孔徑。 再者,如自第86圖之球面像差圖可看出,當資訊之記 錄及再生係進行於第二光碟,因爲其通過自必要的數値孔 徑之外側的區域之光通量係作成閃光,資訊之記錄及再生 爲進行於第二光碟時之孔徑改變機構係不必要。 再者,於例13之光會聚光學系統,λ3 =7 8 0 nm之發散 的光通量係作成爲入射於物鏡,且藉由修正於其不大於影 像側數値孔徑0.50的區域之球面像差,資訊之記錄及再生 係進行於第三光碟。 再者,於例1 3之光會聚光學系統的物鏡之光學表面 上,當資訊之記錄與再生爲進行於第三光碟時之作爲孔徑 調整機構之其具有波長選擇性的一濾波器係形成。當資訊 之記錄與再生係進行於第三光碟,超過必要數値孔徑之光02fU:2^_ 本紙張尺度適用+¾¾家標準(CMS ) A4規格(210乂297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -238- 1239520 A7 B7 五、發明説明(23努 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 通量係藉由其具有波長選擇性之環形區的濾波器而遮斷。 藉此,期望的光點直徑係可得到於第三光碟之資訊記錄表 面。作爲具有波長選擇性之環形區的濾波器,於第50圖所 示之物鏡,於其之反射因數具有如於第52圖所示的波長相 依關係之一光學濾波器係形成於物鏡之光學表面,類似環 形區者係可列出。 就此而論,例1 3之光會聚光學系統的物鏡之波前像差 係如後:當 λ1=405 nm、NA10.85、與 tl = 0.1 mm 時係 0.007 Xlrms,當 λ2 = 650 nm、NA2 0.65、與 t2 = 0.6 mm 時係 0.002 λ2ι*ηΐ8,且當 λ3=780 nm、NA3 0.50、與 t3 = 1.2 mm 時 係 0.005 X3rms o 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如同於例1 〇之光會聚光學系統的準直器之相同方式, 例1 3之光會聚光學系統的準直器具有波長特性爲使得,藉 由其爲形成於光碟側之非球面表面上的複數個同心圓環形 區所構成之繞射結構的作用,當其發射自第一光源之光線 的波長係由405 nm而改變爲朝向長波長側,準直器之後焦 點係縮短’且當其發射自% —^光源之光線的波長爲改變時 之物鏡之聚焦位置的變化係修正。對照於例1 3之僅有物鏡 的系統中之模式跳躍時的波前像差之失焦成分係〇. 1 6 3 Xrms,於例I3之光會聚光學系統之準直器與物鏡的合成系 統中之彳旲式跳躍時的波則像差之失焦成分係〇 . 〇 〇 1 λ r m s,且 可看出的是,由於波長變化之物鏡的最佳影像表面位置之 變化係精細修正。 再者,於例1 3之光會聚光學系統,當資訊之記錄及再 020Q37 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐)' ~ - 239 - 1239520 A7 __ B7 _ 五、發明説明(23)^ (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 生係進行於第一光碟,作爲球面像差修正元件,以供修正 其爲歸因於光碟之保護基板厚度的生產誤差、及諸如物鏡 或準直器之構成光會聚光學系統之光學元件的生產誤差、 歸因於光源的生產誤差之波長變化、以及歸因於溫度變化 或溼度變化之諸如物鏡或準直器之構成光會聚光學系統之 光學元件的形狀變化或折射率變化之球面像差的變化,準 直器(對應於第48圖之準直器39)係作成可移動於光軸方 向。音圈型式的致動器或壓電式的致動器係可使用作爲移 動準直器之一致動器。 於表24,顯示其爲歸因於光源的生產誤差之對於參考 波長爲40 5 nm的± 10 nm波長變化、歸因於對於參考溫度 爲攝氏25度的溫度變化±攝氏30度之塑膠透鏡的折射率 變化、以及對於第一光碟之0.1 mm的參考保護基板厚度之 ± 0.02 mm的生產誤差而產生於光會聚光學系統之球面像差 的變化係藉由將準直器移動爲沿著光軸方向而作修正之結 果0 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 0200: 8_ 本紙張尺度適用中周國家標準(CNS ) A4規格(210X297公麓7 -240· 1239520 A7 B7 五、發明説明(23努 表24 修正前之波前像差 修正後之波前像差 dO d2 波長誤差 +10 nm 0.143λπτ^ Ο.ΟΙΟλ rms 9.712 15.135 -10 nm 0.145Xrms 0.013Xrms 9.990 14.857 溫度變化 +30°C Ο.ΟΙΟλ rms 0.008Xrms 9.858 14.990 -30°C 0.013Xrms 0.008krms 9.840 15.007 透明基板 +0.02 mm 0.204λ rms 0.013Xrms 9.656 15.191 厚度誤差 -0.02 mm 0.207λ rms 0.016Xrms 10.048 14.799 (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 於溫度變化之時,僅有塑膠透鏡之折射率變化係考慮,且 其變化量係-l〇xl(T5/°C。就此而論,於例13之光會聚光學 系統,塑膠透鏡係準直器。再者,於溫度變化時之光源的 波長變化量係+0.05 nm/°C。依照表24,於任一情形,波前 像差係精細修正,且甚至是當資訊係記錄及再生於其爲需 要高的數値孔徑〇 . 8 5之第一光碟,良好的光會聚狀態之光 點係恆可得到。 就此而論,於表24之d0與d2係對應於表25之可變 的區間d0與d2,其將分別爲敘述於後。d0與d2之初始値 係分別爲 9.847 mm 與 1 5.000 mm。 於表25,例1 3之物鏡的透鏡資料係顯示。於表25之 透鏡資料,第二表面之繞射表面係數的參考波長(閃耀波長) 係符合於波長λΐ。020039 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) m 1 =0, 1239520 A7 B7 五、發明説明(23_ 表25 當波長λ1=405 nm, 焦距fl =2.3 5 mm,影像側數値孔徑ΝΑ 1=0.85,放大率 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 *1:(變數) *2:(變數) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 非球面表面1 [系數 第二表面 第三表面 第四表面 K 3.8825E-01 -6.3649Ε-01 0.0000Ε + 00 A4 -9.4855E-06 4.6682Ε-03 1.0443Ε-01 A6 -1 . 1 93 5Ε-05 - 5.3 5 8 5Ε-02 A8 7.5113Ε-04 -2.3 63 0Ε-02 A1 0 -2.6398Ε-04 1.5026Ε-02 A1 2 2.8458Ε-05 7.8677Ε-03 A14 1.2402Ε-05 -4.5941Ε-03 A1 6 -2.7120Ε-06 1.0400Ε-05 J· 表面編號 r(mm) d(mm) Νλΐ Νλ2 Νλ3 vd 註 0 dO(*l) 光源 1 -29.607 1.500 1.52491 1.50690 1.50355 56.5 準直器 2 -9.413 d2 (*2) 3 1.820 2.850 1.76904 1.73912 1.73324 49.3 物鏡 4 -102.819 0.689 5 00 0.100 1.61949 1.57756 1.57062 30.0 透明基板 6 00 -242- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) ~1丫 ··> 1239520 A7 B7 五、發明説明(2斤 繞躬 [表面係數 第二表面 第三表面 b2 -2.5497E-02 0.0000E+00 b4 -6.4108E-04 b6 5.8925E-05 b8 -7.3391E-05 blO 1.3 05 5E-05 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 再者,於表25之透鏡資料,第二表面之繞射表面係數係決 定使得一級的繞射射線具有大於任何其他級的繞射射線之 較大的繞射光線量,然而,亦可爲決定使得其高於二級之 較高級的繞射射線具有大於任何其他級的繞射射線之較大 的繞射光線量。 於表26,對於例13的光會聚光學系統之λ2 = 650 nm與 λ 3 = 7 8 0 n m的透鏡資料係顯示。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 020041 ¥紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210Χ 297公釐) _之43 1239520 A7 B7 五、發明説明(24)1 表26 當波長λ2 = 65 0 nm, 焦距f2 = 2.4 5 mm,影像側數値孔徑NA2 m2 = - 0 · 0 5, 當波長λ3 = 780 nm, 焦距f3=2.4 7 mm,影像側數値孔徑NA3 〇 . 6 5,放大率 〇 . 5 0,放大率 m3 =-0.09, 表面編號 r(mm) d(mm) Νλΐ Νλ2 Νλ3 vd 註 0 dO (*1) 光源 1 1.820 2.850 1.76904 1.73912 1.73324 49.3 物鏡 2 -102.819 d2 (*2) 3 00 d3 (*3) 1.61949 1.57756 1.57062 30.0 透明基板 4 00 IX * 數 變*9 2 3 氺 數數 變變 λ2 = 6 5 0 nm λ3 = 7 8 0 nm d0 54.500 29.900 d2 0.600 1.200 d3 0.552 0.288 非球面表面係數 (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
第一表面 第二表面 K -6.3649E-01 0.0000E+00 A4 4.6682E-03 1.0443E-01 A6 -1.1935E-05 -5.3585E-02 A8 7.51 13E-04 -2.3630E-02 A1 0 -2.6398E-04 1.5026E-02 A 1 2 2.8658E-05 7.8677E-03 A] 4 1.2402E-05 -4.5941E-03 A16 -2.^L20E-06 1.0400E-05 mmM -244 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) 1239520 A7 B7 五、發明説明(24》 繞象 [表面係數 第一表面 b2 0.0000E + 00 b4 -6.4108E-04 b 6 5.8925E-05 b8 -7.3391E-05 b 1 0 1.3 05 5E-05 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財度局員工消費合作社印t 於表25與表26之透鏡資料,因爲物鏡之光源側的表面(即: 於表25之第二表面、與於表26之第一表面)之繞射表面係 數的參考波長(閃耀波長)係相符於波長λΐ,波長λΐ之光線 的繞射光線重係最大’然而,波長λ2係作爲繞射表面係數 之參考波長而且其亦可作成使得波長λ2之光線的繞射光線 量係最大’且波長λ3係作爲繞射表面係數之參考波長而且 其亦可作成使得波長λ3之光線的繞射光線量係最大。或者 是’波長λΐ之光線的繞射光線量、波長λ2之光線的繞射 光線量、以及波長λ3之光線的繞射光線量爲平衡於其之波 長係可作爲繞射表面係數之參考波長。於任一情形,藉由 設計之些微變化,適用於本發明之光學拾取裝置的光會聚 光學系統係均可構成。 再者,於表25與表26之透鏡資料,物鏡之光源側的 表面之繞射表面係數係決定使得一級的繞射射線具有大於 任何其他級的繞射射線之較大的繞射光線量,然而,亦可 爲決定使得高於二級之較高級的繞射射線具有大於任何其 本紙張斤中國國家標準(CNS ) Α4規格(2】〇Χ297公釐) u2〇043 -245- 1239520 A7 B7
五、發明説明(24;B 他級的繞射射線之較大的繞射光線量。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) [例 14] 例1 4係適用於第4 9圖的光學拾取裝置之光會聚光學 系統,且資訊之記錄及再生係可進行於其具有不同的記錄 密度之三種光碟。所定義的是:作爲高密度之下一代的第一 光碟,保護基板厚度11係0.1 m m,光源之波長λ 1係4 0 5 nm,影像側數値孔徑ΝΑ1係0.8 5;而作爲第二光碟(DVD), 保護基板厚度t2係0.6 mm,光源之波長λ2係650 nm,影 像側數値孔徑NA2係0.65;且作爲第三光碟(CD),保護基板 厚度t3係1.2 mm,光源之波長λ3係780 nm,影像側數値 孔徑NA3係0.50。 例14之光會聚光學系統於λ1=4 0 5 nm的光路徑圖係顯 示於第87圖。再者,於第88圖,例14之光會聚光學系統 的物鏡對於λΐ =405 nm± 10 nm爲達到數値孔徑0.85的球面 像差圖係顯示。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如同於例1 〇之光會聚光學系統的準直器之相同方式, 例14之準直器具有波長特性爲使得,藉由其爲形成於光碟 側之非球面表面上的複數個同心圓環形區所構成之繞射結 構的作用,當發射自第一光源之光線的波長係由405 nm而 改變爲朝向長波長側,準直器之後焦點係縮短,因此,當 其發射自第一光源之光線的波長係改變時,物鏡之聚焦位 置的變化係修正。 對照於例1 4之僅有物鏡的系統中之模式跳躍時的波前 本紙張$^>國國家標準(〇奶)六4規格(210'乂 297公釐) J12j 246 1239520 A7 B7 五、發明説明(24> (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 像差之失焦成分係〇·2〇1 Xrms,於例14之光會聚光學系統 之準直器與物鏡的合成系統中之模式跳躍時的波前像差之 失焦成分係0.003 Xrms,且可看出的是,由於波長變化之 物鏡的最佳影像表面位置之變化係精細修正。 再者,於例14之光會聚光學系統,當資料之記錄及再 生係進行於第一光碟,作爲球面像差修正元件,以供修正 其爲歸因於光碟之保護基板厚度的生產誤差、及諸如物鏡 或準直器之構成光會聚光學系統之光學元件的生產誤差、 歸因於光源的生產誤差之波長變化、以及歸因於溫度變化 或溼度變化之諸如物鏡或準直器之構成光會聚光學系統之 光學元件的形狀變化或折射率變化之球面像差的變化,準 直器係作成可移動於光軸方向。音圏型式的致動器、或壓 電式的致動器係可使用作爲移動準直器之一致動器。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 於表27,顯示其爲歸因於光源的生產誤差之對於參考 波長爲40 5 nm的± 10 nm波長變化、歸因於對於參考溫度 爲攝氏25度的溫度變化±攝氏30度之塑膠透鏡的折射率 變化、以及對於第一光碟之〇. 1 mm的參考保護基板厚度之 ±0.02 mm的生產誤差而產生於光會聚光學系統之球面像差 的變化係藉由將準直器移動爲沿著光軸方向而作修正之結 果0 020045 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 247- 1239520 A7 B7 五、發明説明(24务 表27 修正前之波前像差 修正後之波前像差 dO d2 波長誤差 +10 nm 0.294λ rms 0.013Xrms 15.591 13.594 -10 nm 0.300Xrms 0.017Xrms 16.843 12.342 溫度變化 +30°C 0.300λ rms 0.043λ rms 15.556 13.629 -30°C 0.322Xrms 0.033Xrms 16.863 12.322 透明基板 +0.02 mm 0.195Xrms 0.011λ rms 15.796 13.389 厚度誤差 -0.02 mm 0.197Xrms 0.013Xrms 16.591 12.594 (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 於溫度變化之時,僅有塑膠透鏡之折射率變化係考慮,且 其變化量係-l〇xl(T5/°C。就此而論,於例14之光會聚光學 系統,塑膠透鏡係準直器與物鏡。再者,於溫度變化時之 光源的波長變化量係+〇.〇5 nm/°c。依照表27,可看出的 是,於任一情形,波前像差係精細修正,且甚至當資訊係 記錄及再生於其爲需要高的數値孔徑0.85之第一光碟,良 好的光會聚狀態之光點係恆可得到。 就此而論,於表27之d0與d2係對應於表28之可變 的區間d0與d2,其將分別爲敘述於後。d0與d2之初始値 係分別爲 16.1 85 mm 與 1 3.000 mm。 例14之光會聚光學系統於λ2 = 6 5 0 nm的光路徑圖係顯 不於第89圖。再者’於第90圖,例14之光會聚光學系統 於λ;3 = 7 SO nm的光路徑圖係顯示。再者,於第91圖,對於 λ2 = 650 nm爲達到數値孔徑0.65的球面像差圖係顯示。再 者,於第92圖,對於λ3 = 780 nm爲達到數値孔徑〇.50的 020G46 一適 -^ 尺 張 紙 本 準 標 家 祕 OX 297公釐) -248- 1239520 Α7 Β7 五、發明説明(2部 球面像差圖係顯示。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 例14之光會聚光學系統的物鏡係專用於第一光碟之物 鏡,且折射透鏡係像差修正以使得其藉由λ1=405 nm、NA1 0.85、tl=0.1 mm、與放大率ml=0之組合而成爲無像差。 是以,當資訊之記錄及再生係進行於其保護基板厚度爲大 於第一光碟者之第二光碟與第三光碟,藉由例14之光會聚 光學系統的物鏡,球面像差係改變爲朝向修正過度之方 向。因此,同心圓環形區之繞射結構係形成於耦合透鏡之 光碟側的非球面表面,且其爲作成使得,藉由繞射結構之 作用,當改變爲朝向修正過度之方向的球面像差係精細修 正於其供進行資訊之記錄及再生於第二光碟與第三光碟所 必要的影像側數値孔徑,資訊之記錄及再生係可藉由使用 其爲專用於第一光碟之物鏡而進行於第二光碟與第三光 碟。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 再者,作爲孔徑調整機構之具有波長選擇性的一濾波 器係形成於物鏡之光學表面上。當資訊之記錄與再生係進 行於第二與第三光碟,超過必要數値孔徑之光通量係藉由 其具有波長選擇性之環形區的濾波器而遮斷。藉此,一期 望的光點直徑係可得到於光碟之資訊記錄表面。如於例1 1 之相同的環形區濾波器係可使用作爲其具有波長選擇性之 環形區濾波器。 於表28,例14之物鏡的透鏡資料係顯示。於表28之 透鏡資料,第二表面之繞射表面係數的參考波長(閃耀波長) 係符合於波長λΐ。 020047 、本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ 297公釐) -249- 1239520 A7 B7 五、發明説明(2矽 表28 當波長λ1=405 nm, 焦距fl =2.6 5 mm,影像側數値孔徑ΝΑΙ =0.85,放大率 m 1 = 0, 表面編號 r(mm) d(mm) Νλΐ Νλ2 Νλ3 vd 註 0 d0 (*1) 光源 1 -23.167 2.000 1.52491 1.50690 1.50355 56.5 準直器 2 -19.157 d2 (*2) 3 1.684 3.100 1.52491 1.50690 1.50355 56.5 物鏡 4 -2.856 0.918 5 00 0.100 1.61949 1.57756 1.57062 30.0 透明基板 6 00 (*1):變數 (*2):變數 I--------'·裝----τ--ir------0 (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 020C48 :本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -250- 1239520 A7 ___ B7 五、發明説明(2# 非球面表面係數 第二表面 第三表面 第四表面 K 2.2006E + 01 -6.6664E-01 -2.4860E + 01 A4 3.3389E-04 4.3203E-03 6.5486E-02 A6 2.0267E-05 7.2364E-04 -3.4626E-02 A8 1.0865E-04 9.6814E-03 A10 1 .1601E-05 -1.4277E-03 A12 9.6720E-07 7.9143E-05 A14 3.2018E-07 2.9499E-06 A16 1.7930E-07 -3.1761E-07 A1 8 -2.1404E-08 A20 -3.4886E-09 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 繞射表面係數 第二表面 b2 -2.4285E-02 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 再者,於表28之透鏡資料,第二表面之繞射表面係數係決 定使得一級的繞射射線具有大於任何其他級的繞射射線之 較大的繞射光線量,然而,亦可爲決定使得其高於二級之 較高級的繞射射線具有大於任何其他級的繞射射線之較大 的繞射光線量。 於表29,對於例14的光會聚光學系統之λ2 = 6 5 0 nm與 λ 3 = 7 8 0 n m的透鏡資料係顯不。 