TWI282980B - Optical pickup capable of reducing focus offset and optical recording and/or reproducing apparatus employing the same - Google Patents

Description

1282980 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種光學記錄與/或再生裝置，且特 別是有關於一種當在其一面具複數個記錄層的一多層記 錄媒體上，記錄與/或再生期間，可降低其聚焦偏移的光 學讀取頭。 【先前技術】 在可從一光碟，例如用一物鏡(objective lens)聚焦一雷 射光束，以產生光點(beam spot)的一光學資訊儲存媒體 上’記錄與/或再生資訊的一個光學記錄與/或再生裝置 中’其記錄容量是由所聚焦的光點所決定。下列的公式（i) 係疋義由所使用的雷射光束的波長又，與物鏡的數值孔徑 (Numerical Aperture, NA)所決定的光點尺寸（beam spot size)S : s n NA … /因此’為降低光點尺寸s，以增加碟片的記錄密度， 必^員使用個具較短波長的光源，例如一個藍色雷射光， 以及使用一個數值孔徑(NA)大於0·6的物鏡。皿田 780 數值孔徑為G.45或G‘5的物鏡與波長為 t ’記錄與/或再生資訊_技術的問 =刖已有相^多的研究，係致力於如何藉由货加面積 S己錄雄、度，以增加資料儲存容 Λ θ 、 錚资卢，目俞Ρ八ρ丨 〕万去。错由增加面積記 别已务展出使用數值孔徑為0.6或0.65的物鏡與 14159pifl.doc 5 1282980 波長為65〇nm的光線，記錄與/或再生資訊的DVD技術。 目前正進行的後續研究，係致力於發展㈣—個例如 為405mn的狀波長的藍紫光(Wue•偏eUight)，記錄容旦 超過20GB的高密度使光碟。目前也正全力發展適用於高= ^光碟的鮮’而且部分鮮也幾乎已經完成。以下詳二 说明適用於使用波長為4G5nm的藍紫光與數值孔徑為〇 65 或〇·85的物鏡的標準。 該些標準亦設定DVD碟片的厚度為〇.6mm，也就是比 1.2mm的CD厚度減少50%。設定此厚度標準的目的，係針 對於對因為DVD碟片物鏡的數值孔徑增加到〇·6，也就是高 於數值孔徑為0·45的CD碟片物鏡，所會產生的碟片傾 (tilt)，提供一容許度(t〇ierancep 、" 如果光碟的傾斜角（tilt angle)為0，折射係數 (refractive index)為η，厚度為d，物鏡的數值孔徑為NA，則 由光碟傾斜所造成的慧形失真㈣⑽化沉加丨⑽^^卜可由 下列的公式(2)定義： j 2 2 〜=4 厕3 ("’sme) …(2) 其中，折射係數與光碟的厚度，係從光碟的入射面 (incident surface)到記錄面(recorcjing surface)，如從光碟的 封面層（cover layer)或基底(substrate)所算起。 從公式(2)中可看出，為提供由光碟傾斜所引起的容忍 度’如果物鏡的數值孔徑因高密度記錄的關係而增加，則 6 14159pifl.doc 1282980 其厚度d即應該降低。舉例而言，d Ο·61™，也就是降低到只有®厚度的-半左右/降低至 ，者’舉例而言’如果物鏡的數值孔徑增加至 1支持記錄容量高於—般DVD . 值孔^此方式降㈣片厚度，而增加物鏡數

數值孔徑為G.85的物鏡，以及厚度大約為 中所密度柄的儲存容量，需要使用如在DVD 口口木、夕吕己錄層技術。相較於單記錄層碟片而言，在 具至少兩記錄層的多記錄層碟片，可大量增加其儲 一在此，根據其每面的記錄層個數，可將光碟分成單層 ，碟與多層柄兩種。此外，亦可將光碟分成單面光碟(只 其一面上具有記錄層的光碟）或雙面光碟(在其兩面上都 具有記錄層的光碟）兩種。雙層光碟的每一面都具有雙記錄 層。雙層^又可分為單面雙層光碟錢面雙層光碟兩 雖然^一面具有多記錄層的光碟，可大量增加其記錄 各i，但是這些碟片也會面臨由在記錄層之間的距離差異 所引起的球面像差(Sphericai aberrati〇ns)問題。 舉例而言’當光學讀取頭(叩tical pickup)在記錄與/或 再生一雙層兩密度光碟時，會將物鏡最佳化為對準其中一 。己錄層或大約為兩記錄層之間的中點位置。當物鏡被最佳 14159pifl.do 7 1282980 =tt— %’會在記錄與/或再生其他記錄層 』間’產生球面像差。此外，#物鏡被最佳化為對準 為兩記錄層之間的中點位置時，會在記錄與/或再生兩 層期間，產生球面像差。 ％ 在習知技藝中，在2〇〇1年新墨西哥州聖塔菲市所舉 的光學資料儲存專題會議中所發表，頁數1〇3_1〇5,標題為，， 可做為球面像差補償的一個新液晶面板，，(A new Lk^id

