TWI227483B - Optical scanning device - Google Patents

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TWI227483B
TWI227483B TW089117328A TW89117328A TWI227483B TW I227483 B TWI227483 B TW I227483B TW 089117328 A TW089117328 A TW 089117328A TW 89117328 A TW89117328 A TW 89117328A TW I227483 B TWI227483 B TW I227483B
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spherical aberration
radiation
optical
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Petrus Theodorus Jutte
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Koninkl Philips Electronics Nv
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Description

1227483 A7
【發明所屬技術領域】 本發明關於光學掃描裝置，用於以第—模式掃描第一型式 的騎載體、並以第二模式掃描第二型式的記錄載體，該 第-型式的記錄載體具有第一資訊層、及第一厚度的第一 透明層，該第二型式記錄載體具有第二資訊層、及第二厚 度的第二透明該第一厚度與第二厚度不同；該光學掃 描裝置包括用於產生輕射光束之_輻射源、及物鏡系統， 該物鏡系統用於在第一共軛組操作以在第一模式中之第一 貝訊層形成-焦點、並可在—不同之第二共輛組中操作， 以在第一換式中的第二資訊層形成一焦點。本發明也關於 種用於掃描一具有一資訊層之記錄載體之光學掃描裝置 ，其包括一用於產生非準直輻射光束之輻射源、及一用於 將非準直輻射收歛成資訊層上一焦點之物鏡系統、及一用 於控制一物鏡垂直於其光學軸運動控制系統。 【先前技術】 一光學掃描裝置用於掃描記錄載體，具有不同透明層係習 知自5 699 341號美國專利。當習知裝置掃描DVD型式的記 錄載體，具有0.6愛米厚度的透明層，物鏡聚合準直輻射光 束成一焦距，經過透明層。當它掃描cD型式的記錄載體， 具有1.2耄米厚度的透明層，相同的物鏡聚合收斂輻射光束 成一焦距，經過較厚的透明層。當從DVD改變為CD，輻射 光束入射到物鏡係從準直改變到收斂，經***一負透鏡於 準直輻射光束。一伺服電路控制物鏡的位置，與一垂直於 其光軸方向的中央位置有關’這樣焦距依照資訊層所希望 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公梦) 1227483 A7 B7 五、發明説明（2 ) 的追縱。當掃描CD型式的記錄載體時，知名裝置的缺點在 於當物鏡於追蹤期間，由它中央的位置移開，經由物鏡所 形成焦距的品質產生變質。再者，知名裝置的設計係不能 應用於光路，其不同於所說明的光路。 【發明内容】 本發明的目的在提供一種不具前述缺點之掃描裝置。 為達成此一目的，一種光學掃描裝置用於以第一模式掃描 第一型式的記錄載體、並以第二模式掃描第二型式記錄載 體，該第一型式的記錄載體具有第一資訊層、及第一厚度 之第一透明層，該第二型式的記錄載體具有一第二資訊層 、第二厚度的第二透明層’該第一厚度與第二厚度不同； 該光學掃描裝置包括用於產生至少一輻射光束之一輻射源 、及一物鏡系統，該物鏡系統用於在第一共軛組 (conjugates)操作以在第一模式中之第一資訊層形成一焦點 、並可在一不同之第二組共軛組中操作，以在第二模式中 之第二資訊層形成一焦點，其特徵在於，該光學掃描裝置 包括一光學元件，其設置於第二模式中自輻射源到物鏡系 統的輻射路徑上，藉以在第二模式中導入球面像差於。