发明名称 物镜、光学拾取装置与光学资讯记录播放装置
摘要
申请公布号 申请公布日期 2011.02.11
申请号 TW093103075 申请日期 2004.02.10
申请人 柯尼卡美乐达控股股份有限公司 发明人 木村彻
分类号 G11B7/085 主分类号 G11B7/085
代理机构 代理人 林志刚 台北市中山区南京东路2段125号7楼
主权项 一种物镜,用来聚焦从第一光源发射之第一波长λ 1的第一光通量,以便实施包括厚度t1(0mm<t1≦0.2mm)之第一保护基板的第一光学资讯记录媒体之资讯的播放与/或记录,并且用来聚焦从第二光源发射之第二波长λ 2(λ 1<λ 2)的第二光通量,以便实施包括厚度t2(t2>t1)之第二保护基板的第二光学资讯记录媒体之资讯的播放与/或记录,其系包含:第一绕射结构,设置在至少一光学表面上,并且具有复数个同心环形区域组,以致使在当第二光通量进入第一绕射结构时所产生的绕射光线之间具有最大光通量的绕射光线级数n2是比在当第一光通量进入第一绕射结构时所产生的绕射光线之间具有最大光通量的绕射光线级数n1还低的级数,在此n1与n2是除了0以外的整数,其中以当将波前像差在第一数值孔径NA1内测量时,波前像差的均方根值变成0.07 λ 1或更小的此种方式,使第n1个级绕射光线经由第一保护基板而聚焦在第一光学资讯记录媒体的资讯记录表面上,并且以当将波前像差在第二数值孔径NA2(NA2<NA1)内测量时,波前像差的均方根值变成0.07 λ 2或更小的此种方式,使第n2个级绕射光线经由第二保护基板而聚焦在第二光学资讯记录媒体的资讯记录表面上。如申请专利范围第1项之物镜,其中满足以下方程式:λ 2/λ 1>1.3。如申请专利范围第1项之物镜,其中满足以下方程式:n2=INT(λ 1.n1/λ 2)| INT(λ 1.n1/λ 2)-(λ 1.n1/λ 2)|<0.4其中,n1系为从2至10的整数,而且INT(λ 1.n1/λ 2)系为藉由使(λ 1.n1/λ 2)一数值舍入而得到的整数。如申请专利范围第1项之物镜,其中n1与n2的组合系为(n1、n2)=(2、1)、(3、2)、(5、3)或(8、5),并且满足下式:390nm<λ 1<420nm 640nm<λ 2<670nm。如申请专利范围第4项之物镜,其中n1与n2的组合系为(n1、n2)=(2、1)。如申请专利范围第4项之物镜,其中n1与n2的组合系为(n1、n2)=(3、2)。如申请专利范围第1项之物镜,其中物镜包含具有正放大率的单一透镜而且该第一绕射结构系形成于从第一光源与第二光源发射之光通量所进入的光学表面一侧上。如申请专利范围第7项之物镜,其中满足下式:NA1>0.8 0.8<d/f1<1.6在此,d系为光轴上的透镜厚度(mm),而且f1系为用于第一波长λ 1之全部物镜系统的焦距(mm)。如申请专利范围第1项之物镜,其中该物镜包含具有正放大率的单一折射透镜以及一光学元件,在从第一光源发出与第二光源射出光通量进入的一侧上,并且满足下式:0≦| PL2/PL1 |≦0.2在此,PL1系为用于第一波长λ 1之单一折射透镜的傍轴放大率(mm-1),而且PL2系为用于第一波长λ 1之光学元件的傍轴放大率(mm-1)。如申请专利范围第8项之物镜,其中将单一折射透镜最佳化,以致使第一波长λ 1用的球面像差根据第一保护层的厚度而变得最小化。如申请专利范围第10项之物镜,其中满足下式:NA1>0.8 0.8<dL1/fL1<1.6在此,dL1系为光轴上单一折射透镜的透镜厚度(mm),而且fL1系为用于第一波长λ 1之单一折射透镜的焦距(mm)。如申请专利范围第1项之物镜,其中第二数值孔径NA2内的第一绕射结构之环形区域的数目是在10至60的范围中。