Crystal Panel for Spherical Aberration Compensati〇n)的專文 中，已提出一種當封面層密度與使用厚度為〇lmm的封面 層與數值孔徑為0.85的物鏡的高密度光碟系統的標準不同 牯，可用來補償其所產生的球面像差的一種液晶面板。 、在上述專文中，液晶面板會適當動作，以修正當記錄 與/或再生一記錄層時所產生，針對一個線性極化入射光束 (linearly polarized incident beam) ^ ， 並且通過一個極化光束分光器(ρ〇1—η beam s帅㈣ 的一個P-極化光束(P-p〇larized beam)的球面像差。該球面 像差疋藉由產生一個反相差（〇PP〇site phase difference)所 修正。 因此’使用液晶面板(liquid crystal panel)，可解決在 s己錄與/或再生每面具多記錄層的一光碟期間，由記錄層之 間的距離差異所引起的球面像差問題。 在此例中，因為液晶面板係位於極化光束分光器與一 個四分之一波形板(quarterWaveplate)之間，所以由光碟所 反射的光束，在經過四分之一波形板之後，會變成8_極化 8 14 1 59pifl .doc 1282980 (S-polarized)光束。接下來，光束會直接通過液晶面板，而 不會有任何改變。 因此，液晶面板不會補償所產生用來修正包含在從朝 向液晶面板的光碟所反射回來的光束中的原始球面像差 的像差。所以由光偵測器(photodetector)所接收，用來偵測 一個所再生的資成§fL號與/或錯誤訊號(error signal)的光 束，會包含因為要用來修正球面像差的相差所引起的殘留 球面像差(residual spherical aberration)。 因為殘留球面像差會引起很大的聚焦偏移（f〇cus offset)，所以聚焦偏移會在於一多層光碟上跳到其中一層 期間，造成記錄與/或再生特性惡化，以及會降低伺服控制 (servo control)的容忍限度(margin)。另一個問題是因為會產 生大量的焦點交調失真(focus crosstalk)，所以很難使用一 種一般用來偵測如DVD-RAM的光碟的聚焦錯誤訊號 (focus error Signal)的散光法（astigmatic meth〇d)，其中 DVD-RAM光碟具有一種凸軌(丨andy凹槽(gr〇〇ve)格式。 【發明内容】 因此，本發明提供一種改良式光學讀取頭，該改良式 光學讀取頭可降低即使當在由一光接收元件（light receiving part)所接收的光束中，仍殘留有由一修正元件 (coirecting element)所產生的一相差所引起的失真時的聚 焦偏私’以補償球面像差，以及_個使用該改良式光學讀 取頭的一個光學記錄與/或再生裝置。 根據本發明的-觀點，一個光學讀.取頭係藉由緩和在 14159pifl.doc 9 1282980 光束中’由殘留失真所造成的光束高強度部分的至少一部 分，對光偵測器所偵測到訊號造成的影響，而降低聚焦偏 =。且在該光學讀取頭中，由一修正元件所產生，用來補 償由記錄媒體的厚度差異所引起的球面像差的一相差所 引起的殘留失真，係包含在朝向一光偵測器前進的光東 中。 根據本發明的另一觀點，一個光學讀取頭，係包括一 個光源；一個物鏡，用來將由光源所放射的一光束，聚焦 在記錄媒體的一點上；一個光偵測器，用來接收從記錄媒 體所反射的一光束，並且偵測一資訊訊號與/或一錯誤訊 號；以及一個修正元件，用來產生針對由朝向記錄媒體的 光源所放射的光束的一相差，以修正由記錄媒體的厚度差 異所引起的球面像差。光偵測器包括複數個光接收區(light receiving areas)與位於該些光接收區之間的一個間隙 (gap)，以使得光束的一個高強度部分(highp〇rti〇n) 的至少一部分，會入射到光接收區之間的間隙，以避免偵 測光束高強度部分的至少該部分。其中，光束的高強度部 分’是因為殘留失真所產生，且是由相差所引起，而且該 相差係用來修正包含在從朝向光偵測器的記錄媒體所反 射回來的光束中的球面像差。 其中，如果光偵測器所接收的光點的半徑為R，則在 光接收區之間的間隙的大小，係位於該光點的〇.2R^j〇.6R 的範圍之内。 根據本發明的另一觀點，一個光學讀取頭，係包括一 14159pifl.doc 10 1282980 Π;一個物鏡，用來將由光源所放射的一光束，聚隹 在記錄媒體的―點上.一㈣伯、日… 7尤末承焦 體所上，個㈣$，用來接收從記錄媒 ^ 1Γ光束’並且_—f訊訊號與/或一錯誤訊 戶ί放射件’絲產生針對由朝向記錄媒體的光源 引起的球面像正:Γ錄媒體的厚度差異所 降低朵击古％危 先π件(optical element)，用來 變又部分對光制器所偵測到訊號造成的影 :士:、I束高強度部分’是因為殘留失真所產生，且 二上所引起’而且該相差係用來修正包含在從朝向光 债測益的記錄媒體所反射回來的光束中的球面像差。 光兀件可包括一個光阻隔元件（light_blocking 可避免偵測到位於光點的〇,则〇观範圍之内的光束的高 強度部分的至少該部分。 光元件可包括一個光強度分佈更動元件（light intensity distribution changing element)，且該光強度分佈更 nt) ’以避㈣測到該光束的高強度#分的至少該部 ^。其中，光阻隔元件可配置在物鏡的透鏡表面、光偵測 益的光接收表面、或是在物鏡與光侧器之間。光阻隔元 件可為具有預定寬度的-個環狀紐隔區，或是可包含一 或多個本地光阻隔區’以避免只偵_該光束的高強度部 刀的至>'4。或者，充阻隔元件可為具有預定寬度， 成形在光偵測s的光接收表面上的—個環狀間隙。光元件 動元件單元，可藉由將光束的強度分佈，變為平均分佈， 而允許光束的高強度部分的至少該部分，入射到光偵測器 14159pifl.doc 1282980 上。光強度分佈更動元件會將光束的強度分佈，變為平均 分佈’且可包括可用來改變光強度分佈的一個具有預定寬 度的環狀的全像圖案區(h〇l〇graphic pattern region)，或是可 專門用來改變該光束的高強度部分的至少該部分的一或 多個本地全像圖案區。光強度分佈更動元件可配置在物鏡 的透鏡表面、光彳貞測器的光接收表面、或是在物鏡與光備 測器、之間。較偏好光強度分佈更動元件可將位於光點的 0.2R到〇,6R範圍之内的光束的高強度部分的至少該部分的 強度分佈，變為平均分佈。 光元件具有極化特性(p〇larizati〇n cjjaracteristic)，以使 其只能在從朝向光偵測器的記錄媒體所反射回來的光束 上動作，或是具有非極化特性，以使其可不管入射光束的 極性為何，都能獨立地運作。其中，光學讀取頭可更加包 括一個極化相關光路徑變動器(polarization-dependent light path changer)，用來使從光源所放射的一光束，朝向物鏡 韵進，並且允許從記錄媒體所反射回來的光束，朝向光偵 測為與一個四分之一波形板前進，其中該四分之一波形板 係位於光路徑更動器與物鏡之間，且係用來改變入射光束 的極性。修正元件可為位於光路徑更動器與四分之一波形 板之間的一個液晶元件，且係根據入射光束的極性與電源 驅動，選擇性地產生一個相差。較偏好修正元件可補償由 一個厚度偏差所引起的球面像差，其中該厚度偏差係為物 鏡的厚度與從一光入射表面算起，到在其至少一面上，具 有複數個記錄層的一多層記錄媒體上，記錄與/或再生的一 12 14159pifl.doc 1282980 記錄層之_厚度差異。多層記錄媒體 上具複數個記錄層的一個誌 、r為在，、至> 一面 會放射—個其波長適_=^^° ^例中，光源 於BD格式的數值蝴NA)。。切7^線’且物鏡具有適用 ，，本發明㈣-觀點，-個光學記_ ^會用-個光學讀取頭，在—記錄媒體上記鮮 二光學±1^係沿著記錄媒雜的徑向方向，以 ,π女衣 且具有一種光學架構。在該光學架槿 面像ϊίϊ正元料補伽記錄舰厚度差異所引起的球 含在從朝1個相是的緣故，會造成殘留失真會被包 偵測器前進的_光束中。光學讀取頭的設計 ’、疋糟由緩和在光束中，由殘留失真所造成的光束高 =部分的至少—部分，對光侧賴偵❹m號造成的 衫響’而降低聚焦偏移。 根據本發明的另一觀點，一個光學記錄與/或再生裝 ，έ用個光學頃取頭，在一記錄媒體上記錄與/或再生 資訊。其中該光學讀取頭係沿著記錄媒體的徑向方向，以 活動方式安裝。其中，該光學讀取頭包括一個物鏡，用來 將由光源所放射的一光束，聚焦在記錄媒體的一點上；一 個光偵測器，用來接收從記錄媒體所反射的一光束，並且 偵測一資訊訊號與/或一錯誤訊號；以及一個修正元件，用 來產生針對由朝向記錄媒體的光源所放射的光束的一相 差’以修正由記錄媒體的厚度差異所引起的球面像差。光 偵測器包括複數個光接收區，且係以特定方式設計與/或排 13 14159pifl.doc 1282980 列’以使得光束的一高強度部分的至少一部分，入射到該 些光接收區之間的一間隙，以避免偵測光束高強度部分的 至少該部分。其中，光束的高強度部分，是因為殘留失真 所產生，且是由相差所引起，而且該相差係用來修正包含 在從朝向光偵測器的記錄媒體所反射回來的光束中的球 面像差。

根據本發明的另一觀點，一個光學記錄與/或再生裝 置，會用一個光學讀取頭，在一記錄媒體上記錄與/或再生 資訊。其中該光學讀取頭係沿著記錄媒體的徑向方向，以 ’舌動方式安裝。其中，該光學讀取頭包括一個物鏡，用來 將由光源所放射的一光束，聚焦在記錄媒體的一點上；一 個光债測器，用來接收從記錄媒體所反射的一光束，並且 偵測資訊訊號與/或一錯誤訊號；一個修正元件，用^產 生針對由朝向記錄媒體的光源所放射的光束的一相差，以 修正由記錄媒體的厚度差異所引起的球面像差；以及一個 光元件，用來降低光束高強度部分對光偵測器所偵測到訊 號造成的影響，其中該光束高強度部分，是因為殘留失真 所產生，且是由相差所引起，而且該相差係用來修正包二 在從朝向光偵測器的記錄媒體所反射回來的光束中 經由本發明之說明及實作，可充分了解及學 之其他特色及/或優點。 X曰 為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能 顯易懂，下文特以較佳實施例，並配合所附圖式，作★羊=

Ul59Pifl.d〇c 14 ^282980 說明如下。 【實施方式】 ίΓ 容’且其實騎示在相對應 車父佳實施例，並配合所關式，以詳細說明本=~牛 根據本發_光學讀取頭，係架構成可修 二==就Γ光碟上的—光束中，因厚度差異所 差❹ /、巾目為所鼓用來修正球面像差的相 〇ίΙΓΓ柄厚度係代储其上照射—記錄與/或再 产的一光入射表面’到一目的記錄層之間的厚 ί物ϊίϊ媒體)中的厚度差異，係代表其與所設計 的物鏡厗度之間的差異。 物個每面具有雙記錄層的一雙層光碟而言，會將 ’使其配置在對應於大約為1^記錄層之間的中 離;斤：二Si錄層的位置上。因此’當記錄層的厚度偏 )物鏡的厚度時，即必須修正因厚度差異所引起 的球面傻#。 叫芩考圖1所示，根據本發明的一個光學讀取頭，係 =個光=10 ·’ —個物鏡3〇 ’用來將由光源10所放射 、·二束，聚焦在一記錄媒體，也就是一個光碟1的一點 ’、個修正元件，例如一個液晶元件20，用來產生可修 正由光碟1的厚度差異所引起的球面像差的-個相差；一 15 14159pifl.doc 1282980 個光偵測器40，用來接收從光碟1所反射的一光束，並且 偵測一資訊訊號與/或一錯誤訊號；以及一個光元件。其 中’該光元件係設計用來降低光束高強度部分對光偵測器 所偵測到訊號造成的影響，且該光束高強度部分，是因為 當在光偵測器40的一訊號偵測動作期間，由殘留在已經 朝向光偵測器40前進的光束中的失真所引起。 為符合高效率光學記錄系統的需求，本發明一實施例 的光學讀取頭，更加包括一個極化相關光路徑變動器，例 如個極化光束分光斋14，可根據其極性，改變一入射光 束的極化路徑；以及一個四分之一波形板19，該四分之一 波形板19係配置於光路徑更動器與物鏡3〇之間，用來改 變入射光束的極性。 在圖1中，參考號碼12係代表一個光柵(grating)，用 來分割光源10所放射的光線，並且使用一個三光束法 (three-beam method)或差動式推挽技術（differential push-pull，DPP) ’ 偵測一個尋軌錯誤訊號(tracking error signal)。其中，參考號碼丨6係代表一個校準透鏡(c〇1Umating lens)，用來將光源1〇所放射的一分散光束，平行校正為平 行光束，以使其入射到物鏡3〇之上。參考號碼15係代表 一個散光鏡（astigmatic lens)，用來製造散光效果 (astigmatism)，以用散光法(astigmatic meth〇d)，偵測一聚 焦錯誤矾號。麥考號碼18係代表一個反射鏡(reflective mirror)，用來改變射入光束的傳播路徑。 光源10放射一個具預定波長的光線，例如滿足先進 14159pifl.doc 1282980 光碟(advanced optical disc，AOD)與藍光光碟(BD)格式，波 長為405nm的藍光。在本發明的一實施例中，物鏡3〇具 有滿足BD格式的高數值孔徑，例如大約為〇·85 NA。當 =上述，光源ίο放射藍光，且物鏡3〇的數值孔徑為〇·85 蚪本發明的光學讀取頭可記錄與/或再生高密度光碟j， 較明確地說，可記錄與/或再生具肋格式的光碟i。其中， 光源10的波長與物鏡30的數值孔徑，亦可稍加變動。此 外，亦可使用其他各種不同架構實現光學讀取頭。 —舉例而S，為使用本發明的光學讀取頭，記錄與/或再 ^每面具複數個記錄層的—個DVD碟片，光源1()可放射 =用於DVD，波長為65Gnm的紅光，且物鏡如可 於DVD的0.65的數值孔徑。 、用 = 卜日ί達成在fD、A〇D、以及DVD的各種格式之 、皮县’光學取頭可包括—個可放射複數個不同 言’該光學模組可放射包括 及適用於勵碟片的紅光。 為達成相同目的’可將物鏡3G設計