輕 射路徑係經由特定模式輻射光束所遵循的光路。輻射追蹤 可藉由將物鏡运離光轴設置而達成。此一離轴位置（off-ax is position)在輻射光束中導入慧形像差（c〇rna)，降低了焦點的 品質。第一模式中的慧形像差的數量於相對較小，因為在 該模式中物鏡的設計目的是在正確地成像，換言之，透鏡 符合正弦條件，而提供了一大的像場。在第二模式，透鏡 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1227483 A7 B7
五、發明説明 个付止弦條件 ，〜干乂及。根據本 發明，第二模式中的慧形像差的量可蕪 里」精由在入射到物鏡的 輻射光束中導入除了慧形像差外的_荽佘s 某疋I的像差（亦即球 面像差）而減少。慧形像差的減少，增力 曰刀口 ί罘_扠式中物鏡 的像場於。所導入球面像差的量係較佳士 住大於25爪人均方根 值，且對於特定實施例而言大於30 λ， Λ 共甲λ為輻射光 束的波長。 本發明可應用於輻射源及記錄載體之間之多個不同光路 例如僅具有一輻射光束、分束器及物鏡之光路，或具有兩 輻光束、正或負透鏡、及物鏡之光路。當使用一輻射光束 時，共軛組的改變可藉由將輻射源沿著光源移動^達成、 斫可藉由***一具有光功率的元件而達成（例如在輻射源與 物鏡之間之光路中***一透鏡）。球面像差可藉由一分離的 光學元件、或經一修正（modified)的分束器或透鏡而導入。 本發明的另一方面係關於一種用於掃描一具有一資訊層之 記錄載體之光學掃描裝置，，其包括一用於產生非準直 (non-commated)輻射光束之輻射源、及一用於將非準直輻 射收歛成資訊層上一焦點之物鏡系統，其特徵在於該光學 掃描裝置包括-光學元件，其設置於自輻射源到物鏡系統 的輻射路徑上，藉以在非準直輻射光束中導入球面像差。 孩球面像差具有一符號，其與一平球面透鏡（plan〇_sphedcai lens)的像差的符號相反。光學元件的球面像差減少物鏡慧 形像差，因而增加了它的像場。球面像差的量較佳大於乃㈤ λ均方根值，其中λ為輻射光束波長。 -6 ·
1227483 A7 B7 五、發明説明（ 掃描裝置可用來掃描記錄載體，在 在遺έ己綠載體中輻射光
等於零的厚度。 光學7L件的球面像差的符號，係較與經由任一平球面透 鏡導入的球面像差的符號相反。 光學元件係較佳為正透鏡（例如一具有正光功率之透鏡）， 適於將從輻射源散發出的輻射光束收斂。此種透鏡允許短 光路，並因而允許緊密的光學讀窝頭。 【實施方式】 圖1揭π本發明之掃描裝置的一實施例，其具有以一短波 長在第一型式記錄載體上讀、寫資訊之一高效率光路、並 具有以一長波長讀取第二型式記憶載體之一光路。高效率 光路包括一輻射源1(例如半導體雷射），其放射一具有第一 波長（例如650 nm)的線性極化發散輻射光束2，。一光束成 形機（beam shaper)3將光束2的橢圓橫截面改變成一更圓的 橫截面。一可能光柵4形成兩繞射光束及一非繞射光束，其 中繞射光束係用於追縱的目的。為清晰起見，該圖僅表示 非繞射光束。圖中三道輻射光束（統稱輻射光束）通過一對輻 射光束具有高傳輸率之極化光束分離器5 ,其。一準直透鏡 6收叙輻射光束2到一準直光束7。一分色光束分離器 1227483 A7 ________B7 五、發明説明（5 ) (d1Chr〇1C beam splitter)8提供第一波長高傳輸率並通過具有 低衰減準直光束7。準直光束7的線性極化，係經由1/4波片 (quarter-wave Plate)9改變為圓形極化。一分色光圈（dichr〇ic aperture)10將準直光束7傳送過其整個橫截面。一物鏡系統（ 此處以一單一物鏡n代表），將準直光束7轉換成一收斂光 束12以掃描一記錄載體13。物鏡可由單一光學元件構成（如 圖中所示透鏡），但亦可包括兩光學元件。記錄載體為第一 、南金度型式’其包括一具有一厚度為例如〇. 6毫米的透明 層14、，及一資訊層15，收叙光束12在資訊層15上聚合成 一焦點16。