发明名称 像差修正元件及应用此种元件之拾光器
摘要 本发明提供一种具有第一及第二阻碍元件的像差修正元件及应用此种像差修正元件的一拾光器,在其中此第一及第二阻碍元件的折射指数对一预定的极化光束是不同的,因此第一及第二阻碍元件根据一入射光束的极化而引起此入射光束的一相位差。当此像差修正元件被设计以使得由于有关于入射光束的波长变化之像差修正元件所引起的一相位差因其从此光轴的增加距离而增加或减少,然后被应用在用于具有一较短波长光束之高密度记录及复制的一拾光器中,由于在记录与复制模式之间的一稍微波长变化而引起之色像差可被以高光线效率修正。此像差修正元件选择性地根据此入射光束的极化而引起入射光束的一相位差,且因此其可被应用在适用于使用彼此垂直之两条极化光束的高密度及低密度记录媒体的一拾光器中。
申请公布号 TW519635 申请公布日期 2003.02.01
申请号 TW090105356 申请日期 2001.03.07
申请人 三星电子股份有限公司 发明人 金泰敬;安荣万;郑钟三;徐偕贞
分类号 G11B7/00 主分类号 G11B7/00
代理机构 代理人 陈恕琮 台北市中山区林森北路五七五号十一楼之三
主权项 1.一种像差修正元件,用来修正因一聚光透镜所导致的像差,此像差修正元件其特征在此像差修正元件包括:一第一阻碍元件,其具有至少在一侧上大量阶梯的梯状凸面模型;及一第二阻碍元件,其系与此第一阻碍元件相结合,此第二阻碍元件具有正对此第一阻碍元件的一侧上或在相反侧上大量阶梯的梯状凹面模型,此梯状凹面模型系对应到此至少一个梯状凸面模型,及此第一及第二阻碍元件的折射指数对一第一极化光束是不同的,所以此第一及第二阻碍元件根据入射光束的极化现象而选择性地引起一入射光束的相位差。2.如申请专利范围第1项所述的像差修正元件,在其中,每一个用于此第一及第二阻碍元件之大量阶梯的在光轴方向之距离为0/(n0a-n0b)的一整数倍,在其中0为一接物镜被设计用于其第一极化光束的波长,n0a及n0b各别地为对于此波长0之第一及第二阻碍元件的折射指数。3.如申请专利范围第1项所述的像差修正元件,在其中,此第一及第二阻碍元件系以一种非等向性材料而制成。4.如申请专利范围第3项所述的像差修正元件,在其中,此第一及第二阻碍元件具有对垂直于第一极化光束的一第二极化光束实质上相同的折射指数。5.如申请专利范围第1项到第4项中之任一项所述的像差修正元件,在其中,由于关于第一极化光束从0到1的一波长变化之第一及第二阻碍元件所引起的一相位差被表示成为((n1a-n1b).z(h)),在其中n1a及n1b为对于此波长1之第一及第二阻碍元件的折射指数,及h为从此光轴的一距离,及z(h)为在距离h上,从此第一或第二阻碍元件的一光线接收表面到此第一或第二阻碍元件之一特定阶梯的高度,此相位差系相反于此波长变化。6.如申请专利范围第5项所述的像差修正元件,在其中,此第一阻碍元件的至少一个梯面模型,及此第二阻碍元件的梯状凹面模型系皆同心围绕此光轴。且由于有关具有波长1的光束之第一及第二阻碍元件而引起之相位差随着从此光轴的增加距离而增加或减少。7.如申请专利范围第5项所述的像差修正元件,在其中,此第二阻碍元件包括大量梯状凹面模型,所以此第一阻碍元件的至少一个梯状凸面模型被匹配到此第二阻碍元件的这些梯状凹面模型。8.一种拾光器,其包括一第一光源,一接物镜,用来聚焦从此第一光源来的一光束以在此记录媒体上形成一光点,一光路径改变装置,其被排列在介于第一光源与此接物镜之间的光路径上,用来改变从此第一光源来的光束之行进路径,及一相侦测器,用来接收在被从此记录媒体反射之后,经过此接物镜及此光路径改变装置的光束,此拾光器其特征在此第一光源系用来发射一第一光束当成具有适用于一高密度记录媒体之相当短波长的一第一极化光束;一种第一像差修正元件,用来修正因从此第一光源发射之第一光束的一波长变化而引起之色像差,其系被排列在介于此光路径改变装置与此接物镜之间的光路径上;及此种第一像差修正元件包括第一及第二