020G49_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CMS ) A4規格(210X297公釐] ~ " I239520 A 7 B7 五、發明説明(2# 表29 當波長λ2 = 650 nm ’ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 焦距f2 = 2.7 2 mm,影像側數値孔徑NA2 = 0.65,放大率 m2 = 〇, 當波長λ3 = 780 nm, 焦距f3 =2.74 mm,影像側數値孔徑NA3 =0.50,放大率 m3 = 〇, 表面編號 r(mm) d(mm) Νλΐ Νλ2 Νλ3 vd 註 0 dO(*l) 光源 1 00 2.000 1.52491 1.50690 1.50355 56.5 耦合透鏡 2_ •6.392 13.000 3 1.694 3.100 1.52491 1.50690 1.50355 56.5 物鏡 4 -2.856 d4 (*2) 5 00 d5 (*3) 1.61949 1.57756 1.57062 30.0 透明基板 6 00 1:(變數) (變數) *3:(變數) λ2=650 nm λ3 = 7 8 0 nm d0 9.666 9.427 d2 0.600 1.200 d3 0.744 0.388 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 _0201^10_ .本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 1239520 ΑΊ Β7 五、發明説明(250 非球面表面係數 第二表面 第三表面 第四表面 K -1.9871+01 -6.6664E-01 -2.4860E + 01 A4 4.3203E-03 6.5486E-02 A6 7.2364E-04 -3.4626E-02 A8 1.0865E-04 9.6814E-03 A10 1.1601E-05 -1.4277E-03 A12 9.6720E-07 7.9143E-05 A14 3.2018E-07 2.9499E-06 A16 1.7930E-07 -3.1761E-07 A18 -2.1404E-08 A20 -3.4886E-09 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 繞躬 •表面係數 第二表面 b2 0.0000E + 00 b4 -5.9163E-03 b6 8.9910E-04 b8 -1.3278E-04 blO 9.6884E-06 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 於表29之透鏡資料,因爲第二表面之繞射表面係數的參考 波長(閃耀波長)係決定爲73 0 ’其係介於波長λ2與波長 λ3之間的一中間波長,使得波長λ2之光線的繞射光線量與 波長λ 3之光線的繞射光線量爲平衡’然而’波長λ 2係作 _0240¾-- 本紙張尺度適用中國國^為準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -253 - 1239520 A7 ___ B7 五、發明説明(25〉 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 爲繞射表面係數之參考波長而且亦可作成使得波長λ2之光 線的繞射光線量係最大,波長λ3係作爲繞射表面係數之參 考波長而且亦可作成使得波長λ3之光線的繞射光線量係最 大。於任一情形,藉由設計之些微變化,適用於本發明之 光學拾取裝置的光會聚光學系統係可構成。 再者,於表29之透鏡資料,第二表面之繞射表面係數 係決定使得一級的繞射射線具有大於任何其他級的繞射射 線之較大的繞射光線量,然而,亦可爲決定使得其高於二 級之較高級的繞射射線具有大於任何其他級的繞射射線之 較大的繞射光線量。 再者,於本例之光會聚光學系統,如於表30所示之類 似環形區的繞射結構係形成於耦合透鏡之光碟側的非球面 表面(於表2 9之第二表面)。於表3 0, “起點高度,,表示自 該環形區的起點之光軸的距離,“終點高度”表示自該環 形區的終點之光軸的距離,且於有效直徑之環形區的數目 係3 6 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 020C52 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ 297公釐) • 254 - 1239520 A7 B7 五、發明説明(25》 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 表30 環形區編號 起點高度(mm) 終點局度(mm) 1 0.000 0.610 2 0.601 0.718 3 0.718 0.798 4 0.798 0.861 5 0.861 0.913 6 0.913 0.958 7 0.958 0.998 8 0.998 1.035 9 1.035 1.068 10 1.068 1.099 11 1.099 1.128 12 1.128 1.155 13 1.155 1.180 14 1.180 1.204 15 1.204 1.227 16 1.227 1.249 17 1.249 1.270 18 1.270 1.290 19 1.290 1.3 10 20 1.3 10 1.328 2 1 1.328 1.346 2 侧 G53 1.346 1.364 I------------:---IT------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -255 1239520 A7 B7 五、發明説明(25》 ,表_ 形區編號 起點高度(mm) 終黑占萬 23 1.364 1^381 24 1.381 1 1^297 25 1.397 J^ii3 26 1.413 i^9 27 1.429 28 1.444 1^±59 29 1.459 30 1.473 1^88 3 1 1.488 1.5οι 32 1.501 UJ5 33 1.515 1.528 34 1.528 1.541 35 1.541 1.554 36 1.554 1.566 I------------:---IT------ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本百〇 經濟部智慧財產局8工消費合作社印製 於表3 0之繞射環形區域結構係最佳化,使得繞射效率係理 論上於波長(λΒ) 73〇 nm與繞射級1而爲1〇〇%。當使用第 二光碟(D V D )的波長之波長6 5 0 n m的光線係入射於繞射結 構,且當使用第三光碟(CD)的波長之波長780 nm的光線係 入射於繞射結構,一級的繞射射線係產生具有最大的繞射 光線量。 構係最佳化於波長730 nm與繞射級1 ’於個 ;本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 256- 1239520 Α7 Β7 五、發明説明(25_ 別的光碟之使用波長區域,以下的繞射效率係可得到:DVD (波長 65 0 nm)爲 95.1%,且 CD (波長 780 nm)爲 96.7%。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 就此而論,於本說明書,“繞射結構爲形成於其之表 面(繞射表面)”係意指:光學元件之表面,例如,於其一浮 雕(relief)係設置於透鏡之表面上的表面,且繞射入射的光 通量之作用係提供於其上,且當於相同的光學表面係存在 繞射爲產生於其一區域、與繞射爲未產生於其之一區域, 則意指該繞射爲產生於其之區域。且,繞射結構與繞射圖 案係意指:繞射爲產生於其之區域。舉例而言,於光學元件 之表面上係形成其繞於光軸之幾乎爲同心圓環區而作爲浮 雕之形狀,且眾所週知的是,當其橫截面係觀視自其包括 光軸之平面,各個環形區係具有鋸齒狀(於此情形,浮雕係 稱爲“ 一閃耀”)或階梯形狀者,且其包括該種形狀。 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 槪括而言,來自繞射表面,諸如0級的繞射射線、± 1 級的繞射射線、± 2級的繞射射線、…之一無限數目級的繞 射射線係產生,然而,如上所述,此閃耀形狀係可設定爲 使得假使具有於其切線截面爲鋸齒狀之閃耀的繞射表面, 特定級的繞射效率係作成爲較高於其他級的繞射效率,或 者視實例而定,特定級(例如:+ 1級的繞射射線)的繞射效率 係作成幾乎爲1 〇〇%。於本發明,“繞射結構爲最佳化於波 長λΒ與繞射級η”係意指:當波長λΒ的光線係入射於其, 繞射結構(閃耀)之形狀係設定使得繞射級η之繞射射線的繞 射效率係理論爲1 00%。以另一描述方式,其可說明於後。 “繞射結構爲最佳化於波長λΒ與繞射級η”係意指:實際 020055 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) - 257 1239520 A7 B7 五、發明説明(25$ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 上,於形成於光學元件(透鏡)之鋸齒狀的繞射結構(閃耀), 當於問耀之光軸方向的步級差異量係Ad (μπι),且入射於閃 耀之光線波長的最短波長(即:於本說明書,產生於第一光源 之λΐ的光線波長)之閃耀的折射率係Νλιηίη,以下的關係式 係實現於Ad、Νλπιίη、最佳化波長λΒ (nm)、與繞射級η: λΒ (nm)= Δ d χ (Νλτηίη-1 )/η χ 1 Ο-3 〇 於上式,η係由下式所計算: η=ΙΝΤ(Υ) Υ = Δά χ (NXmin-1)/( ληιίηχΙΟ'3) 〇 其中,INT(Y)係藉由取捨爲最接近的整數而得到之一 整數。在此,當實際的閃耀係具有歸因於生產誤差之形狀 誤差,如於第98圖所示,當閃耀之理想形狀爲大約得到時 之於光軸方向的步級差異量係Ad。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印¾ 再者,於本說明書,“物鏡”係意指:光學元件,其納 入於供進行資訊之記錄於光學資訊記錄媒體(光碟)的資訊記 錄表面及/或再生資訊於資訊記錄表面之光學系統的光學元 件,其係配置於對立於光學資訊記錄媒體之位置,且會聚 來自光源的光通量於光學資訊記錄媒體(光碟)的資訊記錄表 面。 接著,“由一透鏡群所構成之物鏡”係意指:供會聚來 自光源的光通量於光學資訊記錄媒體(光碟)的資訊記錄表面 之光學元件,其係配置於對立於光學資訊記錄媒體之位 置,且爲由一群所構成(亦爲其由一光學元件構成之情形, 且複數個光學元件爲組合之情形係納入)。 〇20QnR_____ -258- ^本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 1239520 A7 B7 五、發明説明(2缽 再者,於本說明書,“光學元件”與“透鏡”係同 義。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 再者,當物鏡係由複數個光學元件(或透鏡群)所構成 時,配置於對立於光學資訊記錄媒體之位置的光學元件以 及由一鏡框或凸緣而與其整合的複數個光學元件之一組係 由本說明書之定義而稱爲物鏡。 再者,於本說明書,“共同的物鏡爲使用”係意指:其 由一透鏡群構成以供進行資訊之再生及/或記錄於其透明基 板厚度爲不同之三種光學資訊記錄媒體,當資訊之再生及/ 或記錄於個別的光學資訊記錄媒體時,其配置於對立於光 學資訊記錄媒體之位置且會聚來自光源的光通量於光學資 訊記錄媒體的資訊記錄表面之光學元件係相同的光學元 件,且此相同的光學元件係定義爲“共同的物鏡”。 此外,其爲插入於光源與光學資訊記錄媒體之間的光 路徑、或者於其作用爲光學元件者爲僅在當資訊之再生及/ 或記錄進行於具有特定的透明基板厚度之光學資訊記錄媒 體時而作致動之光學元件係定義爲:其係不納入於共同的物 鏡。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 再者,於本說明書,“保護基板”、“透明基板”、 與“保護層”係意指:光學透明平行平面,其形成於資訊記 錄表面之光通量入射側的平面以供保護光學資訊記錄媒體 的資訊記錄表面,且發射自光源之光通量係透過上述之平 行平面而會聚於光學資訊記錄媒體的資訊記錄表面。其 次,於本說明書,“保護基板厚度”係意指:上述之平行平 259- 43G本紙張尺度適争(CNS ) A4規格(210X297公釐 1239520 A7 B7 五、發明説明(25^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 面的厚度,而且於DVD標準之光學資訊記錄媒體的保護基 板厚度係0.6 mm,且於CD標準之光學資訊記錄媒體的保 護基板厚度係1.2 mm,然而,於本說明書,不同於如於本 說明書的一個實例所述之其具有保護基板厚度0.1 mm的光 學資訊記錄媒體,於高密度DVD (第一光學資訊記錄媒體 或第一光碟),保護基板厚度爲零之光學資訊記錄媒體(即: 其不具有平行平面)、以及其保護基板厚度爲0.6 mm之光 學資訊記錄媒體係亦爲納入。 再者,於本說明書,當光學資訊記錄媒體係所謂其具 有於相同光通量入射側的複數個資訊記錄層之多層碟片, 於“保護基板”,不同於其形成於最接近光源之資訊記錄 層的光通量入射側上之平行平面,形成於上述的複數個資 訊記錄層之中的一中間層係亦爲納入。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 再者,於本說明書,“基板厚度差異修正裝置(機構)” 係意指:一光學元件,藉其,球面像差成分係可修正於方式 爲,當資訊之記錄及/或再生爲進行於其之光學資訊記錄媒 體係改變爲具有不同的透明基板厚度之光學資訊記錄媒體 (例如:由CD至DVD、或者由高密度DVD至CD之變化), 歸因於其具有不同標準之光學資訊記錄媒體的保護基板厚 度差異,於其之資訊記錄表面上的光點之波前像差爲改變 且高於0.07 Xrms (其中:λ係波長)之球面像差成分係修正, 使得資訊係可記錄及/或再生,而且於供進行資訊之記錄及/ 或再生於光學資訊記錄媒體時所必要之物鏡的預定影像側 數値孔徑,使得其成爲低於〇.〇7 Xrms,且更佳爲低於0.05 I Q2QG58__ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) 1239520 A7 _ B7_ 五、發明説明(250 Xrms 〇 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 再者,於本說明書,“基板厚度誤差修正裝置(機構)” 係意指:一光學元件,藉其,球面像差成分係可修正於方式 爲,於一特定標準之光學資訊記錄媒體,歸因於光學資訊 記錄媒體之保護基板厚度的不均勻性及/或歸因於複數個光 學資訊記錄媒體之間的保護基板厚度之個別差異,球面像 差係產生,且於其之資訊記錄表面上的光點之波前像差爲 大於0.07 Xrms (其中:λ係波長)之球面像差成分係修正,使 得資訊係可作記錄及/或再生,且於供進行資訊之記錄及/或 再生於光學資訊記錄媒體所必要之物鏡的預定影像側數値 孔徑,使得波前像差係成爲低於〇.〇7 Xrms,且更佳爲低於 0.0 5 λΓΐη s 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 再者,於本說明書,“色像差修正裝置(機構)”係意指: 一光學元件,藉其,於使用以供進行資訊之記錄及/或再生 於一特定標準的光學資訊記錄媒體之光源,當所發射光線 之波長的單色性係歸因於生產誤差、諸如溫度變化或溼度 變化之環境變化、或輸出之變化而爲不佳時,產生於物鏡 之色像差係可修正,且特定而言,假使光學元件係非爲配 置於光源與物鏡之間的光路徑,當個別對於光源之+ 1 nm波 長變化之物鏡的品脫(Pint)移動量係A,且假使光學元件係 非爲配置於光源與物鏡之間的光路徑,當個別對於光源之 + 1 nm波長變化之物鏡的品脫(pint)移動量係B,則意指其 可滿足|A|>|B|之光學元件。 民者’於本說明書’ “適當(良好)的波前爲形成”於光 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2】〇Χ 297公釐)^ -261 - 1239520 A7 B7 五、發明説明(25g 學資訊記錄媒體的資訊記錄表面係意指:當波長係λ時,波 前像差係會聚於條件爲不高於0.07 λ,且更佳爲不高於 0.05 λ。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 再者,於本說明書之“閃光(flare)”係定義如後。當資 訊之記錄及/或再生係進行於第i個資訊記錄媒體(i=l,2或 3),波長係λί,且物鏡之影像側數値孔徑係NAi。假使資 訊之記錄及/或再生係進行於第j個資訊記錄媒體(j= 2或 3),當以下的二個條件之任一者(更佳爲其二者)係滿足時, 其通過NAj之外側區域而且到達第j個資訊記錄媒體之資 訊記錄表面的光通量係定義爲“閃光”。 第一個條件係:於其通過由NA1與λί所決定之所有的 光圈之波長λ〗的光通量中之其通過自NAj外側區域的光通 量之資訊記錄表面上的波前像差最大値係不小於10 μιη,且 球面像差係不大於5 μιη。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第二個條件係:於其通過由ΝΑ1與λί所決定之所有的 光圈之波長λ〗的光通量之資訊記錄表面上的波前像差係不 小於0.〇7 λ〗,且於NAj之內,於資訊記錄表面上的波前像 差係不小於〇.〇7 λ〗。 於上述第一個條件及/或第二個條件,球面像差係可爲 連續於NAi,或爲不連續於NAj。 再者,於本說明書’資訊之記錄及再生”係意指:記 錄資訊於光學資訊記錄媒體之資訊記錄表面,以及再生於 資訊記錄表面所記錄的資訊。本發明之物鏡與光學拾取裝 置係可爲使用於針對僅爲記錄或再生,或亦可爲使用於進 ^〇Q6〇 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -262 - 1239520 A7 B7 五、發明説明(2時 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 行記錄及再生二者。或者,系統亦可爲其使用以記錄資訊 於某個光學資訊記錄媒體、且使用以再生於另一個光學資 訊記錄媒體,或是使用在當記錄或再生爲進行於某個光學 資訊記錄媒體時,記錄及再生係進行於另一個光學資訊記 錄媒體。就此而論,使用於此之再生包括僅爲讀取資訊。 再者,於本說明書,當第一保護基板厚度至第三保護 基板厚度係均爲相同値,即,當第一光學資訊記錄媒體至 第三光學資訊記錄媒體係均具有相同厚度之保護基板,則 將不具有本發明之問題,且所界定的是其不屬於本發明之 技術範圍。 [本發明之效果] 根據本發明之光學拾取裝置,光學拾取裝置係可提 出,藉其,可得到其標準(記錄密度)爲彼此不同之諸如例如 高密度DVD、DVD與CD的三種光碟之相互相容性,藉由 使用共同的物鏡。再者,係可提出光學拾取裝置,藉其, 對於諸如CD之其保護基板爲厚的光碟之工作距離係可爲足 夠固定。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 再者,光學拾取裝置係可提出,藉其,其標準(記錄密 度)爲彼此不同之諸如例如高密度DVD、DVD與CD的三種 光碟之相互相容性係藉由使用共同的物鏡而得到,而且於 個別的光碟之使用波長區域的足夠光量之使用效率係得 到。 再者,光學拾取裝置係可提出,藉其,其標準(記錄密
020CGI 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ' " -263 - 1239520 A7 B7 五、發明説明(26) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 度)爲彼此不同之諸如例如高密度DVD、DVD與CD的三種 光碟之相互相容性係藉由使用共同的物鏡而得到,且歸因 於其當諸如高密度DVD之高記錄密度光碟係記錄及/或再生 時而爲一個問題之光源的單色性不佳之色像差、歸因於諸 如溫度變化或溼度變化之環境變化而產生於塑膠透鏡之球 面像差、以及歸因於保護基板厚度的生產誤差之球面像差 係均可爲精細修正,且諸如高密度DVD之具有高記錄密度 的光碟係可爲穩定記錄及/或再生。 再者,可使用於上述的光學拾取裝置之物鏡、基板厚 度差異修正機構、色像差修正機構、基板厚度誤差修正機 構、孔徑調整/改變機構、繞射光學元件、與光學元件係均 可提出。 再者,記錄/再生裝置係可提出,藉其,記錄及/或再生 係藉由使用上述之光學拾取裝置而可進行於其標準(記錄密 度)爲不同之三種光學資訊記錄媒體。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 020CG2 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規ϋ 210X297公釐) -264 -

Claims (1)