從資訊層15反射輻射沿著光束12及7的光路回來 。1/4波片9將圓形極化改變成一線性極化，此一線性極化 垂直於向前準直光束7的線性極化。反射光束係經準直透鏡 6收斂、並由極化光束分離器5反射。圓柱透鏡17將像散現 象（astigmatism)導入反射光束。一設於光路中的負透鏡18有 助於調整焦點16的位置。透鏡17及18可結合在單一光學元 件中。反射光束投射於一檢查系統19上，產生了輸出訊號 及一資訊訊號’根據該等輸出訊號可獲得用來定位出焦點 16之控制訊號，以，而該資訊訊號代表儲存於儲存於資訊 層15之資訊。 第二模式的光路用於掃描第二型式的記錄載體，該第二 型式的記錄載體包括一輻射源20(例如半導體雷射），其放射 一第二波長（例如780 nm)之線性極化發散輻射光束2 1。輻射 源1及20可視為一可產生兩輻射光束之輻射源。一光柵22以 類似光柵4的方式形成三道光束。一繞射光束分離器2 3傳送 -8 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 1227483 A7 B7 五、發明説明（6 〜、束。一正透鏡24將輕射光束2 1的聚散狀況（vergence)減 V成輕彳政的發散光束2 5。發散光束2 5係經由分色光束分 離咨8所反射。1/4波片9將光束的線性極化改變為圓形。因 為各光束的不同波長，分色光圈10將光束傳送過一比準直 光束7更的橫截面。最後，物鏡u將發散光束25改變成一收 叙光束26 ’其具有比收斂光束12小的數值口徑。收斂光束 26適合掃描一第二型式的記錄載體27，該記錄載體包括一 具有一例如1.2毫米厚度之透明層28，、及一資訊層29。圖 中所示之記錄載體13及27為一具有一半透明資訊層15的單 、雙層記錄載體，但它們也可為具有不同厚度透明層的 單層記錄載體。收斂光束26在資訊層29上聚合成一焦點3〇 。自資訊層29反射的輻射回到光束25及26的路徑上、且其 邵份輻射經繞射光束分離器23偏折而朝向一檢查系統3 i， 該檢查系統3 1具有類似於檢查系統丨9的功能。 物鏡11之目的在藉由一透明層14將第一模式且具有第一 波長的準直光束7收歛成資訊層丨5上的一焦點丨6。收斂光束 12在通過透明層丨4所產生的球面像差在物鏡1 1獲得補償。 該物鏡符合正弦的條件。如果透明層14並未設於特定的記 錄載體實施例中，則該物鏡不必須補償球面像差。在第二 模式中，輻射光束通過透明層28 ,透明層28之厚度與透明 層14的厚度不同。因此，在第二模式中，物鏡1 1必須接受 另一與第一模式不同量的球面像差補償。此不同的補償可 藉由使入射光束25發散而達成，藉此將額外的球面像差導 入物鏡，而補償了透明層的額外的厚度。然而，在此例中 -9 · 1227483 A7
物鏡不能符合正弦的條件。 物鏡11能以一平行並番亩#人並i 別使隹W“…， …、先軸的万向移動，其可分 4循=於資訊層上、及使焦點的中心維持於所 路32所 層軌道的中心上。物鏡的移動係由-伺服電 斤㈣’該伺服電路32在第—模切描時接 焦點的位置資訊，並在第二模式掃描時，接收來 自“系統31的位置資訊。結果，-「位移」指的是自中 :位置朝向垂直於物鏡光軸、且垂直於㈣有效的方向的 位移(除非另外指明)。中心位置指的是物鏡系統的光軸與投 射在物鏡系統之光束7或25的中心射線吻合的位置。在第一 模式中，入射在物鏡11的光束7獲得校準，因此物鏡的位移 並不會影響透鏡的光學性質。在第二模式中，人射在物鏡 係的光束25並未獲得校準，因此物鏡的位移在收斂光束％ 上產生慧形像差，因為物鏡不符正弦條件。慧形像差的量 視物鏡的設計及位移的大小而定。慧形像差減少物鏡的像 場0 根據本發明，物鏡的像場藉由將球面像差導入發散光束 25而增加。球面像差可藉由一沒有光功率的光板 plate)導入，此一光板將一相應於球面像差的相變化賦加在 通過的光束上。在較佳的實施例中，光路中元件數目不增 加’且球面像差疋經由已存在於輕射光束之光路中的元件 所導入（例如光栅22或23或透鏡24)。