TWI269931B - Recording reproducing optical system, objective lens, and aberration correcting optical element - Google Patents

Description

1269931 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種記錄再生的光學 統，在一光學資訊記錄媒質上執行資訊的 生；物鏡；像差校正光學元件；光學攝像 生裝置。 【先前技術】 近來，對使用大約 400nm波長之藍 光源與被增大至大約〇 · 8 5的數値孔徑之 盤系統之調查與發展已有進步。在一範例 使用40 Onm波長的光盤（於後，在本說 高密度DVD，具有相同於DVD的尺寸 650nm波長，貯存容量4.7GB)，可記錄 訊。 適合供高密度DVD系統用之高NA 示於日本 Tokkaihei號碼 1 0 — 1 234 1 0中 中的二透鏡之物鏡。在此一物鏡中，經由 射線之光學表面的折射力成爲四表面，減 造誤差靈敏性，但是，由於增加了每一透 處理數量，亦產生增加了製造成本的問題 觀點，在該種高密度DVD系統中，相同ΐ 統，物鏡需要由在一群組成物中的一透鏡 爲使更減少成本，供高密度DVD系統用 系統，經由該系 至少一記錄與再 裝置；及記錄再 紫半導體激光器 物鏡的高密度光 中，NA 0.85 且 明中係被稱之爲 (NA 0.6，使用 20-30CB 之資 物鏡，已知有揭 的在二群組成物 分隔對局N A光 少每一透鏡之製 鏡的必須的組合 。由製造成本之 泛DVD與CD系 所建構。然後， 之物鏡更需要爲 (2) 1269931 一塑料透鏡。 適合供高密度DVD系統用之塑料物鏡，本發明的發 明人之一與其他發明人一起建議日本Tokkai號碼200 1 — 3 246 73所說明之物鏡。但是，在大約0.8 5NA之塑料透鏡 中，當環境溫度改變時，由於塑料之折射指數改變係爲大 的，產生波前像差之改變，在實際應用中會產生問題。在 圖1的範例中，顯示NA係0.85、焦距係2.2mm，且設計 參考波長係405nm之在一群組成物中的一透鏡之塑料透 鏡，相對於溫度改變時之波前像差改變的狀況。由圖1， 在NA爲0.85之塑料透鏡中，因爲在±15 t的溫度改變 時，波前像差超過M a r e c h a Γ s準則，在這種狀態中，其不 可被使用爲光盤播放器之物鏡。 依此，在高NA塑料物鏡被使用於光盤播放器的情 況中，其必須經由任何機構來校正波前像差。本發明的發 明者之一建議在日本Tokkai號碼2002 — 08228中所說明 的光學攝像裝置，做爲用以校正由於高NA塑料物鏡之 溫度改變所產生的波前像差改變之光學攝像裝置。 但是，在此一光學攝像裝置中，因爲供校正波前像差 之改變的光學攝像裝置，必須在由於溫度改變造成之波前 像差改變被光學探測器動態地探測到時操作，經由用以動 態地探測由於溫度改變造成之波前像差改變的機構之數量 ，以及必須用以相對應於探測結果來操作像差校正機構的 機構，增加了光學攝像裝置之製造成本。 (3) 1269931 【發明內容】 由前述條件之觀點，本發明之目的係在使用高ΝΑ且 爲在一群組成物中的一透鏡之塑料物鏡的光盤之記錄再生 光學系統中’達到提供可補償由於物鏡之溫度改變造成的 波前像差之記錄再生光學系統。特別的，本發明之目的係 提供記錄再生光學系統，其中，不需要動態地探測由於物 鏡之溫度改變造成的波前像差，且其可以低成本製造。 進一步的，本發明之目的係提供一光盤的光學攝像裝 置，此一記錄再生光學系統被裝配於該裝置上，及一光盤 的記錄再生裝置，此一光學攝像裝置被裝配於該裝置上。 進一步的，本發明之目的係亦提供一物鏡及一像差校 正光學元件，其適合供記錄再生光學系統之用，可補償高 Ν Α且爲在一群組成物中的一透鏡之塑料透鏡由於溫度改 變造成之波前像差改變。 爲使達到前述目的，依據本發明之第一記錄再生光學 系統的特徵在於：一種記錄再生光學系統，用以執行供一 光學資訊記錄媒質用的記錄及/或再生資訊，包含一光源 •，一物鏡，用以會聚自光源發射之光通量至光學資訊記錄 媒質的資訊記錄表面上；及一像差校正光學元件，被提供 在光源與物鏡之間的一光學路徑中；物鏡係一以在一群組 成物中的一透鏡之塑料透鏡，具有至少一表面爲非球面表 面，及至少一衍射表面，由多數之同心環型層狀梯級差建 構的衍射結構被形成在該衍射表面上，其中像差校正光學 系統具有至少一塑料透鏡，由多數之同心環型層狀梯級差 -8 - (4) 1269931 建構的衍射結構被形成於其之至少一表面上，且滿足下列 方程式（1) ， （2)與（3)。 PD1>0 ( 1 ) PD2<0 ( 2 ) PR2>0 ( 3 ) 其中，PD 1 :當被添加至波前且光線可由此透射通過 被形成在物鏡的第i - th表面上之衍射結構的光程差①bi (mm)，係被 Φ bi = ni · ( b2i · hi2 + b4i · hi4 + b6i · hi6 + ··· )(A )所界定的光程差函數表達爲一自光學軸線的高@ hi ( mm )之函數時（於此，ni係被形成在第i 一 th表面上 之衍射結構所產生的衍射射線之中，具有最大衍射效率白勺 衍射射線之衍射級；且b2i，b4i，b6i，.........均個別爲第 二級、第四級、第六級.........的光程差函數係數（其亦被 稱之爲衍射表面係數）），PD1係PD1= Σ ( — 2 · b2i · ni )之公式所界定的做爲一衍射透鏡之衍射率（mm ^ 1 )。 PD2 :被添加至波前且光線可由此透射通過被形成在像差 校正光學元件的塑料透鏡之第j - th表面上的衍射結構之 光程差 Φ bi ( mm )，係被 Φ bi = nj · ( b2j · hj2 + b4j · hj 4 + b6j · hj 6+ ... ) (B)所界定的光程差函數表達爲一自 光學軸線的高度hj ( mm )之函數時（於此，nj係被形成 在第j - th表面上之衍射結構所產生的衍射射線之中，具 有最大衍射效率的衍射射線之衍射級；且b2j、b4j、b6j .........均個別爲第二級、第四級、第六級.........的光程差函 數係數（其亦被稱之爲衍射表面係數）），PD2係被 1269931 (5) PD2= Σ ( - 2 · b2j · nj )之公 之衍射率（mm— M ，及PR2 之塑料透鏡的折射透鏡之折射 已知的，在塑料透鏡中， 度上昇而使指數成爲較小的方 中之一透鏡建構時，由於溫度 校正方向。依據本發明之第一 消由於溫度改變之球面像差改 件，該元件具有正折射率之塑 之間的光學路徑中且滿足方程 組成物塑料透鏡中的一透鏡。 因爲塑料透鏡的折射力由 被包含在像差校正光學元件中 )時，自像差校正光學元件發 的傾斜角，改變至物鏡的橫向 的橫向放大被減少時，因爲產 中，由於可抵消折射指數之改 至過度校正方向。 但是，如示於圖1，在高 像差由於溫度改變之改變數量 於溫度改變造成的球面像差改 。依此，由多數之同心環型層 形成在像差校正光學元件之塑 其之衍射率係滿足方程（2 ) 式所界定的做爲一衍射透鏡 :PR2係像差校正光學元件 率（mm- 1 )。 因爲折射指數改變至由於溫 向中，當塑料透鏡以在一群 上昇，球面像差改變至過度 記錄再生光學系統，爲使抵 變，設有一像差校正光學元 料透鏡，位於光源及一物鏡 [式（3 )，該物鏡係在一群 於溫度改變而成爲較小，當 1的塑料透鏡滿足方程式（3 射之光適量的上部邊緣光線 放大被減少的方向。當物鏡 生球面像差在過度校正方向 變，物鏡之球面像差被改變 NA塑料透鏡中，因爲球面 爲大的，有可能不能抵消由 變，而維持該球面像差改變 狀梯級差形成之衍射結構被 料透鏡的至少一表面上，且 。因而，可任意選擇自像差 - 10- 1269931 (6) 校正光學元件發射之光通量的上部邊緣光線的傾斜角。其 結果，即使當使用由於溫度改變造成球面像差之改變數量 爲大的高NA塑料透鏡時，在像差校正光學元件之塑料 透鏡之全體能率被維持於恆定時，當衍射率對全體能率之 比例的絕對値被設定爲大的時，因爲可維持所需折射率， 物鏡由於溫度改變造成之球面像差改變可被微細地抵消。 於此，當像差校正光學元件具有多數之塑料透鏡時， 在方程式（3 )中之PR2係被包含在像差校正光學元件中 的所有塑料透鏡之折射率的總和，且像差校正光學元件係 被以該種方式建構，使得被包含在像差校正光學元件的塑 料透鏡中之至少一塑料透鏡具有至少一衍射表面。於此情 況，在方程式（2)中的PD2係被形成於包含在像差校正 光學元件中的塑料透鏡上之所有衍射表面的衍射率總和。 於此’當使用諸如藍紫半導體激光器的光源時，被產 生在光學系統中的縱向色像差是一個問題。雖然一般認爲 自半導體激光器發射之激光係單一波長（單一模式）且不 會產生縱向色像差，但在實際應用中，在溫度改變或輸出 改變時，發生模跳躍的情況，其中，中央波長以數nms立 即地跳躍。雖然模跳躍之波長改變係非常小的數nms，當 使用波長大約爲400nm及更短的藍紫半導體激光器時， 即使_其係經由模跳躍產生之非常小的波長改變時，在物 鏡中產生的縱向色像差係一大的量。即爲，在4〇〇ηιη之 波長範圍中，造成非常大的光學材料之色散。依此，當使 用監紫半導體激光器爲光源時，必須校正光學系統之縱向 -11 - 1269931 (7) 色像差。 但是，因爲像差校正光學元件之塑料透鏡的折射率滿 足方程式（2)，在像差校正光學元件中產生之縱向色像 差係大於像差校正光學元件的塑料透鏡不是衍射透鏡的情 況。依此，在使用諸如藍紫半導體激光器的短波長光源情 況中，當發生模跳躍時，不能維持微細光會聚功能。 依此，由多數之同心環型層狀梯級差所形成之衍射結 構係被形成在物鏡的至少一表面上，且其被製成使得其之 衍射率滿足方程式（1 )。因而，因爲可抵消被像差校正 光學元件之塑料透鏡的衍射結構所增加之縱向色像差，透 鏡像差校正光學元件與物鏡且會聚在光學資訊記錄媒質之 資訊記錄表面上的光通量，係在縱向色像差經常維持在被 抑制於小的之條件中。 進一步的，當物鏡之衍射率滿足方程式（1 )時，因 爲做爲物鏡之折射透鏡的折射率，比衍射結構未形成在物 鏡上的情況中，被以衍射率之量減少，於溫度改變時，物 鏡之被折射指數改變所造成之球面像差的改變量被減少。 依此，因爲像差校正光學元件之塑料透鏡之折射率係足夠 小，可易於製造像差校正光學元件之塑料透鏡。 即爲，依據本發明之第一記錄再生光學系統，透射像 差校正光學元件及物鏡且會聚在光學資訊記錄媒質的資訊 記錄表面上之光通量’即使當溫度改變時’在球面像差被 抑制爲小的之條件中’且即使當半導體激光器光源導致模 跳躍時，因爲其係在縱向色像差被抑制爲小的之條件中， -12- 1269931 (8) 可經常地維持良好光會聚功能。特別的，因爲其不需如日 本Tokkai號碼2002 — 0 822 8 0中所述的光學攝像裝置，動 態地探測由於溫度改變造成之物鏡的波前像差改變，裝配 本發明之第一記錄再生光學系統的光學攝像裝置可被以低 成本製造。 在第一記錄再生光學系統中，較佳的，光源產生具有 不大於5 00nm之波長的射線，且物鏡在光學資訊記錄媒 質側的數値孔徑係不小於〇. 7 5，且更佳的，在光學資訊記 錄媒値側的數値孔徑係不小於0.8 0。 進一步的，在第一記錄再生光學系統中，較佳的，物 鏡具有滿足下列方程式之波長特徵。 f2<f0<fl ( 4 ) 其中，f〇 :在光源產生之射線波長中的整體物鏡系統 之焦距（mm ) ，Π :在以一預定波長並短於光源產生之 射線波長的波長中之整體物鏡系統的焦距（mm ) ，f2 : 在以一預定波長差長於光源產生之射線波長的波長中之整 體物鏡系統的焦距（mm)。 前述方程式（4 )代表當入射在物鏡上之射線波長係 被衍射結構之動作而以預定波長差減少時，其改變至物鏡 的後焦點係被增加的方向，且當入射在物鏡上之射線波長 係以預定波長差增加時，其改變至物鏡的後焦點被減少的 方向。因而，物鏡被溫度改變導致之球面像差改變，可經 由像差校正光學元件之動作微細地抵消，且透射像差校正 光學元件及物鏡且會聚在光學資訊記錄媒質對資訊記錄表 -13- 1269931 (9) 面上的光通量之縱向色像差，可被抑制爲小的。 在記錄再生光學系統中，資訊之記錄及/或資訊之再 生係在光學資訊記錄媒質上執行，包含至少二類不同波長 之光源，由此，來自光源發射之至少二不同波長的光通量 ，全聚在至少二類光學資訊記錄媒質的資訊記錄表面上， 該媒質之保護資訊記錄表面的保護層厚度不同，依據本發 明之第二記錄再生光學系統之特徵在於：記錄再生光學系 統具有被置於物鏡及產生至少二不同波長之光通量的最短 波長的光源之間的光學路徑中之像差校正光學元件；物鏡 係在一群組成物中之一透鏡的一塑料透鏡，具有至少一衍 射表面，至少一表面係非球面表面，且多數之同心環型層 狀梯級差被形成於其上；至少二不同波長之光通量的衍射 光線具有波長特徵，使得形成在個別光學資訊記錄媒質的 資訊記錄表面上形成良好波前，其在光學資訊記錄媒質側 具有預定數値孔徑，對執行在至少二類之光學資訊記錄媒 質上的資訊記錄及/或資訊再生係爲必須的；且像差校正 光學元件具有至少一塑料透鏡，在至少一表面上形成由多 數之同心環型層狀梯級差所形成之衍射表面，且滿足下式 之程式（5 ) 、（ 6 )與（7 )。 PD1>0 ( 5 ) PD2<0 ( 6 ) PR2>0 ( 7 ) 其中，PD1:當被添加至波前且光線可由此透射通過 被形成在物鏡的第i - th表面上之衍射結構的光程差Φ bi -14- 1269931 (10) (mm )，係被 Φ bi = ni · ( b2i · hi2 + b4i · hi4 + b6i · hi6+··· )所界定的光程函數差表達爲一自光學軸線的高度hi ( mm )之函數時（於此，ni係被形成在第i 一 th表面上之 衍射結構所產生的衍射射線之中，具有最大衍射效率的衍 射射線之衍射；且b2i，，b4i，b6i .........均個別爲第二級 、第四級、第六級.........的光程差函數係數（其亦被稱之 爲衍射表面係數），PD1係被PD1= Σ (- 2 · b2l · ni )， PD1係被PD1=E (-2· b2l· ni)之公式所界定的做爲一 衍射透鏡之衍射率（mm— 1 ) ，PD2 :當被添加至波前且光 線可由此透射通過被形成在像差校正光學元件的第j - th 表面上之衍射結構之光程差Φ bi ( mm)，係被Φ bl = nj ·( b2j · hj2 + b4j · hj4 + b6j · hj6+···)所界定的光程差函數表達 爲一自光學軸線的高度hj ( mm )之函數時（於此，nj係 被形成在第jth表面上之衍射結構所產生的衍射射線之中 ，具有最大衍射效率的衍射射線之衍射級；且b2j、b4j、 b6j .........均個別爲第二級、第四級、第六級.........的光程 差函數係數（其亦被稱之爲衍射表面係數））’ PD2係被 PD2= Σ (一 2 · b2j · nj )所界定之做爲衍射透鏡的衍射率 (mm — 1 )且PR2 :係像差校正光學元件之塑料透鏡的折 射透鏡之折射率（mm- 1 )。 即爲，第二記錄再生光學系統的特徵在於：在記錄再 生光學系統中，可由一物鏡在多類之具有不同厚度保護層 的光學資訊記錄媒質上執行資訊的記錄再生，當多數之波 長個別不同的射線會聚在保護層厚度不同的個別光學資訊 -15- 1269931 (11) 記錄媒質之資訊記錄表面上時’像差校正光學元件被安排 在物鏡與產生波長之最短波長的射線之光源之間。 當被形成在物鏡上之衍射結構具有光學特徵時，因爲 個別波長之射線可被會聚在個別資訊記錄表面上，可經由 一物鏡在多類之具有不同厚度保護層的光學資訊記錄媒質 上執行資訊的記錄再生’當被使用以執行資訊之記錄再生 的射線波長係被選擇性地選定時，對多類保護層厚度不同 的光學資訊記錄媒質，短波長之光通量的衍射光線可形成 保護層爲薄的光學資訊記錄媒質之良好波前，長光波之光 通量的衍射光線可形成保護層爲厚的光學資訊記錄媒質之 良好波前。 進一步的，當衍射結構被決定使得不長於500nm之 波長的射線，在不小於〇 . 7 5之數値孔徑的衍射極限內， 會聚至多類保護層厚度不同之光學資訊記錄媒質中具有最 薄保護層之光學資訊記錄媒質時，可經由單一物鏡適合地 記錄與再生高密度DVD、DVD及/或CD。 更佳的，不長於 500nm之波長的射線，在不小於 〇 · 8 0之數値孔徑的衍射極限內，會聚至多類保護層厚度不 同之光學資訊記錄媒質中具有最薄保護層之光學資訊記錄 媒質。 於此情況，較佳的，使用不低於第二級之高級衍射射 線爲在高密度DVD中之記錄再生用的光束，且在DVD及 /或CD中，使用較低級之衍射光線。因而，在個別波長範 圍中的光線，波長40 Onm的高密度DVD波長範圍，波長 -16- (12) 1269931 6 5 0nm的DVD波長範圍、及/或波長7 8 0nm的CD波長範 圍，可獲致高衍射效率。例如，在物鏡適合高密度DVD 與DVD的情況中，較佳的，在高密度dvd中使用第二級 衍射射線，在DVD中使用第一級衍射射線，或在高密度 DVD中使用第三級衍射射線，在DVD中使用第二級衍射 射線。進一步的，在適合高密度D V D、D V D與 C D的物 鏡之情況中，較佳的，在高密度D V D中使用第二級衍射 射線，在DVD中使用第一級衍射射線，在CD中使用第 一級衍射射線，或在高密度DVD中使用第六級衍射射線 ，在DVD中使用第四級衍射射線，在CD中使用第三級 衍射射線。 然後，此一物鏡係在一群組成物中之一透鏡的塑料透 鏡，且被形成在物鏡上之衍射結構具有滿足方程式（5 ) 之衍射率。 進一步的，像差校正光學元件具有至少一塑料透鏡， 且塑料透鏡的折射率滿足方程式（7 )。進一步的，衍射 結構被形成在此一塑料透鏡之至少一表面上，且其衍射率 滿足方程式（6 )。 即爲，在依據本發明之第二記錄再生光學系統中，經 由相同於第一記錄再生光學系統的效應’在高密度DVD 上執行資訊之記錄再生的情況中，波長係最短之光通量透 射像差校正光學元件及物鏡且會聚在光學資訊記錄媒質的 資訊記錄表面上’即使當溫度改變時’在球面像差被抑制 爲小的條件中，且即使當半導體被激光器光源導致模跳躍 -17- (13) 1269931 時，因爲其係在縱向色像差被抑制爲小的之條件中，高密 度DVD可經常地維持良好光會聚功能，且可在高密度 DVD上穩定地執行資訊的記錄再生。 在前述第二記錄再生光學系統中，較佳的，物鏡具有 滿足下列方程式（8 )之波長特徵。 f2<f0<fl ( 8 ) 其中，f〇:在至少二不同波長的光通量中之最短波長 的整體物鏡系統之焦距（mm ) ，Π :在至少二不同波長 的光通量中，以預定波長差短於最短波長之波長的整體物 鏡系統的焦距（mm ) ，f2 :在至少二不同波長的光通量 中，以預定波長差長於最短波長之波長的整體物鏡系統的 焦距（mm)。 前述方程式（8 )代表當入射在物鏡上之射線波長係 被衍射結構之動作而以預定波長差減少時，其改變至物鏡 的後焦點係被增加的方向，且當入射在物鏡上之射線波長 係以預定波長差增加時，其改變至物鏡的後焦點被減少的 方向。因而，在高密度DVD上記錄再生資訊之時，物鏡 被溫度改變導致之球面像差改變，可經由像差校正光學元 件之動作微細地抵消，且透射像差校正光學元件及物鏡且 會聚在光學資訊記錄媒質的資訊記錄表面上的光通量之縱 向色像差，可被抑制爲小的。 在前述第一與第二記錄再生光學系統中，爲使具有供 物鏡用之波長特徵以滿足方程式（4 )或（8 )，當衍射結 構被決定使得物鏡的衍射率滿足下列方程式（9 )時，其 -18- (14) 1269931 爲正確的。 0.05<PD1<PT1<0.7 ( 9 ) PT1 :係物鏡之整體系統的功率（1 ) 在不低於前述方程式（9 )之下限中，物鏡整體系統 的功率，因爲衍射率係不會太不足，當滿足方程式（2 ) 或（6 )的像差校正光學元件與物鏡被組合時之縱向色像 差，係未校正不足。進一步的，在不高於方程式（9)之 上限中，物鏡整體系統的功率，因爲衍射率係不太足夠， 當滿足方程式（2 )或（6 )的像差校正光學元件與物鏡被 組合時之縱向色像差，係未過度校正。 在依據本發明之記錄再生光學系統中，在光學資訊記 錄媒質側上的最大數値孔徑中，當在垂直於衍射表面的光 學軸線之方向中的環型層狀間距係Pf ( mm )，垂直於最 大數値孔徑的一半數値孔徑之衍射表面的光學軸線之方向 中的環型層狀間距係Ph ( mm )時，較佳的，在物鏡之衍 射表面中的至少一衍射表面滿足下列方程式（1 1 )。 0<| ( Ph/Pf) - 2|<10 (11) 前述方程式係一條件，使得當被入射在物鏡上的射線 波長改變時，球面像差之改變數量係一所需値。在依據本 發明之記錄再生光學系統的物鏡中，當入射在物鏡上之射 線波長被改變時，較佳的，其滿足任一下列所述。 