光学元件,物镜光学元件及光学拾讯装置

摘要

一种光学元件包含：一衍射结构，其具有复数个被安排在至少一光学表面上的一光轴周围的衍射环形区；及一光学路径差给予结构，其被安排在该等衍射环形区的至少一者的光学表面上，用来将一指定的光学路径差给予一通过该衍射环形区的一指定的光束，其中该衍射结构的该光学表面是一具有衍射功能的结构，用来将具有该第一波长λ1的光束的第L(L≠0)级的被衍射光线设定为一最大衍射效率及用来将具有该第二波长λ2的光束的第M(M≠0)级的被衍射光线设定为一最大衍射效率，如果该光学路径差给予结构不存在的话。

主权项

1.一种光学拾讯装置的光学元件,其藉由使用发射 自第一光源之具有第一波长1的光束来再生及/ 或记录资讯而可用于具有t1的保护基材厚度之第 一光学资讯记录媒体上,及藉由使用发射自第二光 源之具有第二波长2(2>1)的光束来再生及/或 记录资讯而可用于具有t2(t2≧t1)的保护基材厚度 之第二光学资讯记录媒体上,该光学拾讯装置的光 学元件包含: 一衍射结构,其具有复数个被安排在至少一光学表 面上的一光轴周围的衍射环形区;及 一光学路径差给予结构,其被安排在该等衍射环形 区的至少一者的光学表面上,用来将一指定的光学 路径差给予一通过该衍射环形区的一指定的光束, 其中该衍射结构的该光学表面是一具有衍射功能 的结构,用来将具有该第一波长1的光束的第L(L ≠0)级的被衍射光线设定为一最大衍射效率及用 来将具有该第二波长2的光束的第M(M≠0)级的被 衍射光线设定为一最大衍射效率,如果该光学路径 差给予结构不存在的话。 2.如申请专利范围第1项所述之光学元件,其中在与 不存在有该光学路径差给予结构的假设相较之下, 该光学路径差给予结构可藉由改变具有第一波长 1的光束之第L级阶的被衍射光线与具有第二波 长2的光束之第M级阶的被衍射光线两者中的至 少一者的相位来降低介于具有第一波长1的光束 之第L级阶的被衍射光线与具有第二波长2的光 束之第M级阶的被衍射光线之间的一光学相位差的 绝对値,该第M级阶的被衍射光线及该第L级阶的被 衍射光线系由具有该衍射功能的结构所造成的。 3.如申请专利范围第1项所述之光学元件,其中在与 不存在有该光学路径差给予结构的假设相较之下, 该光学路径差给予结构可藉由给予具有第一波长 1的光束之第L级阶的被衍射光线与具有第二波 长2的光束之第M级阶的被衍射光线两者中的一 者没有相位改变,以及藉由给与具有第一波长1 的光束之第L级阶的被衍射光线与具有第二波长 2的光束之第M级阶的被衍射光线两者中的另一者 相位改变,来降低介于具有第一波长1的光束之 第L级阶的被衍射光线与具有第二波长2的光束 之第M级阶的被衍射光线之间的一光学相位差的绝 对値。 4.如申请专利范围第1项所述之光学元件,其中在与 不存在有该光学路径差给予结构的假设相较之下, 该光学路径差给予结构可藉由给予具有第一波长 1的光束之第L级阶的被衍射光线与具有第二波 长2的光束之第M级阶的被衍射光线两者一相位 差,来降低介于具有第一波长1的光束之第L级阶 的被衍射光线与具有第二波长2的光束之第M级 阶的被衍射光线之间的一光学相位差的绝对値,该 第M级阶的被衍射光线及该第L级阶的被衍射光线 系由具有该衍射功能的结构所造成的。 5.如申请专利范围第1项所述之光学元件,其中在与 不存在有该光学路径差给予结构的假设相较之下, 该光学路径差给予结构可藉由将一约等于第一波 长1的整数倍的光学路径差给予具有第一波长 1的光束之第L级阶的被衍射光线用以让该衍射结 构产生的相位差没有改变,及藉由将一不等于第二 波长2的整数倍的光学路径差给予具有第二波长 2的光束之第M级阶的被衍射光线,来降低介于具 有第一波长1的光束之第L级阶的被衍射光线与 具有第二波长2的光束之第M级阶的被衍射光线 之间的一光学相位差的绝对値。 