光柵可藉由一具有一位 置因素厚度（position-dependent thickness)之塗層來將所通 過之光路改變而調整。透鏡24可藉由選擇不同設計（例如將 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X 297公釐) 1227483 A7 B7 五、發明説明（8 ) 透鏡作成非球面型）而調整。此一透鏡可藉由塑膠模塑法或 所謂複製法製造，其中以一具有一位置因素厚度之薄塗層 添加到一球面透鏡上。欲導入發散光束25的球面像差W40的 量’係視物鏡在垂直於光轴方向的最大位移及所欲減少的 慧形像差而定。此量能表示於下面的形式：
其中WS1表示由物鏡所產生欲減少的慧形像差，义係物鏡的 位移，R係物鏡入射光瞳（entrance pupil)的半徑。實務上， R值約等於物鏡有效橫截面的半徑。單一透鏡的物鏡系統的 入射光瞳的平面，通常能視為一垂直於透鏡光軸、並經過 透鏡的中心的平面。W4〇及W31二者為Seidel係數。當使用像 差的均方根值時，表示式變成：
W4〇的符號與一非校正的正球'面透鏡的球面像差的符號相反 〇 球面像差用於減少慧形像差的效率能藉由下文瞭解。當 物鏡11位移一距離x，發散光束25的像差波前係相對於物鏡 1 1偏心一量X。因為球面像差與r4成比例（r為光瞳半徑），偏 心的產生使發散光束的波前隨（r-x)4成相依變化。在此相依 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1227483 A7 B7 關係中，r X項表示慧形像差的特性。因此，將具有球面像 差的波前偏心即會導入慧形像差。如果像差的符號配合， 則孩具有球面像差且偏心之光束25所產生慧形像差，會由 於Έ：在第二模式的離軸使用而消除物鏡丨丨所產生的部份或 全部慧形像差。 導入第二模式中之發散光束25之球面像差必須在物鏡i) 獲得補償。透鏡設計不能根據此目的修正，因為這是第一 模式中為了正確成影所需而固定。一用於補償球面像差的 較佳方式，是藉由以物鏡丨丨產生正確之球面像差量來改變 光束25的聚散度。這是除了通過記錄載體的透明層之球面 像差補償外的額外補償，。大致來說，用於補償透明層的 球面像差，與用於補償引入發散光束25球面像差之球面像 差具有相同的符號。實際發散的改變，可藉由實驗方式決 足或利用光線追蹤獲得。一種改變發散的簡易方式，係改 變輻射源20及物鏡11之間的距離。 例如’物鏡具有一光瞳半徑r等於1.3毫米、，一最大位 移X等於0.3¾米，及一在第二模式的數值口徑〇45。在第一 模式中’物鏡在共軛組（_〇〇, f)中操作，其中f係物鏡的焦距 。一普通物鏡的慧形像差（在距離物鏡5丨毫米的一點輻射源 發光，經0.3晕米位移）為34 m λ均方根值。慧形像差必需從 34 m又均方根值減少到i 6 m又。此一 i 8爪λ均方根值的慧 形像差所需的補償，必須藉由將球面像差導入射入物鏡的 發散光束而達成。此一補償量必須再多3 mA，也就是21 m 入均方根值’其原因將敘述如後。根據上面的公式，2 1 m -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 1227483 A7 B7
需要14 m λ均方根值的球面
又均方根值慧形像差的補償，需要14 像差。此一導入發散光束的球面像差 值。在第二模式中，物鏡在共軛組（v，b)中操作，其中物鏡 距離v等於-47毫米，而像距b係稍微大於f。 所需球面像差量的計算，乃是針對一具有一光瞳半徑13 毫米的發散光束。不過，發散光束應較佳具有一大於光瞳 半徑R之半徑Rl ,如此該光束可同時配合光瞳及行程 (stroke)。由於球面像差是隨光束半徑的四次方增加，具有 半徑Rl之發散光束之球面像差應等於 W^{rms}Rx)^ W40(rmsfR), 此處W4G(rms，R)係一具有半徑r之波前之球面像差的均方根 值。如果發散光束的半徑Ri大致等於光瞳半徑r加上物鏡系 統的行程X，則輻射源1的輻射功率可有效率地使用。