首先’即使當入射在物鏡上之射線波長被改變時，物 鏡之球面像差幾乎不改變。因而，因爲可使用振動波長由 於製造錯誤而位錯的光源，光源不需要被選擇，且經由該 -19- (15) 1269931 一數量，記錄再生光學系統可以低成本製造。 第二，當入射在物鏡上之射線波長被增加時，物鏡之 球面像差被改變至校正不足方向。在半導體激光光源中， 射線之振動模式由於溫度上昇而被改變，且振動波長被改 變至長波長側。另一方面，在一群組成物中之一透鏡的塑 料透鏡中，因爲塑料透鏡之折射指數由於溫度上昇而減少 ，球面像差被改變至過度校正方向。即爲，經由衍射動作 ，在入射於物鏡上之射線波長被增加的情況中，當物鏡之 球面像差被製成在校正不足方向中改變時，球面像差於溫 度改變之時由於波長改變的改變，及由於折射指數改變產 生之球面像差改變，均可被抵消。依此，因爲物鏡單一本 體由於溫度改變造成之球面像差改變數量可被減少，可滿 足像差校正光學元件之衍射率及/或折射率係爲小的情況 。其結果，易於製造像差校正光學元件。 在依據本發明之記錄再生光學系統中，當在物鏡之光 學軸線上的透鏡厚度係d( mm)，焦距係f( mm)，較 佳的，其滿足下列方程式（1 2 )。 0.8<d/f<2.4 ( 12 ) 前述方程式（1 2 )係在一群組成物中之一透鏡的高 NA塑料透鏡中，獲致充份邊緣厚度、工作距離、及良好 影像高度特徵。 在不低於方程式（12)之下限的區域中，因爲邊緣厚 度不太小，易於執行模製。進一步的，因爲光通量入射表 面之非球面表面之最大有效直徑位置處的預測角度（形成 -20- (16) 1269931 在光學軸線與非球面表面的法線之間的角度）係不太大， 可準確地執行金屬模製。在不小於方程式（1 2 )的上限區 域中，因爲當傾斜光通量入射在物鏡上時產生波前像差之 像散性分量係不大，獲致良好影像高度特徵之物鏡。進一 步的，因爲在光學軸線上之透鏡厚度係不太大，物鏡可具 有輕的重量，且進一步的，可充份地保持工作距離。於此 ，當物鏡係適合多類之保護層厚度不同的光學資訊記錄媒 質之物鏡時，在方程式（1 2 )中之”f”係最短波長之物鏡 整體系統的焦距。 在依據本發明之記錄再生光學系統中，較佳的，物鏡 單一本體之橫向放大Μ滿足方程式（1 0 )。更佳的，物 鏡單一本體之橫向放大Μ滿足方程式（1 3 )。 0<Μ<1 (10) 0<M<0.25 (13) 在物鏡中，當執行像差校正時，使得自想像物體點之 會聚光通量的像差係爲最小，球面像差由於溫度改變造成 之改變，可比像差校正被執行使得於極限處之物體點的平 行光通量係最小的像差之情況更爲減少。因而，因爲當物 鏡的球面像差改變被抵消時，像差校正光學元件的負擔被 減少，校差校正光學元件之衍射率及/或折射率爲小的便 已足夠。其結果，可易於製造像差校正光學元件。 於此，在物鏡係適合於多類保護層厚度不同的光學資 訊記錄媒質的物鏡之情況，在方程式（1 0 )中之Μ係當 在保護層厚度爲最薄之光學資訊記錄媒質上執行資訊的記 -21 - (17) 1269931 錄再生時，物鏡單一本體的橫向放大。於此情況，當在保 護層度爲最薄之光學資訊記錄媒質上執行資訊的記錄再生 時，物鏡單一本體的橫向放大，及當在保護層厚度爲厚的 之光學資訊記錄媒質上執行資訊的記憶再生時，物鏡單一 本體的橫向放大可以爲相同或不同的。 進一步的，當物鏡單一本體之橫向放大滿足方程式（ 1 0 )時，較佳的，依據本發明之記錄再生光學系統具有耦 合透鏡，將來自光源之發散光通量轉換成爲在光源與物鏡 之間的光學路徑中之會聚光通量。此一耦合透鏡可爲相同 於像差校正光學元件之光學元件，或個別地分開之光學元 件，但是，由記錄再生光學系統之減少組件數量與減少成 本的觀點言之，較佳爲相同光學元件。然後，較佳的，通 過耦合透鏡之會聚光通量被會聚在衍射極限內的一點上。 在依據本發明之記錄再生光學系統中，物鏡由於溫度 改變造成之球面像差改變的補償，及光學系統之縱向色像 差之補償，係一起發生，在垂直於物鏡之接合衍射環型層 狀區的光學軸線方向中的間距（於後稱之爲”環型層狀節 距”）係大約爲數// ms。當環型層狀節距爲小的時，因爲 經由衍射環型層狀形狀之製造誤差在下降衍射效率的影響 上係爲大的，有可能不能獲致充份的射線使用效率。進一 步的，當環型層狀節距係不高於大約波長的1 〇倍時，不 能忽視入射在衍射結構上之光線的偏振方向對衍射效率之 影響，且衍射效率的理論値成爲低於1 〇〇%的値。因而， 爲使減輕物鏡之環型層狀節距，較佳的，當環型層狀衍射 -22- (18) 1269931 結構係被形成在物鏡的二表面上時，且物鏡的 製成爲衍射表面，並將衍射率被分佈至二衍射 衍射表面的環型層狀結構被減輕。 進一步的，爲使減輕物鏡之環型層狀節距 衍射結構中產生的衍射光，允許比第二級高的 製成具有最大衍射光線數量，且使用此一較高 線爲供光學資訊記錄媒質之記錄再生用的射線 ’當第二級衍射射線被使用爲供記錄再生用之 ，與使用第一級衍射射線的情況比較，環形層 製成爲二倍。當物鏡之二表面均被製成爲衍射 一衍射表面之衍射結構可被決定使得高於第二 衍射射線具有最大衍射光，但是，較佳的，在 上，衍射表面可被決定使得較高級衍射射線具 射光線數量。 在本說明中，衍射結構係被決定使得高於 局級衍射射線具有最大衍射光數量的文句，係 方程式（1 = ιηλ/(ηλ — 1)之意義，該方程式 學軸線處的平行於衍射環型層狀區的光學軸線 級間的差量d ( m m )，整數m係多於2，射線 mm )係用以執行在光學資訊記錄媒質上的資 生（當記錄再生光學系統係適合於多類之保護 的光學資訊記錄媒質時，其係射線的波長執行 度最薄之光學資訊記錄媒質上的資訊之記錄再 鏡在波長λ處的折射指數N又。 二表面均被 表面，每一 ，在物鏡之 衍射射線被 級之衍射射 射束。例如 射線射束時 狀節距可被 表面時，任 級之較高級 二衍射表面 有最大之衍 第二級之較 相同於關係 係在鄰近光 方向中之梯 之波長λ ( 訊之記錄再 層厚度不同 在保護層厚 生），及物 -23- (19) 1269931 進一步的，形成在物鏡表面上之衍射結構具有鋸齒型 閃耀結構，且較佳的，經由使用電子射束塗漆技術所製造 ，或經由使用電子射束塗漆技術製造之鑄模所模製。 有關於製造具有小的形狀誤差之微細閃耀結構之技術 ，已知的，在形成閃耀結構之技術中，於控制照射數量下 ，將電子束照射在透鏡基板上的阻抗層之後，阻抗層之膜 厚被顯影處理改變，且形成閃耀結構，但是，當其係經由 使用電子射束未塗漆技術所製造，或經由使用電子射束塗 漆技術製造之鑄模所模製時，即使在物鏡之環型層狀節距 傾向於被減少的情況中，仍可以小的形狀誤差製造。 在本發明之記錄再生光學系統中，像差校正光學元件 可被轉換來自光源之發散光通量的耦合透鏡所建構。當物 鏡係適合於多類保護層厚度不同的光學資訊記錄媒質的物 鏡時，可被耦合透鏡建構之像差校正光學元件，轉換來自 產生最短波長之光線的光源之發散光通量。然後，耦合透 鏡具有至少一滿足方程式（3 )或（7 )之衍射率的塑料透 鏡，且此一塑料透鏡具有至少一衍射表面，衍射表面之衍 射率總和滿足方程式（2 )或（6 )。 耦合透鏡可以爲（1 ) 一透鏡，將來自光源之發散光 通量轉換成爲具有較小發散角度之發散光通量，（2) — 準直透鏡，將來自光源之發散光通量轉換成爲實際上的平 行光通量，及（3 ) —透鏡，將來自光源之發散光通量轉 換成爲會聚光通量。在（1 )的情況中，因爲耦合透鏡之 衍射率僅需爲小的，可輕易製造耦合透鏡。在（2 )的情 -24- (20) 1269931 況中’因物物鏡之物體點位置未被調焦改變，可獲致良好 調焦特徵，進一步的，在（3 )的情況中，與（1 )與（2 )的情況比較，因爲物鏡由於溫度改變造成之球面像差改 變爲小的，當物鏡由於溫度改變造成之球面像差改變被抵 消時，減少了耦合透鏡之負擔，因而，可易於製造耦合透 鏡。 進一步的，像差校正光學元件之耦合透鏡可由多數之 透鏡建構，但是，由減少記錄再生光學系統之組件數量及 製造成本的觀點言之，較佳的，塑料透鏡係一群組成物中 之一透鏡的塑料透鏡。然後，於此情況中，更佳的，在耦 合透鏡之光源側上的數値孔徑係不小於〇. 1 5且不大於 0.5 0，因而，因爲經由在溫度改變時的折射率改變，造成 來自耦合透鏡發射之光通量的邊緣射線傾斜角度之改變數 量，可被充份地保持，其有利於在溫度改變之時校正物鏡 的球面像差。 在依據本發明之記錄再生光學系統中，像差校正光學 元件可由二組正透鏡群與負透鏡群所建構。於此情況，記 錄再生光學系統具有用以轉換來自光源之發散光通量的耦 合透鏡，且像差校正光學元件被安排在此一耦合透鏡與物 鏡之間的光學路徑中。當物鏡係適合於多類保護層厚度不 同的光學資訊記錄媒質的物鏡時，像差校正光學元件係被 二群正透鏡與負透鏡所建構’且被安排在物鏡與用以轉換 來自產生最短波長射線的光源之發散光通量的親合透鏡之 間的光學路徑中。例如，由二群正透鏡與負透鏡所建構的 -25- (21) 1269931 射束擴張器，被準直透鏡與物鏡安排在平行光通量中，可 做爲具有該一模式之像差校正光學元件。於此情況，當準 直透鏡係玻璃透鏡時，因爲在準直透鏡與像差校正光學元 件之間的光通量可被經常保持在平行光通量，因爲易於安 排射束成型稜鏡，故爲較佳的。然後，像差校正光學元件 具有至少一具有滿足方程式（3 )或（7 )之衍射率的塑料 透鏡，且此一塑料透鏡具有至少一衍射表面，衍射表面之 衍射率總和滿足方程式（2 )或（6 )。 進一步的，由二群正透鏡群與負透鏡群建構之像差校 正光學元件，可由多數之透鏡建構，由減少記錄再生光學 系統之組件數量的觀點言之，較佳的，像差校正光學元件 係在二群組成物中的二透鏡。此外，由減少成觀的觀點言 之，較佳的，塑料透鏡係二群組成物中之二透鏡。 在一方面，爲使像差校正光學元件之衍射結構的環型 層狀節距不會被製成太小，正透鏡群係塑料透鏡，其之由 多數同心環型層狀梯級差形成的衍射結構係被形成在至少 一表面上，且負透鏡群係玻璃透鏡，其之阿貝數係小於正 透鏡群之塑料透鏡，且當正透鏡群之焦距爲fP ( mm ) ’ 負透鏡群之焦距爲fN ( mm )時，較佳的，滿足下列方程 式（14 )。 1.2< | fP/fN | <2.4 ( 14 ) 如前所述，當正透鏡係由具有至少一衍射表面的塑料 透鏡所形成，且負透鏡係由玻璃透鏡所形成，並均被建構 使得滿足前述方程式（1 4 )時，像差校正光學元件之衍射 26- (22) 1269931 結構的環型層狀節距，可以自像差校正光學元件發射之光 通量的邊界射線束之傾斜角度可被充份地保持之改變數量 的數量減輕。此外，於此情況，更佳的，可選擇大於正透 鏡之塑料透鏡的阿貝數之硝石材料，做爲負透鏡的玻璃透 鏡，其有利於將光學系統之縱向色像差的產生抑制爲小的 〇 在依據本發明之記錄再生光學系統中，像差校正光學 元件可被在一群組成物中之一透鏡的塑料透鏡所建構，且 被安排在物鏡與用以轉換來自光源之發散光通量的耦合透 鏡之間的光學路徑中。當物鏡係適合於多類保護層厚度不 同的光學資訊記錄媒質的物鏡時，做爲像差校正光學元件 之在一群組成物中的一透鏡之塑料透鏡係被安排在物鏡與 轉換來自產生最短波長射線之光源的發散光通量的耦合透 鏡之間的光學路徑中。做爲像差校正光學元件之塑料透鏡 具有滿足方程式（3 )或（7 )之折射率，且具有至少一衍 射表面，衍射表面之衍射率總和滿足方程式（2 )或（6 ) 。因而，可獲致在一群組成物中的一透鏡之非常簡單結構 的像差校正光學元件。特別的，當像差校正光學元件之折 射率的絕對値係相同於衍射率的絕對値，且其之符號互相 相反時，因爲像差校正光學元件之整體系統的功率成爲零 ，該種像差校正光學元件可被輕易地安排在平行光通量中 ，且其爲較佳的。 進一步的，在依據本發明之記錄再生光學系統中，當 二或更多衍射表面被形成在像差校正光學元件之塑料透鏡 -27- (23) 1269931 上，且衍射率被分佈至多數的衍射表面時，因爲每一衍射 表面之環型層狀節距可被減輕，減少被衍射環型層狀形狀 的製造誤差對衍射效率下降的影響，且係爲較佳的。 進一步的，爲使減輕像差校正光學元件之塑料透鏡的 環型層狀節距，允許在像差校正光學元件之塑料透鏡的衍 射結構產生的衍射光線中，製成不小於第二級之高級衍射 光線，以使具有最大衍射光線數量，且此一高級衍射光線 係被製成入射在物鏡上。例如，當第二級衍射光線入射在 物鏡上時，與第一級衍射光線比較，環型層狀節距可被製 成爲二倍。 進一步的，在依據本發明之記錄再生光學系統中，較 佳的，具有滿足方程式（2 )或（6 )之衍射率的閃耀結構 之衍射結構，被形成在宏觀地凸面之表面上。與衍射結構 被形成在宏觀地平坦表面或凸面表面上的情況比較，閃耀 之頂角成爲大的，當該一閃耀結構係使用鑄模製造時，即 使當其爲微細閃耀結構，其可被微細地轉移。於此，在本 說明中，表面形狀爲”宏觀地凸面（凹面或平坦表面）”， 係相同於”每一環形層狀梯級差的頂部之包絡係凸面（凹 面或平坦表面之意義。 進一步的，在依據本發明之記錄再生光學系統中，當 被玻璃透鏡建構之色像差校正光學元件被安排在物鏡與光 源之間的光學路徑中時，校正記錄再生光學系統之縱向色 像差的功能’可被分佈至色像差校正光學元件及被形成在 物鏡上之衍射結構。因而，與色像差校正光學元件未被安 -28- (24) 1269931 排在記錄再生光學系統中的情況比較，因爲可減少物鏡之 衍射率，可減輕物鏡的環型層狀節距。其結果，物鏡之被 衍射環型層狀形狀的製造誤差造成的衍射效率下降爲小的 ，且光使用效率爲良好的。例如，由相對之阿貝數爲大的 塑料透鏡與相對之阿貝數爲小的負透鏡建構之平板式色像 差校正光學元件，或具有正衍射率之衍射結構的在一群組 成物中的一透鏡之衍射式色像差校正光學元件，均可被形 成爲該種色像差校正光學元件。記錄再生光學系統亦可被 建構使得這些像差校正光學元件均被包含在像差校正光學 元件中，或這些像差校正光學元件均不包含在像差校正光 學元件中。 依據本發明之光學資訊記錄媒質的光學攝像裝置之特 徵在於：其係一種光學資訊記錄媒質之光學攝像裝置，至 少設有：光源；會聚光學系統，用以將來自光源發射之光 通量會聚在一光學資訊記錄媒質的資訊記錄表面上；及光 探測器，用以接收自資訊記錄表面反射之光通量，且相對 於所接收光通量的數量而輸出一電信號，且光會聚光學系 統係供前述光學資訊記錄媒質用的記錄再生光學系統。 進一步的，依據本發明之記錄再生裝置係裝配有前述 光學攝像裝置，且可執行記錄聲音及/或影像，及/或再生 聲音及/或影像。 於此，在本說明中，像差校正光學元件係被安排在光 源與在一群組成物中的一透鏡之塑料透鏡之間的光學路徑 中之光學元件，且當溫度以預定溫度差自預定溫度改變時 -29- (25) 1269931 ，透射在一群組成物中之一透鏡的塑料透鏡之波前的波前 像差數量，可被一光學元件減少當溫度以預定溫度差自預 定溫度改變時，透射光學元件及在一群組成物中之一透鏡 的塑料透鏡之波前的波前像差數量。 進一步的，在本說明中，色像差校正光學元件係被安 排在光源與在一群組成物中的一透鏡之塑料物鏡之間的光 學路徑中之光學元件，與透射像差校正光學元件與在一群 組成物中之一透鏡的塑料透鏡之波前的波前像差比較，經 由此一光學元件，可減少透射此一光學元件，像差校正光 學元件與在一群組成物中之一透鏡的塑料物鏡，並以一預 定波長差而與預定波長不同的波長之射線的波前之縱向色 像差。 進一步的，在本說明中，”光學元件A係被包含在光 學元件B中”，係相同於光學元件A與光學元件B之個別 透射波前像差均大於Marechal’s準則之意義，但是，透射 光學元件 A與光學元件B之波前的波前像差，係在 Marechal’s準則內。然後，’’光學兀件 A係不包含在光學 元件B中”或”光學元件A與光學元件B係被分離之光學 元件”的意義，係相同於光學元件A與光學元件B之個別 透射波前像差的意義。 進一步的，在本說明中，形成衍射結構之衍射表面或 (光學）表面，代表光學元件的表面，例如，浮雕係被提 供在透鏡表面上或被製成具有動作之表面上，由此，入射 光通量被衍射，且當具有衍射被產生在相同光學表面上之 -30- (27) 1269931 1 1、混合折射衍射耦合透鏡1 3 (衍射整合型耦合透鏡） 、及混合折射衍射物鏡1 5 (衍射整合型物鏡）。 半導體激光器1 1係一 GaN系列藍紫激光器，其發射 大約400nm之波長的光通量。進一步的，除了前述GaN 系列藍紫激光器被使用爲發射大約400nm之波長的光通 量之光源以外，亦可使用應用次諧波的S H G藍紫激光器 〇 混合折射衍射耦合透鏡1 3係一準直透鏡，其將來自 半導體激光器11之發散光適量轉換成爲平行於光學軸線 之平行光通量，且其係一塑料透鏡。於此，做爲混合折射 衍射耦合透鏡1 3，亦可使用來自半導體激光器1 1之發散 光通量的發散角度係更爲減少之透鏡，及將來自半導體激 光器11之發散光通量轉換成爲會聚光通量的透鏡。 進一步的，在混合折射衍射耦合透鏡1 3的混合折射 衍射物鏡1 5側之表面上，提供幾乎同心圓之衍射圖樣。 混合折射衍射耦合透鏡1 3之衍射圖樣係被決定使得滿足 前述方程式（2 )。於此，幾乎同心圓之衍射圖樣亦可被 提供在混合折射衍射耦合透鏡1 3的半導體激光器1 1側之 表面上、或亦可被提供在半導體激光器1 1側之表面上及 混合折射衍射物鏡1 5側之表面上。進一步的，混合折射 衍射耦合透鏡1 3之衍射圖樣，對光學軸線係幾乎同心圓 ，但亦可使用其他衍射圖樣。 混合折射衍射物鏡1 5係將來自混合折射衍射耦合透 鏡1 3之光通量，通過光盤之保護層1 6a而會聚在資訊記 -32- 1269931 (28) 錄表面1 6b上的透鏡，該光盤係供在衍射極限內高密度記 錄之用，且在光盤1 6側上之數値孔徑被決定爲不小於 0.75。 混合折射衍射物鏡1 5係一非球面表面塑料透鏡’此 透鏡係由一群組成物所構成的透鏡，且在混合折射衍射物 鏡1 5之混合折射衍射耦合透鏡1 3側的表面上，提供幾乎 同心圓衍射圖樣。混合折射衍射1 5之衍射圖樣係被決定 使得滿足前述方程式（1 ) 、（ 4 ) 、（ 9 )及（1 1 )。進 一步的，在混合折射衍射物鏡1 5中，其之在光學軸線上 的透鏡厚度，係被決定使得滿足前述方程式（1 2 )。 於此’幾乎同心圓衍射圖樣亦可被提供在混合折射衍 射物鏡1 5之混合折射衍射耦合透鏡〗3側的表面上、或在 混合折射衍射耦合透鏡1 3側的表面上及光盤1 6側的表面 上。進一步的，混合折射衍射物鏡1 5之衍射圖樣係被描 繪爲對光學軸線的幾乎同心圓，但是，亦可提供不同於此 之衍射圖樣。 進一步的，混合折射衍射物鏡1 5具有凸緣部位5 0， 該部位5 0具有垂直地延伸至光學軸線之表面，且經由此 一凸緣部位5 0，混合折射衍射物鏡i 5可被準確地裝附至 光學攝像裝置1。 但半導體激光器1 1發射之發散光通量，在傳送經過 偏振射束分離器1 2之後被混合折射衍射親合透鏡1 3製成 爲平行光通量，通過一 1/4波長板14後成爲圓偏振光， 且在通過一未顯示之膜片後，被混合折射衍射物鏡1 5通 -33- (29) 1269931 過光盤16的保護層16a而會聚在資訊記錄表面16b上， 且成爲一光點。混合折射衍射物鏡1 5係被安排在其之周 邊中的激勵器2進行焦點控制與跟踪控制。 被資訊記錄表面1 6b上的資訊凹痕所調製之反射光通 量，再次通過混合折射衍射物鏡1 5、膜片、及1 /4波長板 1 4之後成爲直線偏振光，且被混合折射衍射耦合透鏡1 3 製成爲會聚光通量，被偏振射未分離器1 2所反射，經由 通過柱面透鏡1 7與凹透鏡1 8而給予像散性，並會聚至光 探測器1 9上。然後，經由使用光探測器1 9之輸出信號， 可讀取被記錄在光盤1 6上之資訊。 在本實施例中，因爲混合折射衍射物鏡1 5係塑料透 鏡’該塑料透鏡係一群組成物所構成的透鏡，當混合折射 衍射物鏡1 5的溫度被來自激勵器2之輻照或周圍環境溫 度上昇而上昇時，其改變至折射指數被減少之方向，且其 之球面像差改變至過度校正方向。在一方面，因爲混合折 射衍射耦合透鏡1 3係一塑料透鏡，且其之折射率滿足前 述方程式（3 )，當混合折射衍射耦合透鏡1 3的溫度被來 自激勵器2之輻照或周圍環境溫度上昇而上昇時，其改變 至折射指數被減少之方向，且自混合折射衍射耦合透鏡 1 3發射之光通量成爲會聚光通量。因爲此係相對應於混 合折射衍射物鏡1 5之橫向放大被減少，在混合折射衍射 物鏡1 5中，球面像差被改變至校正不足方向。因爲混合 折射衍射耦合透鏡1 3之折射率與衍射率均被決定，使得 可與混合折射衍射物鏡1 5之由於溫度改變的改變至過度 -34- (30) 1269931 校正方向之球面像差，及被橫向放大改變而改變至 足方向之球面像差一起抵消，自半導體激光器11 光通量，經由通過混合折射衍射耦合透鏡1 3與混 衍射物鏡1 5，即使當溫度改變時，可會聚在光盤i 訊記錄表面1 6b上，幾乎不會產生球面像差的改變 進一步的，當混合折射衍射物鏡1 5設有在光 上滿足前述方程式（1 )的幾乎爲同心圓衍射圖樣 半導體激光器U的振動波長中，產生縱向色像差 向色像差係混合混合折射衍射耦合透鏡1 3之衍射 產生的縱向色像差之相反符號，且其之絕對値幾乎 依此’經由通過混合折射衍射耦I合透鏡1 3與混合 射物鏡1 5，自半導體激光器1 1發射之光通量，可 縱向色像差地會聚在光盤1 6之資訊記錄表面1 6b上 (第二實施例） 圖3係大略地顯示第二光學攝像裝置之結構的 其中依據第二實施例之記錄再生光學系統被裝配於 上。