CN100377227C - 光拾取装置用物镜、光拾取装置和光信息记录再现装置 - Google Patents

光拾取装置用物镜、光拾取装置和光信息记录再现装置 Download PDF

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Abstract

一种光拾取装置用物镜，其包括第一衍射结构，其具有同心圆状的多个环带。在第一数值孔径NA1内测量波面象差时，该波面象差RMS值等于或小于0.07λ1，把所述n1级衍射光通过所述第一保护层聚焦在所述第一光信息记录媒体的信息记录面上；在第二数值孔径NA2(NA2＜NA1)内测量波面象差时，该波面象差RMS值等于或小于0.07λ2，把所述n2级衍射光通过所述第二保护层聚焦在所述第二光信息记录媒体的信息记录面上。

Description

光拾取装置用物镜、光拾取装置和光信息记录再现装置
技术领域
本发明涉及光拾取装置用物镜、光拾取装置和光信息记录再现装置。
背景技术
近年来作为记录图象信息等的光信息记录媒体，DVD(数字多用盘，简略记为DVD)正在迅速普及。在安装于播放机内的光拾取装置上通过使用波长650nm的红色半导体激光和数值孔径(NA)0.6的物镜，DVD的每一面能记录4.7GB的信息。
由于一张DVD的每一面只能记录30分钟左右高清晰度图象质量的图象信息，所以在到来的数字高清晰度广播时代作为光信息记录媒体使用时被指出容量过小。在这种背景下，近年来使用波长405nm的兰紫色半导体激光和NA0.85物镜的高密度记录光盘系统的研究·开发正在进展，该高密度光盘的规格BD(兰色光盘，简略记为BD)在2002年2月被发表。BD每一面具有23.3～27GB左右的记录容量，所以使用它的话每一面能记录2小时左右的高清晰度图象质量的图象信息。
为了有效使用社会上已经大量存在的DVD软件资产，就要求BD唱机附加即使对DVD也兼容地能记录和/或再现的功能，为了实现这点，由于使用单一光源困难，因此需要安装BD用的兰紫色半导体激光和DVD用的红色半导体激光这两种光源。其理由是由于短波区域的光束具有双层盘的中间层反射率低的特性，所以使用来自兰紫色半导体激光的光束不能再现DVD的双层盘。
本申请人以前曾提案安装兰紫色半导体激光和红色半导体激光这两种光源，作为对BD和DVD兼容地能记录和/或再现的光拾取装置用的物镜，其是在专利文献1公开的物镜。
专利文献1：特开2002-82280号公报
发明内容
BD在信息记录面上形成有比DVD薄的保护层(BD：0.1mm，DVD：0.6mm)，所以对0.1mm(BD)的保护层修正了球差的物镜在把保护层变为0.6mm(DVD)时其球差有大的变化，在DVD的信息记录面上不能形成良好的光点。上述专利文献1中公开的物镜利用光学面上形成的衍射结构的波长依赖性，通过消除由BD和DVD保护层厚度不同而引起的球差变化，能分别在光盘的信息记录面上形成良好的光点。但因为兰紫色半导体激光与红色半导体激光的波长差大，所以对于这样的物镜有当把同一级数的衍射光作为记录和/或再现用的光束利用时不能得到充分衍射效率的问题。
图1是表示在使衍射结构最合适的波长，用405nm进行闪耀化时，用500nm进行闪耀化时，用650nm进行闪耀化时，一级衍射光的衍射效率的图。即使使用兰紫色半导体激光与红色半导体激光的中间波长500nm进行闪耀化时，其在400nm近旁和650nm近旁的衍射效率也只能得到80％左右。若这样不能得到足够的衍射效率时，则有可能使信息记录面上的光点强度变弱，对记录和/或再现给予恶劣影响。
本发明是鉴于上述各课题而开发的，目的在于提供一种光拾取装置用物镜、光拾取装置和光信息记录再现装置，例如能把如BD和DVD这样保护层的厚度不同、且使用波长的差大的两种光信息记录媒体兼容地进行记录和/或再现。
而且本发明的目的在于提供一种光拾取装置用物镜、光拾取装置和光信息记录再现装置，例如能分别对BD和DVD这样保护层的厚度不同、且使用波长的差大的两种光信息记录媒体形成良好的光点，同时能得到各自光信息记录媒体使用波长的足够的衍射效率。
本发明所述的光拾取装置用物镜通过把从第一光源射出的第一波长λ1的第一光束聚焦，对具有厚度t1(0≤t1≤0.2mm)的第一保护层的第一光信息记录媒体进行信息的再现和/或记录，通过把从第二光源射出的第二波长λ2(λ1＜λ2)的第二光束聚焦，对具有厚度t2(t2＞t1)的第二保护层的第二光信息记录媒体进行信息的再现和/或记录，其中，
所述物镜至少在一个光学面上具有由同心圆状的多个环带构成的第一衍射结构，其设定成在所述第二光束射入时产生的衍射光中具有最大光量的衍射光的级数n2比在所述第一光束射入时产生的衍射光中具有最大光量的衍射光的级数n1级数低，
n1和n2分别为非零的整数，
并且为了在第一数值孔径NA1内形成良好的波阵面，把所述n1级衍射光通过所述第一保护层聚焦在所述第一光信息记录媒体的信息记录面上，为了在第二数值孔径NA2(NA2＜NA1)内形成良好的波阵面，把所述n2级衍射光通过所述第二保护层聚焦在所述第二光信息记录媒体的信息记录面上。
根据所述结构，通过作为折射透镜的作用使由所述第一保护层与所述第二保护层的厚度不同而引起的变化的球差能利用衍射结构的波长依赖性来进行抵消修正。
本说明书中所述“光拾取装置用物镜”，具有指在光拾取装置中装填光信息记录媒体的状态下，在最靠近光信息记录媒体的位置与之相对配置的具有聚焦作用的聚焦透镜。
另外，在具有与所述聚光透镜一体并且通过促动装置能移动的光学元件的情况下，由该光学元件和所述聚光透镜构成的透镜组成为本说明书中的“光拾取装置用物镜”。因此，本说明书中的“光拾取装置用物镜”即可以仅由所述聚光透镜构成，也可以包括所述聚光透镜，由多个所述光学元件构成。
所述“第一数值孔径NA1”是指在第一光信息记录媒体的规格中规定的数值孔径，或是指为了对第一光信息记录媒体根据第一波长λ1进行信息的记录和/或再现而能得到需要光点径的物镜其位于最靠近光信息记录媒体侧的光学面的数值孔径，所述“第二数值孔径NA2”是指在第二光信息记录媒体的规格中规定的数值孔径，或是指为了对第二光信息记录媒体根据第二波长λ2进行信息的记录和/或再现而能得到需要光点径的物镜其位于最靠近光信息记录媒体侧的光学面的数值孔径。
本说明书中所述“形成衍射结构的光学面”是指在其表面上设置振幅型或相位型的菲涅耳波带板而具有衍射射入光束作用的光学面，本发明光拾取装置用物镜中在同一光学面上有产生衍射的区域和不产生衍射的区域时是指产生衍射的区域。所述衍射结构是指该产生衍射的区域。作为相位型的菲涅耳波带板形状，知道的有在光学面的表面上以光轴作为中心形成大致同心圆状的环带，在包括光轴的平面看其剖面时各环带是锯齿状(闪耀型)或台阶状(二元型)的形状，包括这些形状。
一般来说由衍射结构产生0级衍射光、±1级衍射光、±2级衍射光、...、无数级衍射光，但在例如上述剖面是具有锯齿状形状的闪耀型菲涅耳波带板时，能提高特定级数的衍射效率比其他级数的衍射效率高，根据情况能设定该菲涅耳波带板的形状而使特定的一个级数(例如+1级衍射光)的衍射效率为大致100％。
在本说明书中，所述“在第一数值孔径NA1内形成良好的波阵面(或光点)”是指在第一数值孔径NA1内测量波面象差时其RMS值与成为0.07λ1以下是等值的，所述“在第二数值孔径NA2内形成良好的波阵面(或光点)”是指在第二数值孔径NA2内测量波面象差时其RMS值与成为0.07λ2以下是等值的。
本发明的光拾取装置用物镜，最好满足下述的(1)式，即使对不同光信息记录媒体的使用波长差是满足(1)式的比较大的情况，也能在各自的使用波长区域从本发明的特点得到足够的衍射效率，因此例如BD和DVD，即使对保护层的厚度不同而且使用波长差大的光信息记录媒体，也能得到良好的记录和/或再现特性。
λ2/λ1＞1.3                              (1)
本发明的光拾取装置用物镜，最好满足下述的(2)、(3)式，
n2＝INT(λ1·n1/λ2)                      (2)
|INT(λ1·n1/λ2)-(λ1·n1/λ2)|＜0.4     (3)
其中n1是2以上10以下的整数，INT(λ1·n1/λ2)是把λ1·n1/λ2的值四舍五入得到的整数。
相对于级数n1，级数n2最好由上述的(2)式和(3)式所决定。用于确保在各自的使用波长区域内衍射效率大的级数n1与级数n2的组合中虽然有无限的组合，但若级数过大则由制造误差而使对波长偏差了的半导体激光的衍射效率降低，所以需要选择半导体激光而招致成本增加。因此级数n1最好是10以下的整数。
本发明光拾取装置用物镜最好是，射入光束的波长变长时所述第二数值孔径NA2内的球差具有向修正不足方向变化的球差波长依赖性，并且满足(4)式，
INT(λ1·n1/λ2)-(λ1·n1/λ2)＞0          (4)
在此、第一波长λ1、第二波长λ2、级数n1和级数n2在满足所述(4)式时，通过在衍射结构中对射入光束向长波长方向的变化而第二数值孔径NA2内的球差具有向修正不足方向变化的依赖性，能对各自的光信息记录媒体形成良好的光点。
本发明的光拾取装置用物镜，所述衍射结构是锯齿状闪耀结构，台阶部具有位于靠近光轴的闪耀结构。图2(a)表示了台阶部具有位于靠近光轴的闪耀结构的物镜的一例。所述“台阶部”是指如图2(a)所示，与相互邻接的闪耀结构边界的光轴大致同心的大致圆筒面形状部。所述“台阶部位于靠近光轴侧”是指为了相互邻接的闪耀结构的透过外侧闪耀结构的波阵面比透过内侧闪耀结构的波阵面的相位迟，在相互邻接的闪耀结构边界近旁形成台阶。
本发明的光拾取装置用物镜，所述第一波长λ1在向所述第一衍射结构射入时把附加在透过波阵面的光程差作为距光轴的高度h(mm)的函数，用通过
Фb＝n1·(B0+B2·h2+B4·h4+B6·h6+...)          (5)
定义的光程差函数Фb(mm)表示时(B2、B4、B6、...分别是2级、4级、6级、...的光程差函数系数)，用
fD＝1/(-2·n1·B2)                              (6)
定义的所述衍射结构的焦距fD(mm)和所述第一波长λ1的所述物镜整个系统的焦距f1(mm)满足下面的条件((7)式)，
-0.20≤f1/fD＜0                                 (7)
光拾取装置通常由于信息记录时的激光(光源)光焦度比再现时的激光(光源)光焦度大，所以从再现向记录切换时由输出变化而半导体激光的中心波长有时瞬时跳跃数nm，产生所谓的跳模现象。由该跳模现象引起产生的聚焦偏离能通过聚焦驱动该物镜而去除，但若不修正该物镜的色差，则在聚焦驱动物镜前的数nsec间会产生由聚焦偏离引起的记录不良等不好情况。由射入光束的波长变化引起的物镜聚焦偏离是光源波长越短就越大，所以作为光源使用的兰紫色半导体激光BD最好适当地修正由射入光束的波长变化引起的物镜聚焦偏离。本发明的光拾取装置用物镜中，第一波长λ1、第二波长λ2、级数n1和级数n2在满足(4)式的情况下为了满足(7)式，若对第一波长的物镜整个系统的焦距f1来决定衍射结构的焦距fD时就能把由射入光束的波长变化引起的聚焦偏离抑制变小。
本发明的光拾取装置用物镜，所述衍射结构是锯齿状的闪耀结构，形成有所述衍射结构的光学面由台阶部位于距光轴远侧的闪耀结构形成的区域和在其外侧台阶部位于距光轴近侧的闪耀结构形成的区域所构成。
在包括光轴的内侧区域(图2(b)中的“第一区域”)形成台阶部位于距光轴远侧的闪耀结构，而且在其外侧的区域(图2(b)中的“第二区域”)形成台阶部位于距光轴近侧的闪耀结构，这样就能把由射入光束的波长变化引起的聚焦偏离抑制变小。在此、所述“台阶部位于距光轴远侧”是指为了相互邻接的闪耀结构的透过内侧闪耀结构的波阵面比透过外侧闪耀结构的波阵面的相位迟，在相互邻接的闪耀结构边界近旁形成台阶。