如申请专利范围第1项之物镜,其中满足下式:0.03<|(△SA/△λ)/{(NA2)4.f1}|<0.14在此,在第一波长λ 1的改变范围是±10nm内的情形中,(△SA/△λ)代表第二数值孔径NA2内之第一绕射结构上的球面像差变化率(λ RMS/nm),而且f1系为第一波长λ 1用的整个物镜系统的焦距(mm)。如申请专利范围第1项之物镜,其中满足下式:0.0008<|(△SAM/△λ)/{(NA2)2.f1}|<0.0021在此,在第一波长λ 1的改变范围是±10nm内的情形中,(△SAM/△λ)代表第二数值孔径NA2之边缘光线的球面像差变化率(mm/nm),而且f1系为第一波长λ 1用的整个物镜系统的焦距(mm)。如申请专利范围第1项之物镜,其中通过第二数值孔径NA2外面区域并且到达第二光学资讯记录媒体之资讯记录表面的第二光通量,其系在第一数值孔径NA1内具有0.07 λ 2均方根值或更多的球面像差。如申请专利范围第1项之物镜,其中满足下式:m1=m2=0在此当实施用于第一光学资讯记录媒体之资讯之播放与/或记录时,m1系为第一放大倍数;而且当实施用于第二光学资讯记录媒体之资讯之播放与/或记录时,m2系为第二放大倍数。如申请专利范围第1项之物镜,其中满足下式:m1>m2在此当实施用于第一光学资讯记录媒体之资讯之播放与/或记录时,m1系为第一放大倍数;而且当实施用于第二光学资讯记录媒体之资讯之播放与/或记录时,m2系为第二放大倍数。如申请专利范围第1项之物镜,其中物镜的光学表面包含置于第二数值孔径NA2里面的中心区域,以及置于第二数值孔径NA2外面以便围绕该中心区域的外围区域,而且其中第一绕射结构系形成于该中心区域上,而且以第一波长λ 1来最佳化的第二绕射结构则形成于该外围区域上。如申请专利范围第1项之物镜,其中物镜的光学表面包含置于第二数值孔径NA2里面的中心区域,以及置于第二数值孔径NA2外面以便围绕该中心区域的外围区域,而且其中第一绕射结构仅形成于该中心区域上,而且外围区域是一连续表面。一种光学拾取装置,包含:一第一光源,发射第一波长λ 1的第一光通量;一第二光源,发射第二波长λ 2的第二光通量(λ 1<λ 2);一物镜,用来聚焦第一光通量,以便实施包括厚度t1(0mm<t1≦0.2mm)之第一保护基板的第一光学资讯记录媒体之资讯的播放与/或记录,并且用来聚焦第二光通量,以便实施包括厚度t2(t2>t1)之第二保护基板的第二光学资讯记录媒体之资讯的播放与/或记录,该物镜包括:一第一绕射结构,设置在至少一光学表面上,并且具有复数个同心环形区域组,以致使在当第二光通量进入第一绕射结构时所产生的绕射光线之间具有最大光通量的绕射光线级数n2是比在当第一光通量进入第一绕射结构时所产生的绕射光线之间具有最大光通量的绕射光线级数n1还低的级数,在此n1与n2是除了0以外的整数,其中以当将波前像差在第一数值孔径NA1内测量时,波前像差的均方根值变成0.07 λ 1或更小的此种方式,使第n1级绕射光线经由第一保护基板而聚焦在第一光学资讯记录媒体的资讯记录表面上;并且以当将波前像差在第二数值孔径NA2(NA2<NA1)内测量时,波前像差的均方根值变成0.07 λ 2或更小的此种方式,使第n2级绕射光线经由第二保护基板而聚焦在第二光学资讯记录媒体的资讯记录表面上。如申请专利范围第20项之光学拾取装置,其中满足下式:λ 2/λ 1>1.3。如申请专利范围第20项之光学拾取装置,其中满足下式:n2=INT(λ 1.n1/λ 2)| INT(λ 1.n1/λ 2)-(λ 1.n1/λ 2)|<0.4其中,n1系为从2至10的整数,而且INT(λ 1.n1/λ 2)系为藉由使(λ 1.n1/λ 2)一数值舍入而得到的整数。如申请专利范围第20项之光学拾取装置,其中n1与n2的组合系为(n1、n2)=(2、1)、(3、2)、(5、3)或(8、5),并且满足下式:390nm<λ 1<420nm 640nm<λ 2<670nm。如申请专利范围第23项之光学拾取装置,其中n1与n2的组合系为(n1、n2)=(2、1)。