一光 束半從1 · 3耄米的14 m λ均方根值之球面像差即變成 W40(rmsfR + x)= W40(rmsfR), 1.3 + 0.3 1.3 — 4 14 = 32 m A rms 在一較佳地實施例中，發散光束係橢圓的，其在入射光瞳 的檢截面具有一垂直於有效軌道方向之長軸r+x、及與其垂 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 1227483 A7 B7 五、發明説明（H ) 直之短軸R。 應这瞭解的疋，用來表示球面像差的^及^㈣s)為概 略值，更精確值的球面像差可藉由光線追縱得到。在上述 的例子中’戶斤需要的是15 mA均方根值而非i4 W均方根 值’發散光束的球面像差係需要的及，對於全孔徑作π a—·)而言，戶斤需要的是3〇 m又均方根值而非32…均 方根值。W4G(mS)表示式的精確度，優於較長焦距f及低數 值孔t NA(f -2.75愛米且NA =〇45)達1〇%，並優於較短焦 距及高數值口徑(….8毫米及NA =〇5〇)達3〇%。大致上而 T，琢表示式提供之數值，低於藉由光線追蹤所獲得的數 值。 慧形像呈的取消上限是由光栅22所形成的繞射光束中之 像差之允許增加量而決定。此等繞射光束行經透鏡24及物 鏡11之光路而與發散光束25不同。最後，當發散光束25的 慧形像差減少時，繞射光束的慧形像差可增加。在一種不 能形成繞射光束的裝置中，慧形像差能藉由如四或八因數 補償至-較大範圍。這樣—來，慧形像差的取消將會受其 它較高階的像差所限制。如果上述的範例中’慧形像差必須 從34mM方根值減少到7ηιλ均方根值，則須將851^均方 根值的球面像差導入發散光束25的全孔徑。這樣一來，收斂 光束26之總像差為15以均方根值。慧形像差可進一步減少 。然而’慧形像差的減少之重要不如像散現象的增加及較高 的階的慧形像差，後者會使收叙光束有較高的總像差。+ 圖2顯示一物鏡11所產生的慧形像差與該物鏡位移的函數 -14· 1227483
關係圖。線35顯示了在沒有導入發散光束25的額外球面像 差下物鏡慧形像差的量。線36類似於線35，但已根據本發 明而加入球面像差。線37指出在沒有額外的球面像差下收 斂光束26光像差的總量，而線38則為具有額外球面像差下 光像差的總量。 表1顯不四個不同的例子的像差，第一例子即為前段所討 論之例子。 物鏡f及NA用 於1.2毫米 慧形像差m入 均方根值0.3毫 米韓射行程 慧形像差m入 均方根值0.3毫 米輻射行程較 短的來源距離 W4〇m λ均方根 值 因數2減少 W4〇m λ 值 因數2減少 全孔徑 卜2.75毫米 NA = 0.45 34 37 14 32 ~~'^ f 2.75毫米 NA = 0.50 47 51 21 "48 ^ ΝΑ = 0.45 ----—---- 58 68 20 6Ϊ f 1.8毫米 ΝΑ = 0.50 79 93 27 82" 表1 表中最左方之第一攔位所提供資訊為四個例子的焦距f及 第二模式中物鏡的數值孔徑NA(指的是掃描一具有1 ·2亳米 厚度的透明層時）。第二欄提供的資訊是當物鏡位移〇·3毫米 時所產生的慧形像差量。第三欄提供的也是慧形像差量， 但其條件是輻射源及物鏡之間的距離已減少以補償準直透 鏡所導入的球面像差。第二及第三攔的數值已經根據光線 追縱決定。第三攔中的慧形像差的量，是欲根據約為所有 四的例子之因數二而減少。第四攔提供的是欲利用設於輕 射源及物鏡之間準直透鏡所導入之球面像差W4G之所需量。 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 13 1227483 五、發明説明（ 第四搁的值疋經由上述均方 顯示當入射到物鏡上的光束具有足 ㈣位料，欲透過《透朗導人球㈣^來接^ 第四例子的光線追蹤，顧示彗 ，里 中 少到39…w 9…均方根值滅