本发明的光拾取装置用物镜，射入光束的波长变长时所述第二数值孔径NA2内的球差具有向修正过多方向变化的球差的波长依赖性，并且最好满足下述(8)式，
INT(λ1·n1/λ2)-(λ1·n1/λ2)＜0         (8)
第一波长λ1、第二波长λ2、级数n1和级数n2在满足所述(8)式时，通过在衍射结构中具有相对射入光束向长波长方向的变化而第二数值孔径NA2内的球差具有向修正过多方向变化的依赖性，能对各自的光信息记录媒体形成良好的光点。
这样的衍射结构作为闪耀结构在物镜的光学面上形成时则如图2(c)所示，台阶部最好具有位于距光轴远的闪耀结构。
另外，所述第一波长λ1在向所述衍射结构射入时把附加在透过波阵面的光程差作为距光轴的高度h(mm)的函数，用通过
Фb＝n1·(B0+B2·h2+B4·h4+B6·h6+...)               (5)
定义的光程差函数Фb(mm)表示时(B2、B4、B6、...分别是2级、4级、6级、...的光程差函数系数)，用
fD＝1/(-2·n1·B2)                                   (6)
定义的所述衍射结构的焦距fD(mm)和所述第一波长λ1的所述物镜整个系统的焦距f1(mm)满足下面的条件((9)式)。
0.05＜f1/fD＜0.25                                    (9)
本发明的光拾取装置用物镜中，第一波长λ1、第二波长λ2、级数n1和级数n2在满足(8)式的情况下为了满足(9)式，若对第一波长的物镜整个系统的焦距f1来决定衍射结构的焦距fD时就能把由射入光束的波长变化引起的聚焦偏离抑制变小。
本发明的光拾取装置用物镜，所述衍射结构是锯齿状的闪耀结构，形成有所述衍射结构的光学面由台阶部位于距光轴近的闪耀结构形成的区域和在其外侧台阶部位于距光轴远的闪耀结构形成的区域所构成。
在包括光轴的内侧区域(图2(d)中的“第一区域”)形成台阶部位于距光轴近侧的闪耀结构，而且在其外侧的区域(图2(d)中的“第二区域”)形成台阶部位于距光轴远的闪耀结构，这样就能把由射入光束的波长变化引起的聚焦偏离抑制变小。
本发明的光拾取装置用物镜最好满足下述(10)、(11)式，并且所述级数n1和n2的组合是(n1，n2)＝(2，1)、(3，2)、(5，3)、(8，5)的任一个。
390nm＜λ1＜420nm                       (10)
640nm＜λ2＜670nm                          (11)
把第一波长λ1作为BD的使用波长区域为390nm到420nm，把第二波长λ2作为DVD的使用波长区域为640nm到670nm时，作为级数n1和n2的组合、当选择(n1，n2)＝(2，1)、(3，2)、(5，3)、(8，5)的任一个时，就能更大确保各自使用波长区域的衍射效率。n1和n2的组合最好为(n1，n2)＝(2，1)。
本发明的光拾取装置用物镜，具有有正光焦度的单透镜结构，所述第一光源和所述第二光源侧的光学面上形成所述衍射结构。
本发明的光拾取装置用物镜，在具有正光焦度的单透镜的光学面上形成衍射结构时，就能简单地实现把保护层厚度不同而且使用波长差大的两种光信息记录媒体能兼容的记录/和再现的光拾取装置用物镜。这时在光源侧的光学面上形成衍射结构时，能最大限度地发挥衍射作用产生的修正球差的效果，所以是理想的。在这种具有正光焦度的单透镜的光学面上形成衍射结构时，最好定为是象衍射结构那样微细结构复制性高的塑料透镜或转移点是400℃以下的玻璃透镜。
本发明的光拾取装置用物镜，由具有正光焦度的单透镜构成的折射透镜和配置在所述折射透镜的所述第一光源和所述第二光源上并几乎不具有光焦度的光学元件构成的复合型透镜，在所述光学元件的至少一个光学面上最好形成所述衍射结构。
在单透镜结构数值孔径大的物镜的光学面上形成衍射结构时，通过光学面射入的光束折射大，所以由衍射结构台阶部分光束的折回影响而光量损失变大。在此，通过把物镜光焦度分配在两个透镜群上，减少每一个光学面的光线折射，能减少由衍射结构台阶部分光束的折回影响，但数值孔径大的两群结构的透镜由于往往动作距离小，所以不能确保对如DVD那样保护层厚的光信息记录媒体的动作距离。因此为了减少衍射结构台阶部分光束的折回影响，而且充分确保对保护层厚的光信息记录媒体的动作距离，最好是如本发明那样，在光拾取装置用物镜中，是由具有正光焦度的单透镜构成的折射透镜和配置在折射透镜的光束射入面且几乎不具有光焦度的光学元件构成的复合型透镜。根据该结构，通过把对光信息记录媒体聚焦光束的作为聚焦透镜的功能专门保持在折射透镜上，就能充分确保对保护层厚的光信息记录媒体的动作距离，并且通过在几乎不具有光焦度的光学元件上形成衍射结构，能减少衍射结构台阶部分折回光束的影响。在此所述“几乎不具有光焦度的光学元件”是指：把折射透镜的第一波长λ1的焦距作为fL1(mm)，把配置在折射透镜第一光源和第二光源的光学元件的第一波长λ1的焦距作为fL2(mm)时，满足下面条件式的光学元件。
0≤|fL1/fL2|≤0.2
本发明的光拾取装置用物镜最好是，所述折射透镜根据所述第一保护层的厚度为了使球差对所述第一波长最小而被最优化。若所述折射透镜根据所述第一保护层的厚度为了使球差对所述第一波长最小而被最优化时，则能使与形成了所述衍射结构的光学元件的组合达到更高的性能。
本发明的光拾取装置用物镜最好是，在所述的发明中最好满足(12)、(13)式，
NA1＞0.8                             (12)
0.8＜d/f1＜1.6                       (13)
其中d是光轴上的透镜厚度，f1是所述第一波长λ1的整个系统的焦距。
本发明的光拾取装置用物镜中，所述第一数值孔径NA1大于0.8(满足(12)式)时，光轴上的透镜厚度d对第一波长λ1的焦距f1最好决定为满足上述的(13)式。(13)式是用于确保良好的象高特性、足够的制造公差、和足够动作距离的条件，光轴上的透镜厚度d对所述第一波长λ1的焦距f1的值若大于(13)式的下限时，则用波面象差评价象高特性时，3级象散成分不过大，5级以上的高级慧差成分不过大。另一方面光轴上的透镜厚度d对所述第一波长λ1的焦距f1的值若小于(13)式的上限时，则有用波面象差评价象高特性时，3级球差成分、5级象散成分、3级慧差成分、和象散不过大的优点。而且光源的光学面曲率半径不过小，所以能抑制由光学面之间光轴偏离引起发生的慧差，能确保足够的制造公差。由于透镜的厚度不过大，所以透镜能重量轻，能用更小型的促动装置驱动，并且能充分确保动作距离。在此，本发明的光拾取装置用物镜中，在(13)式中光轴上的透镜厚度d是指折射透镜的光轴上的透镜厚度，(13)式中第一波长λ1的焦距f1是指折射透镜的第一波长λ1的焦距。
本发明的光拾取装置用物镜最好是，所述第一衍射结构环带数量范围最好在所述第二数值孔径NA2内是10至60。
如果在所述第二数值孔径NA2内的衍射结构环带数量范围在10至60，则由于第一保护层和第二保护层厚度的不同而引起的变化的球差能够得到良好的修正。如果环带数量比10小，就有球差修正不充分的问题，如果环带数量比60大，就有球差修正过分的问题，不论何种情况都具有对第二光学信息记录媒体的记录或再现的特性恶化的问题。
本发明的光拾取装置用物镜最好是，在所述第一波长λ1在±10nm范围变化的情况下的，在所述第二数值孔径NA2内的所述第一衍射结构的球差变化率ΔSA/Δλ(λRMS/nm)，所述第一波长λ1的所述物镜整个系统的焦距f1(mm)，以及所述第二数值孔径NA2满足下式(15)
0.03＜|(ΔSA/Δλ)/{(NA2)4·f1}|＜0.14           (15)
在第一波长λ1在±1 0nm范围变化的情况下的，利用第一波长λ1中的物镜整个系统的焦距f1和第二数值孔径NA2，把在所述第二数值孔径NA2内的所述衍射结构的球差变化率ΔSA/Δλ进行规格化的数值，成为如(15)式范围的那样，利用决定折射结构的波长依赖性，由于第一保护层和第二保护层厚度的不同而引起的变化的球差能够得到良好的修正，所以如BD和DVD那样保护层的厚度不同，并且对于使用波长差大的光学信息媒体能够得到良好的记录或再现的特性。
如下是作为更好的条件
0.05＜|(ΔSA/Δλ)/{(NA2)4·f1}|＜0.12。
在第一波长λ1在±10nm范围变化的情况下的，所述第二数值孔径NA2的边缘光线的球差的变化率ΔSAM/Δλ(mm/nm)，所述第一波长λ1中的物镜整个系统的焦距f1(mm)和第二数值孔径NA2满足下式的所述的物镜，
0.008＜|(ΔSAM/Δλ)/{(NA2)2·f1}|＜0.0021。
如下是作为更好的条件
0.001＜|(ΔSAM/Δλ)/{(NA2)2·f1}|＜0.0019。
还有，如图24所示的球差曲线图那样，边缘光线球差的变化率ΔSAM/Δλ(mm/nm)是，把405nm的曲线(a)平行移动到其下端与400nm的曲线(b)下端的重叠的位置时的曲线(c)的NA2的位置和400nm的曲线(b)的NA2位置的宽ΔSAM(mm)，被波长差(Δλ＝-5nm)进行除运算的数值。
本发明的光拾取装置用物镜，通过所述第二数值孔径NA2的外侧区域到达所述第二信息记录媒体信息记录面的所述第二光束，在所述第一数值孔径NA1内具有0.07λ2RMS以上的球差。
例如象BD和DVD数值孔径相互不同的光信息记录媒体，需要根据各自的数值孔径切换光圈。对此有准备对应于各自数值孔径的光圈、机械切换它们的方法，和在光学面上形成用于透过第一波长λ1而遮断第二波长λ2的波长选择镀层的方法，但哪种情况都招致光拾取装置成本的上升，所以不理想。因此，本发明的光拾取装置用物镜中，最好在光学面区域内把仅对所述第一信息记录媒体进行记录和/或再现使用的所述第二数值孔径NA2的外侧区域，根据所述第一保护层的厚度对所述第一波长进行使球差最小的最优化，并且根据所述第二保护层的厚度使对所述第二波长具有大的球差。根据该结构，通过所述第二数值孔径NA2的外侧区域到达所述第二信息记录媒体信息记录面的所述第二光束，在所述第一数值孔径NA1内具有0.07λ2RMS以上的球差，在光点的形成上不起作用，所以与根据第二数值孔径NA2自动光圈切换是等价的。
本发明的光拾取装置用物镜最好是，对所述第一光信息记录媒体进行信息的再现和/或记录时的第一成像倍率m1，对所述第二光信息记录媒体进行信息的再现和/或记录时的第二成像倍率m2，满足下式。
m1＝m2＝0                              (16)
如果物镜对于第一波长λ1和第二波长λ2均为无限共同作用型，则物镜即使是在光学信息记录媒体的半径方向追迹的情况下，由于物点位置不变化，能够得到良好的追迹特性。
本发明的光拾取装置用物镜，对所述第一光信息记录媒体进行信息的再现和/或记录时的第一成像倍率m1与对所述第二光信息记录媒体进行信息的再现和/或记录时的第二成像倍率m2相互不同，并满足(14)式。
m1＞m2                             (14)
本发明的光拾取装置用物镜把由所述第一保护层与所述第二保护层的厚度不同引起的变化的球差利用衍射结构的波长依赖性进行抵消修正，所以球差的波长依赖性大，把由制造误差而波长有偏差的半导体激光作为光源时，对球差容易变化。因此本发明的光拾取装置用物镜中，最好把对所述第二光信息记录媒体进行信息的再现和/或记录时的所述第二成像倍率m2形成小于对所述第一光信息记录媒体进行信息的再现和/或记录时的所述第一成像倍率m1。根据该结构，通过把所述第二成像倍率m2设定成小于所述第一成像倍率m1，减少所述衍射结构应修正的球差量，减小所述衍射结构的波长依赖性，所以能良好改善所述物镜的球差的波长依赖性。特别是当对所述第一光信息记录媒体射入大致平行的光束，对所述第二光信息记录媒体射入发散的光束时，从确保对保护层厚的所述第二信息记录媒体动作距离的观点看也有利，所以是理想的。