如申请专利范围第23项之光学拾取装置,其中n1与n2的组合系为(n1、n2)=(3、2)。如申请专利范围第20项之光学拾取装置,其中物镜包含具有正放大率的单一透镜,而且第一绕射结构系形成于从第一光源与第二光源发射之光通量所进入的光学表面一侧上。如申请专利范围第26项之光学拾取装置,其中满足以下表示式:NA1>0.8 0.8<d/f1<1.6在此,d系为光轴上的透镜厚度(mm),而且f1系为用于第一波长λ 1之全部物镜系统的焦距(mm)。如申请专利范围第20项之光学拾取装置,其中该物镜包含具有正放大率的单一折射透镜以及一光学元件,在从第一光源发出与第二光源射出光通量进入的一侧上,并且满足下式:0≦| PL2/PL1 |≦0.2在此,PL1系为用于第一波长λ 1之单一折射透镜的傍轴放大率(mm-1),而且PL2系为用于第一波长λ 1之光学元件的傍轴放大率(mm-1)。如申请专利范围第27项之光学拾取装置,其中将单一折射透镜最佳化,以致使第一波长λ 1用的球面像差根据第一保护层的厚度而变得最小化。如申请专利范围第29项之光学拾取装置,其中满足下式:NA1>0.8 0.8<dL1/fL1<1.6在此,dL1系为光轴上单一折射透镜的透镜厚度(mm),而且fL1系为用于第一波长λ 1之单一折射透镜的焦距(mm)。如申请专利范围第20项之光学拾取装置,其中第二数值孔径NA2内的第一绕射结构之环形区域的数目是在10至60的范围中。如申请专利范围第20项之光学拾取装置,其中满足下式:0.03<|(△SA/△λ)/{(NA2)4.f1}|<0.14在此,在第一波长λ 1的改变范围是±10nm内的情形中,(△SA/△λ)代表第二数值孔径NA2内之第一绕射结构上的球面像差变化率(λ RMS/nm),而且f1系为第一波长λ 1用的整个物镜系统的焦距(mm)。如申请专利范围第20项之光学拾取装置,其中满足下式:0.0008<|(△SAM/△λ)/{(NA2)2.f1}|<0.0021在此,在第一波长λ 1的改变范围是±10nm内的情形中,(△SAM/△λ)代表第二数值孔径NA2之边缘光线的球面像差变化率(mm/nm),而且f1系为第一波长λ 1用的整个物镜系统的焦距(mm)。如申请专利范围第20项之光学拾取装置,其中通过第二数值孔径NA2外面区域并且到达第二光学资讯记录媒体之资讯记录表面的第二光通量,其系在第一数值孔径NA1内具有0.07 λ 2均方根值或更多的球面像差。如申请专利范围第20项之光学拾取装置,其中满足下式:m1=m2=0在此当实施用于第一光学资讯记录媒体之资讯之播放与/或记录时,m1系为第一放大倍数,而且当实施用于第二光学资讯记录媒体之资讯之播放与/或记录时,m2系为第二放大倍数。如申请专利范围第20项之光学拾取装置,其中满足下式:m1> m2在此当实施用于第一光学资讯记录媒体之资讯之播放与/或记录时,m1系为第一放大倍数,而且当实施用于第二光学资讯记录媒体之资讯之播放与/或记录时,m2系为第二放大倍数。如申请专利范围第20项之光学拾取装置,其中物镜的光学表面包含置于第二数值孔径NA2里面的中心区域,以及置于第二数值孔径NA2外面以便围绕中心区域的外围区域,而且其中第一绕射结构系形成于中心区域上,而且以第一波长λ 1来最佳化的第二绕射结构则形成于外围区域上。如申请专利范围第20项之光学拾取装置,其中物镜的光学表面包含置于第二数值孔径NA2里面的中心区域,以及置于第二数值孔径NA2外面以便围绕中心区域的外围区域,而且其中第一绕射结构仅形成于中心区域上,而且外围区域是一连续表面。一种光学资讯记录播放装置,包含:如申请专利范围第20项所述的光学拾取装置;以及一支撑装置,以光学拾取装置可实施记录与/或播放资讯的此种方式,支撑第一光学资讯记录媒体与第二资讯记录媒体。
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