阻碍元件,它们的折射指数对此第一光束是不同的,且此第一像差修正元件被设计以使得由于有关此第一光束的波长变化之第一及第二阻碍元件所引起的一相位差随着从此光轴的增加距离而增加或减少,且此第一像差修正元件的第一及第二阻碍元件彼此相结合;此第一阻碍元件具有一梯状凸面模型,此梯状凸面模型包括大量阶梯,其同心围绕此光轴,及此第二阻碍元件具有正对此第一阻碍元件的一侧上或在相反侧上之一梯状凹面模型,此梯状凹面模型系对应到此第一阻碍元件的梯状凸面模型;且此第一像差修正元件被设计以使得因此第一及第二阻碍元件而引起之一相位差随着从此光轴的增加距离而增加或减少,藉此修正由于此波长变化而引起之色像差。9.如申请专利范围第8项所述的拾光器,在其中,每一个用于此第一及第二阻碍元件之大量阶梯的在光轴方向之距离为0/(n0a-n0b)的一整数倍,在其中0为一接物镜被设计用于其之第一极化光束的波长,n0a及n0b各别地为对于此波长0之第一及第二阻碍元件的折射指数。10.如申请专利范围第8项或第9项所述的拾光器,在其中,由于关于第一极化光束从0到1的一波长变化之第一及第二阻碍元件所引起的一相位差被表示成为((n1a-n1b).z(h)),在其中n1a及n1b为对于此波长1之第一及第二阻碍元件的折射指数,及h为从此光轴的一距离,及z(h)为在距离h上,从此第一或第二阻碍元件的一光线接收表面到此第一或第二阻碍元件之一特定阶梯的高度,此相位差系相反于此波长变化。11.如申请专利范围第8项所述的拾光器,进一步包括一第二光源,用来发射一第二光束当成垂直于此第一光束之第一极化现象的一第二极化光束,此第二光束具有适用于一低密度记录媒体之一相当长的波长。12.如申请专利范围第11项所述的拾光器,进一步包括一第二像差修正元件,其被排列在介于此光路径改变装置与此接物镜之间,用来选择性地根据此入射光束的极化现象而引起一入射光束的相位差,此第二像差修正元件包括具有至少两个梯状凸面模型的一第三阻碍元件,其中每一个梯状凸面模型具有大量的阶梯,及具有对应到这些梯状凸面模型之至少两个梯状凹面模型的一第四阻碍元件,因此由于有关于此第二光束之一波长变化而引起之色像差及/或由于有关于此低密度记录媒体之一基质厚度变化而引起之球面像差被修正。13.如申请专利范围第11项所述的拾光器,在其中,用于此第三及第四阻碍元件之每一个这些阶梯在此光轴方向上的距离不为0'/(n0a'-n0b')的一整数倍,在此0'为此第二极化光束的波长,且n0a'与n0b'各别地为对此波长0'之第一及第二阻碍元件的折射指数。14.如申请专利范围第12项或第13项所述的拾光器,在其中,当由于有关从第二极化光束的波长0'改变到波长1'之第三及第四阻碍元件所引起的一相位差被表示成为((n1a'-n1b').z(h)),在其中n1a'及n1b'为对于具有波长1'之第二光束的第三及第四阻碍元件之折射指数,及h为从此光轴的一距离,及z(h)为在距离h上,从此光线接收表面到此第三或第四阻碍元件的一特定阶梯的高度,此相位差系相反于由于此波长变化而引起之像差。15.如申请专利范围第8项、第9项、第12项或第13项所述的拾光器,在其中,此第一及第二阻碍元件,及/或此第三及第四阻碍元件系以一种非等向性材料所制成。16.如申请专利范围第15项所述的拾光器,在其中,此第一及第二阻碍元件及/或此第三及第四阻碍元件具有对此第二光束如垂直于此第一光束的第一极化现象之一第二极化光束,及/或对此第一光束如垂直于此第二光束的第二极化现象之一第一极化光束实质上相同的折射指数。17.如申请专利范围第8项或第11项到第13项的任一项所述之拾光器,在其中,此第一光束为蓝色光及/或此第二光束为红色光;且此高密度记录媒体为具有比数位多用途磁碟(DVD)家族媒体更高密度的一记录媒体,及/或此低密度记录媒体为一DVD家族记录媒体。18.如申请专利范围第17项所述的拾光器,在其中,此第一光束具有大约405nm的一波长,及/或此第二光束具有大约650nm的一波长。19.