本實施例之光學攝像裝置上裝配有記錄再生光 ，經由使用來自三類波長不同的光源之射線，可傳 的記錄再生至三類光盤上，該光盤之保護層厚度均： 保護層厚度均爲不同之三類光盤，係第一光盤 其爲高密度DVD，保護層最厚且記錄密度最大； 盤21，其係任一諸如保護層爲0.6mm之DVD的 DVD、DVD-ROM、DVD— RAM、DVD— R、DVD- 校正不 發射的 合折射 6的資 ο 學表面 時，在 ，該縱 圖樣所 相同。 折射衍 幾乎無 圖式， 該裝置 學系統 導資訊 F同。 "6， 第二光 每一類 -RW、 -35- (31) 1269931 及DVD + RW ;及第三光盤22，其係任一諸如保護層爲 1.2mm 之 CD 的每一類 CD、CD — R、CD — RW、CD -video 及 CD — ROM。 圖3之光學攝像裝置Γ設有三類半導體激光器，半導 體激光器1 1係第一光源，產生供第一光盤1 6的記錄再生 用之射線，半導體激光器3 1係第二光源，產生供第二光 盤2 1的記錄再生用之射線，半導體激光器3 2係第三光源 ，產生供第三光盤22的記錄再生用之射線，且這些半導 體激光器均相對應於記錄且再生資訊的光盤之保護層厚度 而選擇性地發射光線。 半導體激光器1 1係一 GaN系列藍紫激光器，其發射 大約 400nm之波長的光通量。進一步的，除了前述 GaN 系列藍紫激光器被使用爲發射大約400nm之波長的光通 量之光源以外，亦可使用應用次諧波的SHG藍紫激光器 。半導體激光器3 1係一紅色半導體激光器，其發射大約 6 5 Onm之波長的光通量，且半導體激光器32係一紅外線 半導體激光器，其發射大約7 8 0nm之波長的光通量。 進一步的，光學攝像裝置Γ具有做爲準直透鏡的混合 折射衍射耦合透鏡1 3，將來自半導體激光器1 1之發散光 通量轉換成爲平行於光學軸線之平行光通量，以及具有混 合折射衍射物鏡4 0。 混合折射衍射物鏡40係將自半導體激光器1 1所發射 且通過混合折射衍射耦合透鏡1 3之光通量，經由係爲高 密度DVD的第一光盤16之保護層16a，會聚至資訊記錄 -36- (32) 1269931 表面1 6b上，因此，其係在第一數値孔徑的衍射極限內， 進一步的，將自半導體激光器3 1發射之發射光通量，經 由係爲DVD的第二光盤21之保護層21a，會聚至資訊記 錄表面2 1 b上，因此，其係在第二數値孔徑的衍射極限內 ，且進一步的，將自半導體激光器32發射之發散光通量 ，經由係爲CD的第三光盤22之保護層22a，會聚至資訊 記錄表面22b上，因此，其係在第三數値孔徑的衍射極限 內，且，第一數値孔徑係被製成不低於0.75，第二數値孔 徑係被製成爲 0.60至0.65，第三數値孔徑係被製成爲 0.45 至 0·50。 混合折射衍射物鏡40係一非球面表面塑料透鏡，此 透鏡係由一群組成物所構成的透鏡，且在混合折射衍射物 鏡4 0之混合折射衍射鍋合透鏡1 3側的表面上，提供幾乎 同心圓衍射圖樣。混合折射衍射物鏡40之衍射圖樣係被 決定使得短波長光通量之衍射光線形成保護層係薄的光盤 之良好波前，且長波長光通量之衍射光線形成保護層係厚 的光盤之良好波前。 進一步的，混合折射衍射物鏡40之衍射圖樣係被決 定使得滿足前述方程式（5 ) 、（ 8 ) 、（ 9 )及（1 1 )。 進一步的，在混合折射衍射物鏡40中，其之在光學軸線 上的透鏡厚度，係被決定使得滿足前述方程式（1 2 )。 於此’幾乎同心圓衍射圖樣亦可被提供在混合折射衍 射物鏡4 0之混合折射衍射耦合透鏡！ 3側的表面上，或亦 可被提供在混合折射衍射耦合透鏡1 3側的表面上及光盤 -37- (33) 1269931 側的表面上。進一步的，混合折射衍射物鏡4 0之衍射圖 樣係被製成爲對光學軸線的幾乎同心圓，但是，亦可提供 不同於此之衍射圖樣。進一步的，混合折射衍射物鏡40 具有凸緣部位5 0，該部位5 0具有垂直地延伸至光學軸線 之表面，且經由此一凸緣部位5 0，混合折射衍射物鏡4 0 可被準確地裝附至光學攝像裝置丨’。 混合折射衍射耦合透鏡1 3係一準直透鏡，其將來自 半導體激光器1 1之發散光通量轉換成爲平行於光學軸 線之平行光通量，且其係一塑料透鏡。於此，做爲混合折 射衍射耦合透鏡1 3，亦可使用來自半導體激光器1 1之發 散光通量的發散角度係更爲減少之透鏡，及將來自半導體 激光器1 1之發散光通量轉換成爲會聚光通量的透鏡。 進一步的，在混合折射衍射耦合透鏡1 3的混合折射 衍射物鏡40側之表面上，提供幾乎同心圓之衍射圖樣。 然後，混合折射衍射耦合透鏡1 3之衍射圖樣係被決定使 得滿足前述方程式（6 )。於此，幾乎同心圓之衍射圖樣 亦可被提供在混合折射衍射耦合透鏡1 3的半導體激光器 1 1側之表面上，或在半導體激光器1 1側之表面及混合折 射衍射物鏡40側之表面上。混合折射衍射耦合透鏡1 3之 衍射圖樣，被製成對光學軸線係幾乎爲同心圓，但，亦可 提供不同於此之衍射圖樣。 自半導體激光器1 1發射之發散光通量，在傳送經過 偏振射束分離器1 2之後，被混合折射衍射耦合透鏡1 3製 成爲平行光通量，且在通過偏振射束分離器4 1、偏振射 -38- (34) 1269931 束分離器42及未顯示之膜片後，被混合折射衍射物鏡40 通過光盤16的保護層16a而會聚在資訊記錄表面16b上 ，且成爲一光點。混合折射衍射物鏡40係被安排在其之 周邊中的激勵器2進行焦點控制與跟踪控制。 被資訊記錄表面16b上的資訊凹痕所調製之反射光通 量，再次通過混合折射衍射物鏡4 0，膜片、偏振射束分 離器42及偏振射束分離器4 1之後，被混合折射衍射耦合 透鏡1 3製成爲會聚光通量，被偏振射束分離器1 2的反射 ，經由通過柱面透鏡1 7與凹透鏡1 8而給予像散性，並會 聚在光探測器1 9上。然後，經由使用光探測器1 9之輸出 信號，可讀取被記錄在第一光盤1 6上之資訊。 在本實施例中，因爲混合折射衍射物鏡40係塑料透 鏡，該塑料透鏡係一群組成物所構成的透鏡，當混合折射 衍射物鏡40的溫度被來自激勵器2之輻照或周圍環境溫 度上昇而上昇時，其改變至折射指數被減少之方向，且其 之球面像差改變至過度校正方向。在一方面，因爲混合折 射衍射耦合透鏡1 3係一塑料透鏡，且其之折射率滿足前 述方程式（7 )，當混合折射衍射耦合透鏡1 3的溫度被來 自激勵器2之輻照或周圍環境溫度上昇而上昇時，其改變 至折射指數被減少之方向，且自混合折射衍射耦合透鏡 1 3發射之光通量成爲會聚光通量。因爲此係相對應於混 合折射衍射物鏡40之橫向放大被減少，在混合折射衍射 物鏡40中，球面像差被改變至校正不足方向。因爲混合 折射衍射耦合透鏡1 3之折射率與衍射率均被決定，使得 -39- (35) 1269931 可與混合折射衍射物鏡4 0之由於溫度改變的改變至過度 校正方向之球面像差，及被橫向放大改變而改變至校正不 足方向之球面像差一起抵銷，自半導體激光器1 1發射的 光通量，經由通過混合折射衍射耦合透鏡1 3與混合折射 衍射物鏡4 0，即使當溫度改變時，可會聚在光盤1 6的資 訊記錄表面16b上，幾乎不會產生球面像差的改變。 進一步的，當混合折射衍射物鏡4 0設有在光學表面 上滿足前述方程式（5 )的幾乎爲同心圓衍射圖樣時，在 半導體激光器1 1的振動波長中，產生縱向色像差，該縱 向色像差係混合折射衍射耦合透鏡1 3之衍射圖樣所產生 的縱向色像差之相反符號，且其之絕對値幾乎相同。依此 ，經由通過混合折射衍射耦合透鏡1 3與混合折射衍射物 鏡40，自半導體激光器11發射之光通量，可幾乎無縱向 色像差地會聚在光盤16之資訊記錄表面16b上。 進一步的，自半導體激光器31發射之發散光通量， 在傳送經過偏振射束分離器1 2 ’之後，被偏振射束分離器 41反射，且在通過偏振射束分離器42與未顯示之膜片後 ，被混合折射衍射物鏡4 0通過第二光盤2 1的保護層2 1 a 而會聚在貝5只sB錄表面21b上’且成爲一光點。混合折射 衍射物鏡40係被安排在其之周邊中的激勵器2進行焦點 控制與跟踪控制。 被資訊記錄表面2 1 b上的資訊凹痕所調製之反射光通 量，再次通過混合折射衍射物鏡4 0、膜片、偏振射束分 離器4 2，且被偏振射束分離器4 1反射之後，被偏振射束 -40- (36) 1269931 分離器1 2 ’所反射，經由通過柱面透鏡1 7 ’與凹透鏡1 8，而 給予像散性，並會聚在光探測器1 9’上。然後，經由使用 光探測器1 9 ’之輸出信號，可讀取被記錄在第二光盤2 1上 之資訊。 進一步的’自半導體激光器32發射之發散光通量， 在傳送經過偏振射束分離器1 2 ”之後，被偏振射束分離器 42反射，且在通過未示於圖之膜片後，被混合折射衍射 物鏡40通過第三光盤22的保護層22a而會聚在資訊記錄 表面22b上，且成爲一光點。混合折射衍射物鏡40係被 安排在其之周邊中的激勵器2進行焦點控制與跟踪控制。 被資訊記錄表面22b上的資訊凹痕所調製之反射光通 量，再次通過混合折射衍射物鏡4 0與膜片之後，且被偏 振射束分離器42與偏振射束分離器12”反射之後，經由 通過柱面透鏡1 7 ”與凹透鏡1 8 ”而給予像散性，並會聚在 光探測器1 9 ”上。然後，經由使用去探測器1 9 ”之輸出信 號，可讀取被記錄在第三光盤22上之資訊。 於此，光學攝像裝置Γ設有未示於圖之1/4波長板於 半導體激光器1 1與混合折射衍射物鏡40之間，半導體激 光器3 1與混合折射衍射物鏡40之間、及半導體激光器 32與混合折射衍射物鏡40之間的個別光學路徑中。 示於圖3中之光學攝像裝置1 ’係例如可被裝配在諸如 爲一播放器或驅動器的設備之聲音及/或影像的記錄裝置 及/或再生裝置上，該裝置係適合光學資訊記錄媒質，諸 如每一類 CD，諸如 CD、CD— R、CD— RW、CD— video -41 - (37) 1269931 、CD— ROM，每一類 DVD，諸如 DVD、DVD— ROM、 D VD — RAM、D VD — R、D VD — RW、D VD + RW、及 MD， 或包含這些裝置之設備、個人電腦、及其他資訊終端配備 (第三實施例） 圖46係大略地顯示第三光學攝像裝置之結構的圖式 ，其中依據第三實施例之記錄再生光學系統被裝配於該裝 置上。本實施例之光學攝像裝置’係裝配有可被一物鏡適 合地傳導資訊的記錄再生之記錄再生光學系統的光學攝像 裝置，經由使用波長互相不同之來自三類光源的光線，可 傳導資訊的記錄再生至三類光盤上，該光盤具有互相不同 之記錄密度。 三類光盤包括第一光盤23，其爲高密度DVD，記錄 密度最大且保護層係0.6mm厚度，使用大約400nm之波 長的最短波長光通量以記錄再生資訊；第二光盤2 1，其 係任一保護層爲厚度之諸如DVD、DVD— ROM、 DVD — RAM、DVD — R、DVD — RW、及 DVD + RW 的每一 類DVDs ;及第三光盤22，其係任一保護層爲1.2mm厚度 之諸如 CD、CD — R、CD — RW、CD — video、CD — ROM 的每一類CDs。 光學攝^像裝置1 ’’係設有：供第一光盤用之模組80， 其係整合做爲第一光源之半導體激光器1 1及光電探測器 19，第一光源產生供記錄再生第一光盤23用的光通量； -42- (38) 1269931 供第二光盤用之模組90，其係整合做爲第二光源 體激光器3 1及光電探測器1 9’，第二光源產生供記 第二光盤21用的光通量；及供第三光盤用之模組 其係整合做爲第三光源之半導體激光器32及光電 19”，第三光源產生供記錄再生第三光盤22用的光 且這些半導體激光器均具有不同之波長，且均依據 再生資訊的光盤之記錄密度而選擇性地發射光通量 半導體激光器1 1係一 GaN系列藍紫激光器， 大約400nm之波長的光通量。進一步的，除了前^ 系列藍紫激光器被使用爲發射大約400nm之波長 量之光源以外，亦可使用應用次諧波的SHG藍紫 。半導體激光器3 1係一紅色半導體激光器，其發 65 Onm之波長的光通量，且半導體激光器32係一 半導體激光器，其發射大約7 8 0 n m之波長的光通量 進一步的，光學攝像裝置1”具有做爲準直透 合折射衍射耦合透鏡6 0，將來自半導體激光器1 1 體激光器3 1之發散光通量轉換成爲平行於光學軸 行光通量，且此一混合折射衍射耦合透鏡6 0係被 光學路徑中，來自半導體激光器11與31的光通量 此一路徑。 混合折射衍射物鏡7 0係將自半導體激光器1 1 且通過混合折射衍射親合透鏡6 0之光通量，經由 盤23之保護層23a，會聚在資訊記錄表面23b上 第一數値孔徑的衍射極限內，且將自半導體激光器 之半導 錄再生 100， 探測器 通量， 記錄且 〇 其發射 ft GaN 的光通 激光器 射大約 紅外線 〇 鏡的混 與半導 線之平 安排在 均通過 所發射 第一光 ，使在 31發 -43- (39) 1269931 射且通過混合折射衍射耦合透鏡60之光通量， DVD的第二光盤21之保護層21a，會聚至資訊 2 1 b上，使在第二數値孔徑的衍射極限內，及將 激光器32發射之光通量，經由係爲CD之第三为 保護層22a，會聚在資訊記錄表面22b上，使在 孔徑的衍射極限內，且，第一數値孔徑係幾乎爲 二數値孔徑係0.60至0.65，且第三數値孔徑係 0.50。 混合折射衍射物鏡70係非球面塑料透鏡， 折射衍射物鏡70之混合折射衍射耦合透鏡60側 ，提供幾乎同心環狀衍射圖樣。然後，混合折射 70之衍射圖樣係滿足公式（PD1>0，其中PD1 鏡之衍射率（mm — 1 ))，且因爲其具有波長特 ，當來自半導體激光器11之光通量係入射時， 衍射線中的具有最大衍射效率之衍射線的衍射紹 界定），當來自半導體激光器31與半導體激光器 通量均爲入射時，所產生之衍射線中的具有最大 之衍射線的衍射級（個別的n2與n3均被界定） 定爲較低級，且自半導體激光器1 1發射之光通 線形成在具有最高之記錄密度的第一光盤2 3之 表面23a上的良好波前，自半導體激光器31發 量的衍射線形成在第二光盤2 1之資訊記錄表面 良好波前，及自半導體激光器32發射之光通量 形成在第三光盤31之資訊記錄表面31a上的良 經由係爲 記錄表面 自半導體 :盤22之 第三數値 0.65 ，第 0.45 至 且在混合 的表面上 衍射物鏡 係衍射透 徵，由此 所產生之 ：(η 1 被 ^ 32之光 衍射效率 ，均被決 量的衍射 資訊記錄 射之光通 2 1 a上的 的衍射線 好波前， -44- (40) 1269931 在高衍射效率係被維持至個別半導體激光器之波長 ，可合適地進行記錄再生資訊於個別光盤上。精確 可選擇任一（nl，n2，n3 ) = ( 2，1，1 ) 、（ 4， 、（6， 4， 3) 、 （8， 5， 4) 、 10， 6， 5)爲 nl、 n3之組合。 於此，在光學攝像裝置裝配有記錄再生光學系 況中，可由一物鏡合適地進行在二類高密度DVD ! 之光盤上的資訊之記錄再生，當任一（η 1，n2 )= )、（3， 2) 、 （4， 2) 、 （5， 3) 、 （6， 4)、 )、（8，5 ) 、 （ 9，6 ) 、 （ 1 0，6 )被選擇時， η 1與η 2的一種組合，高衍射效率可被維持至來自 激光器1 1與半導體激光器3 1之個別波長範圍，且 光量損耗。 於此’幾乎同心環狀衍射圖樣亦可被提供在混 衍射物鏡7 〇之混合折射衍射耦合透鏡6 0側的表面 亦可被提供在混合折射衍射耦合透鏡6 0側的表面 盤側的表面上。進一步的，混合折射衍射物鏡7 0 圖樣係被界定爲對光學軸線的幾乎同心環，但是， 供不同於此之衍射圖樣。進一步的，混合折射衍 7 0具有凸緣部位5 0，該部位5 〇具有垂直地延伸至 線之表面，且經由此一凸緣部位5 〇，混合折射衍 70可被準確地裝附至光學攝像裝置丨”。 混合折射衍射耦合透鏡6 〇係一準直透鏡，其 半導體激光器1 1與半導體激光器3 1的光通量轉換 範圍時 言之， 3，2 ) η2與 統的情 每DVD (2，1 (7，4 可做爲 半導體 可抑制 合折射 上，或 上及光 之衍射 亦可提 射物鏡 光學軸 射物鏡 將來自 成爲平 -45- 1269931 (41) 行於光學軸線之平行光通量，且其係一塑料透鏡。於此 ，做爲混合折射衍射耦合透鏡60，亦可使用以來自半導 體激光器11與半導體激光器31之發散光通量的發散角度 係更爲減少之透鏡，及將來自半導體激光器11與半導體 激光器31的發散光通量轉換成爲會聚光通量的透鏡。進 一步的，亦可允許將來自半導體激光器11之發散光通量 轉換成爲平行光通量，且將來自半導體激光器31之發散 光通量的發散角度係更爲減少之透鏡，或，亦可允許將來 自半導體激光器11之發散光通量轉換成爲平行光通量’ 且將來自半導體激光器31之發散光通量轉換成爲會聚光 通量的透鏡。或，亦可允許將來自半導體激光器31之發 散光通量轉換成爲平行光通量，且將來自半導體激光器 1 1之發散光通量的發散角度係更爲減少之透鏡，或亦可 允許將來自半導體激光器31的發散光通量轉換成爲平行 光通量，且將來自半導體激光器11的發散光通量轉換成 爲會聚光通量之透鏡。可選擇的，在半導體激光器11與 半導體激光器31中，亦可允許將來自一半導體激光器之 發散光通量的發散角度係更爲減少，且將來自另一半導_ 激光器之發散光通量轉換成爲會聚光通量的透鏡。 進一步的，在混合折射衍射耦合透鏡60之混合折射 衍射物鏡70側之表面上，提供幾乎周心環狀衍射圖樣° 然後，混合折射衍射耦合透鏡60之衍射圖樣係被設計使 得滿足公式（PD2<0，其中PD2係衍射透鏡之衍射率（ mm'1))，且因爲當來自半導體激光器11之光通量係入 -46- (42) 1269931 射時，所產生之衍射線中的具有最大衍射效率之衍射 衍射級（η Γ被界定），當來自半導體激光器3 1發射 通量係入射時，所產生之衍射線中的具有最大衍射效 衍射線的衍射級（個別的η2與η3均被界定），均被 成爲較低級，高衍射效率可被維持至個別半導體激光 波長範圍，且來自個別半導體激光器之發散光通量， 量損耗被抑制爲小的條件下，可被準直至混合折射衍 鏡70上。 精確言之，可選擇任一（ηΐ’，ιι2’）= ( 2，1 )， ，2) 、 （4， 2) 、 （5， 3) 、 （6， 4) 、 （7， 4) ，5) 、（9，6) 、（10，6)做爲111’與112’之組合。 於此，在混合折射衍射耦合透鏡60係被安排在 路徑的情況中，來自半導體激光器1 1、半導體激光| 、與半導體激光器32之光通量一起通過該光學路徑 圖4 6中，係偏振射束分離器4 2與混合折射衍射物g 之間的光學路徑），當來自半導體激光器32發射之 量係入射時，所產生之衍射線中的具有最大衍射效率 射率的衍射級係n3f時，當任一（nl’，n2’，n3’）=( ，1) 、 （4， 3， 2) 、 （6， 4， 3) 、 （8， 5， 4)、 ，6，5 )被選擇爲nl’，n2’與n3’的組合時，高衍射 可被維持至來自半導體激光器1 1、半導體激光器3 1 半導體激光器32之個別波長區域，且可抑制光量損耒f 於此，幾乎同心環狀衍射圖樣亦可被提供在混合 衍射耦合透鏡60之半導體激光器1 1側的表面上，或 率的 之光 率之 決定 器之 在光 射物 (3 光學 I 31 (在 I 70 光通 之折 2，1 (10 效率 ' 與 ： 〇 折射 亦可 -47- (43) 1269931 被提供在混合折射衍射物鏡7 0側的表面及半導體激光器 1 1側的表面上。進一步的，混合折射衍射耦合透鏡6 〇之 衍射圖樣係被界定爲對光學軸線的幾乎同心環，但是，亦 可提供不同於此之衍射圖樣。 在自半導體激光器1 1發射之發散光通量通過偏振射 束分離器1 2之後，其被混合折射衍射耦合透鏡6 0製成平 行光通量，且在通過偏振射束分離器42及一未示於圖的 光闌之後，其被混合折射衍射物鏡7 0經由第一光盤2 3之 保護層23a而會聚在資訊記錄表面23b上，且成爲一光點 。混合折射衍射物鏡7 0係被安排在其之周邊中的激勵器 2進行焦點控制與跟踪控制。 被資訊記錄表面2 3 b上的資訊凹痕所調製之反射光通 量，再次通過混合折射衍射物鏡70、光闌、偏振射束分 離器42之後，被混合折射衍射耦合透鏡60製成爲會聚光 通量，且被會聚在光電探測器1 9上。然後，經由使用光 電探測器1 9之輸出信號，可讀取被記錄在第一光盤2 3上 之資訊。 進一步的，在自半導體激光器31發射之發散光通量 被偏振射束分離器1 2反射之後，其在通過偏振射束分離 器4 2與一·未顯不的光闌之後被混合折射衍射輔合透鏡6 0 製成爲平行光通量，且被混合折射衍射物鏡7 0經由第二 光盤21之保護層21a而會聚在資訊記錄表面21b上，且 成爲一光點。