兩種格式的有效數航徑。或者 2BD&DVD 一個用來難有效數飢徑_立元 二，用來記錄與/祕±“度辆料 碩取頭可再包括複數個獨立的光冓之卜先子 DVD與/或CD碟片。 ，以圮錄與/或再生 極化相關光路徑更動器可讓從 束，反射朝向物鏡30方向前進，並且可讓從的光 14159pifl.doc 1282980 的光束，前進到光偵測器40。在圖1中，極化相關光路徑 更動器係為極化光束分光器14，根據其極性，可選擇性地 傳送或反射入射光束。或者，極化相關光路徑更動器亦可 為一個極化全像光元件（polarization holographic optical element)，用來傳送光源l〇所放射的一極化光束(p〇iarized beam)，並且將從光碟1所反射的其他極化光束，繞射 (diffract)成複數個正或負第一階光束（plus or minus first-order beams)。 從朝向極化光束分光器14的光源10所放射的一個線 性極化光束(例如P極化光束），會先通過極化光束分光器 Η的一個鏡面，再通過四分之一波形板19，入射至光碟工 之上。一個環狀極化光束會從光碟丨反射，並且再被轉換 成其他環狀極化光束。該其他環狀極化光束會再次通過波 形板4，並且再被轉換成其他線性極化光束，以使得從極 化光束分光器14的鏡面所折射轉向的一個s極化光束， 會朝向光偵測器40前進。 、—在本發明的實施例中，當記錄或再生在其至少一面上 ^複數個記錄層的多層光碟丨時，當從光碟的—光入射表 到目標記錄層之間的厚度，係與物鏡3()所設計的厚度 =冋時，修正it件即會補償因厚度差異所引起的球面像 此外’根據本發明的光學讀取頭尚包括用來 疋件的液晶元件20。 的朽晶的極化特性，液晶元件20會根據入射光束 的極性與電源驅動，選擇性地產生—個相差。較明確地 14159pifl.d〇c 1282980 说，當液晶元件20為開啟時，液晶元件2〇會經由針對從 朝向光碟1的光源1〇所放射的一極化光束，例如針對一 個P極化光束，產生一相差，以改變p極化光束的波前 (wavefront)，藉此補償因厚度差異所引起的球面像差。當 液晶元件20關閉時，液晶元件2〇會不管其極性為何，二 會允許入射光束傳送，而無須產生用來改變其波前的一相 差。液晶元件20係配置於光路徑更動器與四分之一波形 板19之間，以使得從光源1〇所放射，傳向液晶元件加 的光束的極性，會與從光碟i所反射，朝向液晶元件2〇 的光束的極性不同。 在圖2中’ S係代表_個波前，也就是發生在由物鏡 所收集，且因為光碟1的厚度與物鏡3〇所設 間的差異所引起，聚焦在柄丨的—騎層上的 的球面像差的相位分佈。S，係代表一個㈣，也就是由液 件20所產生’用來修正因厚度差異所引起的球面像 差的的一相位分佈。 圖2係緣示當光學讀取頭包括校準透鏡16時的相位 =佈s及s，。其中，校準透鏡16係配置於域ig盘物鏡 之間的-光路徑中’且係用來將光源ω所放射的一分 束’平^校正為-平行光束，而且該平行光束係 1所不，入射到液晶元件2 0之上。如圖2 光碟1㈣厚度差频引__像差，液晶^ 2^ 叹叶成可使得通騎晶元件2〇的光束，會被傳送至 與球面像差的相位分佈相反的相位分佈的—光束，並I接

Ul59pifl.doc 1282980 下來再入射到物鏡3〇之上。 然而’當將液晶元件20用在修正由上述的光碟 厚度差異所5丨_球面像麟，就會發生由液晶的極化特 性所引起__題。較_地說，在本發_—實】 中，本發明的光學讀取頭係利用極化相關光路徑更動器與 四分之-波形板19,以達成高效率光學記錄系統的需求^ 如果液晶元件20係設計來在·賴，只產生祕p極 化光束的相差，雜此方式可修正由厚度差異利起的球 面像差，而且入射到液晶元件2〇上的p極化光束，會具 有一，特定的相位分佈，也就是可用來修正球面像差的一 個波如-而且P極化先束是在通過四分之一波形板19之 後、’才會轉換成一個環狀極化光束，並且接下來再被聚焦 f光碟1之上。從光碟丨所反射回來的光束，會變為其& 環狀極化光束，並且在通過四分之一波形板19之後，會 轉變成-個S極化光束，並且接下來再人射到液晶元件2〇 上、。然而，因為液晶元件2〇並未產生用於s極化光束的 相差，所以S極化光束會直接通過液晶元件2〇，而不會做 任何波前改變。 因此，沿著光接收元件延伸的光束，會包含殘留失 真，該殘留失真是因為要修正由厚度差異所引起的球面像 差所需產生的相差所引起。殘留失真係為一個其相位分佈 係與由厚度差異所引起的相位分佈相反的球面像差。殘留 失真會增加聚焦偏移，惡化在多層光碟上做記錄層切換時 的播放與/或記錄特性，且會降低伺服控制(serv〇 C〇ntr〇l) 20 14159pifl.doc Ϊ282980 的容許限度(margin)。 洛亍ί下f細制域肢真所引起的聚焦偏差。圖3係 、=广針對波長為秘⑽且柄厚度為卿琳㈣ 生設計的數值孔徑為〇.85的物鏡3()，記錄與/或再 所偵η—的單層柄時，由—綠光债測器 所偵測到的一光束的強度分佈。 相’因為當在播放具有與所設計的物鏡30具 ° =的單層光碟時，並不會因厚度差異而引起球面像 測哭4ΓΪ晶元件2〇會被關閉。因此，因為在朝向絲 的二1Γ的光束中，並未包含_面像差修正所引起 、所以由光侦測器40所接收的光束的分佈， 如圖3所示的均勻分佈。其中，光侧器40的 2光接㈣或光制騎接收的訊號AM，係利用散 u ’將其加總之後的總和來偵測—聚焦錯誤訊號FES。 二3所不的BAD，係為另兩個光接收區或其所接收的 σ k。由(A+C)-(B+D)所定義的聚焦錯誤訊號 FES，係為 圖4所示的s曲線。 圖4與圖ι〇Α及10B(接下來再討論）中的橫轴，係代 ^碟1與物鏡3〇之間的相對距離，也就是與最佳聚焦 位置偏離的距離。該距離係以微米⑽，㈣為單 =表。縱軸係代表—個所再生的資訊訊號(射頻(rf)訊號） '猎由使用散光法(以任意單位代表)所偵測到的一個聚焦 錯铁磁FES。由圖4可看出，當記錄與/或再生單層光碟 1時’聚焦偏移幾乎為零。請參考圖5所示，其中從地點 14159pifl.d〇 1282980 (GM))到代表聚焦錯誤訊號的s曲線的峰值(peak)之間的 距離為a ’從GND到底、線的距離為b，❿且從GND到最 佳聚焦點的距離為e，則可町列公式⑶，另義—個聚焦 偏銘： ''