6.如申请专利范围第1项所述之光学元件,其中该光 学路径差给予结构将光学相位差设定为一低于0.6 弧度的数値。 7.如申请专利范围第1项所述之光学元件,其中该具 有衍射功能的该结构具有一形成为锯齿状的不连 续表面,及 该光学路径差给予结构具有一沿着该光轴的方向 被形成为一阶梯形状的不连续表面。 8.如申请专利范围第1项所述之光学元件,其中该具 有衍射功能的该结构具有一沿着该光轴的方向被 形成为一阶梯形状的不连续表面,及 该光学路径差给予结构具有一沿着该光轴的方向 被形成为一阶梯形状的不连续表面。 9.如申请专利范围第1项所述之光学元件,其中该光 学表面包含一被安排在该光轴周围且被形成为一 圆形的中央区,及一被安排在该中央区的周边上的 周边区, 具有衍射功能的该结构及该光学路径差给予结构 被提供在该中央区内,及 被形成为锯齿状的该衍射结构被提供在该周边区 内。 10.如申请专利范围第1项所述之光学元件,其中该 光学表面包含一被安排在该光轴周围且被形成为 一圆形的中央区,及一被安排在该中央区的周边上 的周边区, 具有衍射功能的该结构及该光学路径差给予结构 被提供在该中央区内,及 该光学路径差给予结构被提供在该周边区内。 11.如申请专利范围第1项所述之光学元件,其中该 光学表面包含一被安排在该光轴周围且被形成为 一圆形的中央区,及一被安排在该中央区的周边上 的周边区, 具有衍射功能的该结构及该光学路径差给予结构 被提供在该中央区内,及 一用来折射一光束的折射结构被安排在该周边区 内。 12.如申请专利范围第1项所述之光学元件,其中L=M 可被满足。 13.如申请专利范围第1项所述之光学元件,其中L=M=1 可被满足。 14.如申请专利范围第7项所述之光学元件,其中延 着该光轴的方向被形成为阶梯状且构成该光学路 径差给予结构的该不连续表面的数目为2或3。 15.如申请专利范围第1项所述之光学元件,其中该 第一波长满足 370nm≦1≦430nm,且 该第二波长满足 620nm≦2≦680nm。 16.如申请专利范围第1项所述之光学元件,其中具 有衍射功能的该结构将具有第一波长1的光束之 第L级阶的被衍射光线的衍射效率与具有第二波长 2的光束之第M级阶的被衍射光线的衍射效率的 总和设为170%或更低,且该光学路径差给予结构将 具有第一波长1的光束之第L级阶的被衍射光线 的衍射效率与具有第二波长2的光束之第M级阶 的被衍射光线的衍射效率的总和提高10%或更多。 17.一种物镜光学元件,其为申请专利范围第1项所 述的光学元件,其中 具有第一波长1的光束及具有第二波长2的光 束分别入射到一光学表面上作为一发散光束,且具 有第一波长1的光束及具有第二波长2的光束 在球面像差及/或波前像差被校正的条件下会会聚 到一指定的光学资讯记录媒体上。 18.如申请专利范围第17项所述之物镜光学元件,其 中一放大率m满足以下的公式: -0.295≦m≦-0.049。 19.如申请专利范围第17项所述之物镜光学元件,其 中在光源侧上的一光学表面的傍轴区的曲率半径R 1及在光学资讯记录媒体侧上的一光学表面的傍轴 区的曲率半径R2满足以下的公式: -3.21)的光束来再生及/或记录资讯而 可用于具有t2(t2≧t1)的保护基材厚度之第二光学 资讯记录媒体上,该光学拾讯装置包含: 复数个光学元件; 其中至少一光学元件包含一衍射结构,其具有复数 个被安排在至少一光学表面上的一光轴周围的衍 射环形区;及 一光学路径差给予结构,其被安排在该等衍射环形 区的至少一者的光学表面上,用来将一指定的光学 路径差给予一通过该衍射环形区的一指定的光束, 其中该衍射结构的该光学表面是一具有衍射功能 的结构,用来将具有该第一波长1的光束的第L(L ≠0)级阶的被衍射光线设定为一最大衍射效率及 用来将具有该第二波长2的光束的第M(M≠0)级阶 的被衍射光线设定为一最大衍射效率,如果该光学 路径差给予结构不存在的话。 