1^39520 Α8 Β8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 第9 1 1 23 1 93號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國93年9月10日修正 k一種用於光學拾取裝置之混合式物鏡,該光學拾取裝 置係藉由使用來自第一光源之具有波長λΐ的第一光通量來 進行對於具有第一厚度tl之第一保護基板的第一光學資訊 記錄媒體之再生及/或記錄資訊,藉由使用來自第二光源之 具有波長λ2 (λ1<λ2)的第二光通量來進行對於具有第二厚 度t2 (tl$t2)之第二保護基板的第二光學資訊記錄媒體之 再生及/或記錄資訊,且藉由使用來自第三光源之具有波長 λ3 (λ2<λ3)的第三光通量來進行對於具有第三厚度t3 (t2S t3)之第三保護基板的第三光學資訊記錄媒體之再生及/或記 錄資訊,該混合式物鏡包含: 一折射透鏡與一繞射光學元件,該繞射光學元件係設 置在該折射透鏡之光通量入射側且具有於其至少一個光學 表面上的複數個同軸環形區所構成之繞射結構; 其中,當以下的符號被定義爲: nl係具有當來自第一光源之具有波長λΐ的第一光通量 成爲入射於該繞射結構時所產生的第一光通量之繞射射線 中的最大光線量之繞射射線的繞射級, η2係具有當來自第二光源之具有波長λ2的第二光通量 成爲入射於該繞射結構時所產生的第二光通量之繞射射線 中的最大光線量之繞射射線的繞射級, η3係具有當來自第三光源之具有波長λ3的第三光通量 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210 X 297公釐) -1 - 12
々、申請專利範圍 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 成爲入射於該繞射結構時所產生的第三光通量之繞射射線 中的最大光線量之繞射射線的繞射級5 NA1係藉由具有波長λΐ的第一光通量來進行對於第一 光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄所必要之該混合式物鏡 的指定影像側數値孔徑, ΝΑ2係藉由具有波長λ2的第二光通量來進行對於第二 光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄所必要之該混合式物鏡 的指定影像側數値孔徑,且 Ν A3係藉由具有波長λ3的第三光通量來進行對於第三 光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄所必要之該混合式物鏡 的指定影像側數値孔徑, 下式被滿足: |nl |>|η2|,及 |nl |>|η3|,且 該混合式物鏡係會聚第一光通量之第nl級的繞射射線 於第一光學資訊記錄媒體之資訊記錄面,以形成一適當的 波前於數値孔徑NA1,藉以進行對於第一光學資訊記錄媒 體之再生及/或記錄資訊, 該混合式物鏡係會聚第二光通量之第η2級的繞射射線 於第二光學資訊記錄媒體之資訊記錄面,以形成一適當的 波前於數値孔徑ΝΑ2,藉以進行對於第二光學資訊記錄媒 體之再生及/或記錄資訊,且 該混合式物鏡係會聚第三光通量之第η3級的繞射射線 於第三光學資訊記錄媒體之資訊記錄面,以形成一適當的 波前於數値孔徑ΝΑ3,藉以進行對於第三光學資訊記錄媒 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
1239520: ::Ί Α8 Β8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 體之再生及/或記錄資訊。 2.—種用於光學拾取裝置之混合式物鏡,該光學拾取裝 置係藉由使用來自第一光源之具有波長λΐ的第一光通量來 進行對於其具有第一厚度tl之第一保護基板的第一光學資 訊記錄媒體之再生及/或記錄資訊,藉由使用來自第二光源 之具有波長λ2 (λ1<λ2)的第二光通量來進行對於其具有第 二厚度t2 (tl$t2)之第二保護基板的第二光學資訊記錄媒 體之再生及/或記錄資訊,且藉由使用來自第三光源之具有 波長λ3 (λ2<λ3)的第三光通量來進行對於其具有第三厚度 t3 (t2St3)之第三保護基板的第三光學資訊記錄媒體之再生 及/或記錄資訊,該混合式物鏡包含: 一折射透鏡與一繞射光學元件,該繞射光學元件係設 置在該折射透鏡之光通量入射側; 其中,NA1係藉由具有波長λΐ的第一光通量來進行對 於第一光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄所必要之該混合 式物鏡的一指定影像側數値孔徑, ΝΑ2係藉由具有波長λ2的第二光通量來進行對於第二 光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄所必要之該混合式物鏡 的一指定影像側數値孔徑,且 Ν A3係藉由具有波長λ3的第三光通量來進行對於第三 光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄所必要之該混合式物鏡 的一指定影像側數値孔徑, 該繞射光學元件之至少一個光學表面包含一共同區域 與一周邊區域之至少二個區域,該周邊區域係位在共同區 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標率(CNS ) Α4規格(210X297公釐) 1239520 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 域外的一周邊側,其中,該共同區域係對應於數値孔徑 N A3之內的一部分而使用來進行對於所有第一、第二與第 三光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄,且該周邊區域係使 用來進行對於至少第一光學資訊記錄媒體之再生及/或記 錄, 其中,由複數個同軸環形區所構成之繞射結構係形成 於共同區域,且當nl係具有來自第一光源之具有波長λΐ 的第一光通量成爲入射於其爲形成在共同區域上之繞射結 構時所產生的第一光通量之繞射射線中的最大光線量之繞 射射線的繞射級, η2係具有當來自第二光源之具有波長λ2的第二光通量 成爲入射於其爲形成在共同區域上之繞射結構時所產生的 第二光通量之繞射射線中的最大光線量之繞射射線的繞射 級, η2係具有來自第二光源之具有波長λ2的第二光通量成 爲入射於其爲形成在共同區域上之繞射結構時所產生的第 二光通量之繞射射線中的最大光線量之繞射射線的繞射 級,且 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 η3係具有來自第三光源之具有波長λ3的第三光通量成 爲入射於其爲形成在共同區域上之繞射結構時所產生的第 三光通量之繞射射線中的最大光線量之繞射射線的繞射 級, 下式被滿足: |nl |>|η2|,及 |nl |>|η3|,且 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) 1239520 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 該混合式物鏡係會聚其產生在共同區域的第一光通量 之第nl級的繞射射線於第一光學資訊記錄媒體之資訊記錄 面,以進行對於第一光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄資 訊, 該混合式物鏡係會聚其產生在共同區域的第二光通量 之第n2級的繞射射線於第二光學資訊記錄媒體之資訊記錄 面,以進行對於第二光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄資 訊,且 該混合式物鏡係會聚其產生在共同區域的第三光通量 之第n3級的繞射射線於第三光學資訊記錄媒體之資訊記錄 面,以進行對於第三光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄資 訊。 3. 如申請專利範圍第1或2項之混合式物鏡,其中,下 式被滿足: |η2| = ΙΝΤ(λ1 · |nl |/λ2) |η3| = ΙΝΤ(λ1 · |η1|/λ3) |nl|>|n2|^ |η3| 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其中,ηΐ係除了 0、+1與-1之外的整數,ΙΝΤ(λ1 · |η1|/λ2)之値係藉由取捨(λΐ · |η1|/λ2)之値而得到的整數, 且ΙΝΤ(λ1 · |η1|/λ3)之値係藉由取捨(λΐ · |η1|/λ3)之値而得 到的整數。 4. 如申請專利範圍第3項之混合式物鏡,其中,下式被 滿足: | ΙΝΤ(λ1 · |η1|/λ2)· (λΐ · |η1|/λ2)|<0·4 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) Α8 Β8 C8 D8 1239520 π、申請專利範圍 I ΙΝΤ(λ1 · |η1|/λ3)- (λΐ · |η1|/λ3)|<0·4 。 5 ·如申請專利範圍第1或2項之混合式物鏡,其中,下 式被滿足: Ι〇υτ(λ1)/ΙΙΝ(λ1) >0.7 Ι〇υτ(λ2)/ΙιΝ(λ2) >0.7 Ι〇υτ(λ3 )/ΙιΝ(λ3 ) >0.7 其中,Ι!Ν(λ1)係具有波長λΐ且爲入射於繞射結構之入 射光通量的光線量, Ι〇υτ(λ1)係在具有波長λΐ與光線量ΙΙΝ(λ1)的入射光通 量通過繞射結構後之出射光通量的光線量, ΙΙΝ(λ2)係具有波長λ2且爲入射於繞射結構之入射光通 量的光線量, Ι〇υτ(λ2)係在具有波長λ2與光線量ΙΙΝ(λ2)的入射光通 量通過繞射結構後之出射光通量的光線量, Ι1Ν(λ3)係具有波長λ3且爲入射於繞射結構之入射光通 量的光線量, Ι〇υτ(λ3)係在具有波長λ3與光線量ΙΙΝ(λ3)的入射光通 量通過繞射結構後之出射光通量的光線量。 6·如申請專利範圍第1或2項之混合式物鏡,其中,該 繞射結構被最佳化於波長λΒ與繞射級nl之諸點,且下式 被滿足: 3 8 0 n m < λ 1 < 4 2 0 n m 630 ηιη<λ2<670 nm 760 ηηι<λ3<800 nm 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210><297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 #1. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 夂、申請專利範圍 340 ηπι<λΒ<440 nm |nl| = 2 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) |n2|=l I η 3 I = 1 。 7. 如申請專利範圍第6項之混合式物鏡,其中,下式被 滿足: 3 50 ηιη<λΒ<420 nm 。 8. 如申請專利範圍第6項之混合式物鏡,其中,當具有 較該波長λΐ爲長5 nm的波長之光通量係成爲入射時,該 混合式物鏡具有球面像差於波長之依存關係,使得一球面 像差係變化於其球面像差爲修正過度之方向。 9. 如申請專利範圍第8項之混合式物鏡,其中,當具有 較該波長λΐ爲長5 nm的波長之光通量係成爲入射時,該 混合式物鏡具有縱向的色像差於波長之依存關係,使得一 後焦點係變化於其後焦點成爲較短之方向,且下式被滿足: -1<ACA/ASA<0 其中,ACA係當具有較波長λΐ爲長5 nm的波長之光 通量成爲入射時之後焦點的變化量,及 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 △ S A係當具有較波長λΐ爲長5 nm的波長之光通量成 爲入射時之其對應於數値孔徑NA 1之邊緣射線的變化量。 10. 如申請專利範圍第6項之混合式物鏡,其中,當其 爲最佳化於波長λΒ與繞射級nl之諸點的該繞射結構之複 數個環形區的各個位置係藉由定義爲式 〇b = |nl| + + …)之光路徑差異函數來予以表 本紙張尺度適用中國國家標率(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) 1239520 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 示(在此:h係距離光軸之高度(mm),b2、b4、b6、…分別爲 二階、四階、六階之光路徑差異函數係數(亦稱爲繞射表面 係數)),由式Ρϋ = Σ(-2· |nl|· b2)所定義之僅爲一個繞射結構 的倍率(mnT1)係滿足下式: 0.5xl(T2<PD<5.〇xl(T2 〇 1 1 ·如申請專利範圍第1或2項之混合式物鏡,其中, 該繞射結構被最佳化於波長λΒ與繞射級nl之諸點,且下 式被滿足: 3 80 ηιη<λ1<420 nm 63 0 ηιη<λ2<670 nm 760 ηιη<λ3<800 nm 400 ηιη<λΒ<430 nm |nl | = 6 |n2| = 4 |n3| = 3 〇 12·如申請專利範圍第11項之混合式物鏡,其中,下式 被滿足: 405 ηιη<λΒ<425 nm 。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 3 ·如申請專利範圍第1 1項之混合式物鏡,其中,當具 有較波長λΐ爲長5 nm的波長之光通量係成爲入射時,該 混合式物鏡具有球面像差於波長之依存關係,使得一球面 像差係變化於其球面像差爲修正不足之方向。 14.如申請專利範圍第13項之混合式物鏡,其中,當具 有較波長λΐ爲長5 nm的波長之光通量係成爲入射時,該 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ^ A8 B8 C8 D8 1239520 六、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 混合式物鏡具有縱向的色像差於波長之依存關係,使得一 後焦點係變化於其後焦點成爲較長之方向,且下式被滿足: -1<ACAMSA<0 其中,ACA係當具有較波長λΐ爲長5 nm的波長之光 通量成爲入射時之後焦點的變化量,及 △S A係當具有較波長λΐ爲長5 nm的波長之光通量成 爲入射時之其對應於數値孔徑NA1之邊緣射線的變化量。 15. 如申請專利範圍第11項之混合式物鏡,其中,當其 爲最佳化於波長λΒ與繞射級>1之諸點的該繞射結構之複 數個環形區的各個位置係藉由定義爲式 Φ b =丨η 1 | · (b 2 · h 2 + b 4 · h 4 + b 6 · h 6 +…)之光路徑差異函數來予以表 示(在此:h係距離光軸之高度(mm),b2、b4、b6、…分別爲 二階、四階、六階之光路徑差異函數係數(亦稱爲繞射表面 係數)),由式Ρϋ = Σ(-2· |nl |· b2)所定義之僅爲一個繞射結構 的倍率(mnT1)係滿足下式: -5.〇xl〇-2<PD<2.〇xl〇·2 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 16. 如申請專利範圍第1或2項之混合式物鏡,其中, 該繞射結構被最佳化於波長λΒ與繞射級nl之諸點,且下 式被滿足: 3 80 ηηι<λ1<420 nm 630 ηηι<λ2<670 nm 76 0 nm<λ3 <8 00 nm 390 ηηι<λΒ<420 nm |nl | = 8 本紙張尺度適用中國國家梂準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) =^= 1239520 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 |π2| = 5 |η3 | = 4 ° (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) i 7.如申請專利範圍第16項之混合式物鏡,其中,下式 被滿足: 3 95 ητη<λΒ<4 1 5 nm 。 1 8.如申請專利範圍第1或2項之混合式物鏡,其中, 下式被滿足: |P1/P2| ^ 0.2 其中,P1係該折射透鏡之近軸倍率(mnT1)且P2係該繞 射光學元件之近軸倍率(mnT1)。 19.如申請專利範圍第1或2項之混合式物鏡,其中, 在通過該繞射光學元件之後而爲入射於該折射透鏡之光通 量的一邊緣射線爲一會聚射線。 2 0.如申請專利範圍第1或2項之混合式物鏡,其中, 該繞射結構被形成於一平坦表面上。 21. 如申請專利範圍第1或2項之混合式物鏡,其中, 該繞射結構被形成於一非球面表面上。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 22. 如申請專利範圍第1或2項之混合式物鏡,其中, 該繞射結構被形成於至少二個光學表面上。 23. 如申請專利範圍第1或2項之混合式物鏡,其中, 該繞射光學元件係由塑膠材料所做成的。 24. 如申請專利範圍第1或2項之混合式物鏡,其中, 該折射透鏡係由塑膠材料所做成的。 25·如申請專利範圍第1或2項之混合式物鏡,其中, 本紙張尺度適用中國國家揉準(CNS ) A4規格(210X297公羡1 - 10 _ I2395g0 封 ‘u C8 D8 六、申請專利範圍 該折射透鏡係由玻璃材料所做成的。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 26.如申請專利範圍第25項之混合式物鏡,其中,該玻 璃材料爲具有低於攝氏400度之玻璃轉變點Tg。 2 7.如申請專利範圍第1或2項之混合式物鏡,其中, 欲調整光通量之光圈係設置於其位在該繞射光學元件之折 射透鏡側的光學表面與其位在該折射透鏡之繞射光學元件 側的光學表面之間。 28. 如申請專利範圍第1或2項之混合式物鏡,其中, 該折射透鏡被修正,使得對於一指定的影像形成放大率 m、波長λΐ、第一保護基板厚度tl與影像側數値孔徑NA1 之組合,一波前像差之有效値爲0.07 λlrms或更小。 29. 如申請專利範圍第1或2項之混合式物鏡,其中, 該繞射光學元件被驅動以追蹤隨著該折射透鏡而如同爲單 一個單兀。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 0.如申請專利範圍第29項之混合式物鏡,其中,該繞 射光學元件與折射透鏡之各者具有一凸緣部分,且繞射光 學元件與折射透鏡係藉由接合個別的凸緣部分於彼此而組 裝於單一個單元。 3 1.如申請專利範圍第1或2項之混合式物鏡,其中, 該物鏡係由一單一透鏡群而所構成的。 3 2.如申請專利範圍第31項之混合式物鏡,其中,下式 被滿足: 0.7<d/fl<l .5 2.8<Φ1<5.8 本紙張尺度適用中國國家揉準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) -η -
六、申請專利範圍 fB3>0.2 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 其中,Π係折射透鏡與繞射光學元件爲組合之具有波 長λΐ的混合式物鏡之整體系統的焦距(mm),d係於折射透 鏡之光軸的厚度(mm),Φ1係具有波長λΐ且爲入射於混合 式物鏡之光通量的直徑,且fB3係當進行對於第三光學資 訊記錄媒體之再生及/或記錄資訊時之混合式物鏡的工作距 離(mm) 〇 3 3·如申請專利範圍第1或2項之混合式物鏡,其中, 下式被滿足: m3 <0 其中,m3係當進行對於第三光學資訊記錄媒體之再生 及/或記錄資訊時之混合式物鏡的影像形成放大率。 34.如申請專利範圍第33項之混合式物鏡,其中,下式 被滿足: -0.25<m3<-0.05 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 5.如申請專利範圍第33項之混合式物鏡,其中,介於 其測量於影像側數値孔徑NA3的第一有效値與其測量於影 像側數値孔徑NA3的第二有效値之間的差異爲〇·〇7 k3rmS 或更小,其中,該第一有效値係當位於光軸之第三光源的 光通量爲會聚於第三光學資訊記錄媒體的資訊記錄面時之 波前像差的彗形像差成分之有效値,第二有效値係當位在 距離光軸之垂直方向0.2 mm的位置之第三光源的光通量爲 會聚於第三光學資訊記錄媒體的資訊記錄面時之波前像差 的彗形像差成分之有效値。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) A8 B8 C8 D8 1239520 六、申請專利範圍 3 6.如申請專利範圍第33項之混合式物鏡,其中,下式 被滿足: (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) m2<0 其中,m2係當進行對於第二光學資訊記錄媒體之再生 及/或記錄資訊時之混合式物鏡的放大率。 3 7.如申請專利範圍第36項之混合式物鏡,其中,下式 被滿足: -0.20<m2<-0.02 ° 3 8.如申請專利範圍第36項之混合式物鏡,其中,介於 其測量於影像側數値孔徑NA2的第三有效値與其測量於影 像側數値孔徑NA2的第四有效値之間的差異爲0.07 X2rms 或更小,其中,該第三有效値係當位於光軸之第二光源的 光通量爲會聚於第二光學資訊記錄媒體的資訊記錄面時之 波前像差的彗形像差成分之有效値,第四有效値係當位在 距離光軸之垂直方向0.2 mm的位置之第二光源的光通量爲 會聚於第二光學資訊記錄媒體的資訊記錄面時之波前像差 的彗形像差成分之有效値。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 9.如申請專利範圍第1或2項之混合式物鏡,其中, 該混合式物鏡係滿足下式: NA1〉NA2,且 其中,具有波長λ2且通過其對應於影像側數値孔徑 ΝΑ2的一部位之該混合式物鏡的區域之光通量係條件在 於,第二光學資訊記錄媒體的資訊記錄面上之於數値孔徑 ΝΑ2的波前像差之有效値係小於0.07 X2rms,且 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) H 1239520 A8 BS C8 D8 六、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 其中,具有波長λ2且通過其對應於自影像側數値孔徑 ΝΑ2至影像側數値孔徑ΝΑ1的一部位之該混合式物鏡的區 域之光通量係到達第二光學資訊記錄媒體的資訊記錄面, 具有波長λ2之光通量係條件在於,第二光學資訊記錄媒體 的資訊記錄面上之於影像側數値孔徑ΝΑ1的波前像差之有 效値係大於0.07 X2rms。 