Focus offset = —-— X 100% a^b · ..(3) 一圖6係繪示一個雙層光碟1，的架構圖。請參考圖6所 不’其中在雙層光碟1’中的記錄層L〇，係位於離光入射表 面la較遠之處，而記錄層u則位於離光入射表面以較 近之處。記錄層L0及L1之間的間隔大約為25 # m。 以下說明決定最小厚度之方法，且該最小厚度可將雙 層碟片Γ中的層間干擾(interlayer cr〇sstalk)降到最低。圖 7A係綠示在再生記錄層LQ期間，聚録其上的光線。圖 7B係繪示在再生記錄層L0期間，從記錄層u返回光偵 測器40的光線。如圖7A與7B所示，當再生記錄層l〇 期間’從光偵測器40返回的光的特定強度，係從記錄層 L1折返回光偵測器40。 一從圖8可看出，從光偵測器40返回的光線的強度， 會隨間隔層（spacer layer)lb的厚度t而變。在圖8中，橫 座標係代表以微米（micrometers，# m)為單位的間隔層厚 度，縱座標係代表當記錄與/或再生記錄層ί()期間，在從 光備測器40所接收的光線中，已正規化為從記錄層“所 返回的光線的其中一個從記錄層L1所返回的光線的光強 度。請參考圖8所示，可將層間干擾降到最低的間隔層卟 14159pifl.doc 22 1282980 的最小厚度’係大約為25/zm。此厚度係對應於當記錄與 /或再生1錄層L1 _，從記錄層u所返回的光線的光 強度的10%。 假= 雙層光碟Γ的光入射表面la算起的記錄層L1 及L〇的厚度分別為90及115”，且如圖3所示，物鏡 30的數值孔徑係為0.85，以適用於波長為4〇5挪與厚度 為二ΓΛ碟的光線。其中，當物鏡3G的厚度係設計成 位於使用本U的絲讀取頭，所記錄與/或再生的雙層光 :二L0及L1的厚度之間的中點時，根據 柄明-Λ _的液晶树2G，會產生相差，以補償在對 應記錄層L0及L1的記錄與/或再生動作期間，所產生的 二ίΐ斤設計的物鏡3〇的厚度係與上述的記錄層 L0或U的厚度㈣時，液晶元件2〇會產生一相差，以補 償只有在記祕生其他記錄科才會產生的球面像 差。 當所設計的物鏡30的厚度，係對應於記錄層£〇及 =的厚$之間的中點¥ ’液晶元件2()會維持在開啟 (0N_state) ’以補償當在雙層柄1，上，記料/或再生記 錄層U或L2期間，因物鏡30厚度與從光入射表面料 記錄層U或L0的厚度之間的差異，所引起的球面像 差0 、然而，經轉向而朝向光接收林前進的光束，合包含 因為要修正球©像差所產生的相麵5丨起的殘冑失真。因 此會造成由光_器40所魏的光束的強度分佈不均句 14159pifl.doc 1282980 的現象，例如@ 9A及9B所示的高強度區（例如一個峰 值)。圖从及9B係繪示當記錄/再生厚度分別為9〇及ιΐ5 // m的記錄層L1及L0期間，—$抓，u 強度分佈。 娜在象限光偵測器14〇中的光 相f於圖3，，在記錄與/或再生具有與所設計_ 鏡30厚度相同厚度的單層光碟期間，不會產生殘留失真 的範例’在圖9ADB中，當分別記錄與/或再生記錄層 L1及L0期間’在兩個光接收區A及c與另兩個光接收區 B及D ’會有峰值出現。峰值的出現係代表高光強度區的 存在，會造成聚焦偏移。 圖10A及10B係缘示在分別再生記錄層u及l〇期 間，代表聚焦錯魏號的s曲線。在圖1GA及聰中，橫 座標係代表與圖4的橫座標相同的意義。 ’、 下列的表1係列示當光強度分佈具有與圖3、9A、及 9B相同圖案的光強度分佈時’由在記錄/再生單層及雔声 光碟期間的殘留失真，所引起的聚焦偏移。 曰又曰

<表1 > 如表1所示，因為殘留失真的緣故，所以會有报大的 聚焦偏移產生，其中殘留失真是由其所產生用來修正當記 錄/再生-厚度與所料的物鏡3G的厚度不同的記錄層時 的-相差所5丨起。《、偏移不只會惡化#在切換記錄^期 1 4 1 59pif 1 · doc 24 1282980 間的再生與/或記錄特性，而且也會減少聚焦饲服控制的容 許度。 為克服上述問題，考慮由液晶元件2〇所產生的相差 所引起的失真，仍包含在從朝向光彳貞測器的光碟工所 反射回來的絲中，本發明的光讀取器會包括—個光元 件，用來避免光偵測器40偵測到在光束中，由殘留失真 所引起的南強度的-區的至少一部分，或是用來降低光束 的高強度部分的影響。 根據本發明一實施例的一個光學讀取頭，可包括一個 光偵測ϋ ’絲避免彳貞酬在光束中，具高強度的一區的 至少一部分。舉例而言，圖U的光偵測器24〇可被用來 當成圖1的光偵測器40使用。請參考圖u所示，在本發 明一實施例中，光偵測器240可被分割成複數個光接收^ Al，A2，B1，B2, Cl，C2, D1，及D2，並且以特定方式排列， 以使得光束中的一個高強度區的至少一部分， 些光接收區之間的一間隙中。 ' ^ 圖12A-12C係纟會示當分別再生一單層光碟、一雙層光 碟的圮錄層L1、以及雙層光碟的記錄層L〇期間，由圖η 所示的光彳貞測器240所接收的光線的強度分佈圖。圖 12A-12C所示的光強度分佈，係分別與圖3, 9八及9Β所示 的光強度分佈相同。如圖12Β所示，在本發明的一實施例 中，光偵測器240係以特定方式設計與/或排列，以使得當 在記錄/再生雙層光碟1的記錄層L1期間，該光束的一: 高強度區的至少一部分，會入射到光接收區A1及Α2與 14159pifl.doc 25 1282980

Cl及C2之間的間隙gi。此外，如圖12c所示，光偵測器 24〇還會以特定方式設計與/或排列，以使得當在記錄/再生 雙層光碟1的記錄層L0期間，該光束的一個高強度區的 至少一部分，會入射到光接收區B1及B2與D1及D2之 間的間隙g2。 圖11所示的光偵測器240的光接收區A1及A2、B1 及B2 Cl及C2、以及D1及D2，係對應於將圖3, 9A及 9B所示的象限光偵測器14〇的光接收區a，b，c，&d，以 徑向R方向，分別分割成兩半的部分。 相較於圖9A的光偵測器14〇，圖12b所示的光偵測 裔240 ’係以特定方式設計與/或排列，以使得在記錄/再生 記錄層L1期間，其峰值會位於光接收區A1及A2與光接 收區C1及C2之間的間隙gi中。相較於圖9B的光偵測器 140，圖12C所示的光偵測器240，係以特定方式設計與/ 或排列’以使得在記錄/再生記錄層L〇期間，其峰值會位 於光接收區B1及B2與光接收區D1及D2之間的間隙g2 中。換言之，在本發明一實施例中的光偵測器24〇，係以 特疋方式设计與/或排列，以使得由在一分光接收單元中所 殘留的球面像差所引起的一峰值光亮度的一部分，會位於 光偵測器240的8個個別光接收區之間的間隙gl及g2中。 其中，光偵測器240的光點的半徑為尺，且光偵測器 240係以特定方式設計與/或排列，以使得在該些光接收區 之間的間隙gl及g2，會位於光點的〇.211到〇 6R的範圍 之内。藉由將光偵測器240適當分割，使間隙gl及g2以 14159pifl.doc 26 1282980 此方式排列’可將聚焦偏移降到最低。其巾，在—個一般 光债測器中的間隙的寬度，大約係為5/zm左右。這是因 為如果間隙太寬的話，會使RF訊號的品f惡化。因此， 在本發明—實施例中，光彳貞· 24G會包含寬度大約為5 // m的間隙gi及g2。 §光偵測為240係以此方式設計，以使得在一光束 中’由殘留失真利起的_高強度區的至少—部分，可入 射^些光接收區之間的-間隙中，以敎彳貞測到該光束 的同強度區。藉此可降低該光束的高強度區對以貞測器所 偵測到的訊號的影響，以將聚焦偏移降到最低。 圖13A_13C係綠示當分別再生一單層光碟、一雙層光 碟的記錄層L1、以及雙層光碟的記錄層L〇期間，代表聚 焦錯誤§fl號FES的S曲線。在此例中，聚焦錯誤訊號FEs 係以下列公式計算而得： FES=(A1+A2+C1+C2)-(B1+B2+D1+D2)。圖 13A-13C 中的 橫座標係代表與圖4的橫座標相同的意義。 下列的表2係列示當記錄/再生單層光碟及雙層光碟 期間，當光強度分佈係分別與圖12A-12C所示的光強度分 佈的圖案相同時，由殘留失真所造成的聚焦偏移。 〈表2> 聚焦偏移 _ SL 0% DL L1 2.5% L0 -2.8% 比較圖3, 9A，及9B與圖12A-12C，以及比較表1及表 14159pifi.d〇c 27 1282980 修正日期:95年11月16日 防U IS爲弟93120614號中文說明書無劃線修正頁 2，可看出在根據本發明一實施例的光學讀取頭中，其聚 焦偏移可降低至大約只有原來的5〇%左右。 因此’在可記錄/再生每面具有複數個記錄層的一多層 光碟的一光學記錄與/或再生裝置中，可用一個簡易構造的 極化相關液晶元件2〇，根據一施加電壓，產生一相差，甩 來修正因厚度差異所造成的球面像差 。因此，本發明的光 學讀取頭可降低在切換記錄層期間，由包含在朝著一光接