乂 / 均万根值需要的W4Q435mA mA均万根值，如(均方根值）之表示式所定。 圖3顯示本發明之掃描裝置的一實施例。圖中元㈣, :相似者以相同的參考數字表示。此實抱例能製成比圖“々 貫施例更為緊密。用來在第一模式中掃描第—型式光學記 錄載體的光路，包括-輕射源5〇(例如半導體雷射），該 源5〇放射一發散輻射光束51。發散光束在通過光栅52:後 ’受分色光束分離器53所反射、並藉由—準直透鏡55而收 斂為一準直光束54。物鏡1 1是用來將準直光束54轉變成資 訊層15上之一焦點16。從資訊層15反射的輻射回到光束54 及51的路徑，且部份經由光柵52繞射以形成副光束，投射 於檢查系統56上。檢查系統產.生用來控制焦點16的位置之 輸出机5虎、及用來表示儲存在資訊層15内之資訊之資訊訊 號。焦點誤差訊號可使用所謂一或二光點的F〇ucault方法形 成。 用來在第二模式中掃描第二型式記錄載體所使用的光路 包括一 1¾射源5 8 (例如半導體雷射）’其放射一發散輕射光束 59。一設置於接近輕射源處之準直透鏡6 0將輕射源所放射 輻射總量之相當大部分聚集，而形成發散光束61。準直透 鏡60也具有光束成形器的功能’可將發散光束59的橫截面 16- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) 規格(210 X 297公釐) 1227483 A7 B7 14 五、發明説明（ 從橢圓形改變成到圓形、並減少光束的像散現象。由於準 直透鏡60的校準及光束成形功能，來自輻射源58的輻射聚 集獲得改善，使得圖3所示的實施例非常適合於第二模式中 閱讀及記錄資訊。一設置於發散透鏡6〇的路徑中之光柵“ ，以類似於圖1的光柵4之方式形成三道光束。一極化光束 刀離即63將發散光束61反射到一分色光束分離器，光束 通過該分色光束分離器53大致上不衰減。準直透鏡6〇、光 柵62及光束分離器63可整合成為單一元件。準直透鏡“將 入射發散光束61收歛成另一發散光束64，發散光束料之發 散量較入射光束的發散量小。在第二模式，物鏡u並不^ 所設計的共輛組中操作，其並導入球面像差、補償了記錄 載體27透明層28的額外厚度。從資訊層29反射的輕射沿著 入射光束的路徑回來、並通過極化光束分離器63及一在光 束中導入像散現象之透鏡65而回到檢查系統64。 根據本發明，球面像差必須僅導入僅使用於第二模式之 光路的一部份。因此，準直透鏡55較不適合，因為它同時 使用於第一及第二模式。一較適合元件為準直儀6〇。由於 此元件在前述光束成形功能限制下較佳為球面，本發明的 球面像差能輕易導入該元件中而不增加成本。 圖4揭不本發明之掃描裝置之進一步的實施例。圖中與圖 的元件類似者採用相同的參考數字。掃描裝置以收斂光束 12掃描一記錄載體39。記錄載體39包括一基材仰及設於基 材上之資訊層15。f訊層可以具有》皮長階的厚纟之透明層 所保4。物鏡11疋用來將輻射光束2聚焦於於資訊層丨5。因 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 裝 訂 線 1227483
發明説明 為物鏡符合正弦的條件，它具有大的像場。如果將球面像 是導入發散光束25、並以具相反符號且相同量之球面像差 補侦於物鏡中’則像場能進一步增加。球面像差係較佳藉 由光束分離器5之一薄層41導入發散光束，此一薄層上之一 光路與薄層上的位置成函數關係。物鏡的球面像差較佳藉 由物鏡的設計變入。 【圖式簡單說明】 圖1揭示本發明之一掃描裝置。 圖2揭示像差圖形表示，作為一物鏡透鏡位移的函數。 圖3及4揭示本發明進一步掃描裝置的實施例。 1 輻射源 2 輕射光束 3 光束成形機 4 光柵 5 極化光束分離器 6 準直透鏡 7 準直光束 8 分色光束分離器 9 1/4波片 10 分色光圈 11 物鏡 12 收歛光束 13 記錄載體 14 透明層 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) -18- 1227483 A7 B7 五、發明説明（16 ) 15 資訊層 16 焦點 17 圓柱透鏡 18 負透鏡 19 檢查系統 20 輻射源 21 輻射光束 22 光柵 23 繞射光束分離器 24 正透鏡 25 發散光束 26 收敛光束 27 記錄載體 28 