40.如申請專利範圍第39項之混合式物鏡,其中,具有 波長λ2之光通量係條件在於,第二光學資訊記錄媒體的資 訊記錄面上之於數値孔徑ΝΑ2的波前像差之有效値係小於 0.05 λ2Γπΐ3,且條件在於,該第二光學資訊記錄媒體的資訊 記錄面上之於影像側數値孔徑ΝΑ1的波前像差之有效値係 大於 0.20 X2rms。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 1.如申請專利範圍第39項之混合式物鏡,其中,具有 波長λ2且通過其對應於自影像側數値孔徑NA2的一部位之 該混合式物鏡的區域之光通量係具有一內側球面像差於第 二光學資訊記錄媒體的資訊記錄面上,具有波長λ2且通過 其對應於自影像側數値孔徑ΝΑ2至影像側數値孔徑NA 1的 一部位之該混合式物鏡的區域之光通量係具有一外側球面 像差於第二光學資訊記錄媒體的資訊記錄面上,且該內側 球面像差與外側球面像差係不連續於影像側數値孔徑NA2 的一部位。 42.如申請專利範圍第39項之混合式物鏡,其中,於該 繞射光學元件之繞射結構上,當具有波長λ2的第二光通量 成爲入射於其形成在對應於影像側數値孔徑ΝΑ2的一部位 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公jjt ) : 14 : 1239520 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先閱讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) 之區域的繞射結構時所產生的第二光通量之繞射射線中的 最大光線量之繞射射線的繞射級、以及當來自第二光源之 具有波長λ2的第二光通量成爲入射於其形成在對應於自影 像側數値孔徑ΝΑ2至影像側數値孔徑NA 1的一部位之區域 的繞射結構時所產生的第二光通量之繞射射線中的最大光 線量之繞射射線的繞射級係彼此爲不同的繞射級,且 其中,形成在對應於影像側數値孔徑NA2的部位之區 域上的繞射結構、以及形成在對應於自影像側數値孔徑 NA2至影像側數値孔徑NA1的部位之區域上的繞射結構係 分別爲最佳化於針對不同的繞射級之諸點。 43. 如申請專利範圍第39項之混合式物鏡,其中,於該 繞射光學元件之繞射結構上,形成在對應於自影像側數値 孔徑NA2至影像側數値孔徑NA 1的部位之區域上的繞射結 構係最佳化於波長λΐ與一指定的繞射級之諸點。 44. 如申請專利範圍第1或2項之混合式物鏡,其中, 該混合式物鏡係滿足下式: ΝΑ1>ΝΑ2,且 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其中,該混合式物鏡包含一孔徑限制裝置,其能夠使 得具有波長λ2且成爲入射於對應於自該影像側數値孔徑 ΝΑ2至影像側數値孔徑ΝΑ1的部位之混合式物鏡的區域之 光通量爲未到達第二光學資訊記錄媒體之資訊記錄面,藉 由截斷其具有波長λ2且成爲入射於對應於自影像側數値孔 徑ΝΑ2至影像側數値孔徑ΝΑ 1的部位之混合式物鏡的區域 之光通量。 ^T5^ 本紙張尺度適用中國國家揉準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐)
六、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 5.如申請專利範圍第44項之混合式物鏡,其中,該孔 徑限制裝置具有波長選擇能力,以允許通過其具有波長λΐ 且成爲入射於對應於自該影像側數値孔徑ΝΑ2至影像側數 値孔徑ΝΑ1的部位之混合式物鏡的區域之光通量,而截斷 其具有波長λ2且成爲入射於對應於自該影像側數値孔徑 ΝΑ2至影像側數値孔徑ΝΑ1的部位之混合式物鏡的區域之 光通量。 46. 如申請專利範圍第44項之混合式物鏡,其中,該孔 徑限制裝置係一波長選擇濾波器,被形成於該混合式物鏡 之光學表面上。 47. 如申請專利範圍第39項之混合式物鏡,其中,該混 合式物鏡係滿足下式: ΝΑ1>ΝΑ2>ΝΑ3,且 其中,具有波長λ3且通過其對應於影像側數値孔徑 ΝΑ3的一部位之該混合式物鏡的區域之光通量係條件在 於,第三光學資訊記錄媒體的資訊記錄面上之於數値孔徑 ΝΑ3的波前像差之有效値係小於0.07 X3rms,且 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其中,具有波長λ3且通過其對應於自影像側數値孔徑 ΝΑ3至影像側數値孔徑ΝΑ1的一部位之該混合式物鏡的區 域之光通量係到達第三光學資訊記錄媒體的資訊記錄面, 具有波長λ3之光通量係條件在於,第三光學資訊記錄媒體 的資訊記錄面上之於影像側數値孔徑ΝΑ1的波前像差之有 效値係大於0.07 X3rms。 4 8.如申請專利範圍第47項之混合式物鏡,其中,具有 -16 - 本紙張尺度適用中國國家揉準(CNS ) A4規格(210X297公釐) .....------------—-------- A8 B8 C8 D8 123賴氓 々、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 波長λ3之光通量係條件在於,第三光學資訊記錄媒體的資 訊記錄面上之於數値孔徑ΝΑ3的波前像差之有效値係小於 0.05 X3rmS,且條件在於,該第三光學資訊記錄媒體的資訊 記錄面上之於數値孔徑N A 1的波前像差之有效値係大於 0 · 2 0 λ3 rms 〇 49.如申請專利範圍第47項之混合式物鏡,其中,具有 波長λ3且通過其對應於自影像側數値孔徑NA3的一部位之 該混合式物鏡的區域之光通量係具有一內側球面像差於第 三光學資訊記錄媒體的資訊記錄面上,具有波長λ3且通過 其對應於自影像側數値孔徑ΝΑ3至影像側數値孔徑ΝΑ1的 一部位之該混合式物鏡的區域之光通量係具有一外側球面 像差於第三光學資訊記錄媒體的資訊記錄面上,且該內側 球面像差與外側球面像差係不連續於影像側數値孔徑ΝΑ3 的一部位。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 5 0.如申請專利範圍第47項之混合式物鏡,其中,於該 繞射光學元件之繞射結構上,當具有波長λ3的第三光通量 成爲入射於其形成在對應於影像側數値孔徑ΝΑ3的一部位 之區域上的繞射結構時所產生的第三光通量之繞射射線中 的最大光線量之繞射射線的繞射級、以及當來自第三光源 之具有波長λ3的第三光通量成爲入射於其形成在對應於自 影像側數値孔徑ΝA3至影像側數値孔徑NA 1的一部位之區 域上的繞射結構時所產生的第三光通量之繞射射線中的最 大光線量之繞射射線的繞射級係彼此爲不同的繞射級,且 其中,形成在對應於影像側數値孔徑NA3的部位之區 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 1239520 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 域上的繞射結構、以及形成在對應於自影像側數値孔徑 NA3至影像側數値孔徑NA1的部位之區域上的繞射結構係 分別爲最佳化於針對不同的繞射級之諸點。 5 1 ·如申請專利範圍第47項之混合式物鏡,其中,於該 繞射光學元件之繞射結構上,形成在對應於自影像側數値 孔徑NA3至影像側數値孔徑NA 1的部位之區域上的繞射結 構係最佳化於波長λΐ與一指定的繞射級之諸點。 52·如申請專利範圍第39項之混合式物鏡,其中,該混 合式物鏡係滿足下式: ΝΑ1>ΝΑ2>ΝΑ3,且 其中,該混合式物鏡包含一孔徑限制裝置,其能夠使 得具有波長λ3且成爲入射於對應於自該影像側數値孔徑 ΝΑ3至影像側數値孔徑ΝΑ1的部位之混合式物鏡的區域之 光通量爲未到達第三光學資訊記錄媒體之資訊記錄面,藉 由截斷其具有波長λ3且成爲入射於對應於自影像側數値孔 徑ΝA3至影像側數値孔徑ΝΑ1的部位之混合式物鏡的區域 之光通量。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 5 3.如申請專利範圍第52項之混合式物鏡,其中,該孔 徑限制裝置具有波長選擇能力,以允許通過其均成爲入射 於對應於自該影像側數値孔徑ΝΑ3至影像側數値孔徑ΝΑ1 的部位之混合式物鏡的區域之具有波長λΐ的光通量與具有 波長λ2的光通量,而截斷其具有波長λ3且成爲入射於對 應於自該影像側數値孔徑Ν A3至影像側數値孔徑ΝΑ 1的部 位之混合式物鏡的區域之光通量。 _ ___;- 4 Q- - 丨丨丨_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) 1239520 Α8 Β8 C8 D8 七、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 54·如申請專利範圍第52項之混合式物鏡,其中,該孔 徑限制裝置係一波長選擇濾波器,被形成於該混合式物鏡 之光學表面上。 55.如申請專利範圍第1或2項之混合式物鏡’其中, 下式被滿足: 3 80 ηιη<λ1<420 nm 630 ηπι<λ2<670 nm 760 ηιη<λ3<800 nm 0.0^ tl<0.3 0.5^ t2<0.7 1.0 ^ t3<l .3 0.99>NA1 ^ 0.70 0.70>NA2 ^ 0.55 0.55>NA3 ^ 0.40 〇 5 6·—種光學元件,使用於如申請專利範圍第1或2項 之混合式物鏡。 57.—種光學拾取裝置,包含: 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 一第一光源,發出具有波長λΐ之第一光通量,以進行 對於其具有第一厚度tl之第一保護基板的第一光學資訊記 錄媒體之再生及/或記錄資訊; 一第二光源,發出具有波長λ2 (λ1<λ2)之第二光通 量,以進行對於其具有第二厚度t2 (tl $ t2)之第二保護基 板的第二光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄資訊; 一第三光源,發出具有波長λ3 (λ2<λ3)之第三光通 本^張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐1 19 - ' *-- 1239530 Α8 Β8 C8 D8 々、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 量,以進行對於其具有第三厚度t3 (t2$ t3)之第三保護基 板的第三光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄資訊;及 混合式物鏡,如申請專利範圍第1或2項所述者。 5 8 · —種聲音或影像記錄裝置,包含:如申請專利範圍第 57項所述之光學拾取裝置。 59·—種聲音或影像再生裝置,包含:如申請專利範圍第 57項所述之光學拾取裝置。 60.—種聲音/影像記錄及聲音/影像再生裝置,包含:如 申請專利範圍第57項所述之光學拾取裝置。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 61· —種用於光學拾取裝置之物鏡,該光學拾取裝置係 藉由使用來自第一光源之具有波長λΐ的第一光通量來進行 對於其具有第一厚度tl之第一保護基板的第一光學資訊記 錄媒體之再生及/或記錄資訊,藉由使用來自第二光源之具 有波長λ2 (λ1<λ2)的第二光通量來進行對於其具有第二厚 度t2 (tl^t2)之第二保護基板的第二光學資訊記錄媒體之 再生及/或記錄資訊,且藉由使用來自第三光源之具有波長 λ3 (λ2<λ3)的第三光通量來進行對於其具有第三厚度t3 (t2 S t3)之第三保護基板的第三光學資訊記錄媒體之再生及/或 記錄資訊,該物鏡包含: 一繞射結構,由其至少一個光學表面上的複數個同軸 環形區所構成的; 其中,當以下的符號被定義爲: nl係具有當來自第一光源之具有波長λΐ的第一光通量 成爲入射於該繞射結構時所產生的第一光通量之繞射射線 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) -20· 彳範圍 中的最大光線量之繞射射線的繞射級, (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) n2係具有當來自第二光源之具有波長λ2的第二光通量 成爲入射於該繞射結構時所產生的第二光通量之繞射射線 中的最大光線量之繞射射線的繞射級, ιι3係具有當來自第三光源之具有波長λ3的第三光通量 成爲入射於該繞射結構時所產生的第三光通量之繞射射線 中的最大光線量之繞射射線的繞射級, ΝΑ1係藉由具有波長λΐ的第一光通量來進行對於第一 光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄所必要之該物鏡的一指 定影像側數値孔徑, ΝΑ2係藉由具有波長λ2的第二光通量來進行對於第二 光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄所必要之該物鏡的一指 定影像側數値孔徑,且 Ν A3係藉由具有波長λ3的第三光通量來進行對於第三 光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄所必要之該物鏡的一指 定影像側數値孔徑, 下式被滿足: 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 |nl|>|n2|,及丨丨,且 該物鏡係會聚第一光通量之第nl級的繞射射線於第一 光學資訊記錄媒體之資訊記錄面上,以形成一適當的波前 於數値孔徑NA 1,藉以進行對於第一光學資訊記錄媒體之 再生及/或記錄資訊, 該物鏡係會聚第二光通量之第η2級的繞射射線於第二 光學資訊記錄媒體之資訊記錄面上,以形成一適當的波前 Ϊ紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X29*7公釐) · 1239520 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 於數値孔徑NA2,藉以進行對於第二光學資訊記錄媒體之 再生及/或記錄資訊,且 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 該物鏡係會聚第二光通量之第n3級的繞射射線於弟二 光學資訊記錄媒體之資訊記錄面上,以形成一適當的波前 於數値孔徑NA3,藉以進行對於第三光學資訊記錄媒體之 再生及/或記錄資訊。 62.—種用於光學拾取裝置之物鏡,該光學拾取裝置係 藉由使用來自第一光源之具有波長λΐ的第一光通量來進行 對於其具有第一厚度tl之第一保護基板的第一光學資訊記 錄媒體之再生及/或記錄資訊,藉由使用來自第二光源之具 有波長λ2 (λ1<λ2)的第二光通量來進行對於其具有第二厚 度t2 (tig t2)之第二保護基板的第二光學資訊記錄媒體之 再生及/或記錄資訊,且藉由使用來自第三光源之具有波長 λ3 (λ2<λ3)的第三光通量來進行對於其具有第三厚度t3 (t2 St3)之第三保護基板的第三光學資訊記錄媒體之再生及/或 記錄資訊,該物鏡包含: 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 至少一個光學表面包括一共同區域與一周邊區域之至 少二個區域,該周邊區域係位在共同區域外的一周邊側, 其中,該共同區域係對應於數値孔徑NA3之內的一部分而 使用來進行對於所有第一、第二與第三光學資訊記錄媒體 之再生及/或記錄,且該周邊區域係使用來進行對於至少第 一光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄, 其中,NA1係藉由具有波長λΐ的第一光通量來進行對 於第一光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄所必要之該物鏡 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS > Α4規格(210X297公釐) 1239520 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 的一指定影像側數値孔徑, (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) NA2係藉由具有波長λ2的第二光通量來進行對於第二 光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄所必要之該物鏡的一指 定影像側數値孔徑,且 Ν A3係藉由具有波長λ3的第三光通量來進行對於第三 光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄所必要之該物鏡的一指 定影像側數値孔徑, 其中,由複數個同軸環形區所構成之繞射結構被形成 於共同區域上,且當nl係具有來自第一光源之具有波長λΐ 的第一光通量成爲入射於繞射結構時所產生的第一光通量 之繞射射線中的最大光線量之繞射射線的繞射級, η2係具有來自第二光源之具有波長λ2的第二光通量成 爲入射於繞射結構時所產生的第二光通量之繞射射線中的 最大光線量之繞射射線的繞射級,且 ιι3係具有來自第三光源之具有波長λ3的第三光通量成 爲入射於繞射結構時所產生的第三光通量之繞射射線中的 最大光線量之繞射射線的繞射級, 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 下式被滿足: |nl |>|η2 卜及 |nl |>|η3 卜且 該物鏡係會聚其產生在共同區域的第一光通量之第nl 級的繞射射線於第一光學資訊記錄媒體之資訊記錄面上, 以進行對於第一光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄資訊, 該物鏡係會聚其產生在共同區域的第二光通量之第n2 級的繞射射線於第二光學資訊記錄媒體之資訊記錄面上, 本^張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐)
々、申請專利範圍 以進行對於第二光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄資訊’ 且 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 該物鏡係會聚其產生在共同區域的第三光通量之第n3 級的繞射射線於第三光學資訊記錄媒體之資訊記錄面上, 以進行對於第三光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄資訊。 63·如申請專利範圍第61或62項之物鏡,其中,下式 被滿足: |η2| = ΙΝΤ(λ1 · |nl |/λ2) |η3 | = ΙΝΤ(λ 1 · |η 1 |/λ3 ) |η1|>|η2|^ |η3| 其中,ηΐ係除了 〇、+1與·1之外的整數,ΙΝΤ(λ1 · Ιη1|/λ2)之値係藉由取捨(λΐ · |η1|/λ2)之値而得到的整數, 且ΙΝΤ(λ1 · |η1|/λ3)之値係藉由取捨(λΐ · |η1|/λ3)之値而得 到的整數。 64·如申請專利範圍第63項之物鏡,其中,下式被滿足: 丨 ΙΝΤ(λ1 · |η1|/λ2)- (λΐ · |η1|/λ2)|<0·4 I ΙΝΤ(λ1 · |η1|/λ3)- (λΐ · |nl |/λ3)|<0.4 。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 65 ·如申請專利範圍第61或62項之物鏡,其中,下式 被滿足: Ι〇υτ(λ 1 )/ΙΪΝ(λ 1) >0.7 Ι〇υτ(λ2)/ΙιΝ(λ2) >0.7 Ι〇υτ(λ3)/ΙιΝ(λ3) >0.7 其中,ΙΐΝ(λΙ)係具有波長λΐ且爲入射於繞射結構之入 射光通量的光線量, 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) A8 B8 C8 D8 1239520 六、申請專利範圍 Ι〇υτ(λ1)係在具有波長λΐ與光線量hNGl)的入射光通 量通過繞射結構後之出射光通量的光線量, (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ΙΙΝ(λ2)係具有波長λ2且爲入射於繞射結構之入射光通 量的光線量, Ι〇υτ(λ2)係在具有波長λ2與光線量Ι1Ν(λ2)的入射光通 量通過繞射結構後之出射光通量的光線量, ΙΙΝ(λ3)係具有波長λ3且爲入射於繞射結構之入射光通 量的光線量, Ι〇υτ(λ3)係在具有波長λ3與光線量ϊΐΝ(λ3)的入射光通 量通過繞射結構後之出射光通量的光線量。 66.如申請專利範圍第61或62項之物鏡,其中,該繞 射結構被最佳化於波長λΒ與繞射級nl之諸點,且下式被 滿足: 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 80 ηηι<λ1<420 nm 63 0 ηπι<λ2<670 nm 7 6 0 n m < λ 3 < 8 0 0 n m 340 ηηι<λΒ<440 nm |nl| = 2 |n2|=l |n3 |= 1 〇 67·如申請專利範圍第66項之物鏡,其中,下式被滿足: 350 ηιη<λΒ<420 nm 〇 68·如申請專利範圍第66項之物鏡,其中,當具有較波 長λ 1爲長5 nm的波長之光通量係成爲入射時,該物鏡具 本紙張尺度適用中國國家揉準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 1239520 Α8 Β8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 有球面像差於波長之依存關係,使得一球面像差係變化於 其球面像差爲修正過度之方向。 