收70件延伸的一光束中的殘留失真所引起的一個聚焦偏 移。

圖14係繪示根據本發明另一實施例，應用於圖1所 示的光學讀取頭的一個光偵測器40。當光源10所放射的 光線，經由圖1所示的光柵12,被分割成三或多個光束時， 除了如光偵測器240被分割的8個部分之外，光债測器4〇 更加包括弟一及第二次债測器（sub ph〇t〇detectors)241及 245，且該第一及該第二次偵測器241及245，係配置於光 偵測器240的每一面上，分別用來接收第一及第二次光束 (sub beams)。其中，由光债測器240所接收的一個主光束 (main beam)，係為一個零階繞射光束(zer〇_〇rder beam)’而且由第一及第二次偵測器241及245所接收的第 一及第二次光束，係為來自光柵12的正及負一階繞射光 束(plus and minus first-order diffracted beams) 〇 如圖11及14所示，為能用一個主推挽扣血pUsh_pUu， MPP)法，偵測一個尋執錯誤訊號，較偏好可沿光碟的徑向 R方向，將光偵測器240切割成四或多個部分。一個光偵 28 1282980 =積體電路(photodetector IC，PDIC)會被分割成位於中 =點的一個主PDIC與兩個側PDIC。MPP法會用主PDIC “執行推挽動作。此外，沿著光碟1的切線(tangential)T 方=，可將光偵測器240再分割成兩或多個部分，藉以使 用散光法，偵測一個聚焦錯誤訊號FES，與/或使用差動相 位偵測法(differentiai phase detection，DPD)，偵測一個尋軌 錯誤訊號。 圖11及14係繪示一個分割成Al，A2, Bl，B2, Cl，C2, D1，及D2等8個部分的光彳貞測器的範例，其中四個部分 是在R方向上，兩個部分是在T方向上。較偏好可將第一 及第二次偵測器241及245,分別分割成在R方向上的E1 及E2與F1及F2兩半，藉以用DPP法，偵測一個尋軌錯 誤訊號。 使用圖14所示的光偵測器40的分割結構與圖i所示 的光學讀取頭的光學結構，可得到如以下的表3所示的一 個聚焦錯誤訊號FES、一個尋執錯誤訊號TES、以及一個 所再生的資訊訊號RF-SUM。 <表3> 可記錄

ROM 14159pifl.d〇 29 !282980

散光法：（B1+B2+D1+D2HA1+A2+C1+C2) 推挽:(B1+B2+C1+C2)-(A1+A2+D1+D2) MPP:[(Bl+ClHAl+Dl)]-a[(B2+C2HA2+D2)] DPP:[(Bl+B2+Cl+C2)-(Al+A2+Dl+D2)]-p[(E2-El)+(F2-Fl)] A1 + A2+B1+B2+C1+C2+D1+D2 在表3中，a及/3代表增益(gains)，ROM代表只讀媒 體(read-only media)，且”可記錄”(recordable)代表可記錄媒 體，例如R，RW，及RAM或如BD及AOD的高密度可記錄 光碟。其中，DPP法係主要用於ram型的媒體或是bd， 而推挽(Push-Pull)或MPP法，則係主要用於R/Rw型的媒 體。此外，DPP法亦可用於R/RW型的媒體與mm類型 的媒體及BD。 ' 光偵測器40的架構並未受限於圖η及14所示，可 在其上做各種變動。 以下參考圖15·21，詳細說明根據本發明乡個實施例 的二個光元件，該光元件可應在本發_光學讀取頭上， 以緩和在—光束中，由殘留失真所引起的-高強度區對一 所债測到的訊★的影響。在此例中，光偵測器4 限光偵測器140、如圖11所干分宝，丨杰s桐加、Α ^馬象 厅不刀口丨】成8個部分的光偵測器 及^Γ如圖14所示，輕合至第一及第二次侧器241 及245的光偵測器240。 中 - A % ώ λα ^ Γσ ^ 、，件 ’用來降低在光束 _影響til高強4由 1415 9pifl.doc 30 1282580

的光碟1所反射回來的一光束中的殘留失真，與其所產生 用來修正球面像差的一相差所引起。該光元件可為一光阻 隔元件，用來避免偵測到光束中的一高強度區的至少一部 分。 圖15係繪示一個其中包括一環狀光阻隔區250的光 阻隔元件的範例’該環狀光阻隔區2 5 0係位於光偵測器j 4 〇 的一光接收表面上’用來避免傳送光束之用。其中，該光 阻隔元件可城形在光彳貞·' 140的紐收表面上的^狀 光阻隔區(light-blocking regi〇n)250本身。或者，該光阻隔 元件可為一種特別架構，讓環狀光阻隔區250成形在一^ 透明基底(transparent base)(未繪示）上。光阻隔區25〇的寬 度大約為5/zm。 ' 配置在光偵測器140的光接收表面上的環狀光阻隔區 250可避免偵測到在如圖16A及16B所示的光偵測器⑽ 所接收到的光束中，-高強度區的至少-部分。因此，可 降低上述的聚焦偏移。其中，圖16A及16β係分別緣示在 記錄/再生記錄層L1及LG期間，由光彳貞測器⑽所接收 到的一光束的強度分佈。 囷Η係、纟1示其中包括一或多個本地光阻隔區250, h、曰阻隔一光束的一高強度區的至少一部分。在 例中’錢阻(¾元件可為成形在光彳貞測器_的光接收 、面上的孩或多個本地光阻隔區250,本身。或者，該先 阻隔元件可為_種特別架構，讓該—或多個本地光阻=區 1282980 250,成形在-個透明基底上。圖17騎示其中四個 阻，區250,係成形在光伯測器4〇的光接收表面之上 個範例’該範例可阻隔在記錄/再生如目16A及Μ 的記錄層L1及L0期間，由光偵測器14〇所接收到的: 峰值強度光束。 請參考圖18所示，-個光阻隔元件可為—個成 光偵測器140的光接收表面上，具—預定寬度的環狀間隙 g。在本發明的-實施例中，該預定寬度大約為。或 者，該光阻隔元件可成形在光偵测器4〇 二 間。在此例中，可緩和與如參_5，17/^:3 阻隔相同的影響。 < JTt* 請參考圖19所示，-個光阻隔元件可配置於物鏡 =透鏡表面上。圖19騎示包含一環狀光阻隔區25〇的 =隔讀的範例，其中該環狀光阻隔區25()係成形於物 H的透絲面之h在此财，光阻隔元件可為本身 成形在物鏡30的透鏡表面之上的環狀光阻隔區25〇。或 :„牛可為一種特定架構’讓環狀光阻隔區成形 在-透明基底之上。在此例中，#物鏡％的輸入孔徑 ΓΓΓΓ11)被正規化為1時，較偏好該環狀光阻隔區 250的寬度大約為01。