本发明的光拾取装置用物镜最好是，所述物镜的光学面具有位于所述第二数值孔径NA2内侧的中央区域和包围该中央区域而位于所述第二数值孔径NA2外侧的周边区域，以及，所述第一衍射结构形成在所述中央区域，被所述第一波长λ1最优化的第二衍射结构形成在所述周边区域。
如果第二数值孔径NA2外侧的周边区域形成第二衍射结构，则能够提高相对第一波长λ1的物镜的特性。可以抑制第一波长λ1在变动情况下的球差，或抑制伴随塑料透镜的温度变化而产生的球差变化。还有通过被所述第一波长λ1最优化第二衍射结构，能够确保提高第一波长λ1的衍射效率。
本发明的光拾取装置用物镜，所述物镜的光学面分割成对应于位于所述第二数值孔径NA2内侧的中央区域和包围该中央区域而位于所述第二数值孔径NA2外侧的周边区域这两个区域时，所述衍射结构仅形成在所述中央区域，所述周边区域是不形成所述衍射结构的连续面。
根据以上结构，通过把所述中央区域作为所述折射透镜的作用与所述衍射结构的波长依赖性合并，对各自的光信息记录媒体形成良好波阵面地进行最优化，而且通过把周边区域的连续面根据所述第一保护层厚度对所述第一波长进行使球差最小的最优化，能在各自光信息记录媒体的信息记录面上形成良好的光点。
本发明第二十方面所述的光拾取装置，包括：第一光源；第二光源；物镜，通过把从所述第一光源射出的第一波长λ1的第一光束聚焦，对具有厚度t1的第一保护层的第一光信息记录媒体进行信息的再现和/或记录，通过把从所述第二光源射出的第二波长λ2(λ1＜λ2)的第二光束聚焦，对具有厚度t2(t2＞t1)的第二保护层的第二光信息记录媒体进行信息的再现和/或记录，其中，所述物镜至少在一个光学面上具有由同心圆状的多个环带构成的衍射结构，其设定成在所述第二光束射入时产生的衍射光中具有最大光量的衍射光的级数n2比在所述第一光束射入时产生的衍射光中具有最大光量的衍射光的级数n1级数低，
n1和n2分别为非零的整数。
并且所述物镜为了在第一数值孔径NA1内形成良好的波阵面，把所述n1级衍射光通过所述第一保护层聚焦在所述第一光信息记录媒体的信息记录面上，为了在第二数值孔径NA2(NA2＜NA1)内形成良好的波阵面，把所述n2级衍射光通过所述第二保护层聚焦在所述第二光信息记录媒体的信息记录面上。本发明的作用效果与本发明第一方面所述的发明相同。
本发明的光拾取装置最好是，满足下式。
λ2/λ1＞1.3                              (1)
本发明的光拾取装置最好是，满足下式。
n2＝INT(λ1·n1/λ2)                      (2)
|INT(λ1·n1/λ2)-(λ1·n1/λ2)|＜0.4     (3)
其中n1是2以上10以下的整数，INT(λ1·n1/λ2)是把λ1·n1/λ2的值四舍五入得到的整数。
本发明的光拾取装置最好是，射入光束的波长变长时所述第二数值孔径NA2内的球差具有向修正不足方向变化的球差波长依赖性，并且满足下式。
INT(λ1·n1/λ2)-(λ1·n1/λ2)＞0         (4)
本发明的光拾取装置最好是，所述物镜的衍射结构是锯齿状闪耀结构，台阶部具有位于靠近光轴侧的闪耀结构。本发明的作用效果与本发明第五方面所述的发明相同。
本发明的光拾取装置最好是，述第一波长λ1在向所述衍射结构射入时把附加在透过波阵面的光程差作为距光轴的高度h(mm)的函数，用通过
Фb＝n1·(B0+B2·h2+B4·h4+h6·h6+...)            (5)
定义的光程差函数Фb(mm)表示时(B2、B4、B6、...分别是2级、4级、6级、...的光程差函数系数)，用
fD＝1/(-2·n1·B2)                                (6)
定义的所述衍射结构的焦距fD(mm)和所述第一波长λ1的所述物镜整个系统的焦距f1(mm)满足下面的条件。
-0.20≤f1/fD＜0                                   (7)
本发明的光拾取装置最好是，所述物镜的衍射结构是锯齿状的闪耀结构，形成有所述衍射结构的光学面由台阶部位于距光轴远的闪耀结构形成的区域和在其外侧台阶部位于距光轴近的闪耀结构形成的区域所构成。
本发明的光拾取装置，所述物镜具有在射入光束的波长变长时所述第二数值孔径NA2内的球差向修正过多方向变化的球差波长依赖性，并且满足下式。
INT(λ1·n1/λ2)-(λ1·n1/λ2)＜0                 (8)
本发明的光拾取装置最好是，所述物镜的衍射结构是锯齿状闪耀结构，台阶部具有位于距光轴远的闪耀结构。
本发明的光拾取装置最好是，所述第一波长λ1在向所述衍射结构射入时把附加在透过波阵面的光程差作为距光轴的高度h(mm)的函数，用通过
Фb＝n1·(B0+B2·h2+B4·h4+B6·h6+...)            (5)
定义的光程差函数Фb(mm)表示时(B2、B4、B6、...分别是2级、4级、6级、...的光程差函数系数)，用
fD＝1/(-2·n1·B2)                                (6)
定义的所述衍射结构的焦距fD(mm)和所述第一波长λ1的所述物镜整个系统的焦距f1(mm)满足下面的条件。
0.05＜f1/fD＜0.25                                 (9)
本发明的光拾取装置最好是，所述物镜的衍射结构是锯齿状的闪耀结构，形成有所述衍射结构的光学面由台阶部位于距光轴近的闪耀结构形成的区域和在其外侧台阶部位于距光轴远的闪耀结构形成的区域所构成。
本发明的光拾取装置最好是，满足下式，而且所述级数n1和n2的组合是(n1，n2)＝(2，1)、(3，2)、(5，3)、(8，5)的任一个。
390nm＜λ1＜420nm                       (10)
640nm＜λ2＜670nm                      (11)
n1和n2的组合是(n1，n2)＝(2，1)
本发明的光拾取装置最好是，所述物镜具有有正光焦度的单透镜结构，所述第一光源和所述第二光源侧的光学面上形成所述衍射结构。
本发明的光拾取装置最好是，所述物镜由具有正光焦度的单透镜构成的折射透镜和配置在所述折射透镜的所述第一光源和所述第二光源上并几乎不具有光焦度的光学元件构成的复合型透镜，在所述光学元件的至少一个光学面上形成所述衍射结构。
本发明的光拾取装置最好是，所述折射透镜根据所述第一保护层的厚度为了使球差对所述第一波长最小而被最优化。
本发明的光拾取装置，满足下式。
NA1＞0.8                                 (12)
0.8＜d/f1＜1.6                           (13)
其中d是光轴上的透镜厚度，f1是所述第一波长λ1的整个系统的焦距。
本发明的光拾取装置最好是，所述第一衍射结构的环带数量在所述第二数值孔径NA2内为10～60。
本发明的光拾取装置最好是，在第一波长λ1在±10nm范围变化的情况下的，所述第二数值孔径NA2内的所述第一衍射结构的球差的变化率ΔSA/Δλ(λRMS/mm)，所述第一波长λ1中的物镜整个系统的焦距f1(mm)和所述第二数值孔径NA2满足下式，
＜(ΔSA/Δλ)/{(NA2)4·f1}＜                    (15)
本发明的光拾取装置最好是，通过所述第二数值孔径NA2的外侧区域到达所述第二信息记录媒体信息记录面的所述第二光束，在所述第一数值孔径NA1内具有0.07λ2RMS以上的球差。
本发明的光拾取装置最好是，对所述第一光信息记录媒体进行信息的再现和/或记录时的第一成像倍率m1，对所述第二光信息记录媒体进行信息的再现和/或记录时的第二成像倍率m2，最好满足下式。
m1＝m2＝0                                    (16)
本发明的光拾取装置最好是，对所述第一光信息记录媒体进行信息的再现和/或记录时的第一成像倍率m1与对所述第二光信息记录媒体进行信息的再现和/或记录时的第二成像倍率m2相互不同，并满足下式。
m1＞m2                                       (14)
本发明的光拾取装置用物镜最好是，所述物镜的光学面具有位于所述第二数值孔径NA2内侧的中央区域和包围该中央区域而位于所述第二数值孔径NA2外侧的周边区域，以及，所述第一衍射结构形成在所述中央区域，被所述第一波长λ1最优化的第二衍射结构形成在所述周边区域。
本发明的光拾取装置最好是，把所述物镜的光学面分割成对应于位于所述第二数值孔径NA2内侧的中央区域和包围该中央区域而位于所述第二数值孔径NA2外侧的周边区域的这两个区域时，所述衍射结构仅形成在所述中央区域，所述周边区域是不形成所述衍射结构的连续面。
本发明的光信息记录再现装置，其中，包括：所述的光拾取装置和光信息记录媒体支承装置，其支承通过所述光拾取装置能进行信息信号的记录和/或再现的所述第一光信息记录媒体或所述第二光信息记录媒体。
本说明书中所述第一光信息记录媒体是指例如把兰紫色激光作为光源的BD系列光盘，所述第二光信息记录媒体是在再现专用中使用的DVD-ROM，DVD-Video之外还包括兼容再现/记录的DVD-RAM，DVD-R，DVD-RW等各种DVD系列光盘。本说明书中作为第一光信息记录媒体也可以包括保护层的厚度t1＝0时，即没有保护层的光信息记录媒体。
附图说明
图1是表示把衍射结构用最优化波长405nm进行闪耀化时、用500nm进行闪耀化时、用650nm进行闪耀化时的1级衍射光衍射效率的图；
图2(a)-2(d)是物镜剖面图的例，衍射结构被夸张表示；
图3(a)是概略表示安装本发明光拾取装置用的第一物镜OBJ1，能把BD和DVD兼容进行记录和/或再现的第一光拾取装置PU1结构的图，图3(b)是物镜OBJ1的局部放大图；
图4是概略表示安装本发明光拾取装置用的第二物镜OBJ2，能把BD和DVD兼容进行记录和/或再现的第二光拾取装置PU2结构的图；
图5(a)是概略表示安装本发明光拾取装置用的第三物镜OBJ3，能把BD和DVD兼容进行记录和/或再现的第三光拾取装置PU3结构的图，图5(b)是激光模件LM的正面图；
图6(a)是表示实施例1的物镜与BD的透镜剖面图，图6(b)是表示实施例1的物镜与DVD的透镜剖面图；
图7(a)-7(b)是实施例1的物镜通过球差表示的色差的曲线图；
图8是表示使用DVD时在第二数值孔径0.65内的最佳像面位置的光点图；
图9(a)是表示实施例2的物镜与BD的透镜剖面图，图9(b)是表示实施例2的物镜与DVD的透镜剖面图；
图10(a)-10(b)是实施例2的物镜通过球差表示的色差的曲线图；
图11是表示使用DVD时在第二数值孔径0.65内的最佳像面位置的光点图；
图12(a)是表示实施例3的物镜与BD的透镜剖面图，图12(b)是表示实施例3的物镜与DVD的透镜剖面图；
图13(a)-13(b)是实施例3的物镜通过球差表示的色差的曲线图；
图14是表示使用DVD时在第二数值孔径0.60内的最佳像面位置的光点图；
图15(a)是表示实施例3的物镜与BD的透镜剖面图，图15(b)是表示实施例3的物镜与DVD的透镜剖面图；最佳像场位置
图16(a)-16(b)是实施例4的物镜通过球差表示的色差的曲线图；
图17是表示使用DVD时在第二数值孔径0.60内的最佳像面位置的光点图；
图18(a)是表示实施例4的物镜与BD的透镜剖面图，图18(b)是表示实施例4的物镜与DVD的透镜剖面图；
图19(a)-19(b)是实施例4的物镜通过球差表示的色差的曲线图；