69. 如申請專利範圍第68項之物鏡,其中,當具有較波 長λΐ爲長5 nm的波長之光通量係成爲入射時,該物鏡具 有縱向的色像差於波長之依存關係,使得一後焦點係變化 於其後焦點成爲較短之方向,且下式被滿足: -1<ACA/ASA<0 其中,AC A係當具有較波長λΐ爲長5 nm的波長之光 通量成爲入射時之後焦點的變化量,及 △ SA係當具有較波長λΐ爲長5 nm的波長之光通量成 爲入射時之其對應於數値孔徑NA1之邊緣射線的變化量。 70. 如申請專利範圍第66項之物鏡,其中,當其爲最佳 化於波長λΒ與繞射級nl之諸點的該繞射結構之複數個環 形區 的各個 位置係 藉由定 義爲式 <Db = |nl|.(b2*h2 + b4*h4 + brh6+…)之光路徑差異函數來予以表 示(在此:h係距離光軸之高度(mm),b2、b4、b6、…係分別 爲二階、四階、六階之光路徑差異函數係數(亦稱爲繞射表 面係數)),由式Ρϋ = Σ(-2· |nl|· b2)所定義之僅爲一個繞射結 構的倍率(mnT1)係滿足下式: 0.5χ 10'2<PD<5.〇x 10-2 。 71. 如申請專利範圍第61或62項之物鏡,其中,該繞 射結構被最佳化於波長λΒ與繞射級nl之諸點’且下式被 滿足: 3 8 0 n m < λ 1 < 4 2 0 n m (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -2G : Α8 Β8 C8 D8 1239520 ‘ 鵪 六、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 63 0 ηπι<λ2<670 nm 7 6 0 n m < λ 3 < 8 0 0 n m 400 ηπι<λΒ<430 nm I η 1 | = 6 I n2 I = 4 |n31 = 3 ο 7 2.如申請專利範圍第71項之物鏡’其中’下式被滿足: 405 ηπι<λΒ<425 nm 〇 7 3.如申請專利範圍第71項之物鏡,其中’當具有較波 長λΐ爲長5 nm的波長之光通量係成爲入射時’該物鏡具 有球面像差於波長之依存關係,使得一球面像差係變化於 其球面像差爲修正不足之方向。 74·如申請專利範圍第73項之物鏡,其.中,當具有較波 長λΐ爲長5 nm的波長之光通量係成爲入射時,該物鏡具 有縱向的色像差於波長之依存關係,使得一後焦點係變化 於其後焦點成爲較長之方向,且下式被滿足: -1<ACA/ASA<0 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其中,ACA係當具有較波長λΐ爲長5 nm的波長之光 通量成爲入射時之後焦點的變化量,及 △ SA係當具有較波長λΐ爲長5 nm的波長之光通量成 爲入射時之其對應於數値孔徑NA1之邊緣射線的變化量。 7 5.如申請專利範圍第71項之物鏡,其中,當其爲最佳 化於波長λΒ與繞射級nl之諸點的該繞射結構之複數個環 形區的各個位置係藉由定義爲式 本紙張尺度適用中國國家揉準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) ^27-=· 1239520 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) <Db = |nl|.(b2.h2 + b4.h4 + b6.h6 +…)之光路徑差異函數來予以表 示(在此:h係距離光軸之高度(mm),b2、b4、b6、…係分別 爲二階、四階、六階之光路徑差異函數係數(亦稱爲繞射表 面係數)),由式Ρϋ = Σ(-2· |nl|· b2)所定義之僅爲一個繞射結 構的倍率(mnT1)係滿足下式: -5.〇xlO'2<PD<2.〇xl〇·2 。 76·如申請專利範圍第61或62項之物鏡,其中,該繞 射結構被最佳化於波長λΒ與繞射級nl之諸點,且下式被 滿足: 3 80 ηπι<λ1<420 nm 630 ηιη<λ2<670 nm 760 ηπι<λ3<800 nm 3 90 ηιη<λΒ<420 nm |nl | = 8 |n2| = 5 |n31 = 4 o 7 7.如申請專利範圍第76項之物鏡,其中’下式被滿足: 395 ηιπ<λΒ<415 nm 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 78.如申請專利範圍第61或62項之物鏡,其中’該物 鏡係由一單一透鏡群而所構成的。 7 9.如申請專利範圍第78項之物鏡’其中’下式被滿足: 0.7<d/fl<l .5 2.8<Φ1<5.8 fB3>0.2 本紙張尺度適用中國國家標率(CNS ) A4規格(210X297公嫠) A8 B8 C8 D8 5^市請$利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 其中,fl係具有波長λΐ之物鏡的焦距(mm),d係於物 鏡之光軸的厚度(mm),Φ1係具有波長λΐ且爲入射於物鏡 之第一光通量的直徑,且fB3係當進行對於第三光學資訊 記錄媒體之再生及/或記錄資訊時之物鏡的工作距離(mm) ° 8 0.如申請專利範圍第61或62項之物鏡’其中’下式 被滿足: m3<0 其中,m3係當進行對於第三光學資訊記錄媒體之再生 及/或記錄資訊時之物鏡的放大率。 8 1.如申請專利範圍第80項之物鏡,其中,下式被滿足: -0.25<m3<-0.05 。 8 2.如申請專利範圍第80項之物鏡,其中,下式被滿足: m2<0 其中,m2係當進行對於第二光學資訊記錄媒體之再生 及/或記錄資訊時之物鏡的放大率。 8 3.如申請專利範圍第82項之物鏡,其中,下式被滿足·· -0.20<m2<-0.02 。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 8 4.如申請專利範圍第61或62項之物鏡,其中’該物 鏡係滿足下式: NA1>NA2,且 其中,具有波長λ2且通過其對應於影像側數値孔徑 ΝΑ2的一部位之該物鏡的區域之光通量係條件在於,第二 光學資訊記錄媒體的資訊記錄面上之於數値孔徑ΝΑ2的波 前像差之有效値係小於0.07 X2rms,且 本紙張尺度適用中國國家揉準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 1239520 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 其中,具有波長λ2且通過其對應於自影像側數値孔徑 ΝΑ2至影像側數値孔徑ΝΑ1的一部位之物鏡的區域之光通 量係到達第二光學資訊記錄媒體的資訊記錄面,具有波長 λ2之光通量係條件在於,第二光學資訊記錄媒體的資訊記 錄面上之於數値孔徑ΝΑ1的波前像差之有效値係大於0.07 X2rms 〇 85.如申請專利範圍第84項之物鏡,其中,具有波長 λ2之光通量係條件在於,第二光學資訊記錄媒體的資訊記 錄面上之於數値孔徑ΝΑ2的波前像差之有效値係小於0.05 X2rms,且條件在於,該第二光學資訊記錄媒體的資訊記錄 面上之於數値孔徑NA1的波前像差之有效値係大於0.20 X2rms 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 8 6.如申請專利範圍第84項之物鏡,其中,具有波長 λ2且通過其對應於自影像側數値孔徑NA2的一部位之該物 鏡的區域之光通量係具有一內側球面像差於第二光學資訊 記錄媒體的資訊記錄面上,具有波長λ2且通過其對應於自 影像側數値孔徑ΝΑ2至影像側數値孔徑ΝΑ1的一部位之物 鏡的區域之光通量係具有一外側球面像差於第二光學資訊 記錄媒體的資訊記錄面上,且該內側球面像差與外側球面 像差係不連續於影像側數値孔徑ΝΑ2的一部位。 87.如申請專利範圍第84項之物鏡,其中,於該繞射光 學元件之繞射結構上,當具有波長λ2的第二光通量成爲入 射於其形成在對應於影像側數値孔徑ΝΑ2的一部位之區域 上的繞射結構時所產生的第二光通量之繞射射線中的最大 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) A8 B8 C8 D8 ^395¾ 六、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) 光線量之繞射射線的繞射級、以及當來自第二光源之具有 波長λ2的第二光通量成爲入射於其形成在對應於自影像側 數値孔徑ΝΑ2至影像側數値孔徑NA 1的一部位之區域上的 繞射結構時所產生的第二光通量之繞射射線中的最大光線 量之繞射射線的繞射級係彼此爲不同的繞射級,且 其中,形成在對應於影像側數値孔徑NA2的部位之區 域上的繞射結構、以及形成在對應於自影像側數値孔徑 NA2至影像側數値孔徑NA1的部位之區域上的繞射結構係 分別爲最佳化於針對不同的繞射級之諸點。 8 8.如申請專利範圍第84項之物鏡,其中,於繞射光學 元件之繞射結構上,形成在對應於自影像側數値孔徑NA2 至影像側數値孔徑NA1的部位之區域上的繞射結構係最佳 化於波長λΐ與一指定的繞射級之諸點。 8 9.如申請專利範圍第61或62項之物鏡,其中,該物 鏡係滿足下式: ΝΑ1>ΝΑ2,且 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其中,該物鏡包含一孔徑限制裝置,其能夠使得具有 波長λ2且成爲入射於對應於自該影像側數値孔徑ΝΑ2至影 像側數値孔徑ΝΑ1的部位之物鏡的區域之光通量爲未到達 第二光學資訊記錄媒體之資訊記錄面,藉由截斷其具有波 長λ2且成爲入射於對應於自影像側數値孔徑ΝΑ2至影像側 數値孔徑ΝΑ1的部位之物鏡的區域之光通量。 90.如申請專利範圍第89項之物鏡,其中,該孔徑限制 裝置具有波長選擇能力,以允許通過其具有波長λΐ且成爲 本紙張尺度適用中國國家揉準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 1239520 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 入射於對應於自影像側數値孔徑NA2至影像側數値孔徑 NA1的部位之物鏡的區域之光通量,而截斷其具有波長λ2 且成爲入射於對應於自該影像側數値孔徑ΝΑ2至影像側數 値孔徑N A 1的部位之物鏡的區域之光通量。 9 1.如申請專利範圍第89項之物鏡,其中,該孔徑限制 裝置爲一波長選擇濾波器,被形成於該物鏡之光學表面 上。 92. 如申請專利範圍第84項之物鏡,其中,該物鏡係滿 足下式: NA1>NA2>NA3,且 其中,具有波長λ3且通過其對應於影像側數値孔徑 ΝΑ3的一部位之該物鏡的區域之光通量係條件在於,第三 光學資訊記錄媒體的資訊記錄面上之於數値孔徑ΝΑ3的波 前像差之有效値係小於〇. 〇 7 λ3 rm s,且 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其中,具有波長λ3且通過其對應於自影像側數値孔徑 ΝΑ3至影像側數値孔徑ΝΑ1的一部位之物鏡的區域之光通 量係到達第三光學資訊記錄媒體的資訊記錄面,具有波長 λ3之光通量係條件在於,第三光學資訊記錄媒體的資訊記 錄面上之於影像側數値孔徑ΝΑ1的波前像差之有效値係大 於 0·07 X3rms。 93. 如申請專利範圍第92項之物鏡,其中,具有波長 λ3之光通量係條件在於,第三光學資訊記錄媒體的資訊記 錄面上之於數値孔徑ΝΑ3的波前像差之有效値係小於0.05 X3rms,且條件在於,該第三光學資訊記錄媒體的資訊記錄 1紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) A8 B8 C8 D8 々、申請專利範圍 面上之於數値孔徑NA1的波前像差之有效値係大於0.20 λ3 rms 〇 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 94. 如申請專利範圍第92項之物鏡,其中,具有波長 λ3且通過其對應於自影像側數値孔徑NA3的一部位之該物 鏡的區域之光通量係具有一內側球面像差於第三光學資訊 記錄媒體的一資訊記錄面上,具有波長λ3且通過其對應於 自影像側數値孔徑ΝΑ3至影像側數値孔徑ΝΑ1的一部位之 物鏡的區域之光通量係具有一外側球面像差於第三光學資 訊記錄媒體的資訊記錄面上,.且該內側球面像差與外側球 面像差係不連續於影像側數値孔徑ΝΑ3的一部位。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 95. 如申請專利範圍第92項之物鏡,其中,於該繞射光 學元件之繞射結構上,當具有波長λ3的第三光通量成爲入 射於其形成在對應於影像側數値孔徑ΝΑ3的一部位之區域 上的繞射結構時所產生的第三光通量之繞射射線中的最大 光線量之繞射射線的繞射級、以及當來自第三光源之具有 波長λ3的第三光通量成爲入射於其形成在對應於自影像側 數値孔徑ΝΑ3至影像側數値孔徑ΝΑ1的一部位之區域上的 繞射結構時所產生的第三光通量之繞射射線中的最大光線 量之繞射射線的繞射級係彼此爲不同的繞射級,且 其中,形成在對應於影像側數値孔徑ΝΑ3的部位之區 域的繞射結構、以及形成在對應於自影像側數値孔徑ΝΑ3 至影像側數値孔徑ΝΑ1的部位之區域上的繞射結構係分別 爲最佳化於針對不同的繞射級之諸點。 96. 如申請專利範圍第92項之物鏡,其中,於繞射光學 本紙張尺度適用中國國家揉準(CNS ) A4規格(210X297公釐) A8 B8 C8 D8 1239520 々、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 元件之繞射結構上,形成在對應於自影像側數値孔徑NA3 至影像側數値孔徑NA 1的部位之區域上的繞射結構係最佳 化於波長λ 1與一指定的繞射級之諸點。 9 7.如申請專利範圍第84項之物鏡,其中,該物鏡係滿 足下式: ΝΑ1>ΝΑ2>ΝΑ3,且 其中,該物鏡包含一孔徑限制裝置,其能夠使得具有 波長λ3且成爲入射於對應於自該影像側數値孔徑ΝΑ3至影 像側數値孔徑N A 1的部位之物鏡的區域之光通量爲未到達 第三光學資訊記錄媒體之資訊記錄面,藉由截斷其具有波 長λ3且成爲入射於對應於自該影像側數値孔徑NA3至影像 側數値孔徑ΝΑ1的部位之物鏡的區域之光通量。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 9 8.如申請專利範圍第97項之物鏡,其中,該孔徑限制 裝置具有波長選擇能力,以允許通過其均成爲入射於對應 於自該影像側數値孔徑ΝΑ3至影像側數値孔徑ΝΑ1的部位 之物鏡的區域之具有波長λΐ的光通量與具有波長λ2的光 通量,而截斷其具有波長λ3且成爲入射於對應於自影像側 數値孔徑ΝΑ3至影像側數値孔徑ΝΑ1的部位之物鏡的區域 之光通量。 99.如申請專利範圍第96項之物鏡,其中,該孔徑限制 裝置係一波長選擇濾波器,被形成於該物鏡之光學表面 1〇〇·如申請專利範圍第61或62項之物鏡,其中,該物 鏡係由塑膠材料所做成的。 本紙張尺度適用中國國家標率(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) :34 _ 1239520 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 101. 如申請專利範圍第61或62項之物鏡,其中’該物 鏡係由玻璃材料所做成的。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 102. 如申請專利範圍第101項之物鏡,其中’該玻璃材 料係具有低於攝氏400度之玻璃轉變點Tg ° 103. 如申請專利範圍第61或62項之物鏡’其中’下式 被滿足: 3 80 ηπι<λ1<420 nm 630 ηιη<λ2<670 nm 760 ηπι<λ3<800 nm 0.0^ tl<0.3 0.5^ t2<0.7 1.0^ t3<l .3 0.99>NA1 ^ 0.70 0.70>NA2 ^ 0.55 0.55>NA3 ^ 0.40 。 104. —種光學拾取裝置,包含: 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 一第一光源,發出具有波長λΐ之第一光通量’以進行 對於其具有第一厚度tl之第一保護基板的第一光學資訊言己 錄媒體之再生及/或記錄資訊; 一第二光源,發出具有波長λ2 (λ1<λ2)之第二光通 量,以進行對於其具有第二厚度t2 (tlS t2)之第二保護基 板的第二光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄資訊; 一第三光源,發出具有波長λ3 (λ2<λ3)之第三光通 量,以進行對於其具有第三厚度t3 (t2St3)之第三保護基 本紙張尺度適用中國國家揉準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 1139520 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 板的第三光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄資訊;及 物鏡,如申請專利範圍第61或62項所述者。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 105·—種聲音或影像記錄裝置,包含:如申請專利範圍 第104項之光學拾取裝置。 106.—種聲音或影像再生裝置,包含:如申請專利範圍 第104項之光學拾取裝置。 1 0 7.—種聲音/影像記錄及聲音/影像再生裝置,包含: 如申請專利範圍第1 04項之光學拾取裝置。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 108. —種用於光學拾取裝置之物鏡,該光學拾取裝置係 藉由使用來自第一光源之具有波長λΐ的第一光通量來進行 對於具有第一厚度tl之第一保護基板的第一光學資訊記錄 媒體之再生及/或記錄資訊,藉由使用來自第二光源之具有 波長λ2 (λ1<λ2)的第二光通量來進行對於具有第二厚度t2 (tlS t2)之第二保護基板的第二光學資訊記錄媒體之再生及/ 或記錄資訊,且藉由使用來自第三光源之具有波長λ3 (λ2<λ3)的第三光通量來進行對於具有第三厚度t3 (t2$t3) 之第三保護基板的第三光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄 資訊,該物鏡包含: 一指定影像側數値孔徑NA1,其爲藉由具有波長λΐ的 第一光通量來進行對於第一光學資訊記錄媒體之再生及/或 記錄所必要者;及 當進行對於第一光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄時 之放大率m 1, 其中,該物鏡被最佳化,以使得在波長λΐ、具有第一 本^張尺度適用中國國家揉準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) 瓣觀 ,-1> .•一 Ί Α8 Β8 C8 D8 1 一..一 — 六、申請專利範圍 厚度11之第一保護基板、影像側數値孔徑NA 1與放大率 m 1之組合下的球面像差爲最小。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 〇 9 .如申請專利範圍第1 0 8項之物鏡,其中,該物鏡係 一折射透鏡。 1 1 〇 .如申請專利範圍第1 0 8項之物鏡,其中,該物鏡係 由一透鏡群所構成的。 1 1 1.如申請專利範圍第1 1 0項之物鏡,其中,下式被滿 足: 0.7<d/fl<l .5 2.8<Φ1<5.8 fB3>0.2 其中,fl係具有波長λΐ之物鏡的焦距(mm),d係於物 鏡之光軸的厚度(mm),Φ1係具有波長λΐ且爲入射於物鏡 之第一光通量的直徑,且fB3係當進行對於第三光學資訊 記錄媒體之再生及/或記錄資訊時之物鏡的工作距離(mm)。 1 12.如申請專利範圍第108項之物鏡,其中,該物鏡係 滿足下式: 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 NA1>NA2,且 其中,該物鏡包含一孔徑限制裝置,其能夠使得具有 波長λ2且成爲入射於對應於自該影像側數値孔徑NA2至影 像側數値孔徑ΝΑ1的部位之物鏡的區域之光通量爲未到達 第二光學資訊記錄媒體之資訊記錄面,藉由截斷其具有波 長λ2且成爲入射於對應於自影像側數値孔徑ΝΑ2至影像側 數値孔徑ΝΑ 1的部位之物鏡的區域之光通量。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) 1239520 A8 B8 C8 D8 ~、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 1 3 .如申請專利範圍第1 1 2項之物鏡’其中’該孔徑限 制裝置具有波長選擇能力,以允許通過其具有波長λΐ且成 爲入射於對應於自該影像側數値孔徑ΝΑ2至影像側數値孔 徑ΝΑ1的部位之物鏡的區域之光通量,而截斷其具有波長 λ2且成爲入射於對應於自該影像側數値孔徑ΝΑ2至影像側 數値孔徑ΝΑ1的部位之物鏡的區域之光通量。 1 1 4.如申請專利範圍第1 0 8項之物鏡,其中,該物鏡係 滿足下式: ΝΑ1>ΝΑ2>ΝΑ3,且 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其中,該物鏡包含一孔徑限制裝置,其能夠使得具有 波長λ3且成爲入射於對應於自該影像側數値孔徑ΝΑ3至影 像側數値孔徑N A 1的部位之物鏡的區域之光通量爲未到達 第三光學資訊記錄媒體之資訊記錄面,藉由截斷其具有波 長λ3且成爲入射於對應於自該影像側數値孔徑NA3至影像 側數値孔徑N A 1的部位之物鏡的區域之光通量,其中, N A3係藉由具有波長λ3的第三光通量來進行對於第三光學 資訊記錄媒體之再生及/或記錄所必要之物鏡的一指定影像 側數値孔徑。 