混合折射衍射物鏡70係被安排在其之周邊 中的激勵器2進行焦點控制與跟踪控制。 -48- (44) 1269931 被資訊記錄表面2 1 b上的資訊凹痕所調製之反射光通 里’再次通過混合折射衍射物鏡7 0、光闌、偏振射束分 離器4 2之後，被混合折射衍射耦合透鏡6 〇製成爲會聚光 通量，其被偏振射束分離器1 2所反射且會聚在光電探測 器1 9 ’之光接收表面上。然後，經由使用光電探測器1 9，之 輸出信號，可讀取被記錄在第二光盤2 1上之資訊。 在本實施例中，因爲混合折射衍射物鏡7 0係一群組 中的一元件之塑料透鏡結構，經由激勵器2之熱輻照或周 圍環境溫度上昇’而上昇混合折射衍射物鏡7 0的溫度時 ’其改變至折射指數被減少之方向，且其之球面像差改變 至過度校正方向。在一方面，混合折射衍射耦合透鏡60 係一塑料透鏡，且因爲其之折射率滿足公式（PR2>0，其 中PR2係折射透鏡之折射率（mm- 1 ))，當混合折射衍 射耦合透鏡60的溫度被來自激勵器2之熱輻照或周圍環 境溫度上昇而上昇時，其改變至折射指數被減少之方向， 且自混合折射衍射親合透鏡6 0發射之光通量成爲會聚光 通量。因爲此係相對應於混合折射衍射物鏡70之橫向放 大被減少的事實，經由此一橫向放大的改變，在混合折射 衍射物鏡70 ，球面像差被改變至校正不足方向。因爲混 合折射衍射耦合透鏡60之折射率與衍射率均被決定，使 得可與混合折射衍射物鏡7 0之由於溫度改變的改變至過 度校正方向之球面像差，及被橫向放大改變而改變至校正 不足方向之球面像差一起抵銷，自半導體激光器1 1發射 的光通量，經由通過混合折射衍射耦合透鏡60與混合折 -49 - (45) 1269931 射衍射物鏡70，即使當溫度改變時，可會聚在第一光盤 23與第二光盤21的個別記錄表面上，幾乎不會產生球面 像差的改變。 進一步的，當混合折射衍射物鏡70設有在光學表面 上滿足前述公式（PD 1 >0 )的幾乎爲同心環狀衍射圖樣時 ，在半導體激光器1 1與3 1的振動波長中，產生軸向色像 差，該軸向色像差係混合折射衍射耦合透鏡6 0之衍射圖 樣所產生的軸向色像差之相反符號，且其之絕對値幾乎完 全一致。因而，經由通過混合折射衍射親合透鏡6 0與混 合折射衍射物鏡70，自半導體激光器11與31發射之光 通量，可幾乎無軸向色像差地會聚在第一光盤23與第二 光盤2 1之個別資訊記錄表面上。 進一步的，自半導體激光器32發射之發散光通量， 在被偏振射束分離器42反射之後，其通過一未顯示之光 闌，且被混合折射衍射物鏡70通過第三光盤22的保護層 22a而會聚在資訊記錄表面22b上，成爲一光點。混合折 射衍射物鏡70係被安排在其之周邊中的激勵器2進行焦 點控制與跟踪控制。 被資訊記錄表面22b上的資訊凹痕所調製之反射光通 量，再次通過混合折射衍射物鏡70及一光闌，其被偏振 射束分離器42反射，且會聚在光學探測器19”之光接收 表面上。然後，經由使用光探測器1 9 ”之輸出信號，可讀 取被記錄在第三光盤22上之資訊。 如示於圖46中的光學攝像裝置1 ”可例如被裝配在一 -50- (46) 1269931 播放器或驅動器、或將之組合於其中的AV設備、個人用 電腦、其他資訊終端配備的聲音及/或影像的記錄及/或再 生裝置，這些裝置係適合光學資訊記錄媒質，諸如CD、 CD — R、CD — RW、CD — video、CD — ROM 的每一類 CDs ，諸如 DVD、DVD — ROM、D VD - RAM、D VD — R、DVD —RW、DVD + RW 的每一類 DVDs、及一 MD。 進一步的，在本實施例之記錄再生光學系統中，在藍 紫半導體激光器能使用爲供記錄再生用之光源的高密度 DVD中，係被界定爲保護層爲0.6mm厚度之光盤，且物 鏡之數値孔徑幾乎爲0.65，但是，即使當其係保護層爲 0.1 mm厚度之高密度DVD的光盤（例如，在2002年2月 所揭示之藍射線盤標準的光盤），且物鏡之數値孔徑幾乎 爲〇. 8 5時，無須說明的，其可應用依據本發明之技術。 範例 經由範例1至8，於下將更精確地說明本發明，但是 ，本發明並不被限制於這些範例。於此，當光學軸線方向 係X軸線時，在垂直於光學軸線的方向中之高度係h，折 射表面之曲率半徑爲r，在本範例之每一透鏡中的非球面 表面係由下列算式1所顯示。其中，/c係錐形係數，且 A2i係一非球面表面係數。 +Σ為妒 /=2 kYr 1+)1-㈣ ％ 進一步的，被提供在本範例之物鏡上的環形區域狀衍 射結構，當光程差函數爲時，可由前述方程式（A) -51 - (47) 1269931 所表示’且進一步的，被提供在每一像差校正光學元件上 之環形區域狀衍射結構，當光程差函數爲φ b時，可由前 述方程式（B )所表示。 (範例1 ) 範例1係適合供圖2中之光學攝像裝置用的記錄再生 光學系統。本範例係一光學系統，其中，混合折射衍射準 直透鏡及混合折射衍射物鏡被組合，且使用焦距爲8mm ，N A 0 · 2 8之塑料透鏡爲混合折射衍射耦合透鏡，該塑料 透鏡係一群組成物所構成之透鏡，並使用焦距爲2.2mm、 ΝΑΟ. 85之塑料透鏡爲混合折射衍射物鏡，該塑料透鏡係 一群組成物所構成之透鏡。然後，混合折射衍射準直透鏡 之光盤側的表面，係具有負衍射率之衍射表面，且混合折 射衍射物鏡之半導體激光器側的表面，係具有正衍射率之 衍射表面。在表1中，將顯示有關於範例1之記錄再生光 學系統的資料。 -52- (48) 1269931 (表1 ) 表面號碼 r (mm) d(mm) N λ v d 備註 0 6.8314 * 1 1 22.1156 2.0000 1.52469 56.5 * 2 2 -4.3 8 6 8 10.0000 3 1 .5 943 3.2000 1.52491 56.5 * 3 4 - 1.4072 0.4059 5 oo 0.1000 1.61949 30.0 * 4 6 oo Μ :光源 * 2 :準直透鏡 * 3 :物鏡 * 4 :保護層 -53- (49) 1269931 非球面表面係數 第一表面 弟一表面 第三表面 第四表面 /C 1.70020E + 01 -8.75470E-01 -7.00150E-01 3.68897E+01 A4 -3.13030E-05 -1.593 70E-04 5.73480E-03 2.34529E-01 A6 1.6278 0E-03 -4.06108E-01 A8 1 .73 3 1 0E-04 3.24212E-01 A 1 0 1.43 1 40E-04 -1.05497E-01 A1 2 -5.76550E-05 5.53253E-05 A14 -7.43870E-07 A1 6 5.59960E-06 A1 8 -7.34190E-07 A20 -1 .042 1 0E-07 衍射表面係數 第一表面 第二表面 第三表面 b2 3.87370E-03 4.12640E-03 -2.30000E-02 b4 -6.24970E-05 -3.15710E-03 b6 2.28830E-04 b8 2.54720E-05 b 1 0 -3.06440E-05 在圖4中，顯示範例1之記錄再生光學系統的光學路 徑圖。圖5係在本範例之混合折射衍射準直透鏡於405 土 -54- (50) 1269931 5nm波長時，顯示球面像差與縱向色像差之線圖，圖6係 在本範例之混合折射衍射物鏡於4 0 5 ± 5 n m波長時，顯示 球面像差與縱向色像差之線圖，且圖7係記錄再生光學系 統於4 0 5 ± 5 n m波長時，顯示球面像差與縱向色像差之線 圖，其中，混合折射衍射準直透鏡與混合折射衍射物鏡均 被組合在該系統中。 由圖5可以看出，在本範例之混合折射衍射準直透鏡 中，當入射射線之波長被改變至長波長側時，焦點位置被 移動至過度側，且入射射線之波長被改變至短波長側時， 焦點位置被移動至不足側。進一步的，由圖6可以看出， 在本範例之混合折射衍射物鏡中，當入射射線之波長被改 變至長波長側時，焦點位置被移動至不足側，且入射射線 之波長被改變至短波長側時，焦點位置被移動至過度側。 進一步的，由圖7可以看出，在組合混合折射衍射準直透 鏡與混合折射衍射物鏡之記錄再生光學系統中，不管波長 如何，焦點位置很少改變。 在圖8中，顯示範例1之記錄再生光學系統的溫度特 徵。由圖8可以看出，即使在一群組中的一透鏡之高NA 塑料透鏡係單一本體的情況中，可操作溫度範圍係非常狹 窄之一 1 〇至4 0 °C，當該物鏡與混合折射衍射準直透鏡 組合時，良好之光會聚特徵可被維持在- 20至+85它的 溫度範圍中。 於此，當計算溫度改變的波前像差時，對藍紫半導體 激光器的溫度改變與波長改變（其之改變比率係+〇.05nm -55- (51) 1269931 /°C )之塑料透鏡的折射指數改變（改變比率係- 1 .1 x 1 〇 -4/°c )均被考慮，且因爲與折射指數改變比較，塑料透鏡 的形狀改變對波前像差的改變之影響係非常小，故未考慮 塑料透鏡之形狀改變。當計算溫度改變的波前像差時之條 件，係與將於後說明之範例2至7中的條件相同。 在圖9中，顯示範例1之記錄再生光學系統的波長特 徵。可以看出雖然在藍紫半導體激光器中，波長被模跳躍 而以1至2nm改變，即使在單一本體中之物鏡以2nm波 長改變，仍大爲超過Marechal’s準則之0.07Arms，當其 與混合折射衍射準直透鏡組合時，即使當波長以2nm改 變時，仍可維持良好之光會聚特徵。 於此，在當計算以模跳躍改變之波長的波前像差之情 況中，因爲未進行物鏡之調焦，物鏡被固定在405 nm之 最佳像點位置處，且圖9中之波前像差包含最佳像點位置 移動的散焦分量。當發生前述模跳躍的波長改變時，計算 波前像差之情況的條件，係與將於後說明之範例2至7中 的條件相同。 (範例2 ) 範例2係一光學系統，其中，組合做爲像差校正光學 元件之衍射整合射束擴張器與混合折射衍射物鏡，且使用 入口光瞳直徑3.16mm、出口光瞳直徑4.50mm、及角度放 大率1·47之在二群組成物中的二透鏡之塑料透鏡，做爲 衍射整合射束擴張器，及使用焦距爲2.2mm、ΝΑΟ. 85之 -56- (52) 1269931 在一群組成物中的一透鏡之塑料透鏡，做爲混合折射衍射 物鏡。然後，衍射整合射束擴張器之正透鏡的二表面，係 具有負衍射率之衍射表面’且混合折射衍射物鏡的二表面 係具有正衍射率之衍射表面。在表2中，將顯示有關於範 例2的記錄再生光學系統之資料。 (表2 ) 表面號碼 r (m m) d (m m) N λ v d 備註 0 oo * 1 1 -14.6582 1.0000 1.52491 56.5 * 2 2 6.9680 2.7535 3 2 1.5 525 1.8000 1.5249 1 56.5 4 -5.0607 10.0000 5 1.7316 3.2700 1.52491 56.5 *3 6 -1.8 54 1 0.4254 7 oo 0.1000 1.61949 30.0 * 4 8 oo /-Η- · 備註· * 1 :光源 * 2 :射束擴張器 * 3 :物鏡 * 4 :保護層 -57- (53) 1269931 非球 面表面係數 第一表面 第二表面 第三表面 κ 6.02232E+00 -6.13661E+00 6.12260E+00 Α4 -2.3 46 1 6E-04 3.25639E-04 -1.37260E-04 Α6 Α8 A 1 0 A12 A14 A1 6 A1 8 A20 第四表面 第五表面 第六表面 K -3.42 1 70E-0 1 -6.56420-01 -6.64430E+01 A4 3.56160E-04 6.4 1 290E-03 2.57010E-01 A6 7.70850E-04 -3.92280E-01 A8 -1.14780E-04 3.25320E>01 A1 0 2.10380E-04 -1.12520E-01 All -3.51540E-05 5.53250E-05 A14 -2.78870E-07 A1 6 3.58030E-06 A1 8 -8.40940-07 A20 3.59040E-08 -58- (54) 1269931 衍射表面係數 第三表面 第四表面 第五表面 第六表面 b2 1 .3 3 8 0 0E-02 1.24090E-02 -3.00000E-02 -6.50000E-02 b4 -1.3 6890E-03 -1.48810E-02 b6 -1.73 920E-04 -1.15200E-03 b8 3.06390E-05 b 1 0 1 .90 1 20E-05 在圖10中，顯示範例2之記錄再生光學系統的光學 路徑圖。圖1 1係在本範例之混合折射衍射物鏡於405 ± 5 nm波長時，顯示球面像差與縱向色像差之線圖，圖12 係記錄再生光學系統於405 ±5nm波長時，顯示球面像差 與縱向色像差之線圖，其中，衍射整合射束擴張器與混合 折射衍射物鏡均被組合在該系統中。 由圖1 1可以看出，在本範例之混合折射衍射物鏡中 ，當入射射線之波長被改變至長波長側時’焦點位置被移 動至過度側，且入射射線之波長被改變至短波長側時，焦 點位置被移動至不足側。進一步的，由圖1 2可以看出’ 在組合衍射整合射束擴張器與混合折射衍射物鏡之記錄再 生光學系統中，不管波長如何，焦點位置很少改變。 在圖1 3中，顯不本範例之記錄再生光學系統的溫度 特徵。由圖1 3可以看出，當組合高N A塑料透鏡及衍射 整合射束擴張器時，良好之光會聚特徵可被維持在- 20 -59- (55) 1269931 至+85 °C的溫度範圍中。 在圖1 4中，顯不本範例之記錄再生光學系統的波長 特徵。由圖1 4可以看出，當組合高N A塑料透鏡及衍射 整合射束擴張器時，即使當發生2nm的波長改變時，仍 可維持良好之光會聚特徵。 (範例2 ) 範例3係一光學系統，其中，組合做爲像差校正光學 元件之衍射整合射束擴張器與混合折射衍射物鏡，且使用 入口光瞳直徑2.47mm、出口光瞳直徑4.50mm、及角度放 大率1 · 8 4之在二群組成物中的二透鏡之塑料透鏡，做爲 衍射整合射束擴張器，及使用焦距爲2.2mm、NA(K 85之 在一群組成物中的一透鏡之塑料透鏡，做爲混合折射衍射 物鏡。衍射整合射束擴張器之正透鏡係塑料透鏡，且負透 鏡係Abb^s number (阿貝數）小於正透鏡的玻璃透鏡（ 由HoyA公司製造之FD1 10 )。然後，衍射整合射束擴張 器的正透鏡之光盤側的表面，係具有負衍射率之衍射表面 ’且混合折射衍射物鏡之半導體激光器的表面，係具有正 衍射率之衍射表面。在表3中，將顯示有關於範例3的記 錄再生光學系統之資料。 •60- 1269931 (56) (表3 ) 表面號碼 r (mm) d (mm) N λ v d 備註 0 oo * 1 1 -4.9735 1.0000 1.84203 25.Ί * 2 2 〇〇 3.2579 3 oo 1 .8000 1.52469 56.5 4 -4.3 064 10.0000 5 1.5943 3.2000 1.52491 56.5 *3 6 -1.4072 0.405 9 7 oo 0.1000 1.61949 30.0 * 4 8 oo 備註： * 1 :光源 * 2 :射束擴張器 * 3 :物鏡 Μ :保護層 1269931 非球 (57) 面表面係數 第四表面 第五表面 第六表面 K -6.25720E-01 -2.00150E-01 -3.68897E+01 A4 2.67860E-05 5.73480E-03 2.34529E-01 A6 1.627 80E-03 -4.06108E-01 A8 1.73310E-04 3.24212E-01 A10 1.43 1 40E-04 -1.05497E-01 A1 2 -5.76550E-05 5.53253E-05 A14 -7.43 8 70E-7 A1 6 5.59960E-06 A1 8 -7.34190E-07 A20 -1.042 1 0E-0 7 衍射表ό g係數 第四表面 第五表面 b2 1.50000E-02 -2.30000E-02 b4 -3.15710E-03 b6 2.28830E-04 b8 2.54720E-05 blO -3.06440E-05 在圖1 5中，顯示範例3之記錄再生光學系統的光學 路徑圖。圖1 6係在本範例之混合折射衍射物鏡於405 土 5nm波長時，顯示球面像差與縱向色像差之線圖，且圖 -62- (58) 1269931 17係記錄再生光學系統於405 ± 5 nm波長時’顯示球面像 差與縱向色像差之線圖，其中，衍射整合射束擴張器與混 合折射衍射物鏡均被組合在該系統中。 由圖1 6可以看出，在本範例之混合折射衍射物鏡中 ，當入射射線之波長被改變至長波長側時，焦點位置被移 動至不足側，且入射射線之波長被改變至短波長側時，焦 點位置被移動至過度側。進一步的，由圖1 7可以看出， 合衍射整合射束擴張器與混合折射衍射物鏡之記錄再生光 學系統中，不管波長爲何，焦點位置很少改變。 在圖1 8中，顯示本範例之記錄再生光學系統的溫度 特徵。由圖1 8可以看出，當組合高NA塑料透鏡及衍射 整合射束擴張器時，良好之光會聚特徵可被維持在- 20 至+85 t的溫度範圍中。 在圖1 9中，顯示本範例之記錄再生光學系統的波長 特徵，由圖1 9可以看出，當組合高NA塑料透鏡及衍射 整合射束擴張器時，即使當發生 2nm波長改變時，仍可 維持良好之光會聚特徵。 (範例4 ) 範例4係一光學系統，其中，組合做爲像差校正光學 元件之衍射整合塑料透鏡與混合折射衍射物鏡，且使用入 口光瞳直徑4.50mm、出口光瞳直徑4.70mm、及數値孔徑 爲〇之在一群組成物中的一透鏡之塑料透鏡，做爲像差校 正光學元件，及使用焦距爲2.2mm、NA0.85之在一群組 -63- (59) 1269931 成物中的一透鏡之塑料透鏡’做爲混合折射衍射物鏡。然 後，像差校正光學元件之光源側的平坦表面’係具有負衍 射率之衍射表面’且混合折射衍射物鏡的半導體激光器側 之表面，係具有正衍射率之衍射表面。在表4中’將顯示 有關於範例4的記錄再生光學系統之資料。 (表4 ) 表面號碼 r (mm) d(mm) N λ v d 備註 0 oo * 1 1 〇〇 1.5000 1.52491 56.5 *2 2 -8.0797 5.0000 3 1.6893 3.0500 1.5249 1 56.5 * 3 4 -1 .797 1 0.4188 5 oo 0.1000 1.6 1949 30.0 * 4 6 oo 備註： * 1 :光源 *2:像差校正光學元件 * 3 :物鏡 *4 :保護層 1269931 非球 (60) 商表面係數 第二表面 第三表面 第四表面 K -2.90480E-01 -6.63850E-01 -5.74856Ε+01 A4 6.79410E-06 9.3 1 5 90E-03 2.36 1 1 8Ε·0 1 A6 7.52060E-04 -4.12553Ε-01 A8 -3.39780E-05 3.36605Ε-01 A1 〇 1.72060E-04 -1 .1 2 520Ε-01 A 1 2 -5.12150E-05 5.53253Ε-05 A 1 4 -1 .3 0990E-06 A1 6 5.05470E-06 A1 8 -6·42060Ε-07 A20 -8.07010Ε-08 衍射表面係數 第一表面 第三表面 b2 3.47010E-02 -4.00000E-02 b4 .1.54680E- - 3 b6 -4.14050E-04 b8 -6.91250E-05 bl 0 -5.10040E-07 在圖2 0中，顯示範例4之記錄再生光學系統的光學 路徑圖。圖2 1係在本範例之混合折射衍射物鏡於40 5 士 5 nm波長時，顯示球面像差與縱向色像差之線圖，且圖 -65- (61) 1269931 22係記錄再生光學系統於405 ± 5 nm波長時，顯示球面像 差與縱向色像差之線圖，其中，像差校正光學元件與混合 折射衍射物鏡均被組合在該系統中。 由圖2 1可以看出，在本範例之混合折射衍射物鏡中 ，當入射射線之波長被改變至長波長側時，焦點位置被移 動至過度側，且入射射線之波長被改變至短波長側時，焦 點位置被移動至過度側。進一步的，由圖22可以看出， 在組合像差校正光學元件與混合折射衍射物鏡之記錄再生 光學系統中，不管波長如何，焦點位置很少改變。 在圖2 3中，顯示本範例1之記錄再生光學系統的溫 度特徵。由圖23可以看出，當組合高NA塑料透鏡及像 差校正光學元件時，良好之光會聚特徵可被維持在- 20 至+ 8 5 t的溫度範圍中。 在圖24中，顯示本範例之記錄再生光學系統的波長 特徵。由圖24可以看出，當組合高NA塑料透鏡及像差 校正光學元件時，即使當發生2nm的波長改變時，仍可 維持良好之光會聚特徵。 (範例5 )