图20是表示使用DVD时在第二数值孔径0.65内的最佳像面位置的光点图；
图21(a)是表示实施例5的物镜与BD的透镜剖面图，图21(b)是表示实施例5的物镜与DVD的透镜剖面图；
图22(a)-22(b)是实施例6的物镜通过球差表示的色差的曲线图；
图23是表示使用DVD时在第二数值孔径0.65内的最佳像面位置的光点图；
图24是球差曲线图；
图25是表示把折射透镜L1和形成衍射结构的光学元件L2由镜框B一体化透镜的剖面图；
图26是表示把折射透镜L1和形成衍射结构的光学元件L2以及与光学面形成一体的突起部FL1、FL2的一部分通过抵接和/或嵌合而被一体化的透镜的剖面图。
具体实施方式
对安装了本发明光拾取装置用物镜的光拾取装置的实施例，边参照附图边进行说明。在下面的光拾取装置PU1～PU3中所加的光信息记录媒体支承装置是光信息记录再现装置。图3(a)是概略表示安装本发明光拾取装置用的第一物镜OBJ1，能把BD和DVD兼容进行记录和/或再现的第一光拾取装置PU1结构的图。光拾取装置PU1包括：BD用模件MD1，其在对BD进行信息的记录和/或再现时闪耀，并把射出405nm激光光束的兰紫色半导体激光器LD1与光检测器PD1一体化；DVD用模件MD2，其在对BD进行信息的记录和/或再现时闪耀，并把射出655nm激光光束的红色半导体激光器LD2与光检测器PD2一体化；物镜OBJ1；偏光光束分离器BS；准直透镜COL；与BD数值孔径0.85对应的光圈STO；双轴促动装置AC。作为兰紫色半导体激光器LD1可以使用由氮化钾材料构成的半导体激光器，或利用产生第二次高次谐波的半导体激光器。
如物镜OBJ1的局部放大图3(b)所示，在物镜OBJ1的半导体激光侧的光学面上形成有由同心圆状的多个环带构成的衍射结构。利用该衍射结构的波长依赖性来修正由BD的保护层与DVD的保护层的厚度不同引起的变化的球差，所以能对BD把来自兰紫色半导体激光器LD1的光束在数值孔径0.85内，且对DVD把来自红色半导体激光器LD2的光束在数值孔径0.65内地聚焦成在衍射界限内。该衍射结构被规定成：从红色半导体激光器LD2射入光束时产生的衍射光中具有最大光量的衍射光级数n2，低于从兰紫色半导体激光器LD1射入光束时产生的衍射光中具有最大光量的衍射光级数n1，所以能在各自的波长区域得到足够衍射效率。物镜OBJ1的半导体激光侧的光学面中数值孔径0.65到0.85的周边区域进行对BD球差最小的最优化，而且对DVD具有大的球差。对DVD进行信息的记录和/或再现时，该周边区域起与光圈同样的作用，所以安装了物镜OBJ1的光拾取装置PU1不需要切换对应于BD和DVD的光圈，对DVD进行信息的记录和/或再现时，能使来自红色半导体激光器LD2的光束全部通过对应于BD的光圈STO。图3(a)中从红色半导体激光器LD2射出并全部通过对应于BD的光圈STO向物镜OBJ1射入的光束中仅描绘相当于数值孔径0.65的光线的光束，这点在后述的图4和图5中也一样。
物镜OBJ1具有对光轴有垂直延伸面的凸缘部FL，利用该凸缘部FL能把物镜OBJ1高精度地安装在光拾取装置PU1上。
光拾取装置PU1在对BD进行信息的记录和/或再现时，使BD用模件MD1动作并使兰紫色半导体激光器LD1闪耀。从兰紫色半导体激光器LD1射出的发散光束透过偏光光束分离器BS、经过准直透镜COL而成为平行光束后，用光圈STO约束光束径，由物镜OBJ1通过BD的保护层PL1在信息记录面RL1上形成光点。物镜OBJ1通过在其周边配置的双轴促动装置AC进行聚焦控制和跟踪控制。在信息记录面RL1上通过信息位调制的反射光束再次透过物镜OBJ1、光圈STO、和准直透镜COL后成为收敛光束，透过偏光光束分离器BS后收敛在BD用模件MD1的光检测器PD1的受光面上。使用光检测器PD1的输出信号能读出BD上记录的信息。
光拾取装置PU1在对DVD进行信息的记录和/或再现时，使DVD用模件MD2动作并使红色半导体激光器LD2闪耀。从红色半导体激光器LD2射出的发散光束由偏光光束分离器BS反射、经过准直透镜COL而成为平行光束后，用光圈STO约束光束径，由物镜OBJ1通过DVD的保护层PL2在信息记录面RL2上形成光点。物镜OBJ1通过在其周边配置的双轴促动装置AC进行聚焦控制和跟踪控制。在信息记录面RL2上通过信息位调制的反射光束再次透过物镜OBJ1、光圈STO、和准直透镜COL后成为收敛光束，由偏光光束分离器BS反射后收敛在DVD用模件MD2的光检测器PD2的受光面上。使用光检测器PD2的输出信号能读出DVD上记录的信息。
图4是概略表示安装本发明光拾取装置用的第二物镜OBJ2，能把BD和DVD兼容进行记录和/或再现的第二光拾取装置PU2结构的图。
物镜OBJ2的结构除了把来自红色半导体激光器LD2的发散光束射入以外，与光拾取装置PU1的物镜OBJ1具有相同的结构，所以省略详细说明。
光拾取装置PU2在对BD进行信息的记录和/或再现时，使BD用模件MD1动作并使兰紫色半导体激光器LD1闪耀。从兰紫色半导体激光器LD1射出的发散光束经过准直透镜COL而成为平行光束后、透过偏光光束分离器BS，用光圈STO约束光束径，由物镜OBJ1通过BD的保护层PL1在信息记录面RL1上形成光点。物镜OBJ1通过在其周边配置的双轴促动装置AC进行聚焦控制和跟踪控制。在信息记录面RL1上通过信息位调制的反射光束再次透过物镜OBJ1、光圈STO、偏光光束分离器BS、和准直透镜COL后成为收敛光束，收敛在BD用模件MD1的光检测器PD1的受光面上。使用光检测器PD1的输出信号能读出BD上记录的信息。
光拾取装置PU2在对DVD进行信息的记录和/或再现时，使DVD用模件MD2动作并使红色半导体激光器LD2闪耀。从红色半导体激光器LD2射出的发散光束由偏光光束分离器BS反射后，用光圈STO约束光束径，由物镜OBJ1通过DVD的保护层PL2在信息记录面RL2上形成光点。物镜OBJ1通过在其周边配置的双轴促动装置AC进行聚焦控制和跟踪控制。在信息记录面RL2上通过信息位调制的反射光束再次通过物镜OBJ1和光圈STO、由偏光光束分离器BS反射后成为收敛光束，收敛在DVD用模件MD2的光检测器PD2的受光面上。使用光检测器PD2的输出信号能读出DVD上记录的信息。
图5(a)是概略表示安装本发明光拾取装置用的第三物镜OBJ3，能把BD和DVD兼容进行记录和/或再现的第三光拾取装置PU3结构的图。光拾取装置PU3包括：激光模件LM(图5(b)表示其正面图)，把光拾取装置PU1的BD用模件MD1和DVD用模件MD2一体化；物镜OBJ1；对应于BD的数值孔径0.85的光圈STO；双轴促动装置AC。
激光模件LM包括：第一闪耀点EP1，在对BD进行信息的记录和/或再现时闪耀、射出405nm的激光光束；第二闪耀点EP2，在对DVD进行信息的记录和/或再现时闪耀、射出655nm的激光光束；第一受光部DS1，对来自BD的信息记录面RL1的反射光束受光；第二受光部DS2，对来自DVD的信息记录面RL2的反射光束受光；棱镜PS。闪耀点EP1与闪耀点EP2的间隔是约100μm。
物镜OBJ3的结构除了把来自闪耀点EP1与闪耀点EP2的发散光束射入以外，与光拾取装置PU1的物镜OBJ1具有相同的结构，所以省略详细说明。
在光拾取装置PU3中，在对BD进行信息的记录和/或再现时使闪耀点EP1闪耀。从闪耀点EP1射出的发散光束被棱镜PS反射、被光圈STO约束光束径后由物镜OBJ3通过BD的保护层PL1在信息记录面RL1上形成光点。物镜OBJ3通过在其周边配置的双轴促动装置AC进行聚焦控制和跟踪控制。在信息记录面RL1上通过信息位调制的反射光束再次透过物镜OBJ3和光圈STO后，在棱镜PS内部被反射2级而聚焦在受光部DS1上。利用受光部DS1的输出信号能读出BD上记录的信息。
在光拾取装置PU3中，在对DVD进行信息的记录和/或再现时使闪耀点EP2闪耀。从闪耀点EP2射出的发散光束用棱镜PS反射、被光圈STO约束光束径后由物镜OBJ3通过DVD的保护层PL2在信息记录面RL2上形成光点。物镜OBJ3通过在其周边配置的双轴促动装置AC进行聚焦控制和跟踪控制。在信息记录面RL2上通过信息位调制的反射光束再次透过物镜OBJ3和光圈STO后，在棱镜PS内部被反射2级而聚焦在受光部DS2上。使用受光部DS2的输出信号能读出DVD上记录的信息。
上述的光拾取装置PU1到PU3中，物镜OBJ1到OBJ3的任一个都是单透镜结构，但也可以把由有正光焦度单透镜构成的折射透镜与配置在折射透镜的半导体激光侧且几乎没有光焦度的光学元件构成，在该光学元件的光学面上形成衍射结构的复合型透镜作为物镜OBJ1到OBJ3使用。把该复合型透镜作为物镜OBJ1到OBJ3使用时为了得到良好的跟踪特性，最好把形成有折射透镜和衍射结构的光学元件通过镜框和凸缘部之间的粘接等进行一体化，通过促动装置AC一体地进行跟踪驱动。
图25是表示把折射透镜L1和形成衍射结构的光学元件L2由镜框B一体化的实施例。还有，图26是表示把折射透镜L1和形成衍射结构的光学元件L2以及与光学面形成一体的突起部FL1、FL2的一部分通过抵接和/或嵌合而一体化的实施例。在图24的情况中具有物镜的外径能够变小的优点，在图B的情况中，是由于能够减少部件的数量，所以具有低成本化的优点。
(实施例)
下面作为所述物镜OBJ1到OBJ3，说明了六例合适的实施例。任一实施例都是对具有0.1mm厚度保护层并通过兰紫色半导体激光进行信息的记录和/或再现的BD和具有0.6mm厚度保护层并通过红色半导体激光进行信息的记录和/或再现的DVD兼用的光拾取装置用物镜。
各实施例的非球面在把距与其面顶点相切的平面的变形量作为X(mm)、把对光轴垂直方向的高度作为h(mm)、把曲率半径作为r(mm)时，用下面的数1表示。其中k是圆锥系数、A2i是非球面系数。
[数1]
X = h 2 / r 1 + 1 - ( 1 + k ) h 2 / r 2 + Σ i = 2 10 A 2 i h 2 i
各实施例的衍射结构用通过该衍射结构附加在透过波阵面上的光程差表示。把射入光束的波长表示为λ(nm)，把对光轴垂直方向的高度表示为h(mm)、把B2j作为光程差函数系数、把n表示为当波长λ的光束射入时具有产生最大光量的衍射级数，和λB表示为衍射结构的结构波长，这时该光程差用由下面数2定义的光程差函数Фb(mm)表示。
[数2]
Φ b = n × λ λ B Σ j = 0 5 B 2 j h 2 j
各实施例的透镜数据表中f1是使用BD时第一波长λ1的整个系统的焦距，NA1是使用BD时的第一数值孔径，λ1是使用BD时的设计波长第一波长，m1是使用BD时的第一成像倍率，n1是射入第一波长λ1时具有产生最大光量的衍射光的级数，f2是使用DVD时第二波长λ2的整个系统的焦距，NA2是使用DVD时的第二数值孔径，λ2是使用DVD时的设计波长第二波长，m2是使用DVD时的第二成像倍率，n2是射入第二波长λ2时具有产生最大光量的衍射光的级数，r(mm)是曲率半径，d(mm)是面间隔，Nλ1是第一波长λ1的折射率，Nλ2是第二波长λ2的折射率，vd是d线的阿贝数。以后(包括表的透镜数据)把10的幂乘数(例如2.5×10-3)用E(例如2.5×E-3)表示。
[实施例1]
图6(a)是表示实施例1的物镜和BD的透镜剖面图，图6(b)是表示实施例1的物镜和DVD的透镜剖面图。实施例1的物镜作为所述的物镜OBJ1是合适的塑料透镜，其具体的透镜数据表示在表1。
[表1]
f1＝1.7546，NA1＝0.85，λ1＝405nm，m1＝0，n1＝3，d2＝0.5428，d3＝0.1
f2＝1.8082，NA2＝0.65，λ2＝655nm，m2＝0，n2＝2，d2＝0.2700，d3＝0.6
  面号码   r(mm)   d(mm)   Nλ1   Nλ2   vd