1 15.如申請專利範圍第1 14項之物鏡,其中,該孔徑限 制裝置具有波長選擇能力,以允許通過其均成爲入射於對 應於自該影像側數値孔徑ΝΑ3至影像側數値孔徑ΝΑ1的部 位之物鏡的區域之具有波長λΐ的光通量與具有波長λ2的 光通量,而截斷其具有波長λ3且成爲入射於對應於自該影 像側數値孔徑ΝA3至影像側數値孔徑NA 1的部位之物鏡的 本紙張尺度適用中國國家揉準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 1239520 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 區域之光通量。 11 6.如申請專利範圍第112項之物鏡,其中,該孔徑限 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 制裝置係一波長選擇濾波器,被形成於該物鏡之光學表面 上。 I 1 7 ·如申請專利範圍第1 0 8項之物鏡,其中,該物鏡係 由塑膠材料所做成的。 II 8.如申請專利範圍第ι〇8項之物鏡,其中,該物鏡係 由玻璃材料所做成的。 11 9·如申請專利範圍第1〇8項之物鏡,其中,下式被滿 足: 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 80 ηιη<λ1<420 nm 6 3 0 n m < λ 2 < 6 7 0 n m 760 ηηι<λ3<800 nm 0.0^ tl<0.3 0.5^ t2<0.7 1.0^ t3<l .3 0.99>NA1 ^ 0.70 0.70>NA2^ 0.55 0.55>NA3 ^ 0.40 〇 120.—種光學拾取裝置,包含: 一第一光源,發出具有波長λΐ之第一光通量,以進行 對於其具有第一厚度tl之第一保護基板的第一光學資訊記 錄媒體之再生及/或記錄資訊; 一第二光源,發出具有波長λ2 (λ1<λ2)之第二光通 ------------:-i-Μ----- !.- 本紙張尺度逋用中國國家揉準(CNS ) A4規格(210X297公釐) · α · Α8 Β8 C8 D8 1239520 々、申請專利範圍 量,以進行對於其具有第二厚度t2 (tl S t2)之第二保護基 板的第二光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄資訊; (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 一第三光源,發出具有波長λ3 (λ2<λ3)之第三光通 量,以進行對於其具有第三厚度t3 (t2St3)之第三保護基 板的第三光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄資訊;及 物鏡,如申請專利範圍第1 08項所述者。 121.—種聲音或影像記錄裝置,包含:如申請專利範圍 第120項所述之光學拾取裝置。 122·—種聲音或影像再生裝置,包含:如申請專利範圍 第120項所述之光學拾取裝置。 1 2 3.—種聲音/影像記錄及聲音/影像再生裝置,包含: 如申請專利範圍第1 20項所述之光學拾取裝置。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 124·—種用於光學拾取裝置之光學元件,該光學拾取裝 置係藉由使用來自第一光源之具有波長λΐ的第一光通量來 進行對於其具有第一厚度tl之第一保護基板的第一光學資 訊記錄媒體之再生及/或記錄資訊,藉由使用來自第二光源 之具有波長λ2(λ1<λ2)的第二光通量來進行對於其具有第 二厚度t2 (tl^t2)之第二保護基板的第二光學資訊記錄媒 體之再生及/或記錄資訊,且藉由使用來自第三光源之具有 波長λ3 (λ2<λ3)的第三光通量來進行對於其具有第三厚度 t3 (t2S t3)之第三保護基板的第三光學資訊記錄媒體之再生 及/或記錄資訊,且使用一共同的物鏡以供再生及/或記錄資 訊於第一、第二與第三光學資訊記錄媒體,該光學元件包 含: 本紙張尺度適用中國國家揉準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -40 - 1239520 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 一入瞳表面; (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 其中,當該入瞳表面係分爲一第一光通量區域、一第 二光通量區域與一第三光通量區域之三個環形的光通量區 域,其依此順序而配置爲自靠近光軸的內側至外側,入射 於光通量區域各者的光通量爲通過於其之該光學元件的區 域係稱爲自靠近光軸的內側至外側之一第一光學區域、一 第二光學區域與一第三光學區域, 其中,入射於第一光學區域之第一、第二與第三光通 量被會聚以形成一適當的波前於第一、第二與第三光學資 訊記錄媒體之各個資訊記錄面上, 入射於第二光學區域之第一與第二光通量被會聚以形 成一適當的波前於第一與第二光學資訊記錄媒體之各個資 訊記錄面上,而入射於第二光學區域之第三光通量係未形 成適當的波前於第三光學資訊記錄媒體之資訊記錄面上, 且 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 入射於第三光學區域之第一光通量被會聚以形成一適 當的波前於第一光學資訊記錄媒體之資訊記錄面上,而入 射於第三光學區域之第二與第三光通量係未形成適當的波 前於第二與第三光學資訊記錄媒體之各個資訊記錄面上。 125.—種用於光學拾取裝置之光學元件,該光學拾取裝 置係藉由使用來自第一光源之具有波長λΐ的第一光通量來 進行對於其具有第一厚度tl之第一保護基板的第一光學資 訊記錄媒體之再生及/或記錄資訊,藉由使用來自第二光源 之具有波長λ2 (λ1<λ2)的第二光通量來進行對於其具有第 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) 1239520 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 二厚度t2 (tig t2)之第二保護基板的第二光學資訊記錄媒 體之再生及/或記錄資訊,且藉由使用來自第三光源之具有 波長λ3 (λ2<λ3)的第三光通量來進行對於其具有第三厚度 t3 (t2St3)之第三保護基板的第三光學資訊記錄媒體之再生 及/或記錄資訊,且使用一共同的物鏡以供再生及/或記錄資 訊於第一、第二與第三光學資訊記錄媒體,該光學元件包 含: 一入瞳表面; 其中,當該入瞳表面係分爲一第一光通量區域、一第 二光通量區域與一第三光通量區域之三個環形的光通量區 域,其依此順序而配置爲自靠近光軸的內側至外側,入射 於光通量區域各者的光通量爲通過於其之該光學元件的區 域係稱爲自靠近光軸的內側至外側之一第一光學區域、一 第二光學區域與一第三光學區域, 其中,入射於第一光學區域之第一、第二與第三光通 量被會聚以形成一適當的波前於第一、第二與第三光學資 訊記錄媒體之各個資訊記錄面上, 入射於第二光學區域之第一與第二光通量被會聚以形 成一適當的波前於第一與第二光學資訊記錄媒體之各個資 訊記錄面上,入射於第二光學區域之第三光通量被截斷而 未到達第三光學資訊記錄媒體之資訊記錄面,且 入射於第三光學區域之第一光通量被會聚以形成一適 當的波前於第一光學資訊記錄媒體之各個資訊記錄面上, 入射於第三光學區域之第二光通量係未形成適當的波前於 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)
A8 B8 C8 D8 六、利範圍 第二光學資訊記錄媒體之資訊記錄面上,且入射於第三光 學區域之第三光通量被截斷而未到達第三光學資訊記錄媒 體之資訊記錄面。 126·如申請專利範圍第125項之光學元件,其中,該光 學拾取裝置包含一光通量截斷裝置,以截斷其入射於第二 與第三光學區域之第三光通量而未到達第三光學資訊記錄 媒體之資訊記錄面。 127·如申請專利範圍第126項之光學元件,其中,該光 通量截斷裝置係一波長選擇濾波器,被形成於該光學元件 之光學表面上。 12 8.—種用於光學拾取裝置之光學元件,該光學拾取裝 置係藉由使用來自第一光源之具有波長λΐ的第一光通量來 進行對於其具有第一厚度tl之第一保護基板的第一光學資 訊記錄媒體之再生及/或記錄資訊,藉由使用來自第二光源 之具有波長λ2 (λ1<λ2)的第二光通量來進行對於其具有第 二厚度t2 (tl^t2)之第二保護基板的第二光學資訊記錄媒 體之再生及/或記錄資訊,且藉由使用來自第三光源之具有 波長λ3 (λ2<λ3)的第三光通量來進行對於其具有第三厚度 t3 (t2^t3)之第三保護基板的第三光學資訊記錄媒體之再生 及/或記錄資訊,且使用一共同的物鏡以供再生及/或記錄資 訊於第一、第二與第三光學資訊記錄媒體,該光學元件包 含: 一入瞳表面; 其中,當該入瞳表面係分爲一第一光通量區域、-第 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) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 1239520 々、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 二光通量區域與一第三光通量區域之三個環形的光通量區 域,其依此順序而配置爲自靠近光軸的內側至外側,入射 於光通量區域各者的光通量爲通過於其之該光學元件的區 域係稱爲自靠近光軸的內側至外側之一第一光學區域、一 第二光學區域與一第三光學區域, 其中,入射於第一光學區域之第一、第二與第三光通 量被會聚以形成一適當的波前於第一、第二與第三光學資 訊記錄媒體之各個資訊記錄面上, 入射於第二光學區域之第一與第二光通量被會聚以形 成一適當的波前於第一與第二光學資訊記錄媒體之各個資 訊記錄面,入射於第二光學區域之第三光通量被截斷而未 到達第三光學資訊記錄媒體之資訊記錄面上,且 入射於第三光學區域之第一光通量被會聚以形成一適 當的波前於第一光學資訊記錄媒體之資訊記錄面上,且入 射於第三光學區域之第二與第三光通量被截斷而未到達第 二與第三光學資訊記錄媒體之各個資訊記錄面。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 129.如申請專利範圍第128項之光學元件,其中,該光 學拾取裝置包含一光通量截斷裝置,以截斷其入射於第二 與第三光學區域之第三光通量而未到達第三光學資訊記錄 媒體之資訊記錄面,且截斷其入射於第三光學區域之第二 光通量而未到達第二光學資訊記錄媒體之資訊記錄面。 13 0·如申請專利範圍第129項之光學元件,其中,該光 通量截斷裝置係一波長選擇濾波器,被形成於該光學元件 之光學表面上。 -44 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 1239520 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 131·如申請專利範圍第124或125或128項之光學元 件’其中,該光學元件係一物鏡。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 132.如申請專利範圍第124或125或128項之光學元 件’其中’該光學元件係位在一物鏡之光通量入射側。 133·如申請專利範圍第132項之光學元件,其中,該光 學元件被驅動以追蹤隨著該物鏡而如同爲單一個單元。 134·如申請專利範圍第124或125或128項之光學元 件,其中,當NA1係藉由具有波長λΐ之第一光通量來進行 於第一光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄時所必要之物鏡 的一指定影像側數値孔徑, ΝΑ2 (ΝΑ2<ΝΑ1)係藉由具有波長λ2之第二光通量來進 行於第二光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄時所必要之物 鏡的一指定影像側數値孔徑,且 ΝΑ3 (ΝΑ3<ΝΑ2)係藉由具有波長λ3之第三光通量來進 行於第三光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄時所必要之物 鏡的一指定影像側數値孔徑,下式被滿足: NA2 = N2*SIN Θ2 NA3=N3-SIN Θ3 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 其中,SIN Θ2係其通過第二光學區域的最外周邊之第 二光通量之邊緣射線的出射角Θ2 (度)之絕對値的正弦函數 値,該出射角係藉由取得一光軸作爲參考點而測量自該物 鏡之最終表面, SIN Θ3係其通過第一光學區域的最外周邊之第三光通 量之邊緣射線的出射角Θ3 (度)之絕對値的正弦函數値’該 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -45 - 1239520 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 出射角係藉由取得一光軸作爲參考點而測量自該物鏡之最 終表面, (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) N2係對於波長λ2之物鏡的影像側空間之折射率’且 Ν3係對於波長λ3之物鏡的影像側空間之折射率。 135 ·如申請專利範圍第134項之光學元件,其中’包含 複數個同軸環形區之繞射結構被形成於第一、第二與第三 光學區域之至少一個光學區域上。 136·如申請專利範圍第135項之光學元件,其中,下式 被滿足: |nil |>|ni2| (i 係 1、2 或 3) 其中,nil係當第一光通量成爲入射於其形成於第i個 光學區域之繞射結構時所產生的第一光通量之繞射射線中 之具有最大量之繞射射線的繞射級,且 ni2係當第二光通量成爲入射於其形成於第i個光學區 域之繞射結構時所產生的第二光通量之繞射射線中之具有 最大量之繞射射線的繞射級。 13 7.如申請專利範圍第136項之光學元件,其中,下式 被滿足: 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 |nil|>|ni3| (i 係 1 、 2 或 3) 其中,nil係當第一光通量成爲入射於其形成於第i個 光學區域之繞射結構時所產生的第一光通量之繞射射線中 之具有最大量之繞射射線的繞射級,且 ni3係當第三光通量成爲入射於其形成於第i個光學區 域之繞射結構時所產生的第三光通量之繞射射線中之具有 • 46 - 本紙張尺度適用中國國家橾準(CNS ) A4規格(210X297公釐) Hi 1239520 A8 B8 C8 D8 i束^利範圍 最大量之繞射射線的繞射級。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 138.如申請專利範圍第135項之光學元件,其中,包含 複數個同軸環形區之繞射結構被形成於第二與第三光學區 域之各光學區域上,且下式被滿足: |n3 1 丨美 |n2 1 |, 其中,n2 1係當第一光通量成爲入射於其形成於第二光 學區域之繞射結構時所產生的第一光通量之繞射射線中之 具有最大量之繞射射線的繞射級,且 n3 1係當第一光通量成爲入射於其形成於第三光學區域 之繞射結構時所產生的第一光通量之繞射射線中之具有最 大量之繞射射線的繞射級。 13 9.如申請專利範圍第138項之光學元件,其中,形成 於第二光學區域上之繞射結構被最佳化於繞射級n21與波 長λΒ2之諸點,而形成於第三光學區域上之繞射結構被最 佳化於繞射級n31與波長λΒ3之諸點,且下式被滿足: λΒ2 关 λΒ3 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 140. 如申請專利範圍第135項之光學元件,其中,下式 被滿足: 3 80 ηιη<λ 1 <420 nm 630 ηπι<λ2<670 nm 760 ηιη<λ3<800 nm ο 141. 一種光學拾取裝置,包含: 一第一光源,發出具有波長λΐ之第一光通量,以進行 對於其具有第一厚度tl之第一保護基板的第一光學資訊記 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) 1239520 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 錄媒體之再生及/或記錄資訊; (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 一第二光源,發出具有波長λ2 (λ1<λ2)之第二光通 量,以進行對於其具有第二厚度t2 (tl g t2)之第二保護基 板的第二光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄資訊; 一第三光源,發出具有波長λ3 (λ2<λ3)之第三光通 量,以進行對於其具有第三厚度t3 (t2S t3)之第三保護基 板的第三光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄資訊;及 光學元件,如申請專利範圍第124、125或128項所述 者。 142. —種聲音或影像記錄裝置,包含:如申請專利範圍 第1 4 1項所述之光學拾取裝置。 143. —種聲音或影像再生裝置,包含:如申請專利範圍 第1 4 1項所述之光學拾取裝置。 144. 一種聲音/影像記錄及聲音/影像再生裝置,包含: 如申請專利範圍第141項所述之光學拾取裝置。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 145. —種光學拾取裝置,藉由使用來自第一光源之具有 波長λΐ的第一光通量來進行對於具有第一厚度tl之第一保 護基板的第一光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄資訊,藉 由使用來自第二光源之具有波長λ2 (λ1<λ2)的第二光通量 來進行對於具有第二厚度t2 (tl^t2)之第二保護基板的第 二光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄資訊,且藉由使用來 自第三光源之具有波長λ3 (λ2<λ3)的第三光通量來進行對 於具有第三厚度t3 (t2St3)之第三保護基板的第三光學資 訊記錄媒體之再生及/或記錄資訊,該光學拾取裝置包含: 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 1239520 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 一物鏡,共同使用於第一、第二與第三光學資訊記錄 媒體之再生及/或記錄資訊;及 一基板厚度差異修正裝置,位在第一、第二與第三光 源的各個光通量爲通過於其之共同的光路徑中,以修正歸 因於第一、第二與第三保護基板的厚度差異而變化的球面 像差,且該基板厚度差異修正裝置係一繞射光學元件,其 具有包括複數個同軸的環形區之繞射結構; 其中,nl係具有當來自第一光源之具有波長λΐ的第一 光通量成爲入射於該繞射結構時所產生的第一光通量之繞 射射線中的最大光線量之繞射射線的繞射級, η2係具有當來自第二光源之具有波長λ2的第二光通量 成爲入射於該繞射結構時所產生的第二光通量之繞射射線 中的最大光線量之繞射射線的繞射級,且 η3係具有當來自第三光源之具有波長λ3的第三光通量 成爲入射於該繞射結構時所產生的第三光通量之繞射射線 中的最大光線量之繞射射線的繞射級,下式被滿足: |nl |>|η2 卜及 |nl |>|η3 卜且 其中,ΝΑΙ係藉由具有波長λΐ的光通量來進行對於第 一光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄所必要之物鏡的一指 定影像側數値孔徑, ΝΑ2係藉由具有波長λ2的光通量來進行對於第二光學 資訊記錄媒體之再生及/或記錄所必要之物鏡的一指定影像 側數値孔徑, ΝA3係藉由具有波長λ3的光通量來進行對於第三光學 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