當具環狀光阻隔區的光阻隔元件，如圖2〇A及2〇B 配置於物鏡3G的透鏡表面之上時，光阻隔元件 了避免偵，到在-光束中，具高強度的—區的至少一部 分，且該高強度區是由包含在光偵測器4〇所接收的光束 14159pifl.doc 32 128298〇 偏γ歹。4失真所引起。因此，如上所述，藉此可降低聚焦 。夕。其中，圖20Λ及20Β係分別繪示記錄/再生記錄層 及L0期間，由光债測器14〇所接收的光線的強度 圖° ___圖21係繪示其中包括一或多個本地光阻隔區250,的 ^阻隔元件的範例，其中每一該些本地光阻隔區25〇,， 糸配置於物鏡3〇的透鏡表面之上，並且只會阻隔一光 ^的一高強度區的至少一部分。在此例中，該光阻隔元件 可為成开>在物鏡3〇的透鏡表面之上的該一或多個本地光 阻隔區250’本身。或者，該光阻隔元件可為一種特別架 構，讓該一或多個本地光阻隔區25〇，成形在一個透明基底 上。 一 圖21係繪示其中四個本地光阻隔區25〇，係成形在物 鏡30的透鏡表面之上的一個範例，該範例可避免光偵測 器40，在記錄/再生記錄層L1及L〇期間，接收一個峰值 強度光束。 或者，該光阻隔元件亦可安裝在一個激勵器 (actuate^未繪示）之上，以控制物鏡3〇的聚焦及追蹤^ 作，或是配置在物鏡30與散光鏡15之間。在此例中，可 緩和與如參考圖19及21所述的光阻隔相同的影響。 此刻’當光阻隔元件，也就是光阻隔區250或250，， 係成形在物鏡30的透鏡表面之上，或是被配置於物鏡3〇 與極化光束分光器14之間時，該光阻隔元件可具有一種 極化特性，藉此可只阻隔從朝向光偵測器40的光碟i所 l4l59pifl.d〇c 33 1狀2980 ”來的—光束，或是具有一個非極化特性，藉 、到光碟1與從光碟1所反射回來的兩個光束。 g ^ 在本發_ —實施财，參考圖15_21所述的光 疋件’係設計成用來避免制範圍從光點的〇2r到〇 6r 之間的光束中的高亮度區的至少一部分。其中 光偵測器40所接收的光點的半徑。 斤圖22係緣示當由光谓測器4〇所接收的_光點的半 化為1 ’且光阻隔區250或250,或間隙g的寬 度為0.1 %，相對於阻隔半徑位置變動的一聚焦偏移。其 中’光點的直徑係為100/zm。由圖22中可看出，藉由阻 隔在記錄/再生記錄層L1及LG期間，範圍從光點的曰〇.2r 到0.6R之間的光束的—部分，可抑制低於大約±2_抓的 焦偏移。 、雖然本發明上述說明，係參考當成一光元件使用，可 避免偵測一光束的光阻隔元件，且該光元件可降低在一光 束中’由殘留失真所引起的—高強度區，對—個由光偵測 器所接收到的訊號的影響。雖然如此，但該光元件亦可為 一個光強度分佈更動元件。 其中’除了光阻隔元件係為成形在光偵測器的光接 收表面上的間隙g之外，光束強度分佈更動元件的架構與 配置位置，係與光阻隔元件完全相同。因此，為避免重覆 祝明起見，當成光強度分佈更動元件的全像圖案區 (holographic pattern regions)的參考號碼 35〇 及 35〇，，係在當成 圖15, 17, 19,及21所示的光阻隔元件的光阻隔區的參考號碼 1282980 250及250’之後所標示。 …、請參考圖15, 17, 19,及21所示與上述對光阻隔元件的 祝明，該光強度分佈更動元件，可配置於物鏡3〇的透鏡 ^ ^或光侧器40的光接收表面之上，或配置於物鏡 :光偵測器14〇之間。該光強度分佈更動元件，係設 成藉由將光束的強度分佈，更動成均勻分佈，則貞測在二 光束中’具南強度一區的至少一部分。 s如圖15及19所示，該光強度分佈更動元件可為一個 %狀全像圖案區（ring_shaped h〇1〇gr_ic P蚶咖 ^1〇11)350’且該環狀全像圖案區350具有成形在對應於環 狀光阻隔區25〇的相對位置上，其具有預定寬度，可改變 ίίί強度分佈。此外，如圖17及21所示，該光強度分 、更動70件可包括一或多個本地全像圖案區350,，且誃一 ί多個本地全像®魏35G，，係成形在對應於本地光^隔 ^ 250的相對位置之上，用來專門改變在光束中，一高強 =的-部分。在此例中’如在光阻隔元件巾—般，在本 施财’該光強度分佈更動元件，係設計成用 2免改變範圍從光點的〇.2R_.6R之間的光束中的高 ^ j的至少—部分的強度分佈。其中R係代表由光债測 為M0所接收的光點的半徑。 ，23係繪示使用根據本發明的光學讀取頭的一個光 予"己錄與/或再生裝置的結構圖。 一明苓考圖23所示，該光學記錄與/或再生裝置，包括 -個轉袖馬達(spindle m〇t〇r)455，用來轉動做為光學資訊 1282980 儲存媒體的一個光碟l ; 一個光學讀取頭45〇，該光學讀 取頭450係以活動方式，沿著光碟】的徑向方向安裝 來在光碟1上’記錄與/或再生資訊；一個驅動器 (driver)457，用來驅動轉軸馬達455與光學讀取頭45〇 ;以 及一個控制器459，用來控制光學讀取頭45〇的聚焦及 蹤伺服動作(focusing and tracking servos)。其中，參考號碼 452及453係分別代表一個轉盤(turntable)與一個 (clamp)，用來將光碟1夾住。 ^ 其中，光學讀取頭450具有根據本發明上述的光 從絲i所反射回來的—光束，會由—個安裝在 : = 然後再經由轉器457，輸人至控制器物成 驅動态457可控制轉軸馬達455的 二 並且驅動光學讀取頭45〇。控制 將’ ，命令，送回驅動器457，使_== c乍。其中’聚焦飼服與追蹤飼服命二 動态457所接收的訊號做適當調整。 ㈢X據驅 =據本發明，其中包含光學讀取頭的一 4^1置，可降低在記錄與/或再生每―面呈有ϋΓ 件的施力，的相差，以修正由f二，液晶元 起的球面像差時，因留在朝向—光接度差異所引 留失在切換記錄層期間的聚：二光束中的殘 所述，即使當在由光_器所接收到的—光 36 l28298〇 二差:==多正單元所產生，用來修正球面像差的- 留「失真時’本發明仍可藉由降低在4束 _到的訊號的影響，而降低二:;個由先偵測器所 雖然本發明已以較佳實施例揭 =發明’任何熟習此技藝者，在不辑發 ^圍内’當可作各種之更動朗飾，因此本發明之= 乾圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 …° 光學示«本發明-實施例的—個光學讀取頭的 差的元件，修正一球面像 ,3，示在記錄與/或再生_單層光碟期間，由 限光偵測器（quadrant photodetector)所接收的 _ 度分佈圖。 ' H触 圖4係繪示當光強度係如圖3所示分佈 取 焦錯誤訊號的一個S曲線圖。 八衣一艰 圖5係繪示用來說明一聚焦偏移的示意圖。 圖6係繪示一個雙層光碟的架構圖。“ 圖7Α係繪示當再生記錄層L〇朗，聚焦在一 碟的記錄層L0上的一光束。 又曰九 —，7B係纟#當再生圖7A所_記錄層lg期間，從 έ己錄層L1返回到光偵測器的一光束。 14159pifi.doc 37 1282980 圖8係繪示當記錄/再生記錄層Μ期間

測器所接收的光強度中的其中—個從記錄層u所返回的 光強度，且該光強度已被JL規化為從記錄層 光強度。 J 圖9A係繪示當在記錄/再生晟声炎 丹玍7子度為90/^m的記錄層 L1期間，在-象限光债測器中的光強度分佈圖。 圖9B係繪示當在記錄/再生厚度為115_的記錄層 L0期間，在一象限光偵測器中的光強度分佈圖。

圖10A係繪示當在再生記錄層u期間，代表一聚焦 錯誤訊號的一個S曲線圖。 A 圖10B係繪示當在再生記錄層L〇期間，代表一聚焦 錯誤訊號的一個S曲線圖。 Λ ^ 圖11係繪示根據本發明一實施例，應用於圖丨所示 的光學讀取頭的一個光偵測器。 圖12A-12C係繪示當分別再生一單層光碟、一雙層光 碟的記錄層L卜以及雙層光碟的記錄層l〇期間，由圖u 所示的光偵測器所接收的光線的強度分佈圖。 圖13A-13C係繪示當分別再生一單層光碟、一雙層光 碟的記錄層L1、以及雙層光碟的記錄層L0期間，具有如 圖12A-12C所示的光強度分佈的聚焦錯誤訊號的s曲線。 圖14係繪示根據本發明另一實施例，應用於圖1所 示的光學讀取頭的一個光偵測器。 圖15係繪示根據本發明一實施例，配置於光偵測器 的一光接收表面上的一個光阻隔元件（光強度分佈更動元 38 14159pifl.doc 128298〇 件）。 L〇 = Μ及膽係繪不當分別記錄/再生記錄層L1及 佈圖 目15戶斤示的光偵測器所接收的光線的強度分 圖17係繪示根據本發明另—實施例，配置於光侧 J件「光接收表面上的-個光阻隔元件(光強度分佈更動 圖18係緣示根據本發明另_實施例，配置於光摘測 光接收表面上的—個姐隔元件(光強度分佈更動 牛）〇 圖19係繪示根據本發明一實施例，配置於物鏡的一 面上的一個光阻隔元件（光強度分佈更動元件）。 圖20A係繪示記錄/再生記錄層L1期間，當使用圖w =的光阻隔元件時，由縫測11所接收的練的強度分 圖20B係繪示記錄/再生記錄層l〇期間，當使用圖19 =的光阻隔元件時’由光偵測器所接收的光線的強度分 pp圖。 一圖21係繪示根據本發明另一實施例，配置於物鏡的 一表面上的i光阻隔元件(光強度分佈更動元件）。 圖22係繪示當由光偵測器所接收的-光點的半徑， 寻正規化為1，且光阻隔區或間隙的寬度為〇1時，相對 於阻隔半徑位置變動的一聚焦偏移。 圖23係繪不使用根據本發明的光學讀取頭的一個光 I415 9pifl.doc 39 1282 賴 學記錄與/或再生裝置的結構圖。 【主要元件符號說明】 1 :光碟 Γ:雙層碟片 1 a :光入射表面 lb :間隔層 10 :光源 12 :光柵 14 :極化光束分光器 15 :散光鏡 16 :校準透鏡 18 :反射鏡 19 :四分之一^皮形板 20 ·液晶兀件 30 :物鏡 40 :光偵測器 140 :象限光偵測器 240 :光偵測器 241 :第一次偵測器 245 :第二次偵測器 250 :環狀光阻隔區 350, 350’ ：全像圖案區 450 :光學讀取頭 452 :轉盤 1282980 453 :夾具 455 :轉軸馬達 457 :驅動器 459 :控制器