  01245   -r1-2.8092∞∞   ∞2.0400d2d3-   -1.5601-1.6195-   -1.5407-1.5772-   -56.3-30.0-
非球面系数              第一面                 第二面
          0≤h＜1.1650         1.16501≤h
r1          1.1179             1.1390         -
k         -8.7876E-01          -7.8368E-01    -125.3677
A4        4.8086E-03           2.0858E-03     0.1980E+00
A6        -9.0335E-03          -5.0271E-03    -0.3171E+00
A8        -3.8995E-03          -2.2755E-03    0.3199E+00
A10       2.6971E-03           2.0829E-03     -0.2820E+00
A12       -3.4114E-04          -1.2169E-04    -0.1660E+00
A14       -1.4437E-03          -4.7833E-05    -0.4215E-01
A16       4.7101E-04           1.8426E-04         0
A18       5.7541E-05           6.7720E-05         0
A20       -3.1063E             -05-4.8016E-05     0
光程差函数系数              第一面
               0≤h＜1.1650         1.1650≤h
λB               410nm            405nm
B0                0                0
B2                0                0
B4                -6.9918E-03      -7.9243E-03
B6                -2.5723E-03      -1.2285E-03
B8                8.9350E-05       9.8823E-05
B                 10-1.0047E-04    2.8095E-04
实施例1的物镜中如表1所示光程差函数那样的衍射结构形成在第一面的整个面上，位于第二数值孔径0.65内侧(距光轴的高度是0～1.165mm内的区域)的中央区域用波长410nm进行最优化，位于第二数值孔径0.65外侧(距光轴的高度是1.165mm以外的区域)的周边区域用波长405nm进行最优化。根据所述结构，在中央区域对第一波长的3级衍射光的衍射效率是99.6％，对第二波长的2级衍射光的衍射效率是95.2％，在周边区域对第一波长的3级衍射光的衍射效率是100.0％，任一个都能确保高的衍射效率。
图7是通过实施例1的物镜的球差表示的色差的曲线图，分别表示了图7(a)是相当于使用BD时的410nm、405nm、400nm的球差的值，图7(b)是相当于使用DVD时的660nm、655nm、650nm的球差的值。如从这些球差的图了解到的那样，实施例1的物镜通过在中央区域形成的衍射结构的作用，使用BD时在第一数值孔径0.85内球差被良好修正，使用DVD时在第二数值孔径0.65内球差被良好修正。由于满足所述的(4)式，所以射入的波长是比设计波长405nm和655nm长时的410nm和660nm的球差在第二数值孔径0.65内修正不足。
图8是表示使用DVD时在第二数值孔径0.65内最佳像面位置点图的图。使用DVD时通过了周边区域的光束具有大的球差，并且在从由中央区域形成的光点离开20μm以上的位置成为分散的光线密度小的闪跃成分。这样即使使来自红色半导体激光器LD2的光束全部通过对应于BD的光圈STO，通过了周边区域的光束也不会对光检测器PD2的光检测特性给予不良影响。
[实施例2]
图9(a)是表示实施例2的物镜和BD的透镜剖面图，图9(b)是表示实施例2的物镜和DVD的透镜剖面图。实施例2的物镜作为所述的物镜OBJ1是合适的塑料透镜，其具体的透镜数据表示在表2。
[表2]
f1＝2.0000，NA1＝0.85，λ1＝405nm，m1＝0，n1＝2，d2＝0.5362，d3＝0.1
f2＝2.0871，NA2＝0.65，λ2＝650nm，m2＝0，n2＝1，d2＝0.3257，d3＝0.6
  面号码   r(mm)   d(mm)   Nλ1   Nλ2   vd
  01245   -r1-1.9804∞∞   ∞d1d2d3-   -1.5247-1.6195-   -1.5066-1.5776-   -56.5-30.0-
非球面系数               第一面                 第二面
            0≤h＜1.3550         1.3550≤h
d1          2.5400               2.5745         -
r1          1.5561               1.3982         -
k           -3.8729E-01          -6.9268E-01    -40.4056
A4          2.0930E-02           6.1234E-03     0.1538E+00
A6          3.1841E-03           -2.2845E-03    -0.9219E-01
A8          5.8984E-06           3.4751E-03     -0.1220E-01
A1          06.1398E-04          4.5411E-04     0.3346E-01
A1          27.5415E-04          -5.2187E-04    -0.1245E-01
A1          4-6.3147E-04         7.3534E-05     0.1685E-02
A16         2.7759E-04           -1.1581E-05    -0.4878E-04
A18        -4.9638E-05           3.0175E-05          0
A20        4.4265E-06            -6.4979E-06         0
光程差函数系数                  第一面
                0≤h＜1.3550                1.3550≤h
λB             380nm                        405nm
B0                0                    0
B2                -1.9611E-02          0
B4                3.9432E-03           -6.8013E-03
B6                1.1898E-04           -1.4070E-03
B8                -4.3777E-05          1.0314E-03
B1                01.1434E-04          -1.1499E-04
实施例2的物镜中如表2所示光程差函数那样的衍射结构形成在第一面的整个面上，位于第二数值孔径0.65内侧(距光轴的高度是0～1.355mm内的区域)的中央区域用波长380nm进行最优化，位于第二数值孔径0.65外侧(距光轴的高度是1.355mm以外的区域)的周边区域用波长405nm进行最优化。根据所述结构，在中央区域对第一波长的2级衍射光的衍射效率是95.1％，对第二波长的1级衍射光的衍射效率是90.9％，在周边区域对第一波长λ1的2级衍射光的衍射效率是100.0％，任一个都能确保高的衍射效率。
图10是通过实施例2的物镜的球差表示的色差的曲线图，分别表示了图10(a)是相当于使用BD时的410nm、405nm、400nm的球差的值，图10(b)是相当于使用DVD时的655nm、650nm、645nm的球差的值。如从这些球差的图了解到的那样，实施例2的物镜通过在中央区域形成的衍射结构的作用，使用BD时在第一数值孔径0.85内球差被良好修正，使用DVD时在第二数值孔径0.65内球差被良好修正。由于满足所述的(8)式，所以射入的波长是比设计波长405nm和650nm长时的410nm和655nm的球差在第二数值孔径0.65内修正过多。
实施例2的物镜为了对第一波长整个系统的焦距满足所述的(9)式，把中央区域形成的衍射结构的焦距设定成12.755mm。其结果是对射入光束从405nm向406nm的波长变化而产生的散焦成分被抑制在0.001λRMS，对BD的从再现向记录切换时，即使兰紫色半导体激光产生了跳模现象的情况，也能维持聚焦性能。
图11是表示使用DVD时在第二数值孔径0.65内最佳像面位置点图的图。使用DVD时通过了周边区域的光束具有大的球差，在从由中央区域形成的光点离开30μm以上的位置成为分散的光线密度小的闪跃成分。这样即使使来自红色半导体激光器LD2的光束全部通过对应于BD的光圈STO，通过了周边区域的光束也不会对光检测器PD2的光检测特性给予不良影响。
[实施例3]
图12(a)是表示实施例3的物镜和BD的透镜剖面图，图12(b)是表示实施例3的物镜和DVD的透镜剖面图。实施例3的物镜作为所述的物镜OBJ1是合适的玻璃透镜，其具体的透镜数据表示在表3。实施例3的物镜使用比一般的模具成型用玻璃转移点低的玻璃PG325(商品名，住田光学公司制)。
[表3]
f1＝1.7647，NA1＝0.85，λ1＝405nm，m1＝0，n1＝3，d2＝0.5061，d3＝0.1
f2＝1.8113，NA2＝0.65，λ2＝655nm，m2＝0，n2＝2，d2＝0.2400，d3＝0.6
  面号码   r(mm)   d(mm)   Nλ1   Nλ2   v d
  01245   -r1-1.6241∞∞   ∞d1d2d3-   -1.5187-1.6195-   -1.5045-1.5772-   -70.5-30.0-
非球面系数                第一面                    第二面
            0≤h＜1.1650            1.1650≤h
d1          2.2700                    2.2680         -
r1          1.0076                  1.1163           -
k           -8.8198E-01             -6.6558E-01      -45.6943
A4          2.7547E-03              1.2702E-02       0.1924E+00
A6          -2.3782E-03             -1.0544E-03      -0.2810E+00
A8          -6.0488E-03            -1.0112E-03       0.3082E+00