範例5係一光學系統，其中，組合做爲像差校正光學 元件之混合折射衍射耦合透鏡與混合折射衍射物鏡，且使 用焦距爲11.02mm、光源側NA 0.19、及橫向放大爲一 〇·〇74之在一群組成物中的一透鏡之塑料透鏡，做爲混合 折射衍射耦合透鏡，及使用焦距爲2.2mm、光盤側NA -66 - (62) 1269931 0 · 8 5、及橫向放大爲Ο · Ο 1 5之在一群組成物中的一透鏡之 塑料透鏡，做爲混合折射衍射耦合透鏡。然後，混合折射 衍射耦合透鏡之光盤側表面，係具有負衍射率之衍射表面 ’且混合折射衍射物鏡的二表面，係具有正衍射率之衍射 表面。在表5中，將顯示有關於範例5的記錄再生光學系 統之資料。 (表5) 表面號碼 r (m m) d (m m) N λ v 備註 0 10.7681 * 1 1 27.4919 2.0000 1.52469 * 2 2 -6.3 5 82 10.0000 3 1.6162 3.2200 1.52491 5 6.5 * 3 4 -1.7141 0.4207 5 oo 0.1000 1.61949 3 0._〇_—— * 4 6 oo 備註： * 1 :光源 * 2 :耦合透鏡 * 3 :物鏡 * 4 :保護層 -67- (63) 1269931 非球面表面係數 第一表面 第二表面 第三表面 第四表面 K 6.64490E + 0 1 -2.79130E-0 1 -6·146 1 0E-0 1 -5.76940E+01 A4 1.678 74E-04 1.8 7 1 40E-04 5.71410E-03 2.39310E-01 A6 9.71510E-06 9.50000E-04 -3.94420E-0 1 A8 -1 .05290E-04 3.25 3 20E-01 A1 0 2.46620E-04 -1.12520E-01 A12 -4.86960E- 05 5.53250E-05 A14 -4.08850E- 06 A1 6 4.50230E-06 A1 8 -1 .1 7090E-07 A20 -1.40 8 5 0E-07 -68- (64) 1269931 衍身寸表面係數 第二表面 第三表面 第四表面 b2 4.50000E-03 -1.90000E-02 -4.30000E-02 b4 -7.92940E-06 -1.52060E-03 b 6 5.03590E-06 b8 -2.92080E-05 bl 0 1 .5 8 820E-05 在圖2 5中，顯示範例5之記錄再生光學系統的光學 路徑圖。圖2 6係在本範例之混合折射衍射準直透鏡於 405 ±5nm波長時，顯示球面像差與縱向色像差之線圖， 圖27係本範例之混合折射衍射物鏡於405 ± 5nm波長時， 顯示球面像差與縱向色像差之線圖，且圖28係記錄再生 光學系統於405 ±5 nm波長時，顯示球面像差與縱向色像 差之線圖，其中，混合折射衍射耦合透鏡與混合折射衍射 物鏡均被組合在該系統中。 由圖26可以看出，在本範例之混合折射衍射耦合透 鏡中，當入射射線之波長被改變至長波長側時，焦點位置 被移動至過度側，且入射射線之波長被改變至短波長側時 ，焦點位置被移動至不足側。進一步的，由圖27可以看 出，在本範例之混合折射衍射物鏡中，當入射射線之波長 被改變至長波長側時，焦點位置被移動至不足側，且入射 射線之波長被改變至短波長側時，焦點位置被移動至過度 側。進一步的，由圖2 8可以看出，在組合混合折射衍射 -69- 1269931 (65) 耦合透鏡與混合折射衍射物鏡之記錄再生光學系統中，不 管波長如何，焦點位置很少改變。 在圖2 9中，顯示本範例之記錄再生光學系統的溫度 特徵。由圖29可以看出，當組合高NA塑料透鏡及像差 校正光學元件時，良好之光會聚特徵可被維持在- 20至 + 85 °C的溫度範圍中。 在圖3 0中，顯示本範例之記錄再生光學系統的波長 特徵。由圖3 0可以看出，當組合高NA塑料透鏡及混合 折射衍射耦合透鏡時，即使當發生2nm的波長改變時， 仍可維持良好之光會聚特徵。 (範例6 ) 範例6係一光學系統，其中，組合做爲像差校正光學 元件之混合折射衍射準直透鏡，做爲色像差校正光學元件 之連接型雙合透鏡、及混合折射衍射物鏡，且使用焦距爲 7mm、NA 0.375之在一群組成物中的一透鏡之塑料透鏡， 做爲混合折射衍射準直透鏡，且使用焦距爲2.2 m m且光 盤側N A 0 · 8 5之在一群組成物中的一透鏡之塑料透鏡，做 爲混合折射衍射物鏡。在連接型雙合透鏡中，接合阿貝數 爲25.7之負透鏡（HoyA公司製造之FD 110)及阿貝數 爲46.6之正透鏡（HoyA公司製造之TAF5)，且折射率 係爲〇。然後，混合折射衍射準直透鏡之光盤側的表面係 具有負衍射率的衍射表面，且混合折射衍射物鏡之光源側 的表面係具有正衍射率的衍射表面。在表6中，將顯示有 關於範例6的記錄再生光學系統之資料。 -70- 1269931 (66) (表6) 表面號碼 r (mm) d (mm) N λ v d 備註 0 5.0896 * 1 1 20.1 744 1.6000 1.5 2469 56.5 * 2 2 •3.1876 1.0000 3 -12.1975 0.8000 1.84203 25.7 *3 4 5.7503 2.0000 1 .84609 46.6 5 -13.6813 7.0000 6 1.5 3 0 7 3.2800 1.5249 1 56.5 * 4 7 - 1.2626 0.4020 8 oo 0.1000 1.61949 30.0 *5 9 oo 備註： * 1 :光源 * 2 :準直透鏡 * 3 :色像差校正光學元件 * 4 :物鏡 * 5 :保護層 (67) 1269931 非球面表面係數 第一表面 第二表面 第六表面 第七表面 0.00000E+00 -9.51220E-01 -5.88780E-01 -3.07710E+01 A4 -5.06733E-04 -8.21400E-04 2.13550E-03 2.44047E-01 A6 9.24750E-06 -1.66060E-05 1 .1 5480E-03 -4.09301E-01 A8 6.20520E-05 3.28799E-01 A1 0 8.80180E-05 -1 .07700E-01 A1 2 -3·10960E-05 5.53253E-05 A14 -4.08720E-07 A1 6 3.55430E-06 A1 8 -4.12270E-07 A20 -8.96590E-08 衍射表面係數 第二表面 第六表面 b2 1.00000E-02 -1.20000E-02 b4 -3.76180E-05 -2.51740E-03 b6 5.50180E-06 2.72100E-04 b8 -2.22940E-05 blO -1.5 73 70E-05 在圖3 1中，顯示範例6之記錄再生光學系統的光學 路徑圖。圖3 2係光學系統4 05 ± 5 n m波長時，顯示球面像 差與縱向色像差之線圖，其中，該系統組合了本範例之混 合折射衍射準直透鏡與混合折射衍射物鏡。圖3 3係記錄 -72- (68) 1269931 再生光學系統於405 ± 5 nm波長時，顯示球面 色像差之線圖，其中，該系統組合了混合折射 鏡、連接型雙合透鏡、及混合折射衍射物鏡。 由圖3 2可以看出，在組合了本範例之混 準直透鏡與混合折射衍射物鏡之光學系統中， 之波長被改變至長波長側時，焦點位置被移動 且入射射線之波長被改變至短波長側時，焦點 至不足側。進一步的，由圖3 3可以看出，在 折射衍射準直透鏡、連接型雙合透鏡及混合折 的記錄再生光學系統中，不管波長如何，焦點 變 〇 在圖3 4中，顯示本範例之記錄再生光學 特徵。由圖34可以看出，當組合高NA塑料 校正光學元件時，良好之光會聚特徵可被維# + 8 5 °C的溫度範圍中。 在圖3 5中，顯示本範例之記錄再生光學 特徵。由圖35可以看出，當組合高NA塑料 型雙合透鏡、及混合折射衍射準直透鏡時， 2mm的波長改變時，仍可維持良好之光會聚 ，在圖3 5中’’’記錄再生光學系統”顯示組合 衍射準直透鏡、連接型雙合透鏡、及混合折射 光學系統，且’’COL + OBJ”顯示組合了混合折射 鏡與混合折射衍射耦合透鏡之光學系統。 像差與縱向 衍射準直透 合折射衍射 當入射射線 至過度側， 位置被移動 組合了混合 射衍射物鏡 位置很少改 系統的溫度 透鏡及像差 F在—20至 系統的波長 透鏡、連接 即使當發生 特徵。於此 了混合折射 衍射物鏡之 衍射準直透 -73- (69) 1269931 (範例7 ) 範例7係適合供圖3之光學攝像裝置用的記錄 學系統。本範例係記錄再生光學系統，其中，資訊 再生可被一物鏡適合地傳導至高密度DVD、DVD# 且做爲像差校正光學元件的混合折射衍射準直透鏡 在供高密度DVD用之藍紫半導體激光器與混合折 物鏡之間的光學路徑中。進一步的，當進行記錄再 至DVD與CD上時，自供DVD用的半導體激光 CD用的半導體激光器發射的發散光通量，係被製 在混合折射衍射物鏡上，且會聚在D V D與C D的 訊記錄表面上。 使用焦距 7 m m，N A 0 · 3 2 1之在一群組成物中 鏡之塑料透鏡，做爲混合折射衍射準直透鏡，且使 爲2.0mm之在一群組成物中的一透鏡之塑料透鏡 混合折射衍射物鏡。進一步的，於記錄再生至 DVD上之時，混合折射衍射物鏡的NA係0.85，於 生至DVD上之時係0.65，且於記錄再生至CD上 〇 · 5 0。然後，混合折射衍射準直透鏡之光盤側的表 有負衍射率之衍射表面，且混合折射衍射物鏡之半 光器側的表面係具有正衍射率之衍射表面。 在表7中，顯示有關於範例7的記錄再生光學 資料，且在圖3 6至3 8中，顯示本範例之記錄再生 統的光學路徑圖。在表7之透鏡資料中，物鏡之光 面的衍射表面係數，係被決定使得當來自藍紫半導 再生光 的記錄 | CD， 被安排 射衍射 生資訊 器與供 成入射 個別資 的一透 用焦距 ，做爲 高密度 記錄再 之時係 面係具 導體激 系統之 光學系 源側表 體激光 -74- 1269931 (70) 器的射線係入射時，產生次級衍射射線。在以此方式說明 之衍射表面上，當來自供DVD用的紅色半導體激光器與 供CD用的紅外線半導體激光器的射線係入射時，產生初 級衍射射線。進一步的，因爲物鏡之光源側表面的衍射表 面係數之參考波長（亦稱之爲衍射結構的生產波長）被設 定至3 8 0nm，在來自藍紫半導體激光器的射線，來自紅色 半導體激光器的射線、及來自紅外線半導體激光器的射線 之個別波長區域中，可獲致高衍射效率。 (表7) (高度DVD ) 表面號碼 r (mm) d (mm) N λ v d 備註 0 6.0081 * 1 1 12.9312 2.0000 1.52469 56.5 * 2 2 -2.9472 10.0000 3 1.5008 2.2000 1.52469 56.5 * 3 4 -4.0931 0.6202 5 oo 0.1000 1.61949 30.0 * 4 6 oo 備註： * 1 :光源 * 2 :準直透鏡 * 3 :物鏡 *4 :保護層 -75- (71) 1269931 (DVD ) 表面號碼 r (mm) d (m m) N λ v d 備註 0 28.0316 * 1 1 3 1.5 00 8 2.2000 1.50661 56.5 * 1 2 4 -4.0931 0.6202 5 oo 0.1000 1.5 7 7 5 6 30.0 * 1 3 6 oo 備註= * 1 1 :光源 * 1 2 :物鏡 * 1 3 :保護層 (CD ) 表面號碼 r (mm) d (m m) N λ v d 備註 0 16.6423 * 1 1 3 1.5 00 8 2.2000 1.5 0 5 00 56.5 * 1 2 4 -4.0931 0.6202 5 oo 0.1000 1 .5 7062 30.0 * 1 3 6 oo 備註： -76- 1 1 1 :光源 * 1 2 :物鏡 * 1 3 :保護層 (72) 1269931 非^面表面係數 第一表面 第二表面 第三表面 第四表面 K 0.00000E+00 -9.57120E-01 -5.00280E-01 -1.16557E+02 A4 -7.07536E-04 -6.98220E-04 6.18070E-03 8.27146E-02 A6 9.95558E-06 2.82640E-06 -1.0923 0E-03 -4.63821E-02 A8 1.87750E-03 -5.32148E-03 A1 0 -2.46160E-04 6.93290E-03 A1 2 -3.21180E-04 6.14497E-04 A14 1.31040E-04 4.59428E-05 A1 6 -1 .1 5460E-05 -4.70737E-04 A1 8 5.97860E-06 A20 -2.93260E-06 衍射表Ϊ 哲係數 第二表面 第三表面 b2 3.50000E-02 -2.50000E-02 b4 1.463 1 0E-04 -1.665 80E-03 b6 一 3·51000E-05 2.26340E-05 b8 -1.07980E-04 bl 0 -1.40910E-05 圖36係當在高密度DVD上進行資訊之記錄再生時的 光學路徑圖，圖37係當在DVD上進行資訊之記錄再生時 -77- (73) 1269931 的光學路徑圖，且圖3 8係當在CD上進行資訊之記錄再 生時的光學路徑圖。圖3 9係本範例之混合折射衍射準直 透鏡於405 ±5 nm波長時，顯示球面像差與縱向色像差之 線圖，圖4 0係本範例之混合折射衍射物鏡於4 0 5 ± 5 m m 波長時，顯示球面像差與縱向色像差之線圖，圖4 1係本 範例之混合折射衍射物鏡於65 Onm波長時，顯示球面像 差之線圖，且圖 42係本範例之混合折射衍射物鏡於 7 8 Onm波長時，顯示球面像差之線圖。圖43係記錄再生 光學系統於405 ±5 nm波長時，顯示球面像差與縱向色像 差之線圖，其中，該系統組合了像差校正光學元件與混合 折射衍射物鏡。 由圖3 9可以看出，在本範例之混合折射衍射準直透 鏡中，當來自藍紫半導體激光器之射線的波長被改變至長 波長側時，焦點位置被移動至過度側，且當來自藍紫半導 體激光器之射線的波長被改變至短波長側時，焦點位置被 移動至不足側。 進一步的，由圖4 0可以看出，在本範例之混合折射 衍射物鏡中，當來自藍紫半導體激光器之射線的波長被改 變至長波長側時，焦點位置被移動至不足側，且當來自藍 紫半導體激光器之射線的波長被改變至短波長側時，焦點 位置被移動至過度側。 進一步的，由圖43可以看出，在組合了像差校正光 學元件與混合折射衍射物鏡之記錄再生光學系統中，即使 當來自藍紫半導體激光器之射束波長被改變時’焦點位置 -78- (74) 1269931 很少改變。 在圖44中，顯示當在高密度DVD上進行資訊的記錄 再生時，本範例之記錄再生光學系統的溫度特徵。由圖 44可以看出，當組合高NA塑料透鏡及像差校正光學元 件時，良好之光會聚特徵可被維持在- 2 0至8 5 °C的溫 度範圍中。 在圖45中，顯示當在高密度DVD上進行資訊的記錄 再生時，本範例之記錄再生光學系統的波長特徵。由圖 45可以看出，當組合高NA塑料透鏡及像差校正光學元 件時，即使當發生2nm的波長改變時，仍可維持良好之 光會聚特徵。 (範例8 ) 範例8係適合供圖46之光學攝像裝置用的記錄再生 光學系統。本範例係應用單一物鏡之記錄再生光學系統， 且普遍地可在具有0.6mm厚度之保護層的高密度DVD、 DVD與0〇上記錄或再生資訊，其中，做爲用以校正像差 之光學元件的混合折射衍射準直透鏡，係被安排在供高密 度DVD用的藍紫半導體激光器與供DVD用的紅色半導體 激光器之間的光學路徑中。進一步的，在CD上記錄再生 資訊的情況中，自供CD用之紅外線半導體激光器發射的 發散光通量，進入混合折射衍射物鏡，且會聚在供CD用 的資訊記錄表面上。 被構造爲在一群中的一元件之塑料透鏡，其之焦距爲 -79- (75) 1269931 15mm且ΝΑ係0.173 ’被使用爲混合折射衍射準直透鏡’ 而焦距爲3.077mm之被構造爲在一群中的一元件之塑料 透鏡，被使用爲混合折射衍射物鏡。混合折射衍射物鏡的 NA，於記錄再生至高密度DVD上時係0.65，供DVD用 時係0 · 6 1，且供CD用時係0 · 5 0。再進一步的，混合折射 衍射準直透鏡之面向光盤的表面，係具有負衍射率之衍射 表面，而混合折射衍射物鏡之面向半導體激光器的表面， 係具有正衍射率之衍射表面。 表8顯示供範例8之記錄再生用的光學系統之資料。 (表8 )