>49 A8 B8 C8 D8 1239520 d 1 六、申請專利範圍 資訊記錄媒體之再生及/或記錄所必要之物鏡的一指定影像 側數値孔徑, (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 該物鏡係會聚第一光通量之第nl級的繞射射線於第一 光學資訊記錄媒體之資訊記錄面上,以形成一適當的波前 於數値孔徑NA1,藉以進行對於第一光學資訊記錄媒體之 再生及/或記錄資訊, 該物鏡係會聚第二光通量之第n2級的繞射射線於第二 光學資訊記錄媒體之資訊記錄面上,以形成一適當的波前 於數値孔徑NA2,藉以進行對於第二光學資訊記錄媒體之 再生及/或記錄資訊,且 該物鏡係會聚第三光通量之第n3級的繞射射線於第三 光學資訊記錄媒體之資訊記錄面上,以形成一適當的波前 於數値孔徑NA3,藉以進行對於第三光學資訊記錄媒體之 再生及/或記錄資訊。 146. 如申請專利範圍第145項之光學拾取裝置,其中, 該繞射結構被最佳化於波長λΒ與繞射級nl之諸點,且下 式係滿足: 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 300 ηιη<λΒ<500 nm 〇 147. 如申請專利範圍第145項之光學拾取裝置,其中, 該繞射結構被最佳化於波長λΒ與繞射級nl之諸點,且下 式被滿足: 3 80 ηιη<λ1<420 nm 630 ηπι<λ2<670 nm 760 ηιη<λ3<800 nm 本紙張尺度適用中國國家橾準(CNS ) A4規格(210X297公釐) A8 B8 C8 D8 039520 、· ^:%.. t 申請勒範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 3 4 0 n m < λ B < 4 4 0 n m |nl | = 2 |π2|=1 I η 3 I = 1 。 14 8.如申請專利範圍第147項之光學拾取裝置,其中, 下式被滿足: 3 50 ηιη<λΒ<420 nm 〇 149.如申請專利範圍第145項之光學拾取裝置,其中, 該繞射結構被最佳化於波長λΒ與繞射級nl之諸點,且下 式被滿足: 380 ηιη<λ1<420 nm 630 ηπι<λ2<670 nm 760 ηπι<λ3<800 nm 400 ηηι<λΒ<430 nm |n 1 | = 6 |n2| = 4 |n31 = 3 o 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 15 0.如申請專利範圍第149項之光學拾取裝置,其中, 下式被滿足: 405 nm<XB<42 5 nm 。 15 1.如申請專利範圍第145項之光學拾取裝置,其中, 該繞射結構被最佳化於波長λΒ與繞射級nl之諸點,且下 式被滿足: 3 80 ηηι<λ1<420 nm 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 51 · 1239520 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 630 ηπι<λ2<670 nm 760 ηηι<λ3<800 nm 3 90 ηηι<λΒ<420 nm |nl | = 8 |n2| = 5 |n31 = 4 。 152.如申請專利範圍第151項之光學拾取裝置,其中, 下式被滿足: 3 9 5 nm <λΒ <4 1 5 nm 〇 153·如申請專利範圍第145項之光學拾取裝置,其中, 該物鏡係一折射式物鏡,且該繞射光學元件被設置於折射 式物鏡之光通量入射側。 154·如申請專利範圍第153項之光學拾取裝置,其中, 該繞射結構被形成於一平坦表面上。 155·如申請專利範圍第153項之光學拾取裝置,其中, 該繞射結構被形成於一非球面表面上。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 156·如申請專利範圍第153項之光學拾取裝置,其中, 該繞射光學元件被驅動以追蹤隨著該折射透鏡而如同爲單 一個單元。 157·如申請專利範圍第145項之光學拾取裝置,其中, 該繞射光學元件被形成於單一本體上,該物鏡與繞射結構 被形成於包括位在該物鏡之光通量入射側的光學表面之至 少一個光學表面上。 15 8·如申請專利範圍第145項之光學拾取裝置,其中, 本&張尺度適用中國國I標率(CNS ) A4規格(210X297公釐) "52 " 一 ~ 1239520 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 該影像側數値孔徑ΝΑΙ、NA2與NA3係滿足下式: NA1>NA2>NA3,且 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 該光學拾取裝置包含對於ΝΑΙ、NA2與NA3之孔徑限 制/切換裝置,其設置於第一、第二與第三光源的各個光通 量均爲通過其之共同的光路徑中。 15 9·如申請專利範圍第158項之光學拾取裝置,其中, 該孔徑限制裝置被驅動以追蹤隨著該物鏡而如同爲單一個 單元。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 160. 如申請專利範圍第158項之光學拾取裝置,其中, 該孔徑限制裝置係如同使用於該基板厚度差異修正裝置之 相同的繞射光學元件,具有波長λ2且通過其對應於物鏡之 影像側數値孔徑ΝΑ2的一部位之該孔徑限制裝置的區域之 光通量係條件在於,第二光學資訊記錄媒體的資訊記錄面 上之於影像側數値孔徑ΝΑ2之其具有波長λ2的光通量之波 前像差係小於0.07 λ2,且具有波長λ2且通過其對應於自 該物鏡之影像側數値孔徑ΝΑ2至ΝΑ1的一部位之該孔徑限 制裝置的區域之光通量係到達第二光學資訊記錄媒體的資 訊記錄面,且條件在於,第二光學資訊記錄媒體的資訊記 錄面上之於影像側數値孔徑ΝΑ1之其具有波長λ2的光通量 之波前像差係大於0.07 λ2。 161. 如申請專利範圍第160項之光學拾取裝置,其中, 具有波長λ2之光通量係條件在於,第二光學資訊記錄媒體 的資訊記錄面上之於影像側數値孔徑ΝΑ1之其具有波長λ2 的光通量之波前像差係大於0.20 λ2。 本^張尺度適用中國國家揉準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) 123砂 D8 穴、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 162. 如申請專利範圍第160項之光學拾取裝置,其中, 具有波長λ3且通過其對應於該物鏡之影像側數値孔徑NA3 的一部位之該孔徑限制裝置的區域之光通量係條件在於, 第三光學資訊記錄媒體的資訊記錄面上之於影像側數値孔 徑ΝΑ3之具有波長λ3的光通量之波前像差係小於0.07 λ3,且具有波長λ3且通過其對應於自該物鏡之影像側數値 孔徑ΝΑ3至ΝΑ1的一部位之該孔徑限制裝置的區域之光通 量係到達第三光學資訊記錄媒體的資訊記錄面,且條件在 於,第三光學資訊記錄媒體的資訊記錄面上之於影像側數 値孔徑ΝΑ1之其具有波長λ3的光通量之波前像差係大於 0.07 λ3 ° 163. 如申請專利範圍第162項之光學拾取裝置,其中, 具有波長λ3之光通量係條件在於,第三光學資訊記錄媒體 的資訊記錄面上之於影像側數値孔徑ΝΑ 1之具有波長λ3的 光通量之波前像差係大於0.2 0 λ3。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 164. 如申請專利範圍第158項之光學拾取裝置,其中, 該孔徑限制裝置被截斷其具有波長λ2且成爲入射於對應於 自該物鏡之影像側數値孔徑ΝΑ2至影像側數値孔徑ΝΑ1的 部位之該孔徑限制裝置的區域之光通量,藉以能夠令其具 有波長λ2且成爲入射於對應於自該物鏡之影像側數値孔徑 ΝΑ2至影像側數値孔徑ΝΑ1的一部位之孔徑限制裝置的區 域之光通量係未到達第二光學資訊記錄媒體的資訊記錄 面。 165. 如申請專利範圍第164項之光學拾取裝置,其中, 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) I2S9520 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 該孔徑限制裝置係具有波長選擇能力,以傳送其具有波長 λΐ且成爲入射於對應於自該物鏡之影像側數値孔徑NA2至 影像側數値孔徑ΝΑ1的一部位之孔徑限制裝置的區域之光 通量,而截斷其具有波長λ2且成爲入射於對應於自該物鏡 之影像側數値孔徑ΝΑ2至影像側數値孔徑ΝΑ1的一部位之 孔徑限制裝置的區域之光通量。 166. 如申請專利範圍第158項之光學拾取裝置,其中, 該孔徑限制裝置被截斷其具有波長λ3且成爲入射於對應於 自該物鏡之影像側數値孔徑Ν A3至影像側數値孔徑N A 1的 一部位之孔徑限制裝置的區域之光通量,藉以能夠令其具 有波長λ3且成爲入射於對應於自該物鏡之影像側數値孔徑 ΝΑ3至影像側數値孔徑ΝΑ1的一部位之孔徑限制裝置的區 域之光通量係未到達第三光學資訊記錄媒體的資訊記錄 面。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 167. 如申請專利範圍第166項之光學拾取裝置,其中, 該孔徑限制裝置係具有波長選擇能力,以傳送其具有波長 λΐ且成爲入射於對應於自該物鏡之影像側數値孔徑ΝΑ3至 影像側數値孔徑ΝΑ1的一部位之孔徑限制裝置的區域之光 通量,而截斷其具有波長λ3且成爲入射於對應於自該物鏡 之影像側數値孔徑ΝΑ3至影像側數値孔徑ΝΑ1的一部位之 孔徑限制裝置的區域之光通量。 168. 如申請專利範圍第164項之光學拾取裝置,其中, 該孔徑限制裝置係一波長選擇濾波器,被形成於該物鏡之 光學表面上。 本^張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) Γ55^ 39520 ] A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 甲讀I利範圍 169.—種光學拾取裝置,藉由使用來自第一光源之具有 波長λΐ的第一光通量來進行對於具有第一厚度tl之第一保 護基板的第一光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄資訊,藉 由使用來自第二光源之具有波長λ2 (λ1<λ2)的第二光通量 來進行對於具有第二厚度t2 (tl<t2)之第二保護基板的第二 光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄資訊,且藉由使用來自 第三光源之具有波長λ3 (λ2<λ3)的第三光通量來進行對於 具有第三厚度t3 (t2<t3)之第三保護基板的第三光學資訊記 錄媒體之再生及/或記錄資訊,該光學拾取裝置包含: 一物鏡,係由一透鏡群所構成的,共同使用於第一、 第二與第三光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄資訊;及 一基板厚度差異修正裝置,以修正歸因於第一、第二 與第三保護基板的厚度差異而變化的球面像差。 17 0.如申請專利範圍第169項之光學拾取裝置,其中, 該基板厚度差異修正裝置係位在第一、第二與第三光源的 各個光通量通過於其之光路徑中。 17 1.如申請專利範圍第169項之光學拾取裝置,其中, 該基板厚度差異修正裝置係位在第二與第三光源的各個光 通量爲通過於其而且第一光源的光通量爲不通過於其之光 路徑中。 172.如申請專利範圍第169項之光學拾取裝置,其中’ 該基板厚度差異修正裝置包含.· 一第一基板厚度差異修正裝 置,位在僅有第二光源的光通量爲通過而第一與第三光源 的光通量各者爲不通過之光路徑中;及,一第二基板厚度差 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
本紙張尺度適用中國國家揉準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -冰· 1239520 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 異修正裝置,位在僅有第三光源的光通量爲通過而第一與 第二光源的光通量各者爲不通過之光路徑中。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 17 3.如申請專利範圍第169項之光學拾取裝置,其中, 下式被滿足: 3 50 ηιη<λ1<550 nm 6 0 0 n m < λ 2 < 7 0 0 n m 700 ηπι<λ3<850 nm 0.0 mm^tl<0.3 mm 0.5 mm<t2<0.7 mm 1.0 mm<t3<1.3 mm 0.99>NA1 ^ 0.80 0.80>NA2 ^0.55 0.55>NA3 ^ 0.40 其中,ΝΑΙ、NA2與NA3係分別爲進行對於第一、第 二與第三光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄資訊所必要的 指定影像側數値孔徑。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 174.如申請專利範圍第173項之光學拾取裝置,其中, 下式被滿足: 0.7<d/fl<l .5 2.8<Φ1<5.8 fB3>0.2 其中,fl係具有波長λΐ之物鏡的焦距(mm),d係於物 鏡之光軸的厚度(mm),Φ1係具有波長λΐ且爲入射於物鏡 之光通量的直徑,且fB3係當進行對於第三光學資訊記錄 -b/ - 本紙張尺度適用中國國家梂準(CNS ) A4規格(210X:297公釐) 123 21勸 锰 C8 D8 六、申請專利範圍 媒體之再生及/或記錄資訊時之物鏡的工作距離(mm)。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 175. 如申請專利範圍第173項之光學拾取裝置,其中, 下式被滿足: -1<m3 <0 其中,m3係當進行對於第三光學資訊記錄媒體之再生 及/或記錄資訊時之物鏡的放大率。 176. 如申請專利範圍第173項之光學拾取裝置,其中, 下式被滿足: -1<m2<0 其中,m2係當進行對於第二光學資訊記錄媒體之再生 及/或記錄資訊時之物鏡的放大率。 177. 如申請專利範圍第169項之光學拾取裝置,其中, 該物鏡係由塑膠材料所做成的。 178. 如申請專利範圍第169項之光學拾取裝置,其中, 該物鏡係由玻璃材料所做成的。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 179. 如申請專利範圍第169項之光學拾取裝置,其中, 該基板厚度差異修正裝置具有至少一個繞射表面,於其, 包括複數個同軸的環形區之繞射結構被形成,且該繞射結 構具有一球面像差特徵,即一球面像差係變化於當一入射 光通量的波長變化成爲較長時之球面像差爲修正不足的方 向。 180·如申請專利範圍第179項之光學拾取裝置,其中, 該繞射結構被形成於該物鏡之至少一個光學表面上。 181·如申請專利範圍第169項之光學拾取裝置,其中, 本紙張尺度適用中國國家揉準(CNS ) A4規格(210X297公釐) Γ^8Γ 1239520 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 該基板厚度差異修正裝置包含一折射率分佈改變元件,其 具有:至少一個折射率分佈可變材料層,藉由施加一電場、 磁場或熱量以改變該折射率分佈可變材料層之折射率分佈; 及,一施加裝置,以施加該電場、磁場或熱量。 182·如申請專利範圍第169項之光學拾取裝置,其中, 該基板厚度差異修正裝置包含:至少一個折射率分佈可變材 料層;一折射率分佈改變元件,藉由施加一電場、磁場或熱 量以改變該折射率分佈可變材料之折射率分佈;及,一施加 裝置,以施加該電場、磁場或熱量。 183·如申請專利範圍第169項之光學拾取裝置,其中, 當ml係在進行對於第一光學資訊記錄媒體的再生及/或記 錄資訊之時的放大率,m2係在進行對於第二光學資訊記錄 媒體的再生及/或記錄資訊之時的放大率,且m3係在進行 對於第三光學資訊記錄媒體的再生及/或記錄資訊之時的放 大率,歸因於第一、第二與第三保護基板之間的厚度差異 之球面像差係藉由使得於ml、m2與m3之間的至少二個影 像形成放大率爲彼此不同而修正。 184.如申請專利範圍第169項之光學拾取裝置,其中, 供進行對於第一光學資訊記錄媒體的再生及/或記錄資訊所 必要之一指定影像側數値孔徑係0.8或更大,該光學拾取裝 置包含一基板厚度誤差修正裝置,以修正歸因於其包括第 一保護基板厚度之保護基板厚度的厚度誤差而變化之球面 像差,且該基板厚度誤差修正裝置係位於光路徑中,於其 通過至少該第一光源的光通量。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -59· (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
QJ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 185.如申請專利範圍第184項之光學拾取裝置,其中, 該第一光學資訊記錄媒體包括其具有複數個資訊記錄層在 相同光通量入射側之結構,且 其中,當來自該第一光源的光通量被會聚於第一光學 資訊記錄媒體之複數個資訊記錄層的各個資訊記錄面上, 該基板厚度誤差修正裝置係修正一球面像差,其歸因於自 第一光學資訊記錄媒體的光通量入射表面至複數個資訊記 錄層的各個資訊記錄面之於保護基板厚度的誤差而變化。 186·如申請專利範圍第184項之光學拾取裝置,其中, 該基板厚度誤差修正裝置係位於一光路徑中,於其通過第 一、第二與第三光源的各個光通量。 18 7.如申請專利範圍第184項之光學拾取裝置,其中, 該基板厚度誤差修正裝置係位於一光路徑中,於其通過第 一與第二光源的各個光通量而未通過第三光源的光通量。 188·如申請專利範圍第184項之光學拾取裝置,其中, 該基板厚度誤差修正裝置係位於一光路徑中,於其僅爲通 過第一光源的光通量而未通過第二與第三光源的各個光通 量。 189·如申請專利範圍第184項之光學拾取裝置,其中, 該基板厚度誤差修正裝置包含:一可移位的光學元件,其係 能夠改變入射於物鏡之具有λΐ的光通量之邊緣射線的傾斜 角度,藉由移位於沿著光軸之方向;及一驅動裝置,以移位 該可移位的光學元件於沿著光軸之方向。 1 90·如申請專利範圍第189項之光學拾取裝置,其中, 本張適用中國國家標準(CNS )八4胁(210X297公釐);肋· " (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
f〜二〜ν…一—-------------------------... Α8 Β8 C8 D8 1239520 六、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 該基板厚度誤差修正裝置係一耦合透鏡,以改變來自至少 第一光源的一發散光通量之發散角度,且其所構成的該耦 合透鏡之至少一個光學元件係可移位的光學元件。 191·如申請專利範圍第189項之光學拾取裝置,其中, 該基板厚度誤差修正裝置係一束擴展器及/或一束收縮器, 其能夠令入射之平行的光通量而出射爲一平行的光通量, 基板厚度誤差修正裝置包含至少一個正透鏡群與至少一個 負透鏡群,且該正透鏡群與負透鏡群之至少一個透鏡群係 可移位的光學元件。 192·如申請專利範圍第184項之光學拾取裝置,其中, 該基板厚度誤差修正裝置包含:至少一個折射率分佈可變材 料層;一折射率分佈改變元件,藉由施加一電場、磁場或熱 量以改變該折射率分佈可變材料之折射率分佈;及一施加裝 置,以施加該電場、磁場或熱量。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 193·如申請專利範圍第192項之光學拾取裝置,其中, 該基板厚度誤差修正裝置包含其爲插入於彼此對立的透明 電極之間的液晶層、及一電源,且其中該等透明電極之至 少一個透明電極係分割爲複數個電壓施加段,且其中該液 晶層之折射率分佈係藉由施加自電源之一預定電壓於至少 一個電壓施加段而改變。 194·如申請專利範圍第169項之光學拾取裝置,其中, 該第一光源的波長λΐ係短於550 nm,且該光學拾取裝置包 含一色像差修正裝置,以修正其歸因於包括第一、第二與 第三光源之中的第一光源之至少一個光源的波長之稍微變 本ϋ尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐),⑺~ " 一 1239520 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 化的色像差,且該色像差修正裝置係位於一光路徑中,於 其通過至少該第一光源的光通量。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 195·如申請專利範圍第194項之光學拾取裝置,其中, 該色像差修正裝置係位於一光路徑中,於其通過第一、第 二與第三光源的各個光通量。 196.如申請專利範圍第194項之光學拾取裝置,其中, 該色像差修正裝置係位於一光路徑中,於其通過第一與第 二光源的各個光通量而未通過第三光源的光通量。 197·如申請專利範圍第195項之光學拾取裝置,其中, 該色像差修正裝置具有一結構,於其之二個光學元件各者 具有一繞射表面,其形成具有包括複數個同軸的環形區之 繞射結構,且該二個光學元件之繞射結構係位爲緊密對立 於彼此,該二個光學元件之材料具有一預定的折射率差異 於接近波長λΐ的一波長區域而且幾乎不具有折射率差異於 接近波長λ2的一波長區域與於接近波長λ3的一波長區 域。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 19 8.如申請專利範圍第195項之光學拾取裝置,其中, 該色像差修正裝置具有包括複數個同軸的環形區之繞射結 構,且若nl係當來自第一光源之具有波長λΐ的第一光通 量成爲入射於繞射結構時產生之第一光通量的繞射射線中 之其具有最大光線量的繞射射線之繞射級, η2係當來自第二光源之具有波長λ2的第二光通量成爲 入射於繞射結構時產生之第二光通量的繞射射線中之其具 有最大光線量的繞射射線之繞射級,且 本紙張尺度適用中國國家揉準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) · 62 - 1239520 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) n3係當來自第三光源之具有波長λ3的第三光通量成爲 入射於繞射結構時產生之第三光通量的繞射射線中之其具 有最大光線量的繞射射線之繞射級, 下式被滿足: |nl|>|n2|^ |η3| 。 199.如申請專利範圍第198項之光學拾取裝置,其中, 該繞射結構被形成於該物鏡之至少一個光學表面上。 2 〇〇.如申請專利範圍第194項之光學拾取裝置,其中, 該色像差修正裝置係位在來自第一光源的光通量爲通過於 其而來自第二與第三光源的各個光通量爲不通過於其之光 路徑中。 201.