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Claims (1)

1282980 十、申請專利範圍·· ㈣=種光學讀取頭裝置，該光學讀取頭裝置包括一光 =二’且在朝向—光偵測11前進的'光束巾，包含有 二一：’該殘留失真係由—修正元件所產生，用來補償 #所=媒體中▲的—厚度差異所引㈣球面像差的一相 ’其巾軸學讀㈣可藉由降低在-光束中，具 的至少一部分，對由該光偵測器所接收到的 -喊的衫響’而降低一聚焦偏移。

2· —種光學讀取頭，包括： 一光源； —-物鏡，用來將該光源所放射的—光束，聚焦在具一 特定厚度的一記錄媒體的一點上； 八 一光偵測器，用來接收從位於該記錄媒體的該點上所 反射的該光束，以及從其中偵測一訊號 ;以及

▲ G正元件，用來對從朝向該記錄媒體的該光源所放 射的該光束，產生一相差，藉以修正由該記錄媒體的該厚 度差異所引起的球面像差， 其中，該光偵測器包括複數個光接收區與該此光接 區之間的-_，贿㈣光束的—高強度區的 分，會入射到該些光接收區之間的該間隙中，以避免偵測 到該光束的該高強度區的該至少一部分，而且其中該光束 的該高強度區，係由触失真與其所產生，用來修正球面 像差的該相差所引起，且該球面像差係包含在從朝向該光 偵測器的該記錄媒體所反射回來的該光束中。 1 4 1 5 9pifl .doc 42 1282980 3. 如申請專利範圍第2項所述之光學讀取頭，其中在 該光偵測器上所接收到的一光點的半徑為R，且在^此光 接收區之間的該間隙的大小，係位於該光點的〇 到〇 6R 範圍之内。 · 4. 一種光學讀取頭，包括： 一光源； 一物鏡，用來將該光源所放射的一光束，聚焦在具一 特定厚度的一記錄媒體的一點上； 一光偵測器，用來接收從位於該記錄媒體的該點上所 _ 反射的該光束，以及從其中偵測一訊號； . 一修正元件，用來對從朝向該記錄媒體的該光源所放 射的該光束，產生一相差，藉以修正由該記錄媒體的該厚 度差異所引起的球面像差；以及 一光元件，用來降低該光束的一高強度區，對由該光 偵測器所接收到的一訊號的影響，其中該光束的該高強度 區，係由殘留失真與其所產生，用來修正球面像差的該相 差所引起’且該球面像差係包含在從朝向該光偵測器的該 記錄媒體所反射回來的一光束中。 5·如申請專利範圍第4項所述之光學讀取頭，其中該 光元件包括一光阻隔元件，以避免偵測到該光束的該高強 度區的至少該部分。 6·如申請專利範圍第5項所述之光學讀取頭，其中該 光阻隔元件’係以下列的其中之一方式配置··配置於該物 鏡的一透鏡表面上，配置於該光偵測器的一光接收表面 43 14159pifld〇c 1282980 上’或者配置於該透鏡與該光偵測器之間。 7·如申請專利範圍第6項所述之光學讀取頭，其中該 光阻隔元件，係為具有一預定寬度的一環狀光阻隔區，= 避免偵測該光束的該高強度區的一部分。 8.如申請專利範圍第7項所述之光學讀取頭，其中該 環狀光阻隔區的該寬度，係為5/zm。 一 9·如申請專利範圍第6項所述之光學讀取頭，其中該 光阻隔元件，包括一或多個本地光阻隔區，以專門用來避 免偵測該光束的該高強度區的一部分。 ^ 1〇·如申請專利範圍第5項所述之光學讀取頭，其中該 光阻隔7G件，係成形在該光偵測器的一光接收表面上，且 具一預定寬度。 u·如申請專利範圍第5項到第10項的其中任一項所 述之光學讀取頭’其中當在該光偵測器上所接收到的一光 點的半彳至為R時’該光阻隔元件可避免偵測範圍從該光點 的0.2R到0.6R之内的該光束的該高強度區的至少該部分。 12.如申清專利範圍第*項所述之光學讀取頭，其中該 光70件包括一光強度分佈更動元件，可藉由將該光束的該 強度分佈’變為一均勻分佈，而讓該光束的該高強度區的 ’入射到該縫測器上。 13·如申請專利範圍第12項所述之光學讀取頭，其中 該光強度分佈更動元件，可將一光束的強度分佈，變為一 均勻分佈。 14·如申請專利範圍第13項所述之光學讀取頭，其中 44 14159pifl.doc 1282980 該光強度分佈更動元件，妹具有—駄寬 像圖案區，用來更動該光束的該強度分佈， 二= 多個本地全像圖案區，專門絲更動該光束的該 的該部分的該強度分佈。 強又£ 15·如申請專利範㈣12項所述之光學讀取頭， 該光阻隔70件，係以下列的其中之—方式配置：配料 物鏡的-透鏡表面上，配置於該光伽j器的_ 上，或者配置於該透鏡與該光偵測器之間。 又

16·如申請專利範圍第12項到第15項的其中任一 述之光學讀取頭，其中當在該光侧ϋ上所接收到的」光 點的半徑為R時，該光強度分佈更動元件只會將範圍從該 光點的G.2R到G.6R之内的該光束的該高強度區的至^ 部分的該強度分佈，變為一均勻分佈。 ^