透明層 29 資訊層 30 焦點 31 檢查系統 32 伺服電路 40 基材 41 薄層 50 輻射源 51 發散輻射光束 52 光柵 53 分色光束分離器 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 1227483 A7 B7 五、發明説明（ 54 準直光束 55 準直透鏡 56 檢查系統 57 輻射源 58 發散輕射光束 59 準直透鏡 61 發散光束 62 光栅 63 光束分離器 64 發散光束 65 透鏡 66 檢查系統 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐）

Claims (1)

  1. A B c D 1227483 六、申請專利範圍 L 一種光學掃描裝置，用於以第一模式掃描第一型式的記 錄載體、並以第二模式掃描第二型式的記錄載體，該第 一型式的冗錄載體具有第一資訊層、及第一厚度的第一 透明層，第二型式的記錄載體具有第二資訊層及第二厚 度的第二透明層，該第一厚度與第二厚度不同；該光學 掃描裝置包括一用於產生至少一輻射光束之輻射源、及 一物鏡系統，該物鏡系統用於在第一共軛組操作以在第 一模式之第一資訊層形成一焦點、並可在一不同之第二 共軛組中操作，以在第二模式中的第二資訊層形成一焦 點’其特徵在於該光學掃描裝置包括一光學元件，該光 予元件彡又於自射源到物鏡系統的第二模式輕射路徑 中，藉以在輻射光束中導入球面像差，以減少輻射光束 之慧形像差。 2· 一種光學掃描裝置，其用於掃描一具有一資訊層之記錄 載體，包括一用於產生非準直輻射光束之輻射源、及用 於將非準直輻射光束收歛到資訊層上一焦點之物鏡系統 ’其特徵在於該光學掃描裝置包括一光學元件，該光學 元件設於自輻射源到物鏡系統的輻射路徑中，藉以在該 非準直輪射光束中導入球面像差，該球面像差具有一符 號’其與平球面透鏡的球面像差的符號相反。 3 ·如申請專利範圍第1項之光學掃描裝置，其中該物鏡導入 球面像差，而該物鏡的球面像差與該光學元件具有相反 的符號。 本紙張尺度適财_家鮮(CNS) A4規格_χ297讀) 1227483 a、申請專利範圍 8 8 8 8 A B c D •如申請專利範圍第1項之光學掃描裝置，其中該光學元件 的球面像差具有一符號，其與一平球面透鏡的球面像差 符號相反。 5·如申請專利範圍第1項之光學掃描裝置，其中該光學元 件為一正透鏡、一光柵或一具有一位置因素光路的薄 層。 6·如申請專利範圍第1項之光學掃描裝置，其中在第一模式 及第二模式中，一第一準直透鏡設於該輻射源與物鏡系 統心間的輻射路徑上，而該用來導入球面像差之光學元 件為一第二準直透鏡，該第二準直透鏡僅設於該第二措 式中之輪射源與物鏡系統之間的輻射路徑上。 7·如申請專利範圍第1項之光學掃描裝置，其中該光學元件 導入一球面像差W4〆均方根值），其量大致上等於 fV3i(rms) Γη ~74^~ Vl80 其中W3!(均方根值）為慧形像差預定量，該慧形像差由物 鏡系統導入，在物鏡系統於第二模式中位移一距離X時會 減少，，X係物鏡系統自一中心位置沿垂直於物鏡系統光 軸的方向移動的位移，R係物鏡入射光瞳的半徑。 其中W31表示由物鏡所產生欲減少的慧形像差，X係物鏡 的位移，R係物鏡入射光瞳（entrancepupil)的半徑 兄 8·如申請專利範圍第7項之光學掃描裝置，其中輻射光束在 入射光瞳的一平面上具有一大於R之半徑&，且該光學 -2- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α^ϋ^〇Χ297公董） 8 8 8 8 A B c D 1227483 申請專利範圍 該球面像差之量大致 元件在輻射光束中導入球面像差 上等於 A R W4〇() rms』 -3- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公釐)
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