如申請專利範圍第200項之光學拾取裝置,其中’ 該色像差修正裝置包含至少一個繞射表面,其爲形成具有 包括複數個同軸的環形區之繞射結構,且 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其中,由第i個繞射表面的繞射結構所增加至傳送波前 之光路徑差異係藉由一光路徑差異函數來予以表示’其被 定義爲式 〇bi = |ni|.(b2i.hi2+ b4i.hi4+ b6i.hi6+…),在此,ni 係具有當波長爲λΐ之光通量成爲入射於第i個繞射表面的 繞射結構時之具有波長λΐ之光通量的繞射射線中之最大光 線量的繞射射線之繞射級,hi係距離光軸之高度(mm) ’且 b2i、b4i、b6i、…係分別爲第二階、第四階、第六階之光路 徑差異函數係數(亦稱爲繞射表面係數),ώΚρΕ)=Σ(· 2.|ni|.b2i)所定義之僅爲一個繞射結構的倍率(mnT1)係滿足 下式: 本紙張尺度適用中國國家梂準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -63 - 1239520 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1.5xl(T2<PD<15.〇xlO·2 〇 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 202·如申請專利範圍第200項之光學拾取裝置,其中, 該色像差修正裝置包含其具有一相當大的阿貝常數之正透 鏡群與其具有一相當小的阿貝常數之負透鏡群,且正透鏡 群之阿貝常數vdP與負透鏡群之阿貝常數vdN係滿足下式: vdP>55 vdN <3 5 〇 203·如申請專利範圍第194項之光學拾取裝置,其中, 下式被滿足: |AfB〇Bj + cA*NAl2|<0.15 (μπι) 其中,ΔίΒοΒ^ο^代表其組合該物鏡與色像差修正裝置 之總光學系統的近軸焦點位置變化量,當第一光源之波長 係改變+ 1 n m。 2 04.如申請專利範圍第169項之光學拾取裝置,其中, 當進行再生及/或記錄資訊於第一、第二與第三光學資訊記 錄媒體所必要之指定影像側數値孔徑係分別爲NA 1、NA2 與NA3,下式係滿足: 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 NA1>NA2>NA3,且 該光學拾取裝置包含對於ΝΑΙ、NA2與NA3之孔徑限 制/切換裝置。 205·如申請專利範圍第204項之光學拾取裝置,其中, 該孔徑限制/切換裝置包含至少一個光學表面,其係形成具 有包括複數個同軸的環形區之繞射結構,且其中當再生及/ 或記錄資訊係進行於第二光學資訊記錄媒體,孔徑限制/切 本紙張尺度適用中國國家揉準(CNS ) A4規格(210X297公釐)-64 - 1239520 六、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 換裝置係使得具有波長λ2且通過其對應於自該物鏡之影像 側數値孔徑ΝΑ2至影像側數値孔徑ΝΑ1的一部位之該孔徑 限制/切換裝置的區域之光通量成爲一閃光成分,且/或 其中,當再生及/或記錄資訊係進行於第三光學資訊記 錄媒體,該孔徑限制/切換裝置係使得具有波長λ3且通過其 對應於自該物鏡之影像側數値孔徑ΝΑ3至影像側數値孔徑 ΝΑ1的一部位之孔徑限制/切換裝置的區域之光通量成爲一 閃光成分。 206. 如申請專利範圍第205項之光學拾取裝置,其中, 於其組合該孔徑限制/切換裝置與物鏡之光學系統,於該影 像側數値孔徑ΝΑ1、具有第二厚度t2的第二保護基板、與 第二光源的波長λ2之組合時的波前像差係大於0.07 X2rms,且/或於該影像側數値孔徑ΝΑ1、具有第三厚度t3 的第三保護基板、與第三光源的波長λ3之組合時的波前像 差係大於0.07 X3rms。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 207. 如申請專利範圍第204項之光學拾取裝置,其中, 當再生及/或記錄資訊係進行於第二光學資訊記錄媒體,該 孔徑限制/切換裝置係傳送其具有波長λ2且成爲入射於對應 於物鏡之影像側數値孔徑ΝΑ2的一部位之孔徑限制/切換裝 置的區域之光通量,而截斷其具有波長λ2且成爲入射於對 應於物鏡之影像側數値孔徑ΝΑ2至影像側數値孔徑NA 1的 一部位之該孔徑限制/切換裝置的區域之光通量,且/或其中 當再生及/或記錄資訊係進行於第三光學資訊記錄媒體,該 孔徑限制/切換裝置係傳送其具有波長λ3且成爲入射於對應 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -65- 1239520 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 於物鏡之影像側數値孔徑NA3的一部位之孔徑限制/切換裝 置的區域之光通量,而截斷其具有波長λ3且成爲入射於對 應於物鏡之影像側數値孔徑ΝA3至影像側數値孔徑NA 1的 一部位之孔徑限制/切換裝置的區域之光通量。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 8.如申請專利範圍第207項之光學拾取裝置’其中’ 當再生及/或記錄資訊被進行於第二光學資訊記錄媒體’該 孔徑限制/切換裝置係傳送其具有波長λ2且成爲入射於對應 於物鏡之影像側數値孔徑ΝΑ2的一部位之孔徑限制/切換裝 置的區域之光通量的強度80%或更多,而吸收其具有波長 λ2且成爲入射於對應於物鏡之影像側數値孔徑ΝΑ2至影像 側數値孔徑N A 1的一部位之該孔徑限制/切換裝置的區域之 光通量的強度80%或更多,且/或其中當再生及/或記錄資訊 係進行於第三光學資訊記錄媒體,該孔徑限制/切換裝置係 傳送其具有波長λ3且成爲入射於對應於物鏡之影像側數値 孔徑ΝΑ3的一部位之孔徑限制/切換裝置的區域之光通量的 強度80%或更多,而吸收其具有波長λ3且成爲入射於對應 於物鏡之影像側數値孔徑ΝΑ3至影像側數値孔徑ΝΑ1的一 部位之孔徑限制/切換裝置的一區域之一光通量的強度80% 或更多。 209.如申請專利範圍第205項之光學拾取裝置,其中, 該孔徑限制/切換裝置被形成於該物鏡之至少一個光學表面 上。 2 10•如申請專利範圍第204項之光學拾取裝置,其中, 該孔徑限制/切換裝置包含:一液晶層,插入於其爲位於彼此 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) Α8 Β8 C8 D8 —1239520- / If 叙--广 ϋ ,·, 利範圍 對立的透明電極之間;及一 1/4波長之板’且 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 其中,該等透明電極之至少一者被分割爲其對應於自 物鏡之影像側數値孔徑NA2至影像側數値孔徑ΝΑ 1的一部 位之區域、與其對應於物鏡之影像側數値孔徑ΝΑ2的一部 位之區域,且藉由施加一電壓於透明電極以改變液晶分子 的方位狀態爲一環形區的形式,通過對應於自物鏡之影像 側數値孔徑ΝΑ2至影像側數値孔徑NA 1的一部位之透明電 極的區域之光通量的極化表面、與通過對應於物鏡之影像 側數値孔徑NA2的一部位之透明電極的區域之光通量的極 化表面係彼此獨立旋轉,且/或 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其中,該等透明電極之至少一者被分割爲其對應於自 物鏡之影像側數値孔徑NA3至影像側數値孔徑NA 1的一部 位之區域、與其對應於物鏡之影像側數値孔徑NA3的一部 位之區域,且藉由施加一電壓於透明電極以改變液晶分子 的方位狀態爲一環形區的形式,通過對應於自物鏡之影像 側數値孔徑NA3至影像側數値孔徑NA 1的一部位之透明電 極的區域之光通量的極化表面、與通過對應於物鏡之影像 側數値孔徑NA3的一部位之透明電極的區域之光通量的極 化表面係彼此獨立旋轉。 2 1 1.如申請專利範圍第204項之光學拾取裝置,其中, 該孔徑限制/切換裝置包含對應於物鏡的影像側數値孔徑 NA1與NA2各者之光圈,且當再生及/或記錄資訊係進行於 第一或第二光學資訊記錄媒體,個別的光圈係機械式變 換,且/或孔徑限制/切換裝置包含對應於物鏡的影像側數値 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 1239520 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 孔徑NA1與NA3各者之光圈,且當再生及/或記錄資訊係 進行於第一或第三光學資訊記錄媒體,個別的光圈係機械 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 式變換。 2 12.如申請專利範圍第204項之光學拾取裝置,其中, 該孔徑限制/切換裝置係位於一共同光路徑中,於其通過第 一、第二與第三光源的各個光通量。 2 13·如申請專利範圍第212項之光學拾取裝置,其中, 該孔徑限制/切換裝置係進行追蹤隨著該物鏡而如同爲單一 個單元。 214.如申請專利範圍第169項之光學拾取裝置,其中, 該物鏡之球面像差被修正以最小化於影像側數値孔徑 NA1、具有第一厚度tl的第一保護基板與第一光源的波長 λ 1之組合,且 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其中,當再生及/或記錄資訊係進行於第二光學資訊記 錄媒體’歸因於第一與第二保護基板之間的厚度差異而變 化之球面像差係藉由該基板厚度差異修正裝置來予以修 正’且當再生及/或記錄資訊係進行於第三光學資訊記錄媒 體’歸因於第一與第三保護基板之間的厚度差異而變化之 球面像差係藉由基板厚度差異修正裝置來予以修正。 2 15·如申請專利範圍第169項之光學拾取裝置,其中, 於第一、第二與第三光源之至少二個光源被做成於一個單 元中。 2 16·如申請專利範圍第169項之光學拾取裝置,其中, 於基板厚度差異修正裝置、基板厚度誤差修正裝置、色像 I紙張尺度適用中國國家揉率(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) * 60 * A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1239520 CA 六、申請專利範圍 差修正裝置與孔徑限制/切換裝置之至少二者被組裝於單一 個單元中。 2 1 7 . —種聲音或影像記錄裝置,包含:如申請專利範圍 第169項所述之光學拾取裝置。 218·—種聲音或影像再生裝置,包含:如申請專利範圍 第169項所述之光學拾取裝置。 219· —種聲音/影像記錄及聲音/影像再生裝置,包含: 如申請專利範圍第1 69項所述之光學拾取裝置。 220.—種光學拾取裝置,包含: 一第一光源,發出具有波長λΐ之第一光通量,以進行 對於第一光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄資訊; 一第二光源,發出具有波長λ2 (λ1<λ2)之第二光通 量,以進行對於第二光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄資 訊; 一第三光源,發出具有波長λ3 (λ2<λ3)之一第三光通 量,以進行對於第三光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄資 訊; 一繞射部分,產生對於入射光通量之一指定級的繞射 射線;及 一會聚光學系統,包括一物鏡,位在對立於第一、第 二、與第三光學資訊記錄媒體,藉以分別會聚來自第一、 第二與第三光源之各個光通量於第一、第二、與第三光學 資訊記錄媒體之個別的資訊記錄面上; 其中,假使當具有波長λΐ之光通量爲通過該繞射部分 本紙張尺度適用中國國家標率(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
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七、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 時而產生之第nl級的繞射射線係具有光線量爲大於其具有 波長λΐ的光通量之任何其他級的繞射射線之各者,當具有 波長λ2之光通量爲通過該繞射部分時而產生之第η2級的 繞射射線係具有光線量爲大於其具有波長λ2的光通量之任 何其他級的繞射射線之各者,且當具有波長λ3之光通量爲 通過該繞射部分時而產生之第η3級的繞射射線係具有光線 量爲大於其具有波長λ3的光通量之任何其他級的繞射射線 之各者,且 其中,下式被滿足: |η2| = ΙΝΤ(λ1 · |η 11/λ2) |η3| = ΙΝΤ(λ1 · |η1|/λ3) |nl |>|n2| ^ |n3| 其中,nl係除了 〇、+l與-1之外的整數,ΙΝΤ(λ1 · |η1|/λ2)之値係藉由取捨(λΐ · |η1|/λ2)之値而得到的整數, 且ΙΝΤ(λ1 · |η1|/λ3)之値係藉由取捨(λΐ · |η1|/λ3)之値而得 到的整數。 22 1.如申請專利範圍第220項之光學拾取裝置,其中, 下式被滿足: 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 | ΙΝΤ(λ1 · |η1|/λ2)-(λ1 · |η1|/λ2)|<0·4 丨 ΙΝΤ(λ1 · |η1|/λ3)- (λΐ · |η1|/λ3)|<0·4 。 222.如申請專利範圍第220項之光學拾取裝置,其中, 該會聚光學系統係會聚第nl級的繞射射線於第一光學資訊 記錄媒體之資訊記錄面上,作爲一光束,以進行對於第一 光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄資訊;會聚第n2級的繞 本&張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) I網 ;Ί Α8 Β8 C8 D8 i合二申巍魂圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 射射線於第二光學資訊記錄媒體之資訊記錄面上,作爲一 光束,以進行對於第二光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄 資訊;且會聚第π3級的繞射射線於第三光學資訊記錄媒體之 資訊記錄面上,作爲一光束,以進行對於第三光學資訊記 錄媒體之再生及/或記錄資訊。 223.如申請專利範圍第220項之光學拾取裝置,其中, 下式被滿足: Ι〇υτ(λ 1 )/ΙΙΝ(λ 1) >0.7 Ι〇υτ(λ2)/ΙΙΝ(λ2) >0.7 Ι〇υτ(λ3)/ΙΙΝ(λ3) >0·7 其中,ΙΙΝ(λ1)係具有波長λΐ且爲入射於繞射結構之入 射光通量的光線量, Ιουτ(λΐ)係在具有波長λΐ與光線量ΙΙΝ(λ1)的入射光通 量通過繞射結構後之出射光通量的光線量, ΙΙΝ(λ2)係具有波長λ2且爲入射於繞射結構之入射光通 量的光線量, 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Ι〇υτ(λ2)係在具有波長λ2與光線量Ι1Ν(λ2)的入射光通 量通過繞射結構後之出射光通量的光線量, ΙΙΝ(λ3)係具有波長λ3且爲入射於繞射結構之入射光通 量的光線量, Ι〇υτ(λ3)係在具有波長λ3與光線量1^(13)的入射光通 量通過繞射結構後之出射光通量的光線量。 224·如申請專利範圍第220項之光學拾取裝置,其中, 該第一光學資訊記錄媒體包括一具有指定厚度tl的第一保 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) A8 B8 C8 D8 1239520 .勝雜 六、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 護基板,在資訊記錄面之光通量入射側;第二光學資訊記錄 媒體包括一具有指定厚度t2 (tl ^ t2)的第二保護基板,在 資訊記錄面之光通量入射側;且,第三光學資訊記錄媒體包 括一具有指定厚度t3 (t2 $ t3)的第三保護基板,在資訊記 錄面之光通量入射側;且 其中,該會聚光學系統係會聚當具有波長λΐ之光通量 爲通過該繞射部分時所產生之第nl級的繞射射線,以小於 0.07 Xlrsm之條件而透過第一保護基板至第一資訊記錄媒 體之資訊記錄面; 該會聚光學系統係會聚當具有波長λ2之光通量爲通過 該繞射部分時所產生之第η2級的繞射射線,以小於〇.〇7 λ2Βπι之條件而透過第二保護基板至第二資訊記錄媒體之資 訊記錄面;且 該會聚光學系統係會聚當具有波長λ3之光通量爲通過 該繞射部分時所產生之第η3級的繞射射線,以小於007 λ3Γ3ΐη之條件而透過第三保護基板至第三資訊記錄媒體之資 訊記錄面。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 225. 如申請專利範圍第220項之光學拾取裝置,其中, 該繞射部分係位在該物鏡之光通量入射側。 226. 如申請專利範圍第220項之光學拾取裝置,其中, 該繞射部分被形成於該物鏡之光學表面上。 227•—種聲音或影像記錄裝置,包含:如申請專利範圍 第220項所述之光學拾取裝置。 228·—種聲音或影像再生裝置,包含:如申請專利範圍 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) A8 B8 C8 D8 I2395i° 六、申請專利範圍 第220項所述之光學拾取裝置。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 229.—種聲音/影像記錄及聲音/影像再生裝置’包含: 如申請專利範圍第220項所述之光學拾取裝置。 2 3 0.—種用於光學拾取裝置之光學元件’該光學拾取裝 置係藉由自第一光源所發出之具有波長λΐ的第一光通量來 進行對於第一光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄資訊;藉由 自第二光源所發出之具有波長λ2 (λ1<λ2)的第二光通量來 進行對於第二光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄資訊;藉由 自第三光源所發出之具有波長λ3 (λ2<λ3)的第三光通量來 進行對於第三光學資訊記錄媒體之再生及/或記錄資訊;該種 光學元件包含: 一繞射部分,產生對於入射光通量之指定級的繞射射 線; 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其中,假使當具有波長λΐ之光通量爲通過該繞射部分 時而產生之第nl級的繞射射線係具有光線量爲大於其具有 波長λΐ的光通量之任何其他級的繞射射線之各者,當具有 波長λ2之光通量爲通過該繞射部分時而產生之第η2級的 繞射射線係具有光線量爲大於其具有波長λ2的光通量之任 何其他級的繞射射線之各者’且當具有波長λ3之光通量爲 通過該繞射部分時而產生之第π3級的繞射射線係具有光線 量爲大於其具有波長λ3的光通量之任何其他級的繞射射線 之各者,且 其中,下式被滿足: |η2| = ΙΝΤ(λ1 · |nl |/λ2) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 1239520 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 |η3| = ΙΝΤ(λ1 · |η1|/λ3) |η1|>|η2|^ |η3| (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 其中,ηΐ係除了 0、+1與-1之外的整數,ΙΝΤ(λ1 · Ιη1|/λ2)之値係藉由取捨(λΐ · |η1|/λ2)之値而得到的整數, 且ΙΝΤ(λ1 · |η1|/λ3)之値係藉由取捨(λΐ · |η1|/λ3)之値而得 到的整數。 23 1·如申請專利範圍第230項之光學元件,其中,下式 被滿足: | ΙΝΤ(λ1 · |η1|/λ2)- (λΐ · |nl |/λ2)|<0.4 I ΙΝΤ(λ1 . |η1|/λ3)- (λΐ · |η1|/λ3)|<0·4 。 232·如申請專利範個第230項之光學元件,其中,下式 被滿足: Ι〇υτ(λ 1 )/ΙιΝ(λ 1) >0.7 Ι〇υτ(λ2)/ΙιΝ(λ2) >0.7 Ι〇υτ(λ3)/ΙΐΝ(λ3) >0·7 其中,ΙΙΝ(λ1)係具有波長λΐ且爲入射於繞射結構之入 射光通量的光線量, 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Ιουτ(λΐ)係在具有波長λΐ與光線量Ι1Ν(λ1)的入射光通 量通過繞射結構後之出射光通量的光線量, ΙΙΝ(λ2)係具有波長λ2且爲入射於繞射結構之入射光通 量的光線量, Ι〇υτ(λ2)係在具有波長λ2與光線量Ι1Ν(λ2)的入射光通 量通過繞射結構後之出射光通量的光線量, Ι1Ν(λ3)係具有波長λ3且爲入射於繞射結構之入射光通 本紙張尺度逋用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) · 1^39520 A8 B8 C8 D8 . /l· - "W| 六;亨請專木範圍 量的光線量, Ι〇υτ(λ3)係在具有波長λ3與光線量ΙΙΝ(λ3)的入射光通 量通過繞射結構後之出射光通量的光線量。 (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 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐)
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