A10         -4.3594E-04            2.0597E-03        -0.2824E+00
A12         6.0477E-04             -2.9563E-04       0.1661E+00
A14         -4.7566E-04            -1.8963E-04       -0.4215E-01
A16         2.2420E-04              1.1015E-04        0
A18            1.4385E-05             7.0218E-05               0
A20            -3.1063E-05            -3.1473E-05              0
光程差函数系数                第一面
                0≤h＜1.1650            1.1650≤h
λB             410nm                   405nm
B0              0                       0
B2              8.6046E-03              0
B4              -7.2692E-03            -1.8334E-03
B6              -6.3471E-04            -4.9613E-04
B8              -1.7182E-03            -1.0052E-04
B10             4.1920E-04             6.1295E-05
实施例3的物镜中如表3所示光程差函数那样的衍射结构形成在第一面的整个面上，位于第二数值孔径0.65内侧(距光轴的高度是0～1.165mm内的区域)的中央区域用波长410nm进行最优化，位于第二数值孔径0.65外侧(距光轴的高度是1.165mm以外的区域)的周边区域用波长405nm进行最优化。根据所述结构，在中央区域对第一波长的3级衍射光的衍射效率是99.6％，对第二波长的2级衍射光的衍射效率是95.2％，任一个都能确保高的衍射效率。
图13是通过实施例3的物镜的球差表示的色差的曲线图，分别表示了图13(a)是相当于使用BD时的410nm、405nm、400nm的球差的值，图13(b)是相当于使用DVD时的660nm、655nm、650nm的球差的值。如从这些球差的图了解到的那样，实施例3的物镜通过在中央区域形成的衍射结构的作用，使用BD时在第一数值孔径0.85内球差被良好修正，使用DVD时在第二数值孔径0.60内球差被良好修正。由于满足所述的(4)式，所以射入的波长是比设计波长405nm和655nm长时的410nm和660nm的球差在第二数值孔径0.60内修正不足。
实施例3的物镜为了对第一波长整个系统的焦距满足所述的(7)式，把中央区域形成的衍射结构的焦距设定成-19.380mm。其结果是对射入光束从405nm向406nm的波长变化而产生的散焦成分被抑制在0.002λRMS，对BD的从再现向记录切换时，即使兰紫色半导体激光产生了跳模的情况，也能维持聚焦性能。
图14是表示使用DVD时在第二数值孔径0.60最佳像面位置光点图的图。使用DVD时通过了周边区域的光束具有大的球差，在从由中央区域形成的光点离开20μm以上的位置成为分散的光线密度小的闪跃成分。这样即使使来自红色半导体激光器LD2的光束全部通过对应于BD的光圈STO，通过了周边区域的光束也不会对光检测器PD2的光检测特性给予不良影响。
[实施例4]
图15(a)是表示实施例4的物镜和BD的透镜剖面图，图15(b)是表示实施例3的物镜和DVD的透镜剖面图。实施例3的物镜作为所述的物镜OBJ2是合适的塑料透镜，其具体的透镜数据表示在表4。
[表4]
f1＝1.7649，NA1＝0.85，λ1＝405nm，m1＝0，n1＝3，d0＝∞，d2＝0.5050，d3＝0.1
f2＝1.8146，NA2＝0.60，λ2＝655nm，m2＝-0.0371，n2＝2，d0＝50.0，d2＝0.3000，d3＝0.6
  面号码   r(mm)   d(mm)   Nλ1   Nλ2   vd
  01245   -r1-2.0052∞∞   d0d1d2d3-   -1.5601-1.6195-   -1.5407-1.5772-   -56.3-30.0-
非球面系数            第一面                    第二面
            0≤h＜1.1120        1.1120≤h
d1          2.2200              2.2354          -
r1          1.2588              1.17484         -
k           -0.6213             -7.3993E-01     -32.0075
A4          0.2696E-01          2.6681E-02      0.1686E+00
A6          0.8858E-02          -4.2355E-02    -0.2659E+00
A8        -0.1816E-02        8.0073E-03        0.3390E+00
A1        00.5996E-03        1.2787E-02        -0.3320E+00
A12        -0.7542E-03        -9.1304E-03      0.1844E+00
A14        -0.6312E-04        -1.1778E-03      -0.4215E-01
A16        0.2185E-03        1.8774E-03            0
A18        0.9685E-04        -3.3309E-04           0
A20        -0.5672E-04        -3.1063E-05          0
光程差函数系数                    第一面
               0≤h＜1.1120                1.1120≤h
λB            410nm                       405nm
B0             -4.1000E-04                  0
B2             0                            0
B4             1.4106E-03                   0
B6             -1.0076E-02                  0
B8             5.6251E-03                   0
B10            -1.6617E-03                  0
实施例4的物镜中如表4所示光程差函数那样的衍射结构形成在第一面的位于第二数值孔径0.65内侧(距光轴的高度是0～1.112mm内的区域)的中央区域上，该衍射结构用波长410nm进行最优化。根据所述结构，在中央区域对第一波长的3级衍射光的衍射效率是99.6％，对第二波长的2级衍射光的衍射效率是95.2％，任一个都能确保高的衍射效率。位于第二数值孔径0.65外侧(距光轴的高度1.112mm  外的区域)的周边区域是不形成衍射结构的连续非球面。
图16是通过实施例4的物镜的球差表示的色差的曲线图，分别表示了图16(a)是相当于使用BD时的410nm、405nm、400nm的球差的值，图16(b)是相当于使用DVD时的660nm、655nm、650nm的球差的值。如从这些球差的图了解到的那样，实施例4的物镜通过在中央区域形成的衍射结构的作用，使用BD时在第一数值孔径0.85内球差被良好修正，使用DVD时在第二数值孔径0.60内球差被良好修正。由于满足所述的(4)式，所以射入的波长是比设计波长405nm和655nm长时的410nm和660nm的球差在第二数值孔径0.60内修正不足。
图17是表示使用DVD时在第二数值孔径0.60内最佳像面位置光点图的图。使用DVD时通过了周边区域的光束具有大的球差，在从由中央区域形成的光点离开30μm以上的位置成为分散的光线密度小的闪跃成分。这样即使使来自红色半导体激光器LD2的光束全部通过对应于BD的光圈STO，通过了周边区域的光束也不会对光检测器PD2的光检测特性给予不良影响。
[实施例5]
图18(a)是表示实施例5的物镜和BD的透镜剖面图，图18(b)是表示实施例4的物镜和DVD的透镜剖面图。实施例4的物镜作为所述的物镜OBJ3是合适的塑料透镜，其具体的透镜数据表示在表5。
[表5]
f1＝1.7639，NA1＝0.85，λ1＝405nm，m1＝-0.0913，n1＝3，d0＝20.000，d2＝0.4715，d3＝0.1
f2＝1.8057，NA2＝0.65，λ2＝655nm，m2＝-0.0923，n2＝2，d0＝20.2715，d2＝0.2000，d3＝0.6
  面号码   r(mm)   d(mm)   Nλ1   Nλ2   vd
  01245   -r1-1.4696∞∞   d02.5800d2d3-   -1.5601-1.6195-   -1.5407-1.5772-   -56.3-30.0-
非球面系数                第一面                第二面
            0≤h＜1.2210          1.2210≤h
r1          1.1516                1.1493         -
k           -9.2643E-01           -8.5168E-01    -21.0313
A4          -6.7747E-02           -1.1501E-02    0.2244E+00
A6          -1.1226E-02           -3.4925E-03    -0.3388E+00
A8          -2.8711E-03           -1.2256E-04    -0.2700E+00
A10        1.9751E-03        2.4623E-03        0.1476E+00
A12        -4.0649E-04       -4.1825E-04       -0.3512E-01
A14        -4.6192E-04       -2.6947E-04       -0.1917E-08
A16        6.6042E-04        1.1673E-04        0
A18        -2.7954E-04       7.0210E-05        0
A20        3.9471E-05        -2.4833E-05       0
光程差函数系数                    第一面
                0≤h＜1.2210                1.2210≤h
λB            410nm                        405nm
B0             0                            0
B2             0                            0