高度DVD 表面號碼 r (mm) d(mm) N λ v d 備註 0 14.1147 * 1 1 22.7830 2.0000 1.52469 56.5 *2 2 -5.0671 10.0000 3 2.3 622 2.0000 1.52469 56.5 * 3 4 -17.6862 1.4434 5 oo 0.6000 1.53017 64.2 * 4 6 oo 備註： * 1 :光源 * 2 :準直透鏡 * 3 :物鏡 * 4 :保護層 -80- 1269931 (76)

DVD 表面號碼 r (mm) d (m m) N λ v d 備註 0 16.4067 * 1 1 22.7830 2.0000 1.50650 56.5 *2 2 •5.0671 10.0000 3 2.3 622 2.0000 1.50650 56.5 * 3 4 -17.6862 1.6755 5 oo 0.6000 1.51436 64.2 * 4 6 oo * 1 :光源 * 2 :準直透鏡 * 3 :物鏡 * 4 :保護層 -81 - (77) 1269931

CD 表面號碼 r (mm) d (mm) N λ v d 備註 0 52.4247 * 1 3 2.3 622 2.0000 1.5 0497 56.5 *3 4 -17.6862 1 .3 43 5 5 〇〇 0.2000 1.51107 64.2 * 4 6 oo 備註= * * 1 :光源 * * 3 :物鏡 * * 4 :保護層 非球面表面係數 第一表面 弟一表面 第三表面 第四表面 /c -1 .1 5 676E + 00 -9.99570Ε-01 -6.70590Ε- 01 -1.75087Ε+02 A4 -1.12430Ε-04 2.78110Ε-03 8.50063Ε-03 A6 9.77230Ε-04 -1.923 07Ε-06 A8 -2.45380Ε- 04 -7.96272Ε-05 A1 0 3.75040Ε-05 2.23071Ε-04 A12 -3.12700Ε-06 -82- (78) 1269931 衍射表Ϊ 哲係數 第二表面 第三表面 b2 -1.00000E-02 -2.00000E-02 b4 -4.49650E-06 -5.56790E-04 b6 1.47480E-04 b8 -6.27760E-05 bl 0 7.11410E-06 在示於表8中的透鏡資料中，供混合折射衍射物鏡之 面向光源的表面用之衍射表面係數，當光通量自藍紫半導 體激光器進入時，被決定使得產生次級衍射射線。當供 DVD用之紅色半導體激光器及供CD用之紅外線半導體激 光器，進入如前述所決定之衍射表面，產生初級衍射射線 。進一步的，混合折射衍射物鏡之面向光源的表面之衍射 表面係數的設計基礎波長（或衍射結構之製造波長），係 被決定爲3 8 0nm，因此，在自藍紫半導體激光器發散之光 線，自紅色半導體激光器發射之光線、及自紅外線半導體 激光器發射之光線的每一波長區域中，可以獲致更高的衍 射效率。 再進一步的，混合折射衍射準直透鏡係被安排在自藍 紫半導體激光器與紅色半導體激光器發射的平行光通量中 ，且作用爲用以校正像差之光學元件，在供高密度DVD 用之資訊記錄再生及供DVD用之資訊記錄再生的二情況 中，用以校正被溫度改變導致之球面像差改變，亦用以校 -83- (79) 1269931 正在半導體激光器模跳躍情況中的散焦誤差。 再進一步的，供混合折射衍射準直透鏡之面向光盤的 表面用之衍射表面係數，當光通量自藍紫半導體激光器進 入時，被決定使得產生第三級衍射射線。當來自紅色半導 體激光器之光線進入如前述所決定之衍射表面’產生次級 衍射射線。進一步的，混合折射衍射準直透鏡之面向光盤 的表面之衍射表面係數的設計基礎波長（或衍射結構之製 造波長），係被決定爲41 5nm，因此’在自藍紫半導體激 光器發射之光線、及自紅色半導體激光器發射之光線的每 一波長區域中，可以獲致更高之衍射效率。 有關於本範例之混合折射衍射準直透鏡，當藍紫半導 體激光器之波長與紅色半導體激光器之波長被改變至較長 波長側時，焦點被移位至過度側，且當藍紫半導體激光器 之波長與紅色半導體激光器之波長被改變至較短波長側時 ，焦點被移位至不足側。進一步的，有關於本範例之混合 折射衍射物鏡，當藍紫半導體激光器之波長與紅色半導體 激光器之波長被改變至較長波長側時，焦點被移位至不足 側，且當藍紫半導體激光器之波長與紅色半導體激光器之 波長被改變至較短波長側時，焦點被移位至過度側。 在供記錄再生用之光學系統中，其中，混合折射衍射 準直透鏡與混合折射衍射物鏡均爲成對的，且二焦點均依 據波長而定，即使當藍紫半導體激光器之波長與紅色半導 體激光器之波長改變時，焦點很少被移位。 圖47顯示當在高密度 DVD上執行資訊之記錄再生 (80) 1269931 時，本範例之用以記錄再生的光學系統之溫度特徵’且圖 4 8顯示當在DVD上執行資訊之記錄再生時’本範例之用 以記錄再生的光學系統之溫度特徵。由圖47與48可以了 解，在二光盤上之記錄再生情況中，可保持較佳光會聚特 徵在—20 °C至85 t：的溫度範圍中。

在圖4 7與4 8中，爲計算於溫度改變期間之波前像差 ，考慮到塑料透鏡對溫度改變的折射指數改變（-1 · 1 x 1 0 ~ 4/ °C之改變比），及半導體激光器之波長改變（藍紫半 導體激光器之+〇.〇5nm/°C改變比，及紅色半導體激光器 之+0.2mmTC改變比），但不考慮塑料透鏡之形式改變。