17.如申請專利範圍第4項到第1〇項與第12項到第 15項的其中任一項所述之光學讀取頭，其中該光元件具有 一極化特性，以使得該光元件只會在從朝向該光偵测器的 該記錄媒體所反射回來的該光束上運作，或者具有一非極 化特性’以使得該光元件可不管入射到該記錄媒體的該光 束的極性為何都能運作。 Λ 18·如申請專利範圍第1項到第1〇項與第12項到第 Η項的其中任一項所述之光學讀取頭，更加包括·· 一择化相關光路徑更動器，用來將由該光源所放射的 該光束轉向，使其朝向該物鏡前進，以及使從該記錄媒體 所反射回來的該光束，朝向該光偵測器前進。 、旦 14l59pif! d〇c 45 1282980 19·如申請專利範圍第ι8項所述之光學讀取頭，更加 包括一四分之一波形板，且該四分之一波形板係配置於該 光路徑更動器與該物鏡之間，用來更動一入射光束的該極 性。 ^ 20·如申請專利範圍第19項所述之光學讀取頭，其中 该修正元件係為一液晶元件，且該液晶元件係配置於該光 路k更動裔與該四分之一波形板之間，根據入射到該四分 之一波形板上的該光束的該極性，選擇性地產生一相差。 21·如申請專利範圍第1項到第10項與第12項到第 15項的其中任一項所述之光學讀取頭，其中其所修正的球 面像差，係由所設計的該物鏡的一厚度，與從一光入射表 面到一記錄層之間的一厚度之間的一差異所引起，且該記 錄層係為在其至少一面上具複數個記錄層的所記錄與/或 再生的該記錄媒體之上。 ’、 22·如申請專利範圍第21項所述之光學讀取頭，其中 該多層記制體，係為其至少-面上具·個記錄層的一 藍光碟片（BD)， 、其中，該光源所放射的光線的波長，係適用於一 bd 格式’以及 其中，該物鏡的一數值孔徑_，係適用於該BD格 式。 23.-種光學記錄與/或再生裝置，用來在—記錄媒體 上，_與/或再生資訊’該光學記錄與/或再生裝置包括 -光學讀取頭’且該光學讀取猶崎動方式，安梦在气 14159pifl.doc 46 1282980 7媒體的-徑向方向上，且係具有—光學架構，其中由 ^相差所引起_留失真，係包含在朝向—絲測器前進 =，束中，而且該相差係由-修正單元所產生，用來補 该由在該記錄媒體中的-厚度差異所⑽㈣面像差， 其中’該光學讀取頭可藉由降低在_光束中，由該殘 的：高強度區的至少—部分’對由關測器 所偵測到的一訊號的影響，而降低一聚焦偏移。 24.-種光學記錄與/或再生裳置，使用一光學讀取 頭，在-記錄媒體上，記錄與/或再生資訊 頭係以活財式，安裝在該記錄顧的― :1 中該光學讀取頭包括·· ^ 一光源； 姓’用來將該光源所放射的H聚焦在具-特疋厚度的一記錄媒體的一點上； 器，用來接收從位於該記錄媒體的該點上所 反射的該先束，以及從針__訊號；以及 射的ίίί元^ \來對從畅觀錄雜賴光源所放 度差異所服㈣面猎⑽正_記_體的該厚 ，中，該光侧H包括概贿接· 區之;的:間隙’以使得該光束的-高強度區的;= urt些光接收區之間的該間隙中，以避免制 的該高強度區，係由殘留输其;;生用 l^\59pif\.doc 47 1282980 像差2該相差所引起，且該球面像差係包含在從朝向該光 偵測器的該記錄媒體所反射回來的該光束中。 25·如申請專利範圍第24項所述之光學記錄與/或再生 裝置，其中在該光偵測器上所接收到的一光點的半徑為 R，且在該些光接收區之間的該間隙的大小，係位於該 點的0.2R到〇.6R範圍之内。 26,一種光學記錄與/或再生裝置，使用一光學讀取 頭，在一記錄媒體上，記錄與/或再生資訊，且該光學讀取 頭係以活動方式，安裝在該記錄媒體的一徑向方向上，1 中該光學讀取頭包括： ^ 一光源； 一物鏡，用來將該光源所放射的一光束，聚焦在具一 特定厚度的一記錄媒體的一點上； /、 光偵測裔，用來接收從位於該記錄媒體的該點上所 反射的該光束，以及從其中偵測一訊號； 二一修正兀件，用來對從朝向該記錄媒體的該光源所放 射的該光束，產生-相差，藉以修正由該記錄媒體的該 度差異所引起的球面像差；以及 Λ 无兀仵 川不降低該光束的一高強度區，對由該 债測器所接收到的-訊號的影響，其中該光束的該高強 區係由該光束的㈣失真所產生，紗束的朗失直係^ 用來修正球面像差的軸差咐起，且該殘留失直係包 在從朝向該光_1!_記錄媒體所反射回㈣該光束 Ul59pifl.d〇c 48 1282980 壯27·如申請專利範圍第26項所述之光學記錄與/或再生 =置，其中該光元件包括一光阻隔元件，以避免偵測到該 光束的該高強度區的至少該部分。 壯28·如申請專利範圍第27項所述之光學記錄與/或再生 衣置，其中該光阻隔元件，係以下列的其中之一方式配 配置於該物鏡的一透鏡表面上，配置於該光偵測器的 光接收表面上’或者配置於該透鏡與該光偵測器之間。 壯29·如申請專利範圍第28項所述之光學記錄與/或再生 ^置其中该光阻隔元件，係為具有一預定寬度的一環狀 光阻隔區，以避免偵測該光束的該高強度區的一部分。 壯30·如申請專利範圍第29項所述之光學記錄與/或再生 裝置’其中該環狀光阻隔區的該寬度，係為5//m。 ^ M•如申請專利範圍第28項所述之光學記錄與/或再生 農置其中邊光阻隔元件，包括一或多個本地光阻隔區， 以專門用來避免偵測該光束的該高強度區的一部分。 32·如申請專利範圍第27項所述之光學記錄與/或再生 裝置，其中該光阻隔元件，係成形在該光偵測器的一光接 收表面上，且具一預定寬度。 、33·如申請專利範圍第27項到第32項的其中任一項所 述之光學記錄與/或再生裝置，其中當在該光偵測器上所接 收到的、，光點的半徑為R時，該光阻隔元件可避免偵測範 圍從該光點的〇.沈到罐之内的該光束的該高強度區的 至少該部分。 34·如申请專利範圍第26項所述之光學記錄與/或再生 l4159pifi.d〇c 49 1282980 裝置’其中該光元件包括—光強度分佈更動元件，可藉由 將該光束的該強度分佈，變為_均勻分佈，而讓該光束的 該高強度區的至少該部分，人射到該光制器上。 35.如申5月專利|色圍第34項所述之光學記錄與/或再生 裝置’其中該光強度分佈更動元件，可將一光束的強度分 佈，變為一均勻分佈。 36·如申請專利範圍第35項所述之光學記錄與/或再生 裝置’其中該光強度分佈更動元件，包括具有一預定寬度 壞狀全像圖案區，用來更動該光束的該強度分佈，或⑩ 是^有一或多個本地全像圖案區，專門用來更動該光束的 该尚強度區的該部分的該強度分佈。 37·如申請專利範圍第34項所述之光學記錄與/或再生 I置，其中該光阻隔元件，係以下列的其中之一方式配 置：配置於該物鏡的一透鏡表面上，配置於該光偵測器的 一光接收表面上，或者配置於該透鏡與該光偵測器之間。 38·如申凊專利範圍第34項到第37項的其中任一項所 述之光學記錄與/或再生裝置，其中當在該光偵測器上所接鲁 收到的一光點的半徑為R時，該光強度分佈更動元件只會 將範圍從該光點的0.2尺到0.6尺之内的該光束的該高強^ 區的至少該部分的該強度分佈，變為一均勻分佈。 39·如申請專利範圍第26項到第32項與第34項到第 37項的其中任一項所述之光學記錄與/或再生裝置，其中 忒光元件具有一極化特性，以使得該光元件只會在從朝向 該光偵測器的該記錄媒體所反射回來的該光束上運作，或 50 l4l59Pifl.d〇c 1282980 者具有-雜化特性，以使得該光元件可不管入射到該記 錄媒體的β光束的極性為何都能運作。 4〇·如申請專利範圍第23項到第32項與第34項到第 37項的其中任一項所述之光學記錄與/或再生裝置， 包括· 一物鏡； 一光源，朝該物鏡放射一光束；以及

一極化相關光路徑更動器，用來將由該光源所放射的 該光束轉向，使其朝向該物鏡前進，以及使從該記錄媒體 所反射回來的該光束，朝向該光偵測器前進。 41·如申請專利範圍第4〇項所述之光學記錄與/或再生 裝置，更加包括一四分之一波形板，且該四分之一波形板 係配置於該光路徑更動H與該物鏡之間，使該光束可^射 到該四分之-波形板上，以改變—人射絲的該極性。 42·如申請專利範圍第41項所述之光學記錄與/或再生 裝置，其中該修正元件係為—液晶元件，且該液晶

配置於該光路徑更動器與該四分之—波形板之間，根據該 入射光束的該極性，選擇性地產生一相差。 μ 4 3 ·如申請專利範圍第2 3項到第3 2項與第3 4項到 37項的其中任一項戶斤述之光學記錄與/或再生裝置，、发 Ϊ =修正的球面像差，係由所設計的該物鏡的一厚度^ 攸一光入射表面到一記錄層之間的一厚度之間的一差 起’且該記錄層係為在其至少—面上具複數個記錄 、斤記錄與/或再生的該記錄媒體之上。 51 14159Pifl.d〇c !282980 44·如申請專利範圍第43項所述之光學記錄盘$丄

裝置 記錄， 格式，Μ及 H該物鏡的一數值孔姆，係楠田^^ _ ·,

的一相差所引起，而且該光學讀取頭可藉由緩和在一 包=有殘留失真，且該殘留失真係由—修正元件所產 用來補侦在-記錄女某體中的一厚纟差異所引起的球面 、:中，由該殘留失真所引起的具高強度的一區的至少一 科’對由該光偵測器所偵測到的一訊號的影響，而 一聚焦偏移。 一 一 46· —種用一光學讀取頭在一記錄媒體上記錄與/或再 生貧訊之裝置，該光學讀取頭具有—光源，以及一物鏡， 用來將從該絲所放射的-光束，料、在該記錄媒體的一 點上’該光學讀取頭包括： 二=修正元件，用來產生在該光束中的一相差，以修正 在该光束巾，由該記錄媒體的厚度差異所引起的—球面像 差；以及 -光偵測器’該光侧器包括一光接收區與該些光接 收區之間的-間隙’以使得由包含在該光束中的該相差所 14159pifl.doc 52 1282980 引起的該光束的一高強度區的至少一部分，在該光束從該 記錄媒體的該點上反射回來之後，會入射到該間隙中，而 且該光偵測器會從入射到該些光接收區的該光束的一部 分，偵測一訊號。 47. —種用一光學讀取頭在一記錄媒體上記錄與/或再 生資訊之裝置，該光學讀取頭具有一光源，以及一物鏡， 用來將從該光源所放射的一光束，聚焦在該記錄媒體的一 點上，該光學讀取頭包括： 一光偵測器，用來接收從該記錄媒體的該點所反射回 來的該光束，並且從中偵測一訊號； 一修正元件，用來產生在該光束中的一相差，以修正 由該記錄媒體的厚度差異所引起的一球面像差；以及 一光元件，用來降低由該修正元件所產生的該相差所 引起的該光束的一高強度區，對由該光偵測器所偵測到的 該訊號的影響。 53 14159pifl.doc

圖6

圖7A 1282980 七、指定代表囷： (一） 本案指定代表圖為：圖（1 )。 (二） 本代表圖之元件符號簡單說明： 1 :光碟 10 :光源 12 :光栅 14 :極化光束分光器 15 :散光鏡 16 :校準透鏡 18 :反射鏡 19 ··四分之一波形板 20 ·液晶元件 30 :物鏡 40 :光偵測器 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明 特徵的化學式： 無 4 14159pifl.doc