如申请专利范围第17项所述的拾光器,在其中,此高密度记录媒体的基质之厚度为0.6mm或更小,及/或此低密度记录媒体的基质之厚度为0.6mm。20.如申请专利范围第11项所述的拾光器,在其中,此光路径改变装置被构成以使得此第一光源与此第二光源彼此垂直,且此第一光源与此第二光源两者皆与此光轴对齐。21.如申请专利范围第11项所述的拾光器,在其中,此第一光源与此第二光源被排列紧邻着彼此。22.如申请专利范围第11项到第13项或第21项的任一项所述之拾光器,在其中,此第一与第二光源的一个被与此光轴对齐,且另一个偏离接近此一光源的光轴,且此第一或第二像差修正元件被设计以使得导因于另一光源的排列之有关从另一光源所发射之光束的一区域像差被修正。23.如申请专利范围第22项所述的拾光器,进一步包括在介于此光路径改变装置与此相侦测器间的光路径上之一全息图元件,用来修正有关于从另一光源发射且从一对应记录媒体反射之后经由第一及/或第二像差修正元件被导向此相侦测器之光束的一区域像差。24.如申请专利范围第8项到第9项或第11到第13或第21项的任一项所述的之拾光器,在其中,在此第一及/或第二像差修正元件中,此第二及/或第四阻碍元件包括一些部份,且被定位在此第一及/或第三阻碍元件的中央或至少一侧上,且每一个此第二及/或第四阻碍元件的邻近部份的折射指数对此第一及/或第二光束为不同的。25.如申请专利范围第10项所述的之拾光器,在其中,在此第一及/或第二像差修正元件中,此第二及/或第四阻碍元件包括一些部份,且被定位在此第一及/或第三阻碍元件的中央或至少一侧上,且每一个此第二及/或第四阻碍元件的邻近部份的折射指数对此第一及/或第二光束为不同的。26.如申请专利范围第25项所述的拾光器,在其中,当由于有关从此接物镜为其设计之一波长变成的一波长之第一或第二像差修正元件所引起之一相位差被表示成(n1a-n1b(h)).d,在此n1a为第一或第三阻碍元件对此被改变的波长之折射指数,n1b(h)为此第二或第四阻碍元件的部份对此被改变的波长之折射指数,此部份系与此光轴以一距离h分开,且d为此第二或第四阻碍元件的厚度,此相位差相反于由于此第一光束的波长变化而引起之像差,或在介于此第一及第二光束间之波长上的差异。27.如申请专利范围第24项所述的拾光器,在其中,当由于有关从此接物镜为其设计之一波长变成的一波长之第一或第二像差修正元件所引起之一相位差被表示成(n1a-n1b(h)).d,在此n1a为第一或第三阻碍元件对此被改变的波长之折射指数,n1b(h)为此第二或第四阻碍元件的部份对此被改变的波长之折射指数,此部份系与此光轴以一距离h分开,且d为此第二或第四阻碍元件的厚度,此相位差相反于由于此第一光束的波长变化而引起之像差,或在介于此第一及第二光束间之波长上的差异。图式简单说明:图1描述一种应用一折射及绕射接物镜的传统拾光器;图2到图4为根据本发明之一像差修正元件的可选择之实施例的剖面图;图5描述应用根据本发明之一像差修正元件的一种拾光器的一个较佳实施例之光学排列;图6A及图6B各别地描述当适用于图5之用于一高密度记录媒体之复制光线的波长之接物镜被应用时,在一复制及记录模式中的像差;图7描述根据本发明之应用一像差修正元件的一拾光器的另一个较佳实施例之光学排列;图8描述当一较长波长光线藉由在图7中所示之接物镜而被聚焦在一低密度记录媒体上时所发生之像差,其中此接物镜系适用于一较短波长的复制光线及适用于高密度记录媒体的厚度;图9A到图9C各别地描述在具有一高密度记录媒体之复制及记录模式中,及具有一低密度记录媒体之复制模式中,当一波前经过被排列在图7的拾光器中之第一及第二像差修正元件而导致的变形。图10描述根据本发明之应用一像差修正元件的一拾光器的另一个较佳实施例之光学排列;图11描述在图10的拾光器中之区域像差,其系发生在当光线被从有关于此光轴之一被标示之光源所发射时。
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