圖49顯示當在高密度DVD上執行資訊之記錄再生時 ，本範例之用以記錄再生的光學系統之波長特徵，且圖 50顯示當在DVD上執行資訊之記錄再生時，本範例之用 以記錄再生妁光學系統之波長特徵。由圖49與50可以了 解，在二光盤上之記錄再生情況中，即使當波長改變大約 2 n m時，可保持較佳的光會聚特徵。 在圖49與50中，當在經由模跳躍產生波長改變中計 算波前像差時，決定不執行物鏡之調焦，因而，物鏡被固 定在半導體激光器之設計基礎波長（藍紫半導體激光器用 之405nm、及紅色半導體激光器用65 5nm)上的最佳焦點 處，且在圖49與50中之波前像差値包含被最佳焦點移位 所導致的散焦分量。 在前述範例1至8的透鏡資料中，像差校正光學元件 與物鏡之衍射表面的衍射表面係數，除了範例7之衍射表 -85- 1269931 (81) 面外’每來自監紫半導體激光器之射線係入射時，被決定 使得初級衍射射線具有最大衍射光量，且衍射表面係數之 參考波長係405 nm。當實際衍射結構被製造時，在m係 一正整數時，經由使用這些衍射表面係數表達之光程差函 數，改變m之之衍射表面係數之參考波長，提供環型區 域級差。當m = n時（η係不小於2之整數），因爲在m=l 的情況中，環型區域節距係η次，較佳的，因爲可減少經 由環狀區域級差的形狀誤差而下降衍射效率，且於此情況 ，在入射在衍射結構上的射束之衍射光中，產生η級衍射 射線，因此其具有最大衍射光量。但是，當η太大時，因 爲增加了衍射效率之波長相依性，η較佳在2至1 0的範 圍中。 在前述表1至8中，r( mm)係每一表面之傍軸曲率 半徑，d ( m m )係表面間隔、Ν λ係在4 0 5 N Μ之折射指數 ，且vd係在d射線中之阿貝數。進一步的，在表7中， r (mm)係每一表面之傍軸曲率半徑、d (mm)係表面間 隔，且N又係在高密度D V D中的4 0 5 m m之折射指數，在 DVD中的605nm之折射指數、及在CD中的78 0nm之折 射指數。 於此，在前述之每一表或圖中，爲表達1〇之指數’ 使用E (或e )，例如，以E - 〇 2 ( = 1 〇 — 2 )表達之情況。 依據本發明，在光盤之記錄再生光學系統中’使用筒 NA之在一群組成物中的一透鏡之塑料透鏡’可補丨員由於 溫度改變造成之物鏡的波前像差改變。特別的，由於溫度 -86 - (82) 1269931 改變造成之物鏡的波前像差改變，不需要被動態地探測， 且記錄再生光學系統可被以低成本製造。 進一步的，可提供光盤用之裝配此一記錄再生光學系 統的光學攝像裝置，及提供光盤用之裝配此一光學攝像裝 置的記錄再生裝置。 進一步的，可提供適合供記錄再生光學系統用之像差 校正光學元件與物鏡，由此，可補償由於溫度改變造成之 高NA的在一群組成物中之一透鏡的塑料物鏡之波前像差 改變。 【圖式簡單說明】 圖1係一圖式，顯示相對於習知塑料透鏡之溫度改變 的波前像差改變之狀況，其中，習知塑料透鏡係NA 0.85 、焦距2.2mm，且設計參考波長405nm之在一群組成物 中的一透鏡。 圖2係槪念地顯示第一光學攝像裝置之結構的圖式， 其中依據第一實施例之記錄再生光學系統被裝配於該裝置 上。 圖3係槪念地顯示第二光學攝像裝置之結構的圖式， 其中依據第二實施例之記錄再生光學系統被裝配於該裝置 上。 圖4係範例1之記錄再生光學系統的一光學路徑圖。 圖5係顯示範例1之混合折射衍射準直透鏡在波長 4 0 5 ± 5 nm中的球面像差與縱向色像差之線圖。 -87- (83) 1269931 圖6係顯示範例1之混合折射衍射物鏡在波長405 ± 5 nm中的球面像差與縱向色像差之線圖。 圖7係顯示記錄再生光學系統在波長405 ±5 nm中 的球面像差與縱向色像差之線圖，其中該系統組合了範例 1之混合折射衍射物鏡與混合折射衍射準直透鏡。 圖8係顯示範例1之記錄再生光學系統的溫度特徵之 圖式。 圖9係顯示範例1之記錄再生光學系統的波長特徵之 圖式。 圖1 〇係範例2之記錄再生光學系統的一光學路徑圖 〇 圖11係顯示範例2之混合折射衍射物鏡在波長405 ± 5 nm中的球面像差與縱向色像差之線圖。 圖12係顯示記錄再生光學系統在波長40 5 ± 5 nm中 的球面像差與縱向色像差之線圖，其中該系統組合了範例 2之衍射整合射束擴張器與混合折射衍射物鏡。 圖1 3係顯示範例2之記錄再生光學系統的溫度特徵 之圖式。 圖1 4係顯示範例2之記錄再生光學系統的波長特徵 之圖式。 圖1 5係顯示範例3之記錄再生光學系統的一光學路 徑圖之圖式。 圖1 6係顯示範例3之混合折射衍射物鏡在波長4 0 5 ±5 nm中的球面像差與縱向色像差之線圖。 -88- (84) 1269931 圖17係顯示記錄再生光學系統在波長405 ±5 nm中 的球面像差與縱向色像差之線圖，其中該系統組合了範例 3之衍射整合射束擴張器與混合折射衍射物鏡。 圖1 8係顯示範例3之記錄再生光學系統的溫度特徵 之圖式。 圖1 9係顯示範例3之記錄再生光學系統的波長特徵 之圖式。 圖20係顯示範例4之記錄再生光學系統的一光學路 徑圖之圖式。 圖2 1係顯示範例4之混合折射衍射物鏡在波長4 0 5 ± 5 nm中的球面像差與縱向色像差之線圖。 圖22係顯示記錄再生光學系統在波長405 ±5nm中 的球面像差與縱向色像差之線圖，其中該系統組合了範例 4之像差校正光學元件與混合折射衍射物鏡。 圖2 3係顯示範例4之記錄再生光學系統的溫度特徵

圖24係顯示範例4之記錄再生光學系統的波長特徵 之圖式。 圖25係顯示範例5之記錄再生光學系統的一光學路 徑圖之圖式。 圖26係顯示範例5之混合折射衍射耦合透鏡在波長 4 0 5 ±5 nm中的球面像差與縱向色像差之線圖。 圖27係顯示範例5之混合折射衍射物鏡在波長405 ±5nm中的球面像差與縱向色像差之線圖。 -89- (85) 1269931 圖28係顯示記錄再生光學系統在波長40 5 ±5 nm中 的球面像差與縱向色像差之線圖，其中該系統組合了範例 5之混合折射衍射耦合透鏡與混合折射衍射物鏡。 圖29係顯示範例5之記錄再生光學系統的溫度特徵 之圖式。 圖3 0係顯示範例5之記錄再生光學系統的波長特徵 之圖式。 圖3 1係顯示範例6之記錄再生光學系統的一光學路 徑圖之圖式。 圖32係顯示記錄再生光學系統在波長405 ±5 nm中 的球面像差與縱向色像差之線圖，其中該系統組合了範例 6之混合折射衍射準直透鏡與混合折射衍射物鏡。 圖33係顯示記錄再生光學系統在波長405 ±5nm中 的球面像差與縱向色像差之線圖，其中該系統組合了範例 6之混合折射衍射準直透鏡、連接型雙合透鏡、及混合折 射衍射物鏡。 圖3 4係顯示範例6之記錄再生光學系統的溫度特徵 之圖式。 圖3 5係顯示範例6之記錄再生光學系統的波長特徵 之圖式。 圖3 6係範例7之當在高密度DVD上執行資訊的記錄 再生時之光學路徑圖。 圖3 7係範例7中之當在DVD上執行資訊的記錄再生 時之光學路徑圖。 - 90- 1269931 (86) 圖3 8係範例7中之當在CD上執行資訊的記錄再生 時之光學路徑圖。 圖3 9係顯示範例7之混合折射衍射準直透鏡在波長 40 5 ±5 nm中的球面像差與縱向色像差之線圖。 圖40係顯示範例7之混合折射衍射物鏡在波長405 ± 5 nm中的球面像差與縱向色像差之線圖。 圖4 1係顯示範例7之混合折射衍射物鏡在波長6 5 0 nm中的球面像差之線圖。 圖42係顯示範例7之混合折射衍射物鏡在波長780 nm中的球面像差之線圖。 圖43係顯示記錄再生光學系統在波長405 ±5 nm中 的球面像差與縱向色像差之線圖，其中該系統組合了範例 7之像差校正光學元件與混合折射衍射物鏡。 圖44係顯示範例7之記錄再生光學系統的溫度特徵 之圖式。 圖45係顯示範例7之記錄再生光學系統的波長特徵 之圖式。 圖46係槪念地顯示第三光學攝像裝置之結構的圖式 ，其中依據第三實施例之記錄再生光學系統被裝配於該裝 置上。 圖47係顯示供高密度DVD用之範例8的記錄再生光 學系統之溫度特徵的圖式。 圖48係顯示供DVD用之範例8的記錄再生光學系統 之溫度特徵的圖式。 -91 - (87) 1269931 圖49係顯示供高密度DVD用之範例8的記錄再生光 學系統之波長特徵的圖式。 圖50係顯示供DVD用之範例8的記錄再生光學系統 之波長特徵的圖式。 元件對照表 1，1 ’，1 ” ：光學攝像裝置

2 :激勵器 1 1 :半導體激光器 1 2，1 2 ’，1 2 ’’ ：偏振射束分離器 1 3 :混合折射衍射耦合透鏡 1 4 :波長薄板 1 5 :混合折射衍射物鏡 1 6 :第一光盤 16a :保護層

16b :資訊記錄表面 1 7，1 7 ’，1 7 ’’ ：柱面透鏡 1 8，1 8 ’，1 8 π :凹透鏡 1 9，1 9 ’，1 9":光探測器 21 :第二光盤 2 1 a :保護層 2 1 b :資訊記錄表面 22 :第三光盤 22a :保護層 -92- (88) 1269931 22b :資訊記錄表面 23 :第一光盤 23a :保護層 23b :資訊記錄表面 31，32 :半導體激光器 40 :混合折射衍射物鏡 41，42 :偏振射束分離器

5 0 :凸面部位 60 :混合折射衍射耦合透鏡 70 :混合折射衍射物鏡 80， 90， 100 ：模組

-93-

Claims (1)

1. 1269931 拾、申請專利範圍 第92109390號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國95年8月21日修正 1. 一種記錄再生光學系統，用以執行供一光學資訊 記錄媒質用的記錄及/或再生資訊，包括： 一光源；

   一物鏡，用以會聚自光源發射之光通量至光學資訊記 錄媒質的一資訊記錄表面上；及 一像差校正光學元件，被提供在光源與物鏡之間的一 光學路徑上； 其中物鏡包含一非球面表面在其之至少一表面上，及 至少一衍射表面，由多數之同心環型層狀梯級建構的衍射 結構被形成在該表面上，且物鏡係一以一群中之一元件建 構的塑料透鏡，

   其中像差校正光學元件包括至少一塑料透鏡，由多數 之同心環型層狀梯級建構的衍射結構被形成於其之至少一 表面上，且 其中下列公式均被滿足： PD1>0 PD2<0 PR2>0 其中，當被添加至波前且光線可由此透射通過被形成 在物鏡的第i t h表面上之衍射結構的光程差Φ b i ( m m )，

   1269931 係被 Φ bi = ni · ( b2i · hi2 + b4i · hi4 + b6i · hi6 + .··)所界定的 光程差函數表達爲一自光學軸線的高度hi (mm)之函數 時（於此，n i係被形成在第i t h表面上之衍射結構所產生 的衍射射線之中，具有最大衍射效率的衍射射線之衍射級 ;且b2i，b4i，b6i，.........均個別爲第二級、第四級、第 六級.........的光程差函數係數（其亦被稱之爲衍射表面係 數）），PD1係被PD1= Σ ( -2 · b2i · ni )之公式所界定 的做爲一衍射透鏡之衍射率（mm— 1 ) 。 φ 當被添加至波前且光線可由此透射通過被形成在像差 校正光學元件的第jth表面上之衍射結構之光程差Φ bi ( mm )，係被 Φ bi = nj · ( b2j · hj2 + b4j · hj4 + b6j · hj6+…） 所界定的光程差函數表達爲一自光學軸線的高度hj ( mm )之函數時（於此，nj係被形成在第jth表面上之衍射結 構所產生的衍射射線之中，具有最大衍射效率的衍射射線 之衍射級；且b2j、b4j、b6j .........均個別爲第二級、第四 級、第六級.........的光程差函數係數（其亦被稱之爲衍射 41 表面係數）），PD2係被PD2= Σ ( -2 · b2j · nj )之公式 所界定的做爲一衍射透鏡之衍射率（mixT 1 )，且 PR2係像差校正光學元件之塑料透鏡的折射透鏡之折 射率（m m- 1 )。 2. 如申請專利範圍第1項之記錄再生光學系統，其 中光源發射具有500nm或更少之波長的光通量，且物鏡 具有0.75或更多之光學資訊記錄媒質側數値孔徑。 3. 如申請專利範圍第2項之記錄再生光學系統，其 -2- 1269931 ^ m 8..21 ,：：·' -- 1 , ^ 'v-.·.. , ,-. ·.· . . ，n' .. 中物鏡具有〇· 80或更多之光學資訊記錄媒質側數値孔徑 〇 4.如申請專利範圍第1項之記錄再生光學系統，其 中物鏡滿足下列公式： f2<f0<f 1 其中，f〇係供自光源發射之光通量波長用的物鏡之 整體系統的焦距（mm)， Π係供以一預定波長而短於自光源發射之光通量波 # 長的波長用之物鏡的整體系統之焦距（mm )，及 f 2係供以一預定波長差而長於光源發射之光通量波 長的波長用之物鏡的整體物鏡系統之焦距（mm )。 5.如申請專利範圍第1項之記錄再生光學系統，其 中光源包括至少二類不同波長之光源， 其中物鏡會聚具有個別不同波長之至少二光通量至具 有不同厚度之保護資訊記錄平面的保護層之至少二類光學 資訊記錄媒質的個別資訊記錄平面上，且物鏡具有波長特 ® 徵，使得將至少二光通量之衍射射線’形成在光學資訊記 錄媒質側數値孔徑內的個別資訊記錄平面上之良好波前， 對執二類光學資訊記錄媒質之記錄及/或再生資訊係爲必 須的，且 其中像差校正光學元件被提供在一光源與物鏡之間的 光學路徑上，該光源發射在至少二光通量之中具有最短波 長的光通量，且 其中下列公式均被滿足： -3- 1269931 PD1，>0 PD2'<0 PR2’>0 其中，當被添加至波前且光線可由此透射通過被形成 在物鏡的第i一 th表面上之衍射結構的光程差Φ bi’（ mm) ，係被 Φ bi* = ni’ · （ b2i’ · hi2 + b4i’ · hi4 + b6i’ · hi6+...)所

   界定的光程函數表達爲一自光學軸線的高度hi ( mm )之 函數時（於此，ni’係被形成在第i 一 th表面上之衍射結構 所產生的衍射射線之中，具有最大衍射效率的衍射射線之 衍射級；且b2i’，b4i’，b6i’ .........均個別爲第二級、第四 級、第六級.........的光程差函數係數（其亦被稱之爲衍射 表面係數）），PD1’係被 PD1’ = Σ ( -2 · b2i’ · ni’）之公 式所界定的做爲一衍射透鏡之衍射率^ ，

   當被添加至波前且光線可由此透射通過被形成在像差 校正光學元件的第j- th表面上之衍射結構的光程差（Dbj’ (mm )，係被 Φ bj’ = nj，· （ b2j，· hj2 + b4j’ · hj4 + b6j’ · hj6+...)所界定的光程差函數表達爲一自光學軸線的高度 hj (mm)之函數時（於此，nj’係被形成在第j 一 th表面上 之衍射結構所產生的衍射射線之中，具有最大衍射效率的 衍射射線之衍射級；且b2j，，b4j’，b6j’ .........均個別爲第 二級、第四級、第六級.........的光程差函數係數（其亦被 稱之爲衍射表面係數）），PD2’係被PD2’ = Σ ( -2 · b2j’ · n j ’）之公式所界定的做爲一衍射透鏡之衍射率（m m ) ，且 -4- 1269931 P D 2 ’係像差校正光學元件之塑料透鏡的折射透鏡之折 射率（mm-1)。 6. 如申請專利範圍第5項之記錄再生光學系統’其 中物鏡具有波長特徵，由此，具有較短波長之光通量的衍 射射線在具有較薄保護層之光學資訊記綠媒質上形成一良 好波前，且具有較長波長之光通量的衍射射線在具有較厚 保護層之光學資訊記錄媒質上形成一良好波前。 7. 如申請專利範圍第5項之記錄再生光學系統，其 · 中發射具有最短波長之光通量的光源發射具有5 〇 〇n m或 更少之波長的光通量，且物鏡具有〇·75或更多之光學資 訊記錄媒質側數値孔徑，其對執行具有最薄保護層之光學 資訊記錄媒質的記錄及/或再生資訊係爲必須的。 8 .如申請專利範圍第7項之記錄再生光學系統，其 中光學資訊記錄媒質側數値孔徑係0.80或更多。 9. 如申請專利範圍第5項之記錄再生光學系統，其 中物鏡滿足下列公式： # f2，<f0，<f1· 其中，f〇’係供最短波長的光通量用的物鏡之整體系 統的焦距（m m )， Π’係供以一預定波長差而短於最短波長光通量的波 用之物鏡的整體系統之焦距（mm )，及 f2’係供以一預定波長差而長於最短波長光通量的波 長用之物鏡的整體系統之焦距（mm )。 10. 如申請專利範圍第1項之記錄再生光學系統，其 -5- 1269931 中光源包括至少二類不同波長之光源， 其中物鏡會聚具有個別不同波長之至少二光通量至具 有不同記錄密度之至少二類光學資訊記錄媒質的個別資訊 記錄平面上， 其中物鏡具有至少一衍射表面，於其上形成包括多數 之同心環型層狀梯級設計的衍射結構，以此方式，使得當 在至少二光通量之中具有較長波長的光通量入射時，在所 產生之衍射射線之中具有最大衍射效率的衍射射線之衍射 級，係比當具有最短波長的光通量入射時，在所產生之衍 射射線之中具有最大衍射效率的衍射射線之衍射級較低， 其中物鏡具有波長特徵，由此，具有較短波長之光通 量的衍射射線在具有最高記錄密度之光學資訊記錄媒質的 資訊記錄平面上形成一良好波前，且具有較長波長之光通 量的衍射射線在具有低記錄密度之光學資訊記錄媒質的資 訊記錄平面上形成一良好波前，且 其中像差校正光學元件被提供在至少一光學路徑上， 該光學路徑係在光源與物鏡之間的光學路徑中具有最短波 長光通量通過之光學路徑，且 其中下列公式均被滿足： PD1”>0 PD2M<0 P R 2，，> Ο mm 其中，當被添加至波前且光線可由此透射通過被形成 在物鏡的第i 一 t h表面上之衍射結構的光程差Φ b i ’’（ -6- 1269931 餘8 )，係被 Φ bi’’ = ni” · （ b2i” · hi2 + b4i，，· hi4 + b6i” · hi6+···) 所界定的光程函數表達爲一自光學軸線的高度hi ( mm ) 之函數時（於此，ni”係被形成在第i一 th表面上之衍射結 構所產生的衍射射線之中，具有最大衍射效率的衍射射線 之衍射級；且b2i ”，b4i”，b6i” .........均個別爲第二級、第 四級、第六級.........的光程差函數係數（其亦被稱之爲衍 射表面係數）），PD1 ”係被 PD1 = Σ ( -2 · b2i” · ni”）之 公式所界定的做爲一衍射透鏡之衍射率（mnT 1 )， 當被添加至波前且光線可由此透射通過被形成在像差 校正光學元件的第j - th表面上之衍射結構的光程差Φ bj ’ (mm)，係被 Φ bj’’=nj” · （ b2j” · hj2 + b4j” · hj4 + b6j” · hj6+...)所界定的光程差函數表達爲一自光學軸線的高度 hj ( mm )之函數時（於此，nj"係被形成在第j 一 th表面 上之衍射結構所產生的衍射射線之中，具有最大衍射效率 的衍射射線之衍射級；且b2j"，b4j”，b6/ .........均個別爲 第二級、第四級、第六級.........的光程差函數係數（其亦 被稱之爲衍射表面係數）），PD2”係被？02”=2(-2· b2j ’’ · nj ")之公式所界定的做爲一衍射透鏡之衍射率（ mm" 1 )，且 P D 2，，係像差校正光學元件之塑料透鏡的折射透鏡之 折射率（mm— 1 )。 11.如申請專利範圍第10項之記錄再生光學系統’ 其中最短波長係380nm至420nm，且較長波長係63〇nrr 至 6 7 0 n m 〇 1269931 ,9α 8. 21 . 1 2.如申請專利範圍第1 1項之記錄再生光學系統， 其中nl係當具有380nm至420nm之波長的光通量入射時 ，在所產生之衍射射線之中具有最大衍射效率的衍射射線 之衍射級，且n2係當具有630nm至670nm之波長的光通 量入射時，在所產生之衍射射線中具有最大衍射效率的衍 射射線之衍射級，η 1與n2之組合係下列之一，（η 1，n2 )=(2 ，1) 、 （3， 2) 、 （4， 2) 、 （5， 3) 、 （6， 4 )、（7， 4) 、 （8， 5) 、 （9， 6) 、 （10， 6) 〇 13. 如申請專利範圍第10項之記錄再生光學系統， 其中最短波長係380nm至420nm，且較長波長係630nm 至 670nm 及 760nm 至 800nmo 14. 如申請專利範圍第13項之記錄再生光學系統， 其中nl係當具有380nm至420nm之波長的光通量入射時 ，在所產生之衍射射線之中具有最大衍射效率的衍射射線 之衍射級，且n2係當具有630nm至670nm之波長的光通 量入射時，在所產生之衍射射線之中具有最大衍射效率的 衍射射線之衍射級，且n3係當具有760nm至800nm之波 長的光通量入射時，在所產生之衍射射線之中具有最大衍 射效率的衍射射線之衍射級，η 1、n2與n3之組合係下列 之一，（nl，n2，n3)=(2，l，l) 、 （4， 3， 2) 、 （6 ，4，3) 、 （8， 5， 4) 、 （10， 6， 5) 〇 1 5 .如申請專利範圍第1 0項之記錄再生光學系統， 其中像差校正光學元件被提供在一光學路徑中，具有最短 波長之光通量與具有較長波長之光通量均通過在光源與物 -8 -