B4            -5.4268E-03                   -5.7439E-03
B6            -2.4244E-03                   -9.8539E-04
B8            -2.2172E-04                   3.2815E-05
B10           2.4098E-04                    2.6543E-04
实施例5的物镜中如表4所示光程差函数那样的衍射结构形成在第一面的整个面上，位于第二数值孔径0.65内侧(距光轴的高度是0～1.221mm内的区域)的中央区域用波长410nm进行最优化，位于第二数值孔径0.65外侧(距光轴的高度是1.221mm  外的区域)的周边区域用波长405nm进行最优化。根据所述结构，在位于第二数值孔径0.60内侧的中央区域对第一波长的3级衍射光的衍射效率是99.6％，对第二波长的2级衍射光的衍射效率是95.2％，任一个都能确保高的衍射效率。
图19是通过实施例4的物镜的球差表示的色差的曲线图，分别表示了图19(a)是相当于使用BD时的410nm、405nm、400nm的球差的值，图19(b)是相当于使用DVD时的660nm、655nm、650nm的球差的值。如从这些球差的图了解到的那样，实施例5的物镜通过在中央区域形成的衍射结构的作用，使用BD时在第一数值孔径0.85内球差被良好修正，使用DVD时在第二数值孔径0.65内球差被良好修正。由于满足所述的(4)式，所以射入的波长是比设计波长405nm和655nm长时的410nm和660nm的球差在第二数值孔径0.65内修正不足。
图20是表示使用DVD时在第二数值孔径0.65内最佳像面位置光点图的图。使用DVD时通过了周边区域的光束具有大的球差，在从由中央区域形成的光点离开25μm以上的位置成为分散的光线密度小的闪跃成分。这样即使使来自闪耀点EP2的光束全部通过对应于BD的光圈STO，通过了周边区域的光束也不会对受光部DS2的光检测特性给予不良影响。
[实施例6]
图21(a)是表示实施例6的物镜和BD的透镜剖面图，图21(b)是表示实施例5的物镜和DVD的透镜剖面图。实施例6的物镜作为所述的物镜OBJ1是合适的复合型透镜，其具体的透镜数据表示在表6。实施例6的物镜由对BD进行球差修正的玻璃透镜和不具有光焦度的塑料光学元件构成，在不具有光焦度的塑料光学元件射入光束侧的光学面(第一面)上形成有衍射结构。
[表6]
f1＝1.7651，NA1＝0.85，λ1＝405nm，m1＝0，n1＝3，d2＝0.5194，d3＝0.1
f2＝1.8123，NA2＝0.65，λ2＝655nm，m2＝0，n2＝2，d2＝0.2403，d3＝0.6
  面号码   r(mm)   d(mm)   Nλ1   Nλ2   vd
  0123456   -∞∞1.2271-2.6229∞∞   ∞0.80000.10002.2200d2d3-   -1.5247-1.6052-1.6195-   -1.5065-1.5862-1.5772-   -56.5-61.3-30.0-
非球面系数
                第一面            第三面            第四面
        0≤h＜1.1820    1.1820≤h
k       0               0         -0.6836            -78.0185
A4      -3.9689E-02     0         0.1659E-01         0.1914E+00
A6      -1.0061E-020    0         0.4265E-02         -0.3059E+00
A8            -2.0653E-03        0        -0.3322E-03          0.3310E+00
A1            0                  0        0.1946E-02           -0.2903E+00
A12           0                  0        -0.4741E-03          0.1660E+00
A14           0                  0        -0.2527E-03          -0.4215E-01
A16           0                  0        0.1153E-03           0
A18           0                  0        0.6725E-04           0
A20           0                  0        -0.3106E-04          0
光程差函数系数                第一面
                0≤h＜1.1820            1.1820≤h
λB             410nm                    -
B0              0                        0
B2              0                        0
B4             -7.0236E-03               0
B6             -1.7967E-03               0
B8             -3.4882E-04               0
B10            -5.6751E-06               0
实施例6的物镜中如表6所示光程差函数那样的衍射结构形成在第一面的位于第二数值孔径0.65内侧(距光轴的高度是0～1.182mm内的区域)的中央区域上，该衍射结构用波长410nm进行最优化。根据所述结构，在中央区域对第一波长的3级衍射光的衍射效率是99.6％，对第二波长的2级衍射光的衍射效率是95.2％，任一个都能确保高的衍射效率。位于第二数值孔径0.65外侧(距光轴的高度是1.182mm以外的区域)的周边区域是不形成衍射结构的平面。
图22是通过实施例6的物镜的球差表示的色差的曲线图，分别表示了图22(a)是相当于使用BD时的410nm、405nm、400nm的球差的值，图22(b)是相当于使用DVD时的660nm、655nm、650nm的球差的值。如从这些球差的图了解到的那样，实施例5的物镜通过在中央区域形成的衍射结构的作用，使用BD时在第一数值孔径0.85内球差被良好修正，使用DVD时在第二数值孔径0.65内球差被良好修正。由于满足所述的(4)式，所以射入的波长是比设计波长405nm和655nm长时的410nm和660nm的球差在第二数值孔径0.65内修正不足。
图23是表示使用DVD时在第二数值孔径0.65内最佳像面位置光点图的图。使用DVD时通过了周边区域的光束具有大的球差，在从由中央区域形成的光点离开50μm以上的位置成为分散的光线密度小的闪跃成分。这样即使使来自红色半导体激光器LD2的光束全部通过对应于BD的光圈STO，通过了周边区域的光束也不会对光检测器PD2的光检测特性给予不良影响。
表7表示对应于本发明中的第(1)、(3)、(4)、(7)、(9)、(13)式的所述实施例的值。
[表7]
 实施例1  实施例2  实施例3  实施例4  实施例5  实施例6
  (1)  1.6  1.6  1.6  1.6  1.6  1.6
  (3)、(4)  0.15  -0.25  0.15  0.15  0.15  0.15
  (7)、(9)  0  0.14  -0.09  0  0  0
  (13)  1.2  1.3  1.3  1.3  1.5  1.3
根据本发明能提供光拾取装置用物镜、光拾取装置和光信息记录再现装置，可对例如如BD和DVD那样保护层的厚度不同，且使用波长差大的两种光信息记录媒体兼容进行记录和/或再现。

Claims (51)

1.一种光拾取装置用物镜，其通过把从第一光源射出的第一波长λ1的第一光束聚焦，对具有厚度t1的第一保护层的第一光信息记录媒体进行信息的再现和/或记录，通过把从第二光源射出的第二波长λ2的第二光束聚焦，对具有厚度t2的第二保护层的第二光信息记录媒体进行信息的再现和/或记录，并且0≤t1≤0.2mm，λ1＜λ2，t2＞t1，其包括，
第一衍射结构，其设置在所述物镜的光学面上并且具有同心圆状的多个环带，其设定成在所述第二光束射入所述第一衍射结构时产生的衍射光中具有最大光量的衍射光的级数n2比在所述第一光束射入所述第一衍射结构时产生的衍射光中具有最大光量的衍射光的级数n1低，所述n1和n2是非零的整数，
其中，在所述物镜的第一数值孔径NA1内测量波面象差时，该波面象差RMS值等于或小于0.07λ1，把所述n1级衍射光通过所述第一保护层聚焦在所述第一光信息记录媒体的信息记录面上；在所述物镜的第二数值孔径NA2内测量波面象差时，该波面象差RMS值等于或小于0.07λ2，把所述n2级衍射光通过所述第二保护层聚焦在所述第二光信息记录媒体的信息记录面上，并且NA2＜NA1。
2.如权利要求1所述的物镜，其中，满足下式
λ2/λ1＞1.3。
3.如权利要求1所述的物镜，其中，满足下式
n2＝INT(λ1·n1/λ2)
|INT(λ1·n1/λ2)-(λ1·n1/λ2)|＜0.4
其中n1是2至10的整数，INT(λ1·n1/λ2)是把λ1·n1/λ2的值四舍五入而得到的整数。
4.如权利要求3所述的物镜，其中，在所述第二数值孔径NA2内，所述第一衍射结构在射入光束的波长变长时具有球差波长依赖性，所述球差变化为修正不足，并且满足下式
INT(λ1·n1/λ2)-(λ1·n1/λ2)＞0。
5.如权利要求4所述的物镜，其中，所述第一衍射结构是闪耀结构，在该闪耀结构中的台阶部位于靠近光轴侧。
6.如权利要求4所述的物镜，其中，
所述第一波长的第一光束在向所述第一衍射结构射入时，把附加在透过波阵面的光程差表示为光程差函数Φb，该光程差函数Φb被定义为距光轴的高度h函数，该光程差函数Φb是
Φb＝(λ1/λB)·n1·(B0+B2·h2+B4·h4+B6·h6+...)
在此，B2、B4、B6、...分别是2级、4级、6级、...的光程差函数系数，和λB是所述第一衍射结构的结构波长，满足下式
一0.20≤f1/fD＜0
在此，fD是所述第一衍射结构的焦距，被下式定义为
fD＝λB/(-2·n1·λ1·B2)  以及
f1是物镜整个系统的焦距。
7.如权利要求6所述的物镜，其中，所述第一衍射结构是闪耀结构和形成所述第一衍射结构的光学面具有在NA2内的区域的第一区域和在所述第一区域外侧的第二区域，以及，其中，所述闪耀结构形成为：形成在所述第一区域的台阶部位于距所述光轴远侧和形成在所述第二区域的台阶部位于距所述光轴近侧。
8.如权利要求3所述的物镜，其中，在所述第二数值孔径NA2内，所述第一衍射结构在射入光束的波长变长时具有球差波长依赖性，所述球差变化为修正过多，并且满足下式
INT(λ1·n1/λ2)-(λ1·n1/λ2)＜0。
9.如权利要求8所述的物镜，其中，  所述第一衍射结构是闪耀结构，在该闪耀结构中的台阶部位于远离光轴侧。
10.如权利要求8所述的物镜，其中，
所述第一波长λ1的第一光束在向所述第一衍射结构射入时，把附加在透过波阵面的光程差表示为光程差函数Φb，该光程差函数Φb被定义为距光轴的高度h函数，该光程差函数Φb是
Φb＝(λ1/λB)·n1·(B0+B2·h2+B4·h4+B6·h6+...)
在此，B2、B4、B6、...分别是2级、4级、6级、...的光程差函数系数，和λB是所述第一衍射结构的结构波长，满足下式
0.05≤f1/fD＜0.25
在此，fD是所述第一衍射结构的焦距，被下式定义为
fD＝λB/(-2·n1·λ1·B2)  以及
f1是物镜整个系统的焦距。
11.如权利要求10所述的物镜，其中，所述第一衍射结构是闪耀结构和形成所述第一衍射结构的光学面具有在NA2内的区域的第一区域和在所述第一区域外侧的第二区域，以及，其中，所述闪耀结构形成为：形成在所述第一区域的台阶部位于距所述光轴远侧和形成在所述第二区域的台阶部位于距所述光轴近侧。
12.如权利要求1所述的物镜，其中，n1和n2的组合是(n1，n2)＝(2，1)、(3，2)、(5，3)或(8，5)，并且满足下式
390nm＜λ1＜420nm
640nm＜λ2＜670nm。
13.如权利要求1所述的物镜，其中，所述物镜具有正光焦度的单透镜和在所述光学面的一侧形成的所述第一衍射结构，从所述第一光源和所述第二光源射出的光束射入所述光学面的一侧。
14.如权利要求13所述的物镜，其中，满足下式
NA1＞0.8
0.8＜d/f1＜1.6
在此，d是光轴上的单透镜厚度，f1是所述物镜整个系统的所述第一波长λ1的焦距。
15.如权利要求1所述的物镜，其中，所述物镜具有正光焦度的单折射透镜和在一侧的光学元件，所述一侧是从所述第一光源和所述第二光源射出的光束射入的一侧，满足下式
0≤|PL2/PL1|≤0.2
在此，PL1(mm-1)是所述单折射透镜的第一波长λ1的近轴光焦度和PL2(mm-1)是所述光学元件的第一波长λ1的近轴光焦度。
16.如权利要求14所述的物镜，其中，所述单折射透镜被优化为所述第一波长λ1的球差按照所述第一保护层的厚度成为最小化。
17.如权利要求16所述的物镜，其中，满足下式
NA1＞0.8
0.8＜dL1/fL1＜1.6
在此，dL1是光轴上的单折射透镜的透镜厚度，fL1是所述单折射透镜的所述第一波长λ1的焦距。
18.如权利要求1所述的物镜，其中，所述第一衍射结构环带数量范围在所述第二数值孔径NA2内是10至60。
19.如权利要求1所述的物镜，其中，满足下式
0.03＜|(ΔSA/Δλ)/{(NA2)4·f1}|＜0.14
在此，(ΔSA/Δλ)表示：在所述第一波长λ1在±10nm范围变化的情况下，在所述第二数值孔径NA2内的所述第一衍射结构的球差变化率(λRMS/nm)，和f1是所述物镜整个系统的所述第一波长λ1的焦距。
20.如权利要求1所述的物镜，其中，满足下式
0.0008＜|(ΔSAM/Δλ)/{(NA2)2·f1}|＜0.0021
在此，(ΔSAM/Δλ)表示：在所述第一波长λ1在±10nm范围变化的情况下，在所述第二数值孔径NA2内的边缘光线的球差变化率，和f1是所述物镜整个系统的所述第一波长λ1的焦距。
21.如权利要求1所述的物镜，其中，通过所述第二数值孔径NA2外侧区域和到达所述第二信息记录媒体的信息记录面的所述第二光束，在所述第一数值孔径NA1内具有等于或大于0.07λ2RMS的球差。
22.如权利要求1所述的物镜，其中，满足下式
m1＝m2＝0
在此，m1是对所述第一光信息记录媒体进行信息的再现和/或记录时的第一成像倍率，m2是对所述第二光信息记录媒体进行信息的再现和/或记录时的第二成像倍率。
23.如权利要求1所述的物镜，其中，满足下式
m1＞m2
在此，m1是对所述第一光信息记录媒体进行信息的再现和/或记录时的第一成像倍率，m2是对所述第二光信息记录媒体进行信息的再现和/或记录时的第二成像倍率。
24.如权利要求1所述的物镜，其中，所述物镜的光学面具有位于所述第二数值孔径NA2内侧的中央区域和包围该中央区域而位于所述第二数值孔径NA2外侧的周边区域，以及其中，所述第一衍射结构形成在所述中央区域和被所述第一波长λ1优化的第二衍射结构形成在所述周边区域。
25.如权利要求1所述的物镜，其中，所述物镜的光学面具有位于所述第二数值孔径NA2内侧的中央区域和包围该中央区域而位于所述第二数值孔径NA2外侧的周边区域，以及其中，所述第一衍射结构仅形成在所述中央区域和所述周边区域是连续面。
26.一种光拾取装置，其包括，
第一光源，其射出第一波长λ1的第一光束；
第二光源，其射出的第二波长λ2的第二光束；
物镜，通过把第一光束聚焦，对具有厚度t1的第一保护层的第一光信息记录媒体进行信息的再现和/或记录，和通过把第二光束聚焦，对具有厚度t2的第二保护层的第二光信息记录媒体进行信息的再现和/或记录，并且0≤t1≤0.2mm，λ1＜λ2，t2＞t1，所述物镜包括，
第一衍射结构，其设置在所述物镜的光学面上并且具有同心圆状的多个环带，其设定成在所述第二光束射入所述第一衍射结构时产生的衍射光中具有最大光量的衍射光的级数n2比在所述第一光束射入所述第一衍射结构时产生的衍射光中具有最大光量的衍射光的级数n1低，所述n1和n2是非零的整数，
其中，在所述物镜第一数值孔径NA1内测量波面象差时，该波面象差RMS值等于或小于0.07λ1，把所述n1级衍射光通过所述第一保护层聚焦在所述第一光信息记录媒体的信息记录面上；在所述物镜第二数值孔径NA2内测量波面象差时，该波面象差RMS值等于或小于0.07λ2，把所述n2级衍射光通过所述第二保护层聚焦在所述第二光信息记录媒体的信息记录面上，并且NA2＜NA1。
27.如权利要求26所述的光拾取装置，其中，满足下式
λ2/λ1＞1.3。
28.如权利要求26所述的光拾取装置，其中，满足下式
n2＝INT(λ1·n1/λ2)
|INT(λ1·n1/λ2)-(λ1·n1/λ2)|＜0.4
其中n1是2至10的整数，INT(λ1·n1/λ2)是把λ1·n1/λ2的值四舍五入而得到的整数。
29.如权利要求28所述的光拾取装置，其中，在所述第二数值孔径NA2内，所述第一衍射结构在射入光束的波长变长时具有球差波长依赖性，所述球差变化为修正不足，并且满足下式
INT(λ1·n1/λ2)-(λ1·n1/λ2)＞0。
30.如权利要求29所述的光拾取装置，其中，所述第一衍射结构是闪耀结构，在该闪耀结构中的台阶部位于靠近光轴侧。
31.如权利要求29所述的光拾取装置，其中，
所述第一波长的第一光束在向所述第一衍射结构射入时，把附加在透过波阵面的光程差表示为光程差函数Φb，该光程差函数Φb被定义为距光轴的高度h函数，该光程差函数Φb是
Φb＝(λ1/λB)·n1·(B0+B2·h2+B4·h4+B6·h6+...)
在此，B2、B4、B6、...分别是2级、4级、6级、...的光程差函数系数，和λB是所述第一衍射结构的结构波长，满足下式
-0.20≤f1/fD＜0
在此，fD是所述第一衍射结构的焦距，被下式定义为
fD＝λB/(-2·n1·λ1·B2)以及
f1是物镜整个系统的焦距。
32.如权利要求31所述的光拾取装置，其中，所述第一衍射结构是闪耀结构和形成所述第一衍射结构的光学面具有在NA2内的区域的第一区域和在所述第一区域外侧的第二区域，以及，其中，所述闪耀结构形成为：形成在所述第一区域的台阶部位于距所述光轴远侧和形成在所述第二区域的台阶部位于距所述光轴近侧。
33.如权利要求28所述的光拾取装置，其中，在所述第二数值孔径NA2内，所述第一衍射结构在射入光束的波长变长时具有球差波长依赖性，所述球差变化为修正过多，并且满足下式
INT(λ1·n1/λ2)-(λ1·n1/λ2)＜0。
34.如权利要求33所述的光拾取装置，其中，  所述第一衍射结构是闪耀结构，在该闪耀结构中的台阶部位于远离光轴侧。
35.如权利要求33所述的光拾取装置，其中，
所述第一波长λ1的第一光束在向所述第一衍射结构射入时，把附加在透过波阵面的光程差表示为光程差函数Φb，该光程差函数Φb被定义为距光轴的高度h函数，该光程差函数Φb是
Φb＝(λ1/λB)·n1·(B0+B2·h2+B4·h4+B6·h6+...)
在此，B2、B4、B6、...分别是2级、4级、6级、...的光程差函数系数，和λB是所述第一衍射结构的结构波长，满足下式
0.05≤f1/fD＜0.25
在此，fD是所述第一衍射结构的焦距，被下式定义为
fD＝λB/(-2·n1·λ1·B2)以及
f1是物镜整个系统的焦距。
36.如权利要求35所述的光拾取装置，其中，所述第一衍射结构是闪耀结构和形成所述第一衍射结构的光学面具有在NA2内的区域的第一区域和在所述第一区域外侧的第二区域，以及，其中，所述闪耀结构形成为：形成在所述第一区域的台阶部位于距所述光轴远侧和形成在所述第二区域的台阶部位于距所述光轴近侧。
37.如权利要求26所述的光拾取装置，其中，n1和n2的组合是(n1，n2)＝(2，1)、(3，2)、(5，3)或(8，5)，并且满足下式
390nm＜λ1＜420nm
640nm＜λ2＜670nm。
38.如权利要求26所述的光拾取装置，其中，所述物镜具有正光焦度的单透镜和在所述光学面的一侧形成的所述第一衍射结构，从所述第一光源和所述第二光源射出的光束射入所述光学面的一侧。
39.如权利要求38所述的光拾取装置，其中，满足下式
NA1＞0.8
0.8＜d/f1＜1.6
在此，d是光轴上的单透镜厚度，f1是所述透镜整个系统的所述第一波长λ1的焦距。
40.如权利要求26所述的光拾取装置，其中，所述物镜具有正光焦度的单折射透镜和在一侧的光学元件，所述一侧是从所述第一光源和所述第二光源射出的光束射入的一侧，满足下式
0≤|PL2/PL1|≤0.2
在此，PL1是所述单折射透镜的第一波长λ1的近轴光焦度和PL2是所述光学元件的第一波长λ1的近轴光焦度。
41.如权利要求39所述的光拾取装置，其中，所述单折射透镜被优化为所述第一波长λ1的球差按照所述第一保护层的厚度成为最小化。
42.如权利要求41所述的光拾取装置，其中，满足下式
NA1＞0.8
0.8＜dL1/fL1＜1.6
在此，dL1是光轴上的单折射透镜的透镜厚度，fL1是所述单折射透镜的所述第一波长λ1的焦距。
43.如权利要求26所述的光拾取装置，其中，所述第一衍射结构环带数量范围在所述第二数值孔径NA2内是10至60。
44.如权利要求26所述的光拾取装置，其中，满足下式
0.03＜|(ΔSA/Δλ)/{(NA2)4·f1}|＜0.14
在此，(ΔSA/Δλ)表示：在所述第一波长λ1在±10nm范围变化的情况下，在所述第二数值孔径NA2内的所述第一衍射结构的球差变化率(λRMS/nm)，和f1是所述物镜整个系统的所述第一波长λ1的焦距。
45.如权利要求26所述的光拾取装置，其中，满足下式
0.0008＜|(ΔSAM/Δλ)/{(NA2)2·f1}|＜0.0021
在此，(ΔSAM/Δλ)表示：在所述第一波长λ1在±10nm范围变化的情况下，在所述第二数值孔径NA2内的边缘光线的球差变化率，和f1是所述物镜整个系统的所述第一波长λ1的焦距。
46.如权利要求26所述的光拾取装置，其中，通过所述第二数值孔径NA2外侧区域和到达所述第二信息记录媒体的信息记录面的所述第二光束，在所述第一数值孔径NA1内具有等于或大于0.07λ2RMS的球差。
47.如权利要求26所述的光拾取装置，其中，满足下式
m1＝m2＝0
在此，m1是对所述第一光信息记录媒体进行信息的再现和/或记录时的第一成像倍率，m2是对所述第二光信息记录媒体进行信息的再现和/或记录时的第二成像倍率。
48.如权利要求26所述的光拾取装置，其中，满足下式
m1＞m2
在此，m1是对所述第一光信息记录媒体进行信息的再现和/或记录时的第一成像倍率，m2是对所述第二光信息记录媒体进行信息的再现和/或记录时的第二成像倍率。
49.如权利要求26所述的光拾取装置，其中，所述物镜的光学面具有位于所述第二数值孔径NA2内侧的中央区域和包围该中央区域而位于所述第二数值孔径NA2外侧的周边区域，以及其中，所述第一衍射结构形成在所述中央区域和被所述第一波长λ1优化的第二衍射结构形成在所述周边区域。
50.如权利要求26所述的光拾取装置，其中，所述物镜的光学面具有位于所述第二数值孔径NA2内侧的中央区域和包围该中央区域而位于所述第二数值孔径NA2外侧的周边区域，以及其中，所述第一衍射结构仅形成在所述中央区域和所述周边区域是连续面。
51.一种光信息记录再现装置，包括：
如权利要求26所述的光拾取装置，和
支承装置，其支承的第一光信息记录媒体和第二光信息记录媒体，以使所述光拾取装置能进行信息的记录和/或再现。
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