37.如申请专利范围第36项所述之光学拾讯装置,其 中在与不存在有该光学路径差给予结构的假设相 较之下,该光学路径差给予结构可藉由改变具有第 一波长1的光束之第L级阶的被衍射光线与具有 第二波长2的光束之第M级阶的被衍射光线两者 中的至少一者的相位来降低介于具有第一波长1 的光束之第L级阶的被衍射光线与具有第二波长 2的光束之第M级阶的被衍射光线之间的一光学相 位差的绝对値,该第M级阶的被衍射光线及该第L级 阶的被衍射光线系由具有该衍射功能的结构所造 成的。 38.如申请专利范围第37项所述之光学拾讯装置,其 中前述的光学元件之一为一物镜光学元件,且具有 第一波长1的光束及具有第二波长2的光束分 别入射到一光学表面上作为一发散光束,及 具有该使用波长1的光束及具有该使用波长2 的光束在球面像差及/或波前像差被校正的条件下 可被会聚到一指定的光学资讯记录媒体上。 39.如申请专利范围第37项所述之光学拾讯装置,其 中一放大率m满足以下的公式: -0.295≦m≦-0.049。 40.如申请专利范围第37项所述之光学拾讯装置,其 中可藉由使用发射自第三光源之具有第三波长3 (3>2)的光束来再生及/或记录资讯而用于具有t 3(t3>t2)的保护基材厚度之第三光学资讯记录媒体 上。 41.如申请专利范围第36项所述之光学拾讯装置,其 中该第一波长1与第二波长2为一使用参考波 长。 42.如申请专利范围第41项所述之光学拾讯装置,其 中该光学路径差给予结构将一光学路径差给予该 经过衍射的光线,使得具有该使用参考波长1的 光束的一第-N级阶衍射的光线具有一最大的衍射 效率及使得具有该使用参考波长2的光束的一第 (-N+1)级阶衍射的光线或具有该使用参考波长2的 光束的一第(-N-1)级阶衍射的光线具有一最大的衍 射效率。 43.如申请专利范围第42项所述之光学拾讯装置,其 中具有第一波长1的光束及具有第二波长2的 光束分别入射到一光学表面上作为一发散光束,且 具有该使用波长1的光束及具有该使用波长2 的光束在球面像差及/或波前像差被校正的条件下 可被会聚到一指定的光学资讯记录媒体上。 44.如申请专利范围第42项所述之光学拾讯装置,其 中一放大率m满足以下的公式: -0.295≦m≦-0.049。 45.如申请专利范围第42项所述之光学拾讯装置,其 中可藉由使用发射自第三光源之具有第三波长3 (3>2)的光束来再生及/或记录资讯而用于具有t 3(t3>t2)的保护基材厚度之第三光学资讯记录媒体 上。 图式简单说明: 第1图为依据本发明的第一实施例之光学拾讯装置 及光学元件的示意图; 第2图为显示一物镜结构的侧视图; 第3A图为一图表,其显示介于具有1波长的光束及 具有2波长的光束之间的相位差; 第3B图为不具有光学路径差给予结构的物镜的放 大视图; 第3C图为具有光学路径差给予结构的物镜的放大 视图; 第4图为一图表其显示衍射效率; 第5图为一侧视图,其显示一物镜结构的侧视图; 第6图为一侧视图,其显示一物镜结构的侧视图; 第7图为一放大的侧视图,其显示一物镜的结构; 第8图为一图表其显示衍射效率; 第9图为依据本发明的第一实施例的第五实例之光 学拾讯装置及光学元件的示意图; 第10图为依据本发明的第二实施例之光学拾讯装 置及光学元件的示意图; 第11图为显示一物镜结构的侧视图; 第12A图为该物镜的侧视图; 第12B图为第12A图中被圈起来的部分的放大图; 第13图为显示一物镜结构的侧视图; 第14图为显示一物镜结构的侧视图; 第15图为显示一物镜结构的侧视图; 第16图为显示一物镜结构的侧视图; 第17图为一放大的侧视图,其显示一物镜的结构;及 第18图为依据本发明的第二实施例的第四实例之 光学拾讯装置及光学元件的示意图。