   1269931 鏡之間的光學路徑之中，且 其中被形成在像差校正光學元件之表面上的衍射結構 ，係被設計使得當在至少二光通量之中具有較長波長的光 通量入射時，在所產生之衍射射線之中具有最大衍射效率 的衍射射線之衍射級，係比當具有最短波長的光通量入射 時，在所產生之衍射射線之中具有最大衍射效率的衍射射 線之衍射級較低。 16.如申請專利範圍第10項之記錄再生光學系統， 其中物鏡具有0.60至0.70之預定光學資訊記錄媒質側數 値孔徑，其對執行具有最高記錄密度之光學資訊記錄媒質 的記錄及/或再生資訊係爲必須的，且會聚具有最短波長 之光通量的衍射射線通過具有0.55至0.65mm厚度之保護 層，以使在具有最高記錄密度之光學資訊記錄媒質的資訊 記錄平面上形成一良好之波前。 1 7 .如申請專利範圍第1 〇項之記錄再生光學系統， 其中物鏡具有多於〇· 80之預定光學資訊記錄媒質側數値 孔徑，其對執行具有最高記錄密度之光學資訊記錄媒質的 記錄及/或再生資訊係爲必須的，且會聚具有最短波長之 光通量的衍射射線通過具有0.07至0.1 3 mm厚度之保護層 ，以使在具有最高記錄密度之光學資訊記錄媒質的資訊記 錄平面上形成一良好之波前。 1 8 ·如申請專利範圍第1 〇項之記錄再生光學系統， 其中物鏡滿足下列公式： 1269931

   其中，f 0 ”係供最短波長光通量用的物鏡之整體系統 的焦距（mm )， f 1 π係供以一預定波長差而短於最短波長光通量的波 長用之物鏡的整體系統之焦距（mm )，及 f2係供以一預疋波長差而長於最短波長光通量的波 長用之物鏡的整體系統之焦距（mm )。

   19. 如申請專利範圍第1項之記錄再生光學系統，其 中下列公式被滿足： 0.05<PD1/PT1<0.7 其中，PT1係物鏡之整體系統的功率（mm - 1 )。 20. 如申請專利範圍第1項之記錄再生光學系統，其 中物鏡的橫向放大滿足下列公式： 0 <M<1。

   2 1.如申請專利範圍第1項之記錄再生光學系統，其 中像差校正光學元件係一耦合透鏡，用以改變自光源發射 之發散光通量的發散度。 22. 如申請專利範圍第1項之記錄再生光學系統，其 中進一步包括： 一耦合透鏡，用以改變自光源發射之發散光通量的發 散度，其中，像差校正光學元件被提供在耦合透鏡與物鏡 之間的光學路徑上，且係由一正透鏡群與一負透鏡群所構 成。 23. 如申請專利範圍第1項之記錄再生光學系統，其 中進一步包括： •10- 1269931 一耦合透鏡，用以改變自光源發射之發散光通量的發 散度，其中，像差校正光學元件被提供在耦合透鏡與物鏡 之間的光學路徑上，且係以在一群中之一元件而建構的塑 料透鏡。 24. 一種物鏡，供使用在申請專利範圍第1項之記錄 再生光學系統中。 25 . —種像差校正光學元件，供使用在申請專利範圍 第1項之記錄再生光學系統中。 2 6. —種物鏡，供使用在一記錄再生光學系統中，用 以執行在一光學資訊記錄媒質上記錄及/或再生資訊，包 括： 一非球面塑料透鏡，以在一群中之一元件建構，且包 含至少一衍射表面，由多數之同心環型層狀梯級建構的衍 射結構被形成在該表面上， 其中物鏡具有0.80或更多之光學資訊記錄媒質側數 値孔徑，且滿足下列公式： Φ f2<f0<f1 其中，f〇係供自光源發射之光通量波長用的物鏡之 整體系統的焦距（m m )， Π係供以一預定波長差而短於自光源發射之光通量 波長的波長用之物鏡的整體系統之焦距（mm )，及 f2係供以一預定波長差而長於自光源發射之光通量 波長的波長用之物鏡的整體系統之焦距（mm )。 27.如申請專利範圍第26項之物鏡，其中物鏡係被 -11 - 1269931 使用在一記錄再生光學系統中，經由使用具有500nm或 更少之波長的光通量，執行供一光學資訊記錄媒質用之記 錄及/或再生資訊。 2 8 .如申請專利範圍第2 6項之物鏡’其中物鏡具有 波長特徵，將具有不同波長之至少二類光通M的衍1射射線 ，形成在光學資訊記錄媒質側數値孔徑內的丨固Sij胃訊記@ 平面上之良好波前，其對執行二類不同保護層厚度之光學 資訊記錄媒質的記錄及/或再生資訊係爲必須@ ’ I # 其中物鏡滿足下列公式： f2，<f0，<fl’ 其中，f〇,係供在二類光通量之中的最短波長光通量 用的物鏡之整體系統的焦距（mm )， Π’係供以一預定波長差而短於最短波長光通量的波 用之物鏡的整體系統之焦距（mm)，及 f2’係供以一預定波長差而長於最短波長光通量的波 長用之物鏡的整體系統之焦距（mm) 。 Φ 29.如申請專利範圍第28項之物鏡，其中物鏡具有 波長特徵，由此，具有較短波長之光通量的衍射射線，形 成在具有較薄保護層之光學資訊記錄媒質上的良好波前， 且具有較長波長之光通量的衍射射線，形成在具有較厚保 護層之光學資訊記錄媒質上的良好波前。 3 0.如申請專利範圍第28項之物鏡，其中最短波長 係5 OOnm或更少，且物鏡具有0.80或更多之光學資訊記 錄媒質側數値孔徑，其對執行具有最薄保護層之光學資訊 -12- 1269931 記錄媒質的記錄及/或再生資訊係爲必須的。 3 1 .如申請專利範圍第26項之物鏡，其中下列公式 被滿足： 〇.〇5<PD 1<PT1 <0.7 其中，當被添加至波前且光線可由此透射通過被形成 在物鏡的第i 一 th表面上之衍射結構的光程差Φ bi ( mm ) ，係被 Φΐ3ί = ηί· (b2i· hi2 + b4i· hi4 + b6i· hi6 +…）所界定 的光程差函數表達爲一自光學軸線的高度hi (mm)之函 數時（於此，ni係被形成在第i - th表面上之衍射結構所 產生的衍射射線之中，具有最大衍射效率的衍射射線之衍 射級；且b2i，b4i，b6i .........均個別爲第二級、第四級、 第六級.........的光程差函數係數（其亦被稱之爲衍射表面 係數）），PD1係被Ρϋ1=Σ (-2· b2i· ni)之公式所界 定的做爲一衍射透鏡之衍射率（Μ ，且 PT1係物鏡之整體系統的功率（mm- 1 )。 3 2.如申請專利範圍第26項之物鏡，其中物鏡的衍 射表面中之至少一衍射表面滿足下列公式： 0<| ( Ph/Pf) - 2|<10 其中，Pf係於光學資訊記錄媒質側最大數値孔徑處 之垂直於光學軸線的方向中，在衍射表面的鄰近環型層狀 之間的距離（mm)，且 Ph係數値孔徑爲光學資訊記錄媒質側最大數値孔徑 的一半處之垂直於光學軸線的方向中，在衍射表面的鄰近 環型層狀之間的距離（mm )。 -13- 1269931 月日修(史)正替瘦美 3 3 ·如申請專利範圍第2 6項之物鏡，其中下列公式 被滿足： 〇.8^d/f<2.4 其中，d係在光軸上之物鏡的透鏡厚度（mm)，且 f係一焦距（mm ) 〇 3 4 ·如申請專利範圍第2 6項之物鏡，其中環型衍射 結構被形成在物鏡的二表面上。 3 5 ·如申請專利範圍第26項之物鏡，其中一預定波· 長之η - t h級衍射射線的衍射效率，係大於被衍射結構所 產生的任何其他級之衍射射線，且物鏡會聚η - t h級衍射 射線在一資訊記錄平面上，以使執行供光學資訊記錄媒質 用的記錄及/或再生資訊，其中η係除了 〇、1與一 1之外 的整數。 36.如申請專利範圍第26項之物鏡，其中物鏡之單 一本體的橫向放大係滿足下列公式： 0 <m<0 · 2 5。 | 37 ·如申請專利範圍第26項之物鏡，其中被形成在 物鏡上之衍射結構具有鋸型閃耀結構，該結構係由以一電 子束之圖樣描畫技術所製造，或由以一電子束之圖樣描畫 技術製造的模所模製。 3 8 . —種物鏡，供使用在一記錄再生光學系統中’用 以執行在至少二類之不同記錄密度的光學資訊記錄媒質上 記錄及/或再生資訊，包括： 一塑料透鏡，以在一群中之一元件建構’且包括至少 -14- 1269931 ΠΤΤ·. S1 Ί I ^ >] 一非球面表面及至少一衍射表面，由多數之同心環型層狀 梯級建構的衍射結構被形成在該表面上，該結構係被設計 使得當在至少二光通量之中具有較長波長的光通量入射時 ，在所產生之衍射射線之中具有最大衍射效率的衍射射線 之衍射級，係比當具有最短波長的光通量入射時，在所產 生之衍射射線之中具有最大衍射效率的衍射射線之衍射級 較低， 其中物鏡滿足下列公式： f2M<fOM<f1n 其中，fO”係供在二類光通量之中的最短波長光通量 用的物鏡之整體系統的焦距（mm )， Π"係供以一預定波長差而短於最短波長光通量的波 用之物鏡的整體系統之焦距（mm )，及 f2”係供以一預定波長差而長於最短波長光通量的波 長用之物鏡的整體系統之焦距（mm )。 39.如申請專利範圍第38項之物鏡，其中最短波長 係380nm至420nm，且較長波長係630nm至670nm。 4 0.如申請專利範圍第39項之物鏡，其中nl係當具 有3 80nm至420nm之波長的光通量入射時，在所產生之 衍射射線之中具有最大衍射效率的衍射射線之衍射級，且 n2係當具有63 0nm至670nm之波長的光通量入射時，在 所產生之衍射射線中具有最大衍射效率的衍射射線之衍射 級，nl與n2之組合係下列之一，（nl，n2 ) = ( 2，1 ) 、（3， 2) 、 （4， 2) 、 （5， 3) 、 （6， 4) 、 （7， 4) •15- 1269931 、（8， 5) 、 （9， 6) 、 （10， 6)° 4 1.如申請專利範圍第39項之物鏡，其中最短波長 係 3 80nm至420nm，且較長波長係63 0nm至670nm及 760nm 至 800nm 〇 42. 如申請專利範圍第41項之物鏡，其中nl係當具 有3 80nm至420nm之波長的光通量入射時，在所產生之 衍射射線之中具有最大衍射效率的衍射射線之衍射級，且 n2係當具有63 0nm至670nm之波長的光通量入射時，在 所產生之衍射射線之中具有最大衍射效率的衍射射線之衍 射級，且n3係當具有7 6 Onm至8 OOnm之波長的光通量入 射時，在所產生之衍射射線之中具有最大衍射效率的衍射 射線之衍射級，η 1、n2與n3之組合係下列之一，（η 1， η2 ，η3)=(2，1，1) 、 （4， 3， 2) 、 （6， 4， 3)、( 8， 5， 4) 、 （10， 6， 5) ° 43. 如申請專利範圍第38項之物鏡，其中物鏡具有 0.60至0.70之預定光學資訊記錄媒質側數値孔徑，其對 執行具有最高記錄密度之光學資訊記錄媒質的記錄及/或 再生資訊係爲必須的，且會聚具有最短波長之光通量的衍 射射線通過具有0.55至0.65mm厚度之保護層，以使在具 有最高記錄密度之光學資訊記錄媒質的資訊記錄平面上形 成一良好之波前。 44. 如申請專利範圍第3 8項之物鏡，其中物鏡具有 多於0.8 0之預定光學資訊記錄媒質側數値孔徑，其對執 行具有最高記錄密度之光學資訊記錄媒質的記錄及/或再 -16- 1269931 9e. 8. 2i -- - . ' 丨； .. . ' .一 生資訊係爲必須的，且會聚具有最短波長之光通量的衍射 射線通過具有0·07至0.13mm厚度之保護層，以使在具有 最高記錄密度之光學資訊記錄媒質的資訊記錄平面上形成 一良好之波前。 45 .如申請專利範圍第3 8項之物鏡，其中物鏡之單 一本體的橫向放大係滿足下列公式： 0<m<0.25o 46. 如申請專利範圍第38項之物鏡，其中被形成在 物鏡上之衍射結構具有鋸型閃耀結構，該結構係由以一電 子束之圖樣描畫技術所製造，或由以一電子束之圖樣描畫 技術製造的模所模製。 47. 一種像差校正光學元件，供使用在一記錄再生光 學系統中，用以執行在一光學資訊記錄媒質上記錄及/或 再生資訊，其中記錄再生光學系統包括一發射具有500nm 或更少之波長的光通量之光源，及被以在一群中之一透鏡 連構的塑料透鏡之物鏡，具有〇 · 8 〇或更多之光學資訊記 錄媒質側數値孔徑，以會聚來自光源之光通量至光學資訊 記錄媒質的資訊記錄平面上，像差校正光學元件包括： 至少一塑料透鏡，以多數之同心環型層狀梯級建構的 衍射結構，被形成在其之至少一表面上， 其中像差校正光學元件滿足下列公式： PD2<0 PR2>0 其中，當被添加至波前且光線可由此透射通過被形成 -17-

   1269931 在像差校正光學元件的第j - th表面上之衍射結構的光程 差 Φ bj’（ mm )，係被 Φ bj = nj · ( b2j · hj 2 + b4j · hj 4 + b6j · hj6+...)所界定的光程差函數表達爲一自光學軸線的高度 hj ( mm )之函數時（於此，nj係被形成在第j 一 th表面上 之衍射結構所產生的衍射射線之中，具有最大衍射效率的 衍射射線之衍射級；且b2j，b4j，b6j .........均個別爲第二 級、第四級、第六級.........的光程差函數係數（其亦被稱 之爲衍射表面係數）），PD2係被PD2= Σ ( -2 · b2j · nj )之公式所界定的.做爲一衍射透鏡之衍射率（mn^1)， 且 PR2係像差校正光學元件之塑料透鏡的折射透鏡之折 射率（mm— 1 )。 48·如申請專利範圍第47項之像差校正光學元件， 其中像差校正光學元件係一改變自光源發射之發散光通量 的發散度之耦合透鏡，且該耦合透鏡係一塑料透鏡，以多 數之同心環型層狀梯級建構的衍射結構，被形成在其之至 少一表面上。 49.如申請專利範圍第48項之像差校正光學元件， 其中耦合透鏡具有0.15至0.50之光源側數値孔徑。 50·如申請專利範圍第47項之像差校正光學元件’ 其中記錄再生光學系統包括一耦合透鏡，用以改變自光源 發射之發散光通量的發散度，且像差校正光學元件被提供 在耦合透鏡與物鏡之間的光學路徑上，並由一正透鏡群與 一負透鏡群所構成。 -18- 1269931 m; \ ',....m. 5 1 .如申請專利範圍第5 0項之像差校正光學元件’ 其中每一正透鏡群與負透鏡群係一塑料透鏡，且正透鏡群 與負透鏡群之一係以多數之同心環型層狀梯級建構的衍射 結構的衍射結構被形成在其之至少一表面上的塑料透鏡。 5 2 .如申請專利範圍第5 0項之像差校正光學兀件’ 其中正透鏡群係以多數之同心環型層狀梯級建構的衍射結 構的衍射結構被形成在其之至少一表面上的塑料透鏡’且 負透鏡群係具有小於正透鏡群之塑料透鏡的阿貝常數之玻 璃透鏡，且其中像差校正光學元件滿足下列公式： 1.2< | fP/fN|<2.4 其中，fP係正透鏡群之焦群（mm )，且fN係負透鏡 群之焦群（mm )。 5 3 .如申請專利範圍第5 0項之像差校正光學元件， 其中記錄再生光學系統包括一耦合透鏡，用以改變自光源 發射之發散光通量的發散度，且像差校正光學元件被提供 在耦合透鏡與物鏡之間的光學路徑上，且係爲以在一群中 之一元件建構的塑料透鏡，以多數之同心環型層狀梯級建 構的衍射結構被形成在其之至少一表面上。 54.如申請專利範圍第47項之像差校正光學元件， 其中衍射結構被提供在像差校正光學元件的至少二表面上 〇 5 5 ·如申請專利範圍第47項之像差校正光學元件， 其中一預定波長之η - th級衍射射線的衍射效率，係大於 被形成在像差校正光學元件上之衍射結構所產生的可其他 -19- 1269931 級之衍 56 其中被 在宏觀 57 在一光 量，且 其 利範圍 58 串 射射線，其中η係除了 〇、1、及一 1之外的整數。 .如申請專利範圍第47項之像差校正光學元件， 形成在像差校正光學元件上之衍射結構，係被形成 地觀看係爲凸面形狀的表面上。 • 一種光學攝像裝置，包括 光源； 會聚光學系統，用以將來自光源發射之光通量會聚 學資訊記錄媒質的資訊記錄平面上；及 光電探測器，用以接收自資訊記錄平面反射之光通 相對應於所接收光通量的數量而輸出一電信號， 中會聚光學系統係供光學資訊記錄媒質用的申請專 第1項之記錄再生光學系統。 • 一種聲苜及/或影像的記錄再生裝置，包括： 請